智能制造時(shí)代的計(jì)量——云計(jì)量

張澤光，李少壯，李偉

(中航工業(yè)北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所，北京100095)

摘要：從分析計(jì)量工作的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)出發(fā)，結(jié)合《中國(guó)制造2025》的發(fā)展需求，對(duì)計(jì)量工作的數(shù)字化和智能化與智能制造的融合進(jìn)行了分析；提出了計(jì)量的網(wǎng)絡(luò)化溯源與遠(yuǎn)程計(jì)量及智能化的計(jì)量管理與控制的構(gòu)想，分析說(shuō)明了其實(shí)現(xiàn)的可能性，即云計(jì)量的發(fā)展與應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：云計(jì)量；計(jì)量服務(wù)；計(jì)量與制造的融合；數(shù)字化；智能化；大數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)化溯源；遠(yuǎn)程計(jì)量

doi：10.11823/j.issn.1674-5795.2015.04.01

中圖分類(lèi)號(hào)：TB9

收稿日期：2015-07-23；修回日期：2015-08-10

作者簡(jiǎn)介：張澤光(1962-)，男，高級(jí)工程師，主要從事力學(xué)計(jì)量及測(cè)試技術(shù)研究；李少壯(1967-)，男，高級(jí)工程師，主要從事計(jì)量管理及測(cè)試技術(shù)研究。

Cloud Measurement：Measurement of Intelligent Manufacturing Time

ZHANG Zeguang，LI Shaozhuang，LI Wei

(Changcheng Institute of Metrology & Measurement，Beijing 100095，China)

Abstract：Based on the analysis on the current situation and development of metrological work，we combine the future development requirements according to “China Manufacture 2025”，and analyze the integration of digitalization and intelligence into intelligent manufacturing. Measurement traceability via internet，remote measurement and intelligent measurement management/control are brought forward respectively. At same time，the possibility and feasibility has been illustrated，i.e.，the future development and application of cloud measurement.

Key words：cloud measurement；service on metrology industry；integration of measurement and manufacture；digitization；intelligence；big data；traceability via network；remote measurement

0引言

計(jì)量是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)[1]。為了確保測(cè)量過(guò)程中量值單位的統(tǒng)一和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，圍繞著量值開(kāi)展的技術(shù)研究、應(yīng)用支持、市場(chǎng)服務(wù)、監(jiān)督管理等活動(dòng)，統(tǒng)稱(chēng)為計(jì)量工作。計(jì)量工作是為制造業(yè)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)試驗(yàn)、國(guó)內(nèi)外貿(mào)易以及人民的健康、安全提供計(jì)量保證，維護(hù)國(guó)家和人民利益的一系列業(yè)務(wù)活動(dòng)。目前，計(jì)量是一種保障性勞動(dòng)服務(wù)，既有公益性，亦有商業(yè)性。

計(jì)量學(xué)是關(guān)于測(cè)量及其應(yīng)用的科學(xué)[1]，計(jì)量技術(shù)是重要的工業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)，計(jì)量工作是支撐工業(yè)發(fā)展升級(jí)的重要基礎(chǔ)工作。伴隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，加快推進(jìn)計(jì)量技術(shù)與信息物理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合，使計(jì)量工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、規(guī)范化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化，并融入產(chǎn)品制造流程，已經(jīng)成為計(jì)量工作者不可回避的重大任務(wù)。在產(chǎn)品制造活動(dòng)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的背景下，“云計(jì)量”為計(jì)量工作全面融入工業(yè)制造過(guò)程提供了可行的途徑。

