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谭久彬:没有超精密测量 就没有高端装备制造


  来源: 中国仪器仪表行业协会 时间:2020-08-13 编辑:仪器仪表WXF
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作者简介:

谭久彬

谭久彬

中国工程院院士,精密测量与仪器工程专家,哈尔滨工业大学仪器科学与技术学科教授、博导,精密仪器工程研究院院长,超精密仪器及智能化工信部重点实验室主任。兼任国家计量战略专家咨询委员会副主任,国际测量与仪器委员会(ICMI)常务委员、中国仪器仪表学会副理事长等。



正文:


高端装备雄踞制造业技术链和价值链的顶端,其最本质的特征是高质量,包括高性能、高稳定性和高可靠性。中国装备制造要实现突破,首先要解决制造质量问题,其关键是能否建立起坚实的技术基础支撑能力,而核心关键是能否首先建立起超精密测量能力。没有超精密测量,就不会有高质量的高端装备制造。我国需要加速实施“测量三能力”建设,即补齐精密测量能力,追平超精密测量能力,突破和掌握基于“完整精度”的测量能力。在这个意义上,制造与测量两种能力无法分家,必须实现制造测量一体化,形成有效的精度调控能力。只有构建起系统的精度调控能力,中国装备才能顺利从中低端向中高端迈进。


高端装备制造



跨越百年,德国质量如何大翻身


德国制造已经是高质量的象征。但德国并不是天生就有高质量制造的基因,它也经历了从低质量向高质量的转化过程。在第一次工业革命期间,德国也经历了追赶和大量仿造、质量缺失这样一个过程。1887年,由于德国低廉产品的竞争,导致英国市场混乱,所以英国议会出台了一个《商标法》,要把质量低劣的德国产品和高质量的英国产品区分开。“德国制造”成为一个耻辱性的标志。英国这个法案的出台使德国朝野震动,举国反思后得出的结论就是:“没有精密的测量,就没有精密的产品”。认识统一之后,德国人马上行动起来,由西门子出资在柏林建立德国计量院,这个计量院是现代意义上的国家计量院。以它为统领,逐渐构建起了德国国家测量体系,即从国家计量基准/标准的建立、管理与量值传递,把准确的量值传递到车间里面,一直到贯穿到制造过程的每一道工序的工程测量。这种国家测量体系,确保了测量数据的准确可靠,进而保证零部件制造精度和产品集成后的精度与质量。由于有了以国家计量院为统领和以健全而强大的现代工业测量体系为根基的国家测量体系作为支撑,德国的产品质量迅速提升。


第二次工业革命期间,德国已经具备了整体精密工程能力,全面实施质量战略,使得德国制造业迅速崛起。这期间德国生产出来以精密坐标测量机为代表的一批精密测量仪器与制造装备,建立起了完整的精密测量体系,对高端装备制造形成强有力的支撑。


第三次工业革命时期,德国率先进入了超精密工程阶段,并率先形成整体超精密工程能力。不断升级和完善质量战略,使质量意识深入人心,国家测量体系成熟高效,使德国成为名副其实的质量强国,形成了一大批自己的品牌。这期间它培育起了一批顶尖超精密制造与仪器企业,建立了完整的超精密测量体系。尽管德国工业规模不算很大,但却拥有世界品牌2300多个。


这一时期,超精密制造和超精密测量能力支撑了以光刻机为代表的高端超精密装备的快速发展。荷兰ASML公司异军突起,超越了日本的尼康和佳能,成为超精密光刻机制造的佼佼者。但是,荷兰ASML公司并不生产核心零部件,它主要从事设计、研发、组装、整机调试和售后服务等,而绝大部分的核心零部件如光学镜头等都生产于德国等高端制造业发达国家。换言之,荷兰ASML公司的光刻机,是建立在德国等国家的超精密制造与测量能力上的。


到了第四次工业革命期间,德国人率先提出了工业4.0的概念。从德国的发展历程可以知道,德国是从第二次工业革命以后稳扎稳打,循序渐进,扎扎实实地解决了产品的质量问题,然后再稳步进入智能制造阶段。


工业4.0



中国测量能力的发展历程


中国制造在改革开放前,初步形成了装备制造能力,而且在某些点上迈向了精密工程,在局部形成了精密测量能力,如九大装备中的万吨水压机,个别零件就是精密级的,而且这些精密级零件,必须要通过精密测量才能保证质量。中国在个别产品、个别部件上探索了精密级的制造和测量能力。


关键词:谭久彬 超精密测量 高端装备制造    浏览量:5530

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