計量作為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱之一，如何充分發(fā)揮計量基礎(chǔ)作用，通過構(gòu)建國家先進(jìn)測量體系，提升國家核心競爭能力是一項亟需解決的問題。
一、測量能力
測量是指通過實驗獲得并可合理賦予某量一個或多個量值的過程。測量是對被測量而言，被測量一般用參數(shù)表征。參數(shù)是描述總體特性的概括性數(shù)字度量，它是研究者想要了解的總體的某種特性值，總體未知的指標(biāo)叫做參數(shù)。
參數(shù)測量就是實驗中待測量或正在測量的參數(shù)，測量什么參數(shù)，什么參數(shù)就叫測量參數(shù)，不確指固定的物理量。
材料和產(chǎn)品都有其本身的參數(shù)，參數(shù)則是材料和產(chǎn)品各方面測量的具體指標(biāo)，例如耐熱性能參數(shù)（包括熱熔點、馬丁耐熱、耐低溫沖擊等）、機(jī)械性能參數(shù)（包括沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等）、耐電性能參數(shù)（包括介電常數(shù)、介電損耗因子、介電強(qiáng)度等），是評價該材料和產(chǎn)品的性能強(qiáng)弱和等級的依據(jù)。
測量的目標(biāo)是為了獲得測量結(jié)果的可信度。測量用于不同領(lǐng)域時具有不同的特定形式。如測量儀器的檢定、校準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗和工程質(zhì)量檢測等。
檢定的核心是通過參數(shù)測量來確定測量儀器的特性參數(shù)值是否符合法定要求。
校準(zhǔn)的核心是通過參數(shù)測量來確定測量儀器的示值和測量標(biāo)準(zhǔn)提供的量值之間的關(guān)系。
檢驗是指通過一組特性參數(shù)測量來確定給定產(chǎn)品的特性參數(shù)值是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)要求。
檢測的核心是通過特性參數(shù)測量來確定給定產(chǎn)品的特性參數(shù)值是否符合規(guī)定要求。
由此看出，檢定、校準(zhǔn)﹑檢驗和檢測的共同點是參數(shù)測量，其核心是通過參數(shù)測量實現(xiàn)預(yù)期目的。可以說參數(shù)測量是所有檢定、校準(zhǔn)、測試、檢驗、檢測、檢疫的基本要素和通用技術(shù)手段，檢定、校準(zhǔn)、測試、檢驗、檢測、檢疫等都是測量的一種特定形式，其核心是用計量保證測量的準(zhǔn)確可靠。
測量是對被測量而言，是一個具體的合理賦予量值的操作過程，其量值的準(zhǔn)確可靠通過計量保證實現(xiàn)。計量支撐所有應(yīng)用領(lǐng)域的測量，計量是所有應(yīng)用領(lǐng)域任何特定測量形式的技術(shù)基礎(chǔ)，計量所關(guān)注的是所有測量應(yīng)用領(lǐng)域中測量結(jié)果的可信度。檢定、校準(zhǔn)、檢驗、檢測、檢疫、測試等都屬于以計量為核心的測量能力的范疇。
以計量為核心的測量能力是國家核心競爭力的重要標(biāo)志之一。構(gòu)成國家核心競爭力的要素包括科學(xué)技術(shù)水平、企業(yè)規(guī)模和生產(chǎn)能力、產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展程度、國際經(jīng)濟(jì)交往，以及國家軍事力量等，這些要素是起決定性作用的因素。而測量能力是這些重要要素的技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)保障，測量能力在一定程度上決定著這些要素的能力和水平，反映了國家核心競爭力的水平。所以，以計量為核心的測量能力關(guān)系到國家發(fā)展戰(zhàn)略和公眾利益，在國家發(fā)展戰(zhàn)略中具有重要的技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)保障地位，以計量為核心的測量能力是國家核心競爭力的重要組成部分。
一個國家的測量能力的國際互認(rèn)對于消除貿(mào)易技術(shù)壁壘，進(jìn)而參加多邊貿(mào)易協(xié)議（如世界貿(mào)易組織）是關(guān)鍵性的。因此，國家測量能力與水平通過國際互認(rèn)，就可以保障國家在國際競爭中贏得勝機(jī)的超常發(fā)展能力，可以增強(qiáng)國家在國際上的話語權(quán)。
二、國家先進(jìn)測量體系