1我國(guó)計(jì)量工作的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

1.1計(jì)量工作的現(xiàn)狀

我國(guó)的計(jì)量服務(wù)活動(dòng)以行政管理為主導(dǎo)，兼顧市場(chǎng)需求，形成了以建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具、傳遞量值為核心內(nèi)容，依托計(jì)量實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展計(jì)量工作和市場(chǎng)服務(wù)的業(yè)務(wù)模式?！敖⑵饋?lái)、傳遞下去”為核心的計(jì)量工作，以計(jì)量檢定、校準(zhǔn)、測(cè)試等多種服務(wù)形式，為滿(mǎn)足傳統(tǒng)模式的工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易等社會(huì)活動(dòng)發(fā)揮了重要的支撐作用，保證了社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展中量值的準(zhǔn)確和統(tǒng)一。隨著企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)組織方式的進(jìn)步，當(dāng)前可供國(guó)內(nèi)企業(yè)選擇的計(jì)量服務(wù)資源已經(jīng)表現(xiàn)出了一定的局限性——雖然有相當(dāng)數(shù)量的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室作為補(bǔ)充，可為市場(chǎng)提供計(jì)量服務(wù)，但服務(wù)模式基本都是依托計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、人員、環(huán)境進(jìn)行，需要客戶(hù)將所需計(jì)量的器具送到相關(guān)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定/校準(zhǔn)，計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的人員只能對(duì)少量不宜搬運(yùn)、易損壞、易失準(zhǔn)的計(jì)量器具在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)或在線(xiàn)提供測(cè)試/校準(zhǔn)服務(wù)。這種模式不僅有賴(lài)于大量社會(huì)資源予以支撐，更因其效率低、人為影響大，使得提升服務(wù)質(zhì)量的努力往往事倍功半。

伴隨著工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展，以數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的應(yīng)用為標(biāo)志，生產(chǎn)流程的動(dòng)態(tài)重組與產(chǎn)品全壽命周期保障已經(jīng)成為支撐新一代產(chǎn)品發(fā)展的主要的模式，要求計(jì)量工作能夠更緊密地與生產(chǎn)過(guò)程相銜接，融入生產(chǎn)流程、融入過(guò)程控制。傳統(tǒng)的以“建立起來(lái)、傳遞下去”為核心的計(jì)量工作亟待做出與之相適應(yīng)的轉(zhuǎn)變。

1.2計(jì)量工作的發(fā)展變化

隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展逐步進(jìn)入智能制造時(shí)代，計(jì)量工作中的各種檢定/校準(zhǔn)、檢測(cè)活動(dòng)也呈現(xiàn)出以下幾種新變化：

1.2.1計(jì)量與制造的深度融合

智能制造模式的生產(chǎn)活動(dòng)需要檢定/校準(zhǔn)、測(cè)試、檢測(cè)等計(jì)量活動(dòng)與制造過(guò)程深度融合，計(jì)量將從保障計(jì)量器具等檢測(cè)手段的準(zhǔn)確向保證制造過(guò)程參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確可靠拓展。針對(duì)不易拆卸的計(jì)量器具的在線(xiàn)(原位)計(jì)量和專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量，其量值評(píng)價(jià)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程控制密切相關(guān)，計(jì)量服務(wù)活動(dòng)將更加全面的融入生產(chǎn)制造流程中。獨(dú)立的、游離于生產(chǎn)流程之外的、依托實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)量值評(píng)價(jià)活動(dòng)將被智能制造所拋棄。

1.2.2量值的數(shù)字化和測(cè)量的模型化

隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品(包括計(jì)量器具)的輸出量值將越來(lái)越多的由模擬量輸出轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量輸出；同時(shí)，為適應(yīng)產(chǎn)品自身的智能化發(fā)展趨勢(shì)和產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提高，產(chǎn)品和測(cè)量手段的模型化也在不斷發(fā)展完善。數(shù)字化的測(cè)量手段不僅減少了人為主觀(guān)因素帶來(lái)的制造和測(cè)量偏差，而且大大提高了制造和測(cè)量工作的效率，為智能制造提供了技術(shù)支撐。

目前，國(guó)際單位制中的七個(gè)基本量已有六個(gè)實(shí)現(xiàn)了向自然基準(zhǔn)過(guò)渡，只有質(zhì)量還是依賴(lài)人工實(shí)物基準(zhǔn)。國(guó)際計(jì)量界正在攜手對(duì)質(zhì)量參數(shù)的基準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)研究，未來(lái)也將實(shí)現(xiàn)質(zhì)量參數(shù)的溯源向自然基準(zhǔn)過(guò)渡。在工程實(shí)踐活動(dòng)中，計(jì)量器具的量值溯源可望將不再按照傳統(tǒng)送檢方式實(shí)施，而是直接在“云平臺(tái)”中獲取相應(yīng)準(zhǔn)確度的量值。

