現(xiàn)在，工業(yè)4.0時代來臨，我們在工業(yè)2.0階段的精密級測量能力還沒有建完，沒有形成整體測量能力，對中低端裝備制造質(zhì)量的整體支撐能力尚未形成；我們在工業(yè)3.0階段的超精密級測量能力還處于初級階段，要形成整體測量能力必須付出極大的努力，無法形成對高端裝備制造質(zhì)量的基本支撐能力；但是工業(yè)4.0已經(jīng)開始了，這個階段是在完成整體超精密測量能力的基礎(chǔ)上，達(dá)到高端裝備制造的“完整精度”階段?！巴暾取钡膬?nèi)涵是使制造精度與測量精度更完整、更優(yōu)化、效率更高、成本更低，更適于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化制造?？梢娢覀兠媾R的工作極其復(fù)雜、極其艱巨、極其緊迫，工業(yè)2.0要補(bǔ)課，3.0要追齊，4.0要同步和勝出。

我國提升高端裝備制造質(zhì)量面臨的測量手段挑戰(zhàn)

目前支撐產(chǎn)品制造質(zhì)量的測量手段可分為三個部分：一部分是我們有測量能力，但是這部分測量主要是一種由局部代替整體的測量。比如在圖紙上標(biāo)注圓柱類零件形狀的時候，一般只標(biāo)注一個截面的圓度，再標(biāo)注一個豎線的直線度。這主要考慮到我們現(xiàn)有的測量手段限制。在實(shí)際測量時，絕大部分有用信息被漏掉了。即便是這樣的測量，我們在很多方面也不具備測量手段。第二部分是我們只具備部分測量能力。比如平板顯示器生產(chǎn)線，我們通常是從8塊平板顯示器中抽出一塊來測量，或者從6塊平板顯示器中抽出一塊來測量，而且是只在平板顯示器上選擇幾個點(diǎn)測量，這是在抽檢的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部代替整體的測量方式，測量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)不能反映平板顯示器的制造質(zhì)量，所以良率很難控制。第三部分是根本沒有測量能力，在圖紙上也不標(biāo)注了。用這樣的測量能力無法支撐我國高端裝備制造，更無法支撐高端裝備制造質(zhì)量的提升。

鑒于上述情況，我國要提升高端裝備制造質(zhì)量將會面臨三個主要挑戰(zhàn)。第一個是整體性問題，國家測量體系不完整；第二個是測量手段呈現(xiàn)碎片化特征，有些儀器發(fā)明或者有些儀器的研發(fā)、生產(chǎn)，都是在一些點(diǎn)上進(jìn)行的，不成體系，不能形成整體能力；第三個是精益化問題，測量對質(zhì)量提升的不可替代的支撐作用，對此我們的認(rèn)識嚴(yán)重不足。

國家測量體系的核心任務(wù)之一是保證龐大的工業(yè)測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。國家測量體系可大致分為國家計量體系和工業(yè)測量體系兩部分。國家計量體系的任務(wù)是保證全國計量量值的準(zhǔn)確一致，僅在這個層面上，我們就存在十分嚴(yán)重的量值傳遞體系不完整問題。以幾何量為例，德國建有123種國家計量標(biāo)準(zhǔn)（裝置），我們只有80種。從總體看，德國是有選擇地發(fā)展裝備制造業(yè)，而我國是成體系的地發(fā)展裝備制造業(yè)，從這個意義上說我們國家缺少的標(biāo)準(zhǔn)裝置就更多了。國家的計量基標(biāo)準(zhǔn)都由國家計量院建立與管理，標(biāo)準(zhǔn)量值須逐級向下傳遞。首先傳遞到大區(qū)一級，再傳遞到省一級，再傳遞到市一級及縣一級，最后傳遞到工廠計量室。由于受能力限制，如技術(shù)能力、地方財力和人力資源限制等，不可能健全與國家計量院計量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量對應(yīng)的計量標(biāo)準(zhǔn)，所以每一級計量機(jī)構(gòu)在建立相應(yīng)級別的計量標(biāo)準(zhǔn)時，都會減少一些計量標(biāo)準(zhǔn)。就我國現(xiàn)有的80項國家標(biāo)準(zhǔn)裝置而言，傳遞到市縣一級時，能建立和管理的計量標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)所剩無幾了。最后傳遞到工廠計量室時，只有很少的計量標(biāo)準(zhǔn)裝置能真正起作用。這樣一個計量體系，無法支撐我國高端裝備制造業(yè)所需要的龐大工業(yè)測量體系的正常運(yùn)行，無法保證工業(yè)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

工業(yè)測量手段碎片化，即現(xiàn)有的精密和超精密測量儀器的種類極少，只在一些點(diǎn)上有測量能力，不成體系，無法形成整體測量能力。這可從三個層面分析。

一是零件層，我國面向裝備制造業(yè)的測量方式與測量體系，基本上是學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)的相關(guān)方式與體系，測量主要是面向零件級的幾何參數(shù)測量。即使是面向零件級測量，實(shí)際上在精密級上我們也測不全。我曾經(jīng)把國內(nèi)某工廠的圖紙和德國某工廠相同零件的圖紙進(jìn)行對照，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)圖紙標(biāo)注的參數(shù)大量缺失，主要是我們對這些參數(shù)沒有能力測量，所以在一些圖紙上干脆就不標(biāo)了。按照這樣的圖紙和測量手段控制零件在制造過程中的質(zhì)量是不可能的。

二是部件層。部件層面因產(chǎn)品千差萬別，導(dǎo)致集成調(diào)試所需儀器原理和具體測量方法也各不相同，需要專門定制專用測量儀器，而不能直接采用通用儀器。實(shí)際上，目前裝備制造車間里，專用測量儀器大量缺失。由于沒有成體系的專用測量儀器，有些車間只好用通用儀器來替代專用儀器進(jìn)行測量，這是非常不合理的，因?yàn)楹芏鄬Ｓ脺y量需求是通用儀器實(shí)現(xiàn)不了的。這個問題普遍存在。由此可見，部件層現(xiàn)有的專用測量手段基本上都是碎片化的，不能形成整體測量能力，導(dǎo)致部件集成質(zhì)量無法控制。

三是整機(jī)層。不僅部件裝配層需要專用測量儀器，整機(jī)測量層也需要大批專用測量儀器，整機(jī)裝調(diào)完成以后對整機(jī)性能的測試層面還需要一批專用測量儀器。整機(jī)層的狀況與部件層狀況類似，但更嚴(yán)重。