为了容易理解，我们分析一个实例。以超精密光刻机上的一个工作台激光反射镜为例，它有108项尺寸公差和62项形状、位置、方向公差，还有内部应力等技术要求。要完成这样一个零件的超精密测量需要20多种专用超精密测量仪器，这些我们都没有提前布局研制，导致我们至今制造不出来精度合格的产品。这样的例子具有普遍性。中等精度的光刻机有3万多个光机零件，其中70%是精密和超精密级的，需要600多种专用精密和超精密测量仪器，这些仪器我们90%是没有的。还有200多种超精密测量单元和超精密传感器，这些我们都没有规划，所以我们做了10年光刻机仍不能用，这一点都不奇怪。从目前情况看，因没有解决专用超精密测量仪器问题，我们在较短的时间内做出质量合格的光刻机产品是不可能的。
要充分认识到，只有通过精确测量，才能精确找到产品质量不合格的地方。只有对测量数据进行大量积累和分析，才能发现高精密制造不合格的根源。
超精密测量对提升高端装备制造质量的基础作用
超精密测量对提升高端装备制造质量具有基础支撑作用，并在制造全过程中的质量控制发挥决定性作用。我们可从标准、计量、合格评定三个方面来探讨。国际测量联合会和国际标准化组织曾经联合制定了一个国家质量保障体系，它把标准、计量、合格评定三个方面定位为未来世界经济可持续发展的三大支柱。这个定位非常之高，而且定位很明确，这是总结了发达国家的发展经验后提升到理论层面的一个重要认识。落实到企业的时候，在标准、计量、合格评定三大要素基础上，还要加上认证认可，这样就形成了工厂可操作的质量保障体系。究其本质，质量保障体系就是一系列技术法规加测量。在技术层面看，它就是一个规范化的测量体系。
要想赶上发达国家的高端装备制造质量，我们应该怎么做？我们首先看看发达国家的做法。例如美国，他们高度重视建模和软件，即通过大量的测量数据积累，挖掘影响产品质量的各种误差源，找出其影响规律与消除方法，构建数学模型并形成软件，并不断评估对质量的改善效果。比如实验室里的激光干涉仪，在从5528型升级到5529型时，几乎没有改动任何硬件，而是把新的软件嵌入进去，使仪器测量分辨率提高了一个数量级，价格提升了一倍。再如，引力波在刚被探测出来的时候，它的探测分辨率不够，但是科学家通过建立模型和软件计算提升了系统的分辨力，成功测量到引力波。可见，美国人在软件方面是有巨大优势的。相比之下，德国人更注重硬技术，靠深度挖掘机器性能来提升质量，而日本人则更强调工匠精神。尽管他们强调的侧重点不一样，但都是以大量精准测量数据的积累和数据处理为基础的。我们国内的很多企业家和工程技术人员通常有一个错误认识，就是质量是靠先进的制造装备来保障的。从发达国家高端装备制造发展历程可以知道，只有先进的制造装备是不行的，特别是发展到超精密制造阶段，测量不出来，就制造不出来。这会让我们进一步认识到，只有通过精确测量，才能精确找到产品质量不合格出现在哪里；只有对测量数据进行大量积累和深度分析，才能发现不合格的根源；只有全面精准地消除了产生误差的根源，才能最终提升高端装备制造质量。
我们的发展机遇和发展方向
我们的优势会出现在哪里呢？我们的优势可能是工业大数据。我们买遍了差不多世界上各个发达国家的工业母机，它们都在中国运行着，不断地积累着大量与制造质量有关的数据。在掌握和深度分析这些数据的基础上，如果我们虚心地学习美国的软件技术、德国的机器硬技术和日本的工匠精神，加上充分的测量能力提升，使后续的测量数据得到高质量延续和积累，这会产生一个后发的综合优势。这个综合优势有利于全面精准地发现各种误差产生的根源、消除各种误差源，扎扎实实地达到提升制造质量的目的。我们必须在如下几个方面形成后发优势：
第一，不断提升全民族的质量意识。我们必须学习德国人，深刻反思我们产品质量不高的根源，关键是要深刻认识到“没有精密的测量，就没有精密的产品”。在此基础上，充分发挥我国具有庞大的测量和仪器技术队伍这一人力资源优势，结合新技术革命与产业变革机遇，形成后发优势。著名超精密制造专家开尔文有一句名言，“只有测量出来，才能制造出来”。高端装备是工业母机制作出来的。为保证高端装备制造精度，工业母机的精度要比高端装备的精度高一个数量级，至少要高三倍；那么工业母机的精度靠什么来保证呢？靠超精密测量仪器。超精密测量仪器的精度要比工作母机高出一个数量级，又至少要高三倍，这样才能保证工业母机的精度。从精度的角度看，超精密测量仪器是高端中的高端；从基础支撑的角度看，超精密测量仪器是基础中的基础。我们要充分认识到超精密测量仪器的精度引领作用和基础支撑作用。没有测量精度和整体测量能力这个基础，所有制造精度和制造质量之谈都是空话。