1.2.3計(jì)量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的深度融合

計(jì)量已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中科學(xué)量度的代名詞，如：計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)等。以其科學(xué)性為基礎(chǔ)，計(jì)量的理念已深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，并得到了社會(huì)公眾的廣泛認(rèn)同，它將成為支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)技術(shù)，如：市場(chǎng)監(jiān)管、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工業(yè)生產(chǎn)等。計(jì)量以其技術(shù)服務(wù)保障活動(dòng)的準(zhǔn)確性、一致性、溯源性和科學(xué)性已經(jīng)成為公正第三方的代名詞，它是產(chǎn)品品質(zhì)的保障，它是技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)，它是科學(xué)正確性的裁判。在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，計(jì)量必將更深地融入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面，多維度地與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)生交集，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的繁榮和發(fā)展。

2計(jì)量轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然性

《中國(guó)制造2025》已經(jīng)提出要加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)的融合發(fā)展，著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程智能化，培育新型生產(chǎn)方式，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平。推動(dòng)智能裝備和產(chǎn)品研發(fā)、系統(tǒng)集成創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)在企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理、銷(xiāo)售服務(wù)等全流程和全產(chǎn)業(yè)鏈的綜合集成應(yīng)用[2]。研發(fā)具有深度感知、智慧決策、自動(dòng)執(zhí)行功能的智能制造裝備。突破新型傳感器、智能測(cè)量?jī)x表、工業(yè)控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器和減速器等智能核心裝置，加快人機(jī)智能交互技術(shù)和裝備在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自適應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)智能管控[2]。要加強(qiáng)智能檢測(cè)監(jiān)管體系建設(shè)，提高智能化水平。欲達(dá)成上述目標(biāo)，面向新的生產(chǎn)方式，計(jì)量必須積極主動(dòng)地全面融入到智能制造的流程當(dāng)中去。要通過(guò)創(chuàng)新計(jì)量服務(wù)模式來(lái)改進(jìn)計(jì)量工作的效率，適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展條件下產(chǎn)品生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易、科學(xué)研究活動(dòng)對(duì)計(jì)量的新需求。

2.1數(shù)字化、智能化的推動(dòng)

《中國(guó)制造2025》已經(jīng)為人們描繪出這樣的前景：企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)，特別是制造業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)，由數(shù)字化到智能化，通過(guò)推進(jìn)制造過(guò)程智能化，深化互聯(lián)網(wǎng)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用，到2025年，國(guó)內(nèi)的制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)⑷鎸?shí)現(xiàn)智能化。目前的產(chǎn)品制造過(guò)程中，計(jì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)依然是獨(dú)立于數(shù)字化流程之外，這已經(jīng)成為制約生產(chǎn)效率的瓶頸。只有對(duì)計(jì)量服務(wù)的模式和技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，才能適應(yīng)數(shù)字化生產(chǎn)的需要?？梢灶A(yù)期的是未來(lái)智能化制造必然對(duì)計(jì)量工作會(huì)提出更高的要求，依照現(xiàn)有計(jì)量服務(wù)模式的量值傳遞工作必將成為歷史。

2.2計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)企業(yè)化運(yùn)營(yíng)的要求

現(xiàn)階段，計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的企業(yè)化運(yùn)營(yíng)已成為適應(yīng)公共服務(wù)與市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)一體化發(fā)展的必然要求。在向企業(yè)化運(yùn)營(yíng)方式轉(zhuǎn)型過(guò)程中，計(jì)量服務(wù)的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作不僅需要人們思想觀(guān)念的轉(zhuǎn)變，還需要物質(zhì)條件的支撐，需要運(yùn)作平臺(tái)的建設(shè)與技術(shù)手段的配套。創(chuàng)新發(fā)展計(jì)量服務(wù)模式，不僅是計(jì)量技術(shù)服務(wù)企業(yè)發(fā)展的需要，也是這場(chǎng)工業(yè)革命的內(nèi)在要求。國(guó)家質(zhì)檢總局明確要求：計(jì)量工作要從保證計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具準(zhǔn)確延伸到保證過(guò)程參量準(zhǔn)確，積極參與到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中去。因此，創(chuàng)新工作模式和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)勢(shì)在必行，要從根本上提升計(jì)量工作效率、適應(yīng)市場(chǎng)變化，要積極主動(dòng)地適應(yīng)工業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)、適應(yīng)即將到來(lái)的智能制造技術(shù)的革命性變化的需求。

