對新時期軍工計量能力創新發展的思考

趙彬，潘超

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

0 引言

科技要發展，計量須先行。計量是一門基礎性科學技術，也是國家核心競爭力的重要標志。作為國防科技工業技術基礎的軍工計量是國防科技自主創新發展的重要支撐力量，在武器裝備研制、國防科技工業建設和國民經濟發展過程中發揮了重要作用［1-3］。進入新時期，黨和國家對科技創新發展和軍工計量能力建設提出了更高要求。黨的二十大報告提出，“堅持科技是第一生產力，創新是第一動力，深入實施創新驅動發展戰略，不斷塑造發展新動能新優勢。鞏固提高一體化國家戰略體系和能力，優化國防科技工業體系和布局，加強國防科技工業能力建設?！彪S著武器裝備正向研制、高質量發展需求的不斷提出，軍工計量能力發展的不足日益顯現。本文對軍工計量如何立足現有能力，在現有基礎上進一步加強創新發展，以更好地提高軍工計量保障能力、持續促進國防科技工業進步，展開了思考并提出幾點建議。

1 軍工計量的能力現狀

軍工計量起源于20世紀50年代，面向國防建設，也面向國民經濟建設，經過七十年艱苦卓越的發展，建立了系統完善、水平先進、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實驗室為基礎，一級計量技術機構為核心，二、三級計量技術機構為補充平臺的技術機構體系［4］，覆蓋了幾何量、熱學、力學、電磁學、無線電電子學、時間頻率、聲學、光學、化學、電離輻射十大專業，在核、航天、航空、兵器、船舶、軍工電子等行業［5］中均有所涉及。七十年時間里，軍工計量為武器裝備的發展，為國防科技工業和國防現代化建設作出了基礎性和保障性貢獻。軍工計量已形成具有典型軍工特色的計量能力現狀，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，但復雜環境下多參數校準能力仍然不足

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的極值量、動態量、部分復雜環境下的綜合參數校準等，軍工計量通過自主創新建立了一批國防計量標準和相關測量設備設施，突破了多項關鍵技術，建立了一批國防特需的標準裝置，為國防科技工業發展奠定了堅實基礎［6］。與此同時，實驗室、現場、在線和綜合校準能力不斷提高，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模，針對各專業各參數的校準都能在實驗室環境中得到精準的計量和標定，但復雜環境下多參數綜合校準能力不足。如何建立大型綜合參數校準裝置，并把實驗室計量和現場計量相關聯，這些問題在過去并沒有很好地解決。提升復雜環境和多參數的計量校準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模，但未來仍有廣闊研究空間

計量是一門涉及到測量和應用的基礎性科學技術，計量前沿技術的發展不斷推動其他技術的進步，與此同時，具有顛覆性的前沿技術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發展，對納米、飛秒激光、太赫茲、量子等技術在計量領域中的應用和發展開展機理研究，突破核心關鍵技術，建立相關校準裝置，并進行成果轉化，為后續新技術在計量領域的拓展應用奠定了堅實基礎。

以量子技術為代表，量子測量涵蓋電磁場、加速度、角速度、重力應力、時間頻率等物理量，廣泛應用于國防科技及其他領域，各個國家高度重視量子技術的發展并加大研究開發力度。目前國內量子測量產業目前仍處于初級階段，部分研究成果與國際領先水平還有1～2個數量級的差距。在國防科技領域，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正逐步在各自優勢領域開展量子測量方面的研究，開展原理樣機向工程化產品的轉化，為量子技術未來發展打下堅實基礎［7］。

目前武器裝備的計量還是以實驗室實物計量為主，隨著科學技術的快速演進及國內科研機構的大力攻關，基于量子效應的量子基準將逐步取代傳統實物基準，一旦可以實現量子等無實物傳遞和溯源，或者實現量子設備的實時計量，將對裝備計量的原理和方式產生根本性變革［8］，未來校準模型量子化、校準系統小型化與芯片化等方面仍亟待探索。

