现在，工业4.0时代来临，我们在工业2.0阶段的精密级测量能力还没有建完，没有形成整体测量能力，对中低端装备制造质量的整体支撑能力尚未形成；我们在工业3.0阶段的超精密级测量能力还处于初级阶段，要形成整体测量能力必须付出极大的努力，无法形成对高端装备制造质量的基本支撑能力；但是工业4.0已经开始了，这个阶段是在完成整体超精密测量能力的基础上，达到高端装备制造的“完整精度”阶段。“完整精度”的内涵是使制造精度与测量精度更完整、更优化、效率更高、成本更低，更适于数字化、网络化和智能化制造。可见我们面临的工作极其复杂、极其艰巨、极其紧迫，工业2.0要补课，3.0要追齐，4.0要同步和胜出。
我国提升高端装备制造质量面临的测量手段挑战
目前支撑产品制造质量的测量手段可分为三个部分：一部分是我们有测量能力，但是这部分测量主要是一种由局部代替整体的测量。比如在图纸上标注圆柱类零件形状的时候，一般只标注一个截面的圆度，再标注一个竖线的直线度。这主要考虑到我们现有的测量手段限制。在实际测量时，绝大部分有用信息被漏掉了。即便是这样的测量，我们在很多方面也不具备测量手段。第二部分是我们只具备部分测量能力。比如平板显示器生产线，我们通常是从8块平板显示器中抽出一块来测量，或者从6块平板显示器中抽出一块来测量，而且是只在平板显示器上选择几个点测量，这是在抽检的基础上进行局部代替整体的测量方式，测量数据远不能反映平板显示器的制造质量，所以良率很难控制。第三部分是根本没有测量能力，在图纸上也不标注了。用这样的测量能力无法支撑我国高端装备制造，更无法支撑高端装备制造质量的提升。
鉴于上述情况，我国要提升高端装备制造质量将会面临三个主要挑战。第一个是整体性问题，国家测量体系不完整；第二个是测量手段呈现碎片化特征，有些仪器发明或者有些仪器的研发、生产，都是在一些点上进行的，不成体系，不能形成整体能力；第三个是精益化问题，测量对质量提升的不可替代的支撑作用，对此我们的认识严重不足。
国家测量体系的核心任务之一是保证庞大的工业测量数据准确可靠。国家测量体系可大致分为国家计量体系和工业测量体系两部分。国家计量体系的任务是保证全国计量量值的准确一致，仅在这个层面上，我们就存在十分严重的量值传递体系不完整问题。以几何量为例，德国建有123种国家计量标准（装置），我们只有80种。从总体看，德国是有选择地发展装备制造业，而我国是成体系的地发展装备制造业，从这个意义上说我们国家缺少的标准装置就更多了。国家的计量基标准都由国家计量院建立与管理，标准量值须逐级向下传递。首先传递到大区一级，再传递到省一级，再传递到市一级及县一级，最后传递到工厂计量室。由于受能力限制，如技术能力、地方财力和人力资源限制等，不可能健全与国家计量院计量标准数量对应的计量标准，所以每一级计量机构在建立相应级别的计量标准时，都会减少一些计量标准。就我国现有的80项国家标准装置而言，传递到市县一级时，能建立和管理的计量标准已经所剩无几了。最后传递到工厂计量室时，只有很少的计量标准装置能真正起作用。这样一个计量体系，无法支撑我国高端装备制造业所需要的庞大工业测量体系的正常运行，无法保证工业测量数据的准确可靠。
工业测量手段碎片化，即现有的精密和超精密测量仪器的种类极少，只在一些点上有测量能力，不成体系，无法形成整体测量能力。这可从三个层面分析。
一是零件层，我国面向装备制造业的测量方式与测量体系，基本上是学习前苏联的相关方式与体系，测量主要是面向零件级的几何参数测量。即使是面向零件级测量，实际上在精密级上我们也测不全。我曾经把国内某工厂的图纸和德国某工厂相同零件的图纸进行对照，发现国内图纸标注的参数大量缺失，主要是我们对这些参数没有能力测量，所以在一些图纸上干脆就不标了。按照这样的图纸和测量手段控制零件在制造过程中的质量是不可能的。
二是部件层。部件层面因产品千差万别，导致集成调试所需仪器原理和具体测量方法也各不相同，需要专门定制专用测量仪器，而不能直接采用通用仪器。实际上，目前装备制造车间里，专用测量仪器大量缺失。由于没有成体系的专用测量仪器，有些车间只好用通用仪器来替代专用仪器进行测量，这是非常不合理的，因为很多专用测量需求是通用仪器实现不了的。这个问题普遍存在。由此可见，部件层现有的专用测量手段基本上都是碎片化的，不能形成整体测量能力，导致部件集成质量无法控制。
三是整机层。不仅部件装配层需要专用测量仪器，整机测量层也需要大批专用测量仪器，整机装调完成以后对整机性能的测试层面还需要一批专用测量仪器。整机层的状况与部件层状况类似，但更严重。