2.3公共服務(wù)發(fā)展的需求

計(jì)量服務(wù)具有公益服務(wù)性，必須滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)公共服務(wù)的要求，必須通過(guò)便捷的交互平臺(tái)為社會(huì)提供服務(wù)窗口或渠道。任何企業(yè)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的生存發(fā)展都不可回避自身經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的資源獲取問(wèn)題。有形具象的業(yè)務(wù)工作平臺(tái)也是獲得資源的必要保證和開(kāi)展經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)條件。面對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)和地域融合等變化，特別是全社會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化的需求，傳統(tǒng)的依托實(shí)驗(yàn)室這類(lèi)物理平臺(tái)開(kāi)展服務(wù)的計(jì)量工作模式必將要發(fā)生改變。

2.4產(chǎn)品質(zhì)量保證的需求

計(jì)量工作是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)制造和使用全壽命過(guò)程的重要保障。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)全過(guò)程都涉及計(jì)量工作，從設(shè)計(jì)或工藝過(guò)程中技術(shù)指標(biāo)的可計(jì)量性描述，到生產(chǎn)、試驗(yàn)過(guò)程中檢驗(yàn)、驗(yàn)收所提供的測(cè)量、試驗(yàn)數(shù)據(jù)，所有相關(guān)量值都需要科學(xué)溯源，以確保量值的準(zhǔn)確、可靠、統(tǒng)一。隨著社會(huì)發(fā)展，各行業(yè)都需要高效率運(yùn)作，以快捷的方式獲取測(cè)量器具的準(zhǔn)確量值，并能夠有效管控其測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠，但目前被動(dòng)送檢的計(jì)量服務(wù)運(yùn)營(yíng)模式顯然無(wú)法滿(mǎn)足這一需求。

3“云計(jì)量”平臺(tái)

作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的一種服務(wù)行業(yè)，計(jì)量服務(wù)在堅(jiān)持公益性的同時(shí)，必須面對(duì)市場(chǎng)需求、適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變革，創(chuàng)新專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)的新模式。“云計(jì)量”就是一種全新的量值保證服務(wù)模式，它是基于對(duì)物理信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用預(yù)期和計(jì)量科學(xué)技術(shù)的發(fā)展預(yù)期，面向未來(lái)的智能制造時(shí)代提出的，是關(guān)于計(jì)量工作與服務(wù)方式的一個(gè)構(gòu)想。

3.1“云計(jì)量”是一種全新的服務(wù)模式

由于信息物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)超出我們的想象，我們只能基于今天對(duì)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的認(rèn)知，來(lái)對(duì)“云計(jì)量”的“云平臺(tái)”的基本應(yīng)用服務(wù)模式做出基本的構(gòu)想。即基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)建立最終用戶(hù)的客戶(hù)終端，充分利用信息技術(shù)和物流管理手段實(shí)現(xiàn)[2]計(jì)量服務(wù)與用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)接；將客戶(hù)需要進(jìn)行檢定/校準(zhǔn)的計(jì)量?jī)x器納入和建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提出申請(qǐng)，調(diào)度分類(lèi)，確定需要送到實(shí)驗(yàn)室檢定/校準(zhǔn)的，可以提供專(zhuān)業(yè)的物流服務(wù)；需要實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的，組織調(diào)派專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員就地就近提供現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)；參與“云平臺(tái)”的中心實(shí)驗(yàn)室、分實(shí)驗(yàn)室或加盟實(shí)驗(yàn)室，在“云平臺(tái)”上既是服務(wù)的供應(yīng)商，也是用戶(hù)之一；而市場(chǎng)最終用戶(hù)，作為“云平臺(tái)”上需求信息的提供者，也是廣泛意義上的“供應(yīng)商”?！霸破脚_(tái)”還可以通過(guò)遠(yuǎn)程在線(xiàn)的專(zhuān)家系統(tǒng)為計(jì)量專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員提供實(shí)時(shí)的技術(shù)服務(wù)需求和技術(shù)服務(wù)方案支持，并支持計(jì)量服務(wù)結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)傳回“云平臺(tái)”。