3）數字化技術對型號研制和軍民融合做了大量支撐，但協同研制、敏捷研發能力不足

數字化技術作為平臺技術，為軍工計量的型號研制任務和軍民融合發展做了有力支撐。在型號研制中，各單位通過建立信息化計量校準系統和模型數據庫，貫穿從設計-研制-生產-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；在軍民融合方面，數字化軟件作為計量技術應用及成果轉化落地的主要手段之一，拓寬了軍工計量技術機構的民用服務市場，突出了軍工計量既保障武器裝備研制，又促進國民經濟發展的宗旨。

但目前數字化技術在計量行業的應用還不夠深入，數字化能力在裝備的協同研制、敏捷研發、市場服務上仍需加大建設。在型號研制方面，計量數字化模型還處于起步階段，未與設計、試驗、制造環節深度融合，同時各單位計量數字化模型設計存在標準不夠統一、協同不夠等問題；在軍民融合方面，各單位計量校準平臺之間比較封閉，互不相通，嚴重制約了校準效率，行業的數字化轉型已成為目前計量軍民市場產業鏈關注重點。面向新時期，要建立要素共享、數據貫通、產品定制、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。充分利用先進互聯網平臺技術，打通型號研制全流程及計量全體軍、民市場產業鏈路，實現全產業鏈、全生命周期、全業務流程貫通，是計量技術長遠發展的重點方向之一。

2 新時期面臨的新形勢和新要求

當前，全球新一輪科技革命和產業革命蓄勢待發，二十大報告提出了要“加快構建新發展格局，著力推動高質量發展”。制造業高質量發展離不開科技創新，而科技創新又離不開完善的基礎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基礎的重要組成部分和國家戰略科技力量，理應發揮“領頭雁”、“試金石”的作用。新時期軍工計量面臨著挑戰和機遇并存的局面。

1）高新武器裝備發展對軍工計量技術水平提出更高要求

近年來世界軍事變革加速推進，我國武器裝備正在由跟蹤研仿向自主研發的正向設計轉變，軍工計量作為國防科技工業重要的技術基礎平臺，也在經歷深刻變革。隨著高新武器裝備升級換代，其研制生產過程對新型計量器具的量程和精度要求不斷提高，例如航空發動機涉及的高溫、高壓、振動、沖擊等多參數耦合問題，目前實驗室單一參數校準環境難以滿足其校準需求；同時隨著太空、深海、臨近空間、復雜電磁、極限高溫振動等作戰環境的日益復雜，給裝備戰技指標的準確計量評價帶來新的挑戰。實驗室和現場環境的多參數綜合校準、新領域戰技指標評價為軍工計量下一步發展帶來新的難題。

2）科學技術發展帶動計量技術不斷自主創新

隨著科學技術的飛速發展，計量技術也在自身創新發展中不斷前進，量子、微納米、動態校準等新技術給計量帶來了顛覆性影響，將不斷探尋新的校準方法，擴展計量校準極限，突破測量精度極限等。新技術的發展將對計量技術帶來一系列深刻變革，甚至改變計量傳遞體系。

近十年國內互聯網平臺技術飛速發展，云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術得到充分應用和發展，可以為各計量單位信息化存在的發展程度不一、協同效率不高、檢定標準不統一等問題提供解決思路；也可以為計量行業未來的數字化發展提供借鑒，從而帶動全產業鏈協同創新。

3）軍民融合等重大發展戰略對軍工計量發展提出更高要求

軍工計量作為典型的既服務于國防建設又服務于國民經濟建設的技術基礎平臺，是軍民融合的典型示范領域，也是衡量軍民融合發展水平的重要標志［9-10］。中央提出的加快制造業高質量發展、軍民融合等戰略，對軍工計量發展提出更高要求，既要全面支撐國防軍隊建設，也要深度服務經濟社會發展。軍工計量要加快計量科技成果的轉化、推廣與應用，協同全產業鏈進步，同時進一步擴大服務范圍，支撐裝備建設，促進國民經濟發展。

