“产业质量的基础就是基础测量，测量和仪器才是基础的基础······”

 

5月23日，在中国计量科学研究院（以下简称“中国计量院”）昌平院区，一场关于米定义、几何量计量及精密测量的学术盛宴正在上演，中国工程院院士谭久彬正在作学术报告。

 

这场为纪念“米”定义40周年的专题报告会，也是中国计量院第十三届科技周活动的重要内容之一。

 

米定义的演进

 

长度计量源远流长。从布手知尺、布指知寸，到举足为跬、迈步定亩；从“腕尺”“一浔”“英里”，到“码”“英尺”“英寸”；从汉代以黄钟律管的九寸长度作为法定律尺，到法国大革命时期以地球子午线长度的四千万分之一定义为一米——“米制”概念由此提出。

 

“1908年，清政府商请国际计量局制造了铂铱合金尺原器及镍钢合金尺副原器，它的外层木匣上刻有铭文‘尺之原器，宣统元年制’，这是我们院很重要的一个器物”，中国计量院院长方向娓娓讲述着米定义的演进史，“1963年，我国首次自主复现米定义，并将氪86同位素光谱灯装置确立为长度计量基准。到1983年，第十七届‘国际计量大会’正式通过了利用真空中的光速作为长度单位‘米’的新定义。”

 

从此，米定义不再依赖于实物原器，实现了长度单位从实物基准、自然基准向基本物理常数定义基本单位的过渡，这也是SI国际单位制中第一个以基本物理量常数定义的物理量。

 

2018年国际单位制重新定义之后，米定义的描述更加精准，且直接与铯原子能级跃迁的频率相关联。方向介绍，根据新的米定义，中国计量院正积极开展基于光频梳新的米基准的研究。

 

以米为起点，而今的几何量计量体系正在尺度和维度上扩展，也为新一代国家测量体系的构建奠定基础。

 

加快构建新一代国家测量体系

 

“凡是科技强国，都是仪器强国；凡是制造强国，都是仪器强国；凡是质量强国，都是仪器强国。凡是仪器强国，都有一个强大的国家测量体系。”中国工程院院士谭久彬在报告中表达了他对于加快构建新一代国家测量体系的强烈愿望。

 

据统计，到2017年，诺贝尔奖自然科学获奖项目中，11%的项目因发明科学仪器而直接获奖，72%的物理学奖、81%的化学奖、95%的生理学或医学奖都是借助高精尖科学仪器来完成的。

 

在谭久彬看来，我国国家测量体系还存在与工业测量体系相互脱节、高端领域测量手段缺失等不足。为此，他提出，构建基于基本量常数定义的国家计量体系，促进量值传递扁平化，构建工业测量体系和公共测量体系，将测量嵌入到产品全制造链、全产业链和装备全生命周期。

 

“测量仪器必须小型化、微型化，能嵌入到制造装备里面去，制造装备再嵌入到生产线，最后真正形成智能装备、智能生产线、智能车间、智能工厂，智能制造才真正能实现。”谭久彬如是说。

 

高端装备制造中的整体测量

 

正如大家所知，米定义的发展，推动了激光测长技术的快速发展，催生了高端制造业。当前，在智能制造背景下，对高端复杂制造系统的关键几何参数进行精准测量已成为必然要求。

 

天津大学教授邾继贵带领的团队一直深耕于装备智能制造精密测量领域，对高端装备制造中的多站整体测量及几何误差控制有着深入研究。他的团队现已研制了面向大型装备制造的新形态整体测量仪器系统，实现了与多类型智能装备及多工艺流程的深度集成，建立了支持大型装备高质量自动化制造过程精度控制与实时反馈的测量系统。

 

在报告中，邾继贵分享了基于整体测量场的某数字化建设产品，现已服务于某高端装备制造中，解决了外场环境下实时位姿高精度同步测量的难题，有效保障了装备的质量和精度。

 

“研究具有统一时空基准的大尺度、高精度、多任务、多参数空间坐标测量技术，是实现复杂制造实体与数字模型精准映射的关键，更是推动复杂制造系统数字化、智能化演进的前提条件。”邾继贵说。

 

米的智能化发展及展望

 

邾继贵团队所做的工作，也是谭久彬一直所强调的，“我们现在所研发的仪器，一定要在数字化、网络化和智能化平台上运行”。

 

“未来，‘米’的智能化发展，一方面是自身的智能化发展，开展远程校准、工业现场原位溯源及数字孪生技术研究，实现扁平化、数字化的量值传递及网络化测量；另一方面，将‘米’计量深度融入智能化产业，如智能驾驶、增材制造、工业机器人、集成电路产业等，进一步推动计量技术从‘米制’向‘米智’发展，支撑人工智能时代的发展。”方向在报告最后作出展望。

 

米的发展反映计量的发展，米的未来反映计量的未来。“米”定义40周年，以米为起点，向着质量强国、制造强国、科技强国再出发。

（来源：《中国质量报》2023年05月29日，作者：石亚楠）