同時(shí)我們將看到，“云平臺(tái)”將在智能時(shí)代引領(lǐng)未來(lái)計(jì)量的方向，即通過(guò)“云平臺(tái)”的不同數(shù)據(jù)鏈的定義，規(guī)范不同參量和準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)流作為標(biāo)準(zhǔn)量值，鏈接并存儲(chǔ)于“云平臺(tái)”；而附在制造過(guò)程中的各種傳感器則可直接從“云平臺(tái)”獲得溯源信息，對(duì)參量進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)或修正，從而方便快捷準(zhǔn)確地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

實(shí)現(xiàn)上述構(gòu)想，將使得計(jì)量工作真正走進(jìn)智能時(shí)代，這樣的計(jì)量我們稱(chēng)之為完整意義的“云計(jì)量”。如：“時(shí)間”參量目前已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了“云計(jì)量”。但目前“云計(jì)量”尚處于概念初創(chuàng)階段，我們稱(chēng)為“云計(jì)量”的工作模式將具有如下三大特點(diǎn)：

1)網(wǎng)絡(luò)化溯源與遠(yuǎn)程校準(zhǔn)

計(jì)量檢定/校準(zhǔn)工作是確定由計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具提供的量值與被測(cè)器具相應(yīng)示值之間的關(guān)系來(lái)確保被測(cè)器具量值的準(zhǔn)確程度。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化定義的數(shù)據(jù)格式在云端與保持基本量定義的數(shù)字化參量實(shí)時(shí)鏈接，基本量直接溯源到自然基準(zhǔn)，各導(dǎo)出量溯源于基本量，建立標(biāo)準(zhǔn)化定義的云計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)建立標(biāo)準(zhǔn)化定義的各種用戶(hù)端，應(yīng)用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)群和不同準(zhǔn)確度或不確定度的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)檢定或校準(zhǔn)的模型數(shù)據(jù)庫(kù)置于云端。被測(cè)器具的檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定義在云端進(jìn)行比較，以確定被測(cè)器具所得量值的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的溯源。保證終端用戶(hù)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，從而達(dá)到測(cè)量器具的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)。

2)基于模型化及計(jì)量性設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)

隨著產(chǎn)品的智能化水平的提高，產(chǎn)品模型化更加清晰，產(chǎn)品自適應(yīng)能力不斷加強(qiáng)。計(jì)量工作也將隨著數(shù)字化水平的提高，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的各種變化，需要各種自動(dòng)化檢測(cè)的傳感器和系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件，定義不同的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式及接收和發(fā)送數(shù)據(jù)鏈，使終端用戶(hù)實(shí)時(shí)接收云端計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流，對(duì)符合計(jì)量性設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)控制，使計(jì)量從保證計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具延伸至保證參量，從而實(shí)時(shí)保證產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，這將成為未來(lái)計(jì)量服務(wù)的主流。由此帶來(lái)的計(jì)量性設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)傳感器開(kāi)發(fā)及產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)定義各種數(shù)據(jù)流等將成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，而這也必將成為未來(lái)工業(yè)4.0時(shí)代的支撐技術(shù)和公共資源。

3)大數(shù)據(jù)與系統(tǒng)化

“云計(jì)量”主要涉及系統(tǒng)性計(jì)量設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程校準(zhǔn)以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用三個(gè)方面。借助于“云平臺(tái)”來(lái)系統(tǒng)構(gòu)建計(jì)量校準(zhǔn)管理與服務(wù)體系，利用網(wǎng)絡(luò)將“云平臺(tái)”與各終端用戶(hù)有機(jī)結(jié)合，使區(qū)域內(nèi)終端互通有無(wú)、取長(zhǎng)補(bǔ)短實(shí)現(xiàn)資源均衡配置，對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)系統(tǒng)校準(zhǔn)。如：美國(guó)F22飛機(jī)就實(shí)現(xiàn)了中心計(jì)算機(jī)與各系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的有機(jī)配合，系統(tǒng)構(gòu)建了核心關(guān)鍵參數(shù)的系統(tǒng)校準(zhǔn)管理系統(tǒng)，可以在完成第一次打擊返程中進(jìn)行全機(jī)系統(tǒng)校準(zhǔn)。如果將這種大數(shù)據(jù)和系統(tǒng)化管理理念用到“云計(jì)量”管理平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的系統(tǒng)校準(zhǔn)和智能控制。這樣“云平臺(tái)”的價(jià)值就會(huì)凸顯出來(lái)，成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠郑粌H可以節(jié)約大量資源，而且可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率。

