三是时刻保持对计量技术发展的敏锐性。2018年,第26届国际计量大会批准了对千克等4个基本单位的重新定义,这一重大事件被称为自“法国大革命以来的最伟大变革”。实际上,早在2005年国际计量委员会(CIPM)建议采用基本物理常数对国际单位制的基本单位进行定义时,我就关注到了这一重要议题。为积极应对国际单位制的重要变革,我和课题组在2006年的国际精密电磁测量会议上(CPEM2006)发表了“能量天平”法测量普朗克常数以及复现千克的新方案,受到国际同行的广泛关注。在科技部支撑计划、国家自然科学基金重大研究计划(重点支持项目)和国家重点研发计划的持续支持下,目前我们已研制出NIM-2能量天平装置。该装置2019年和2021年两次代表我国参加了BIPM组织的“千克复现国际关键比对”,在电学方案中,位于加拿大(加拿大的功率天平装置于2009年从英国购入,英国于1976年在国际上首次提出功率天平方案并启动研究)和美国(1981年开始研究)之后,处于国际第三的水平,并为首个国际质量共识值的确定贡献了中国权重。能量天平方案也受到部分国家的重视,瑞士计量院和土耳其计量院已经开始部分采用能量天平方案的测量原理。
四是数字化转型的推进。虽然我年岁已大,进入退休阶段了,但对计量科技的发展依然关注,尤其是计量数字化转型的推进。我了解到,在国务院发布的《计量发展规划(2021—2035年)》中,把数字计量摆在突出的位置,强调加强计量和数字技术深度融合,为发展数字经济夯实测量基础,这让计量在数字时代焕发勃勃生机。加快计量数字化转型,推动科学计量、法制计量、民生计量、产业计量全方位深度应用新一代数字技术和信息技术,规范促进计量器具智能化、网络化发展。充分运用在线监测、远程校准等数字化计量技术,提质增效,为科研院所、工业和企业等贡献计量力量。数字化计量包括数字校准证书的推行和计量数据的融合、共享与应用。计量校准机构每年出具的证书上百万份,甚至上千万份,如何实现对出具的每一份证书的计量过程进行控制,实现过程可追溯、结果可靠,离不开计量数字化。众多领先的第三方计量检测机构,如华测检测、广电计量和天溯计量等,积极研发和推广智慧实验室计量检测管理系统等,通过数字化转型,增强自身创新能力,发挥了计量创新促进新质生产力发展的示范引领作用。
五是独立自主的科研路线。我始终认为,最高精尖的技术是买不来的,尤其是计量基准,涉及国家的技术主权,必须坚持独立自主的道路,特别是符合中国产业发展需求的计量检测装置、计量检测标准方法等方面的科研。随着我国综合国力的提升,我们有这个实力和能力,在国际计量领域发出中国声音,展现中国智慧。
记者:计量对“产业创新”的重要作用,您可以谈谈吗?
张钟华院士:我觉得计量支撑“产业创新”主要包括以下几个方面:一是提供准确数据支持。计量为各类生产和研发活动提供了准确的数据支持,这是产业创新的基础。没有准确的测量数据,任何产业创新都无从谈起。二是推动产业技术进步与升级。在各个领域计量科研人员的不懈创新研究下,逐步解决了一些高精尖领域的“测不了、测不准、测不全”等难题,建立了完善的现代计量体系,推动了如半导体制造(光刻机)、航空航天和生物医药等领域许多高新技术产业的发展。在这些领域,计量技术确保了生产过程的精准控制,从而推动了产业的技术升级。像我国研制的智能电能表质量抽查与故障预警平台,通过大数据分析预警电能表故障,延长了设备使用寿命,降低了维护成本。三是促进资源节约和环保。通过精确的计量,可以优化资源的使用,减少浪费。例如,在能源管理中,通过计量可以精确掌握能耗情况,从而采取有效措施降低能耗,实现绿色发展。
具体而言,在机器人制造领域,精确的计量技术能够确保机器人的每一个部件都符合设计要求,从而提高机器人的性能和稳定性。这不仅提升了产品质量,还降低了生产成本和维修率。此外,通过高精度的计量仪器,我们可以实时监测生产过程中的各种参数,及时发现并解决问题,确保生产线的稳定运行。这种实时监测和反馈机制大幅提高了生产效率,同时也为企业提供了宝贵的数据支持,有助于他们不断优化生产流程,提升市场竞争力。
记者:计量对“发展新质生产力”的重要作用,您认为主要体现在哪些方面?
张钟华院士:加快发展新质生产力,核心在科技创新,而计量是孕育科技创新的“种子”和驱动科技进步的“引擎”,与计量科学相关的诺贝尔物理学奖至少有18项。计量作为科技创新和产业高质量发展的重要技术基础,必将成为发展新质生产力的重要组成部分,为科技创新、产业升级和绿色发展提供强有力的计量技术支撑。我具体谈一下: