趙彬，潘超

（1.中國航空研究院，北京 100029；2.航空工業(yè)北京長城計量測試技術(shù)研究所，北京 100095）

0 引言

科技要發(fā)展，計量須先行。計量是一門基礎(chǔ)性科學(xué)技術(shù)，也是國家核心競爭力的重要標(biāo)志。作為國防科技工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的軍工計量是國防科技自主創(chuàng)新發(fā)展的重要支撐力量，在武器裝備研制、國防科技工業(yè)建設(shè)和國民經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用［1-3］。進(jìn)入新時期，黨和國家對科技創(chuàng)新發(fā)展和軍工計量能力建設(shè)提出了更高要求。黨的二十大報告提出，“堅持科技是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是第一動力，深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。鞏固提高一體化國家戰(zhàn)略體系和能力，優(yōu)化國防科技工業(yè)體系和布局，加強國防科技工業(yè)能力建設(shè)。”隨著武器裝備正向研制、高質(zhì)量發(fā)展需求的不斷提出，軍工計量能力發(fā)展的不足日益顯現(xiàn)。本文對軍工計量如何立足現(xiàn)有能力，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強創(chuàng)新發(fā)展，以更好地提高軍工計量保障能力、持續(xù)促進(jìn)國防科技工業(yè)進(jìn)步，展開了思考并提出幾點建議。

1 軍工計量的能力現(xiàn)狀

軍工計量起源于20世紀(jì)50年代，面向國防建設(shè)，也面向國民經(jīng)濟建設(shè)，經(jīng)過七十年艱苦卓越的發(fā)展，建立了系統(tǒng)完善、水平先進(jìn)、開放共享的軍工計量體系。截止到“十三五”末，軍工計量形成了以計量與校準(zhǔn)實驗室為基礎(chǔ)，一級計量技術(shù)機構(gòu)為核心，二、三級計量技術(shù)機構(gòu)為補充平臺的技術(shù)機構(gòu)體系［4］，覆蓋了幾何量、熱學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、無線電電子學(xué)、時間頻率、聲學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、電離輻射十大專業(yè)，在核、航天、航空、兵器、船舶、軍工電子等行業(yè)［5］中均有所涉及。七十年時間里，軍工計量為武器裝備的發(fā)展，為國防科技工業(yè)和國防現(xiàn)代化建設(shè)作出了基礎(chǔ)性和保障性貢獻(xiàn)。軍工計量已形成具有典型軍工特色的計量能力現(xiàn)狀，但同時也存在一些能力的不足。

1）軍工特色計量能力及量值傳遞體系逐步完善，但復(fù)雜環(huán)境下多參數(shù)校準(zhǔn)能力仍然不足

軍工特色計量能力及量值傳遞體系是“十五”到“十三五”軍工計量建設(shè)的重點方向，突出國防軍工特色，針對武器裝備研制過程中出現(xiàn)的極值量、動態(tài)量、部分復(fù)雜環(huán)境下的綜合參數(shù)校準(zhǔn)等，軍工計量通過自主創(chuàng)新建立了一批國防計量標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)測量設(shè)備設(shè)施，突破了多項關(guān)鍵技術(shù)，建立了一批國防特需的標(biāo)準(zhǔn)裝置，為國防科技工業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)［6］。與此同時，實驗室、現(xiàn)場、在線和綜合校準(zhǔn)能力不斷提高，軍工計量量值傳遞體系得到逐步完善。

目前，軍工特色計量能力已初具規(guī)模，針對各專業(yè)各參數(shù)的校準(zhǔn)都能在實驗室環(huán)境中得到精準(zhǔn)的計量和標(biāo)定，但復(fù)雜環(huán)境下多參數(shù)綜合校準(zhǔn)能力不足。如何建立大型綜合參數(shù)校準(zhǔn)裝置，并把實驗室計量和現(xiàn)場計量相關(guān)聯(lián)，這些問題在過去并沒有很好地解決。提升復(fù)雜環(huán)境和多參數(shù)的計量校準(zhǔn)能力成為今后科研人員亟待研究的重點。

2）前沿探索能力已初具規(guī)模，但未來仍有廣闊研究空間

計量是一門涉及到測量和應(yīng)用的基礎(chǔ)性科學(xué)技術(shù)，計量前沿技術(shù)的發(fā)展不斷推動其他技術(shù)的進(jìn)步，與此同時，具有顛覆性的前沿技術(shù)也在逐步改變計量的方法和手段。多年來，科研人員不斷追蹤計量前沿技術(shù)發(fā)展，對納米、飛秒激光、太赫茲、量子等技術(shù)在計量領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展開展機理研究，突破核心關(guān)鍵技術(shù)，建立相關(guān)校準(zhǔn)裝置，并進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化，為后續(xù)新技術(shù)在計量領(lǐng)域的拓展應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

以量子技術(shù)為代表，量子測量涵蓋電磁場、加速度、角速度、重力應(yīng)力、時間頻率等物理量，廣泛應(yīng)用于國防科技及其他領(lǐng)域，各個國家高度重視量子技術(shù)的發(fā)展并加大研究開發(fā)力度。目前國內(nèi)量子測量產(chǎn)業(yè)目前仍處于初級階段，部分研究成果與國際領(lǐng)先水平還有1～2個數(shù)量級的差距。在國防科技領(lǐng)域，中國電子、航天科技、航天科工、中國船舶等集團公司下屬的研究機構(gòu)正逐步在各自優(yōu)勢領(lǐng)域開展量子測量方面的研究，開展原理樣機向工程化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，為量子技術(shù)未來發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)［7］。

目前武器裝備的計量還是以實驗室實物計量為主，隨著科學(xué)技術(shù)的快速演進(jìn)及國內(nèi)科研機構(gòu)的大力攻關(guān)，基于量子效應(yīng)的量子基準(zhǔn)將逐步取代傳統(tǒng)實物基準(zhǔn)，一旦可以實現(xiàn)量子等無實物傳遞和溯源，或者實現(xiàn)量子設(shè)備的實時計量，將對裝備計量的原理和方式產(chǎn)生根本性變革［8］，未來校準(zhǔn)模型量子化、校準(zhǔn)系統(tǒng)小型化與芯片化等方面仍亟待探索。

3）數(shù)字化技術(shù)對型號研制和軍民融合做了大量支撐，但協(xié)同研制、敏捷研發(fā)能力不足

數(shù)字化技術(shù)作為平臺技術(shù)，為軍工計量的型號研制任務(wù)和軍民融合發(fā)展做了有力支撐。在型號研制中，各單位通過建立信息化計量校準(zhǔn)系統(tǒng)和模型數(shù)據(jù)庫，貫穿從設(shè)計-研制-生產(chǎn)-試驗的全流程，為型號全生命周期量傳、溯源工作打下了一定基礎(chǔ)；在軍民融合方面，數(shù)字化軟件作為計量技術(shù)應(yīng)用及成果轉(zhuǎn)化落地的主要手段之一，拓寬了軍工計量技術(shù)機構(gòu)的民用服務(wù)市場，突出了軍工計量既保障武器裝備研制，又促進(jìn)國民經(jīng)濟發(fā)展的宗旨。

但目前數(shù)字化技術(shù)在計量行業(yè)的應(yīng)用還不夠深入，數(shù)字化能力在裝備的協(xié)同研制、敏捷研發(fā)、市場服務(wù)上仍需加大建設(shè)。在型號研制方面，計量數(shù)字化模型還處于起步階段，未與設(shè)計、試驗、制造環(huán)節(jié)深度融合，同時各單位計量數(shù)字化模型設(shè)計存在標(biāo)準(zhǔn)不夠統(tǒng)一、協(xié)同不夠等問題；在軍民融合方面，各單位計量校準(zhǔn)平臺之間比較封閉，互不相通，嚴(yán)重制約了校準(zhǔn)效率，行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為目前計量軍民市場產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)注重點。面向新時期，要建立要素共享、數(shù)據(jù)貫通、產(chǎn)品定制、管理智能的計量能力新體系，為裝備快速研制和軍民融合提供支撐。充分利用先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)，打通型號研制全流程及計量全體軍、民市場產(chǎn)業(yè)鏈路，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期、全業(yè)務(wù)流程貫通，是計量技術(shù)長遠(yuǎn)發(fā)展的重點方向之一。

2 新時期面臨的新形勢和新要求

當(dāng)前，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命蓄勢待發(fā)，二十大報告提出了要“加快構(gòu)建新發(fā)展格局，著力推動高質(zhì)量發(fā)展”。制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展離不開科技創(chuàng)新，而科技創(chuàng)新又離不開完善的基礎(chǔ)性制度體系和高水平平臺的支撐保障。軍工計量作為國防科技技術(shù)基礎(chǔ)的重要組成部分和國家戰(zhàn)略科技力量，理應(yīng)發(fā)揮“領(lǐng)頭雁”、“試金石”的作用。新時期軍工計量面臨著挑戰(zhàn)和機遇并存的局面。