總之，“云計(jì)量”是基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)云計(jì)算技術(shù)的一種計(jì)量技術(shù)應(yīng)用服務(wù)模式。即通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)與計(jì)量工作的緊密結(jié)合，將計(jì)量工作相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)，集成在同一信息物理平臺(tái)上，并依托該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與市場(chǎng)的對(duì)接融合。通過(guò)信息物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得與計(jì)量工作相關(guān)的投資融資、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)加工、宣傳推廣、服務(wù)渠道等資源緊緊的聯(lián)系在一起，整合投資方、研究機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)、宣傳媒體、營(yíng)銷(xiāo)商以及物流企業(yè)，建立一個(gè)多主體共贏互利的計(jì)量行業(yè)虛擬生態(tài)圈。

同時(shí)，“云計(jì)量”還是一種計(jì)量科學(xué)研究、裝備研制、技術(shù)服務(wù)的發(fā)展模式。通過(guò)信息物理網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和計(jì)量服務(wù)數(shù)字化的過(guò)程，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，以適應(yīng)模型化和自適應(yīng)智能化產(chǎn)品計(jì)量服務(wù)，使得制造業(yè)量值溯源實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)化。計(jì)量管理活動(dòng)相關(guān)的查詢(xún)、使用、管理、監(jiān)控和交付模式等各類(lèi)信息更加系統(tǒng)方便快捷。

按照上述“云計(jì)量”服務(wù)模式，首先為計(jì)量技術(shù)的發(fā)展提供協(xié)作平臺(tái)和公共資源，最終達(dá)到為智能產(chǎn)品提供隨時(shí)隨地校準(zhǔn)服務(wù)。使單純的計(jì)量校準(zhǔn)工作發(fā)展成為以計(jì)量科學(xué)為支撐的融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用全過(guò)程的綜合技術(shù)服務(wù)。

3.2“云計(jì)量”的應(yīng)用

目前與“云計(jì)量”相類(lèi)似的數(shù)據(jù)服務(wù)理念在各行各業(yè)已經(jīng)初露端倪。如：德國(guó)力士樂(lè)公司已經(jīng)廣泛應(yīng)用的基于手機(jī)等移動(dòng)平臺(tái)的APP(客戶(hù)端應(yīng)用程序)，即可通過(guò)云平臺(tái)的支持，以訪(fǎng)問(wèn)WEB頁(yè)面的方式來(lái)查詢(xún)、獲取現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用所需的應(yīng)用數(shù)據(jù)或?qū)＜以诰€(xiàn)服務(wù)，開(kāi)放核心應(yīng)用的軟件下載界面，工作人員可以利用ipad通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作機(jī)器。在這個(gè)過(guò)程中，不僅可以獲得目標(biāo)傳感器/儀表的狀態(tài)參數(shù)等，還可以進(jìn)行其他操作，甚至可以支持編程處理等的二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用[3]。

另一個(gè)可供借鑒的例子是：德國(guó)賽多利斯公司對(duì)在異地分公司制造天平的質(zhì)量控制，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在其生產(chǎn)過(guò)程中所用的每個(gè)零部件，裝配時(shí)下道工序即對(duì)上道工序進(jìn)行檢驗(yàn)，相關(guān)信息實(shí)時(shí)回傳總部。每臺(tái)成品的性能檢驗(yàn)及環(huán)境試驗(yàn)的每個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)，均有規(guī)范的程序和判別依據(jù)。總部建有大數(shù)據(jù)庫(kù)，將每臺(tái)天平從零部件到產(chǎn)品最終用戶(hù)的每個(gè)環(huán)節(jié)均建立檔案，使得產(chǎn)品全壽命周期的信息得以完整的收集、保存并進(jìn)行挖掘使用，以支持為市場(chǎng)提供更好的服務(wù)。

以上事例表明，借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算，在數(shù)字化的工業(yè)技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新為新的工業(yè)產(chǎn)品的試驗(yàn)和生產(chǎn)提供了很好的管理思路和理念，而“云計(jì)量”正是計(jì)量工作順應(yīng)技術(shù)發(fā)展潮流、適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展需求的最佳發(fā)展模式。

“云計(jì)量”為計(jì)量服務(wù)的發(fā)展指明了方向?！霸破脚_(tái)”是實(shí)現(xiàn)計(jì)量服務(wù)模式創(chuàng)新的載體，也是實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)的計(jì)量工作向智能制造時(shí)代的計(jì)量轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，系統(tǒng)架構(gòu)“云平臺(tái)”并有序?qū)嵤?huì)極大推進(jìn)中國(guó)制造，未來(lái)我國(guó)將建立一批“云平臺(tái)”支持各種行業(yè)的公共服務(wù)。其中計(jì)量云平臺(tái)將會(huì)是《中國(guó)制造2025》的有力支撐，推動(dòng)軟件與服務(wù)、設(shè)計(jì)與制造、技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放共享。

“云計(jì)量”是基于云計(jì)算的一種計(jì)量服務(wù)模式。通過(guò)“云平臺(tái)”的建立和開(kāi)放運(yùn)營(yíng)服務(wù)，可以根據(jù)計(jì)量的科學(xué)性引領(lǐng)客戶(hù)和計(jì)量器具制造商，不斷補(bǔ)充完善公共平臺(tái)的計(jì)量測(cè)量方法、量值的傳遞渠道、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)量值定義等各種信息，對(duì)個(gè)性化服務(wù)做出及時(shí)響應(yīng)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)形成計(jì)量服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈，引領(lǐng)各種資源聚集“云平臺(tái)”，產(chǎn)生聚集效應(yīng)；也可以有效地解決客戶(hù)的特殊需求，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)計(jì)量器具的自覺(jué)管理，而且可以借助通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化的管理服務(wù)，促進(jìn)企業(yè)質(zhì)量管理，實(shí)現(xiàn)計(jì)量器具的動(dòng)態(tài)跟蹤，及時(shí)解決企業(yè)對(duì)專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備的需求，提供開(kāi)發(fā)、研制及校準(zhǔn)技術(shù)支持。

“云計(jì)量”將成為計(jì)量產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵環(huán)節(jié)。計(jì)量行業(yè)是一個(gè)已體系化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的行業(yè)，大部分計(jì)量器具已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，建立起相應(yīng)知識(shí)庫(kù)+智能流程管控的平臺(tái)，將標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的傳感器應(yīng)用到計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)試計(jì)量器具上，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的、實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，使計(jì)量器具的測(cè)控與產(chǎn)品質(zhì)量管理融為一體，已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化實(shí)施條件。

實(shí)現(xiàn)“云計(jì)量”需要一個(gè)漸進(jìn)式的過(guò)程?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，已經(jīng)為架構(gòu)“云平臺(tái)”提供了大量可借鑒的案例。通過(guò)對(duì)目前已較為成熟的基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的商業(yè)服務(wù)模式進(jìn)行分析，我們可以著手搭建“云平臺(tái)”?，F(xiàn)階段計(jì)量測(cè)試工作的特點(diǎn)是工作環(huán)境比較復(fù)雜，工作對(duì)象的需求多種多樣，對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具需求是標(biāo)準(zhǔn)化的，但客戶(hù)的校準(zhǔn)需求是個(gè)性化的。搭建“云平臺(tái)”需要一個(gè)漸進(jìn)式的過(guò)程，只有在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)檢定/校準(zhǔn)的個(gè)性化定制服務(wù)，獲得規(guī)模化效應(yīng)，在滿(mǎn)足眾多個(gè)性化需求的同時(shí)，與用戶(hù)攜手建立起共性基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)，才能為用戶(hù)提供更多的自主選擇機(jī)會(huì)，并幫助用戶(hù)完成在用計(jì)量器具的管理，實(shí)現(xiàn)計(jì)量器具受控狀態(tài)的監(jiān)控或評(píng)估，將計(jì)量器具的檢定/校準(zhǔn)，延伸到客戶(hù)的管理服務(wù)。并逐步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量、遠(yuǎn)程校準(zhǔn)、遠(yuǎn)程比對(duì)等全新智能技術(shù)手段的發(fā)展完善，全面提高和完善計(jì)量測(cè)試手段，確保計(jì)量測(cè)試服務(wù)活動(dòng)的迅速、準(zhǔn)確、可靠。