3 思考和建議

進入新時期，立足戰略使命、聚焦裝備建設，兼顧技術發展，基于自身能力基礎，軍工計量能力創新發展方向有以下思考和建議：

1）加強前沿技術研究能力，堅持創新驅動發展

隨著大國競爭中高新武器裝備的快速演進，軍工計量要把前沿技術研究作為創新發展的第一動力，主要可從以下兩方面著手：一是要瞄準裝備需求，關注其研制過程中可能應用的顛覆性技術，例如在實戰復雜環境中涉及的量子適時校準技術，在智能制造涉及的微納尺度測量技術，在雷達領域涉及的太赫茲測量及校準技術等；二是要對標國際先進，持續跟蹤國際計量前沿技術熱點，開展前瞻性、創新性研究，與國際先進技術單位加強合作。新時期對前沿技術加大投入和研究力度，加快建設以量子技術為代表的前沿技術應用研究能力，加強技術原理、設計分析、試驗驗證、應用推廣等能力建設，突破關鍵技術，研制原理顛覆性的計量標準裝置，并積極開展成果轉化，孕育具備核心競爭力的高端測試儀器儀表，持續增強軍工計量的原始性創新，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、復雜環境校準、多參數綜合校準等要求，在目前實驗室計量能力上要繼續補足量值傳遞體系短板，完善實驗室計量標準和量值傳遞體系。要繼續加強軍工特色計量技術基礎平臺建設，重點建設裝備研制和生產過程中涉及的技術基礎、技術驗證、技術轉化等能力，實現計量的全過程、全方位服務。

現代數字化和智能化生產制造技術中應用了越來越多的新型技術，給傳統計量方法涉及的參數、精度等帶來了很大沖擊，繼續提高、完善建設國防計量標準，完善實驗室計量技術體系，確保量值能夠精準溯源；加強多參數校準所需的設計分析、應用驗證能力建設；針對實驗室計量仍和現場計量脫節的問題，加快大型綜合計量校準設備研發所需的設計與應用能力建設，并進行試驗系統的綜合、動態、現場計量校準技術研究，夯實武器裝備的全生命周期溯源能力。

3）發展數字化基礎能力，為型號研制和軍民融合發展做好支撐

軍工計量作為創新發展的基礎動力、轉型升級的技術基礎，其開放化、融合化發展極其重要。新時期軍工計量要進一步加大服務范圍，拓寬為國防建設和國民經濟服務的廣度和深度，建立開放性的軍工計量體系，拓寬其在軍民融合應用的廣度，其中數字化信息技術大有作為。同時，隨著高新武器裝備研制周期越來越快，計量作為基礎支撐技術，應加快計量行業的數字化轉型，提升武器裝備研制效率，保障裝備研制和制造的各個環節。加強數字化基礎設施建設，優化現有網絡結構，逐步形成基于云平臺的組件化基礎設施能力；開展計量數字化模型開發能力建設，支撐國防科技工業數字化轉型和軍工深度融合發展。

利用先進的互聯網平臺技術賦能計量行業，建立軍工計量大數據中心，將計量模型、數據貫穿武器裝備涉及的設計、制造、部件試驗、總體試驗等過程，探索基于數字孿生的計量模型與計量校準系統相互映射，提升武器裝備研制和生產效率。其中，模型和數據是數字化發展的關鍵要素，結合計量的基礎性背景，要加快計量基礎數據的積累和分析。

建立基礎設施健壯的業務協同云平臺，打通產業鏈信息壁壘，實現軍、民市場的全產業鏈、全生命周期、全業務流程貫通，建立計量行業高效、協同的一張網，更好地為武器裝備研制和國民經濟服務。

4 結束語

本文從軍工特色計量能力及量值傳遞體系、前沿探索能力、數字化技術對軍工計量型號研制任務和軍民融合發展給予有力支撐三個方面，分析了軍工特色計量能力的現狀和不足，又進一步結合新時期面臨的形勢和要求，分析了軍工計量能力創新發展的思考和建議。進入新時期，軍工計量使命光榮，責任重大。隨著國家主管部門的進一步投入和支持［11］，軍工計量會在目前能力基礎上進一步拓展和提升，會為武裝裝備科研生產提供更為有力的計量保障，為國防科技工業發展發揮更為堅實的作用，為經濟社會發展作出更大的貢獻。