1）高新武器裝備發(fā)展對軍工計量技術(shù)水平提出更高要求

近年來世界軍事變革加速推進(jìn)，我國武器裝備正在由跟蹤研仿向自主研發(fā)的正向設(shè)計轉(zhuǎn)變，軍工計量作為國防科技工業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)平臺，也在經(jīng)歷深刻變革。隨著高新武器裝備升級換代，其研制生產(chǎn)過程對新型計量器具的量程和精度要求不斷提高，例如航空發(fā)動機涉及的高溫、高壓、振動、沖擊等多參數(shù)耦合問題，目前實驗室單一參數(shù)校準(zhǔn)環(huán)境難以滿足其校準(zhǔn)需求；同時隨著太空、深海、臨近空間、復(fù)雜電磁、極限高溫振動等作戰(zhàn)環(huán)境的日益復(fù)雜，給裝備戰(zhàn)技指標(biāo)的準(zhǔn)確計量評價帶來新的挑戰(zhàn)。實驗室和現(xiàn)場環(huán)境的多參數(shù)綜合校準(zhǔn)、新領(lǐng)域戰(zhàn)技指標(biāo)評價為軍工計量下一步發(fā)展帶來新的難題。

2）科學(xué)技術(shù)發(fā)展帶動計量技術(shù)不斷自主創(chuàng)新

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，計量技術(shù)也在自身創(chuàng)新發(fā)展中不斷前進(jìn)，量子、微納米、動態(tài)校準(zhǔn)等新技術(shù)給計量帶來了顛覆性影響，將不斷探尋新的校準(zhǔn)方法，擴展計量校準(zhǔn)極限，突破測量精度極限等。新技術(shù)的發(fā)展將對計量技術(shù)帶來一系列深刻變革，甚至改變計量傳遞體系。

近十年國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)飛速發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)得到充分應(yīng)用和發(fā)展，可以為各計量單位信息化存在的發(fā)展程度不一、協(xié)同效率不高、檢定標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題提供解決思路；也可以為計量行業(yè)未來的數(shù)字化發(fā)展提供借鑒，從而帶動全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。

3）軍民融合等重大發(fā)展戰(zhàn)略對軍工計量發(fā)展提出更高要求

軍工計量作為典型的既服務(wù)于國防建設(shè)又服務(wù)于國民經(jīng)濟建設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)平臺，是軍民融合的典型示范領(lǐng)域，也是衡量軍民融合發(fā)展水平的重要標(biāo)志［9-10］。中央提出的加快制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、軍民融合等戰(zhàn)略，對軍工計量發(fā)展提出更高要求，既要全面支撐國防軍隊建設(shè)，也要深度服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展。軍工計量要加快計量科技成果的轉(zhuǎn)化、推廣與應(yīng)用，協(xié)同全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)步，同時進(jìn)一步擴大服務(wù)范圍，支撐裝備建設(shè)，促進(jìn)國民經(jīng)濟發(fā)展。

3 思考和建議

進(jìn)入新時期，立足戰(zhàn)略使命、聚焦裝備建設(shè)，兼顧技術(shù)發(fā)展，基于自身能力基礎(chǔ)，軍工計量能力創(chuàng)新發(fā)展方向有以下思考和建議：

1）加強前沿技術(shù)研究能力，堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展

隨著大國競爭中高新武器裝備的快速演進(jìn)，軍工計量要把前沿技術(shù)研究作為創(chuàng)新發(fā)展的第一動力，主要可從以下兩方面著手：一是要瞄準(zhǔn)裝備需求，關(guān)注其研制過程中可能應(yīng)用的顛覆性技術(shù)，例如在實戰(zhàn)復(fù)雜環(huán)境中涉及的量子適時校準(zhǔn)技術(shù)，在智能制造涉及的微納尺度測量技術(shù)，在雷達(dá)領(lǐng)域涉及的太赫茲測量及校準(zhǔn)技術(shù)等；二是要對標(biāo)國際先進(jìn)，持續(xù)跟蹤國際計量前沿技術(shù)熱點，開展前瞻性、創(chuàng)新性研究，與國際先進(jìn)技術(shù)單位加強合作。新時期對前沿技術(shù)加大投入和研究力度，加快建設(shè)以量子技術(shù)為代表的前沿技術(shù)應(yīng)用研究能力，加強技術(shù)原理、設(shè)計分析、試驗驗證、應(yīng)用推廣等能力建設(shè)，突破關(guān)鍵技術(shù)，研制原理顛覆性的計量標(biāo)準(zhǔn)裝置，并積極開展成果轉(zhuǎn)化，孕育具備核心競爭力的高端測試儀器儀表，持續(xù)增強軍工計量的原始性創(chuàng)新，形成軍工計量的核心能力。