“云計(jì)量”將成為計(jì)量行政主管部門(mén)的決策管理的重要手段。為各計(jì)量部門(mén)提供全面、及時(shí)的有關(guān)規(guī)章制度、規(guī)程規(guī)范、技術(shù)交流和咨詢(xún)等信息，可實(shí)現(xiàn)計(jì)量信息的資源共享，可為計(jì)量檢定/校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和正確性奠定基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)行政管理的縱向溝通、各部門(mén)的橫向聯(lián)系。同時(shí)，可為政府主管部門(mén)與計(jì)量部門(mén)、計(jì)量部門(mén)與市場(chǎng)、技術(shù)與市場(chǎng)、用戶(hù)與產(chǎn)品提供更直接、更快捷、更廣闊的信息平臺(tái)，交流空間和溝通渠道。

計(jì)量是一門(mén)科學(xué)，它是伴隨著科學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展而成長(zhǎng)起來(lái)的，也必將伴隨著技術(shù)進(jìn)步而融入到產(chǎn)品的全壽命周期中以更充分地發(fā)揮其基礎(chǔ)支撐作用。聶榮臻元帥提出：“科技要發(fā)展，計(jì)量需先行”。計(jì)量一直以其科學(xué)性有力地支撐著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)，計(jì)量的科學(xué)性理念早已融入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。在實(shí)踐《中國(guó)制造2025》的過(guò)程中，計(jì)量工作者應(yīng)明確計(jì)量創(chuàng)新發(fā)展的方向，為我國(guó)制造業(yè)整體水平的提升提供堅(jiān)實(shí)的支撐、保障服務(wù)。“云計(jì)量”為計(jì)量工作的創(chuàng)新發(fā)展展現(xiàn)了美好的前景，伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新一代信息物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的緊密結(jié)合正在強(qiáng)有力地推動(dòng)著傳統(tǒng)的制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化升級(jí)步伐?？偠灾?，計(jì)量將深入融合進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造和使用全壽命周期中，并以快速、準(zhǔn)確、科學(xué)的量值溯源服務(wù)，保證產(chǎn)品性能和質(zhì)量的可靠。

參考文獻(xiàn)

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新書(shū)《聚焦超級(jí)核能》鎖定核輻射及其計(jì)量

本刊訊：2011年3月11日，日本大地震、海嘯引發(fā)的核泄漏事件吸引了全世界對(duì)核安全的關(guān)注，人們不得不再次對(duì)核能的研發(fā)和利用進(jìn)行全面的思考。為了讓更多的讀者了解核方面的知識(shí)和發(fā)展現(xiàn)狀，了解核輻射的來(lái)源、特點(diǎn)、危害和防護(hù)，作者容超凡(國(guó)防科技工業(yè)電離輻射一級(jí)計(jì)量站原副站長(zhǎng))歷時(shí)兩年編著了《聚焦超級(jí)核能》一書(shū)，現(xiàn)已由北京出版社出版，全國(guó)新華書(shū)店經(jīng)銷(xiāo)。此書(shū)是北京市科技協(xié)會(huì)組織編寫(xiě)的系列科普叢書(shū)"科學(xué)家在做什么"中的一個(gè)分冊(cè)，全書(shū)共4章，其中第3章詳細(xì)介紹了核輻射的準(zhǔn)確測(cè)量問(wèn)題，從核輻射測(cè)量什么、核輻射與物質(zhì)的相互作用、測(cè)量所用設(shè)備、測(cè)量?jī)x器的檢定和校準(zhǔn)、測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確表述等方面做了通俗易懂的講解，閱讀這本書(shū)，對(duì)于從事計(jì)量測(cè)試技術(shù)的科研人員定能有所收獲。