2）夯實軍工特色計量能力，提升綜合保障能力

下一代武器裝備研制對計量提出量值極限拓展、復(fù)雜環(huán)境校準(zhǔn)、多參數(shù)綜合校準(zhǔn)等要求，在目前實驗室計量能力上要繼續(xù)補足量值傳遞體系短板，完善實驗室計量標(biāo)準(zhǔn)和量值傳遞體系。要繼續(xù)加強軍工特色計量技術(shù)基礎(chǔ)平臺建設(shè)，重點建設(shè)裝備研制和生產(chǎn)過程中涉及的技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)驗證、技術(shù)轉(zhuǎn)化等能力，實現(xiàn)計量的全過程、全方位服務(wù)。

現(xiàn)代數(shù)字化和智能化生產(chǎn)制造技術(shù)中應(yīng)用了越來越多的新型技術(shù)，給傳統(tǒng)計量方法涉及的參數(shù)、精度等帶來了很大沖擊，繼續(xù)提高、完善建設(shè)國防計量標(biāo)準(zhǔn)，完善實驗室計量技術(shù)體系，確保量值能夠精準(zhǔn)溯源；加強多參數(shù)校準(zhǔn)所需的設(shè)計分析、應(yīng)用驗證能力建設(shè)；針對實驗室計量仍和現(xiàn)場計量脫節(jié)的問題，加快大型綜合計量校準(zhǔn)設(shè)備研發(fā)所需的設(shè)計與應(yīng)用能力建設(shè)，并進(jìn)行試驗系統(tǒng)的綜合、動態(tài)、現(xiàn)場計量校準(zhǔn)技術(shù)研究，夯實武器裝備的全生命周期溯源能力。

3）發(fā)展數(shù)字化基礎(chǔ)能力，為型號研制和軍民融合發(fā)展做好支撐

軍工計量作為創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)動力、轉(zhuǎn)型升級的技術(shù)基礎(chǔ)，其開放化、融合化發(fā)展極其重要。新時期軍工計量要進(jìn)一步加大服務(wù)范圍，拓寬為國防建設(shè)和國民經(jīng)濟服務(wù)的廣度和深度，建立開放性的軍工計量體系，拓寬其在軍民融合應(yīng)用的廣度，其中數(shù)字化信息技術(shù)大有作為。同時，隨著高新武器裝備研制周期越來越快，計量作為基礎(chǔ)支撐技術(shù)，應(yīng)加快計量行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升武器裝備研制效率，保障裝備研制和制造的各個環(huán)節(jié)。加強數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，逐步形成基于云平臺的組件化基礎(chǔ)設(shè)施能力；開展計量數(shù)字化模型開發(fā)能力建設(shè)，支撐國防科技工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和軍工深度融合發(fā)展。

利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)賦能計量行業(yè)，建立軍工計量大數(shù)據(jù)中心，將計量模型、數(shù)據(jù)貫穿武器裝備涉及的設(shè)計、制造、部件試驗、總體試驗等過程，探索基于數(shù)字孿生的計量模型與計量校準(zhǔn)系統(tǒng)相互映射，提升武器裝備研制和生產(chǎn)效率。其中，模型和數(shù)據(jù)是數(shù)字化發(fā)展的關(guān)鍵要素，結(jié)合計量的基礎(chǔ)性背景，要加快計量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累和分析。

建立基礎(chǔ)設(shè)施健壯的業(yè)務(wù)協(xié)同云平臺，打通產(chǎn)業(yè)鏈信息壁壘，實現(xiàn)軍、民市場的全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期、全業(yè)務(wù)流程貫通，建立計量行業(yè)高效、協(xié)同的一張網(wǎng)，更好地為武器裝備研制和國民經(jīng)濟服務(wù)。

4 結(jié)束語

本文從軍工特色計量能力及量值傳遞體系、前沿探索能力、數(shù)字化技術(shù)對軍工計量型號研制任務(wù)和軍民融合發(fā)展給予有力支撐三個方面，分析了軍工特色計量能力的現(xiàn)狀和不足，又進(jìn)一步結(jié)合新時期面臨的形勢和要求，分析了軍工計量能力創(chuàng)新發(fā)展的思考和建議。進(jìn)入新時期，軍工計量使命光榮，責(zé)任重大。隨著國家主管部門的進(jìn)一步投入和支持［11］，軍工計量會在目前能力基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展和提升，會為武裝裝備科研生產(chǎn)提供更為有力的計量保障，為國防科技工業(yè)發(fā)展發(fā)揮更為堅實的作用，為經(jīng)濟社會發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。