國家先進(jìn)測量體系是指面向國家經(jīng)濟(jì)﹑社會和國防發(fā)展的重大技術(shù)需求，以需求牽引為導(dǎo)向，以支撐技術(shù)和科技發(fā)展為使命，以提高國家核心競爭力為目標(biāo)的測量體系。國家先進(jìn)測量體系由國家計量體系﹑國家產(chǎn)業(yè)計量測試體系（或國家產(chǎn)業(yè)測量體系）構(gòu)成。國家先進(jìn)測量體系的主要特征是，以量子計量基準(zhǔn)為核心、以扁平化量值溯源為特征﹑以超精密參數(shù)測量技術(shù)和計量科技創(chuàng)新能力為重點的國家先進(jìn)測量體系。國家先進(jìn)測量體系，是指包括戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等經(jīng)濟(jì)社會重點領(lǐng)域中的測量技術(shù)支撐體系。它是涉及全社會現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系領(lǐng)域的測量技術(shù)活動的統(tǒng)稱。
（一）國家計量體系
國家計量體系要素包括：法制計量體系、計量技術(shù)體系和行政監(jiān)管體系。
計量技術(shù)體系主要包括：法定計量檢定機(jī)構(gòu)體系、測量標(biāo)準(zhǔn)體系、量值傳遞體系。計量是以技術(shù)為手段，由各級計量技術(shù)機(jī)構(gòu)組成的國家法定計量檢定機(jī)構(gòu)體系，是滿足法制計量要求的技術(shù)基礎(chǔ)。
國家量值傳遞體系將計量基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的量值逐級傳遞到各個區(qū)域的社會公用計量標(biāo)準(zhǔn)，并由各級人民政府組織建立社會公用計量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量值傳遞，統(tǒng)一本地區(qū)的量值。計量檢定是量值傳遞體系運(yùn)行的主要技術(shù)手段，分級設(shè)置的計量檢定機(jī)構(gòu)是國家量值傳遞體系的主體。
建立測量結(jié)果的計量溯源性，其核心是建立計量溯源鏈。建立和完善國家量值傳遞體系，通過對測量儀器的檢定或校準(zhǔn)，將國家測量標(biāo)準(zhǔn)所實現(xiàn)的單位量值通過各等級的測量標(biāo)準(zhǔn)傳遞到工作測量儀器，以保證測量所得的量值準(zhǔn)確一致。國家量值傳遞體系的能力和水平?jīng)Q定了國家整體測量能力和水平。
2018年11月16日，第26屆國際計量大會通過了以基本物理常數(shù)重新定義國際計量單位的決議。新定義將利用“自然法則創(chuàng)建測量法則”，將原子及量子級的測量與宏觀世界的測量關(guān)聯(lián)在一起。國際單位制（SI）新定義徹底改變了人類測量活動采用實物基準(zhǔn)的歷史，全面開啟了以量子基準(zhǔn)為核心的現(xiàn)代先進(jìn)測量時代。世界測量技術(shù)規(guī)則將予重構(gòu)，國際計量體系正發(fā)生歷史性重大變革,由此帶來的影響廣泛而深遠(yuǎn)。
SI重新定義最顯著的特點就是未來所有測量活動都將不再依賴于實物基準(zhǔn)，而是依賴特征物理量和網(wǎng)絡(luò)傳輸，同時依托準(zhǔn)確的時間基準(zhǔn)，實現(xiàn)無處不在的準(zhǔn)確測量。目前，德國、英國、日本等國家在競相研究和布局以量子計量基準(zhǔn)為核心、扁平化量值溯源為特征的新一代國家計量體系。
對此，中國計量科學(xué)研究院方向院長建議：高度重視SI全面重新定義帶來的重大發(fā)展機(jī)遇，將以量子計量基準(zhǔn)為核心、扁平化量值溯源為特征的“國家先進(jìn)測量體系”作為國家科技基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域，并納入新一輪國家科技中長期發(fā)展規(guī)劃。
（二）國家產(chǎn)業(yè)計量測試體系
國務(wù)院印發(fā)的《計量發(fā)展規(guī)劃（2013-2020年）》提出：“在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等經(jīng)濟(jì)社會重點領(lǐng)域，研究具有產(chǎn)業(yè)特點的量值傳遞技術(shù)和產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域關(guān)鍵參數(shù)的測量、測試技術(shù)，開發(fā)產(chǎn)業(yè)專用測量、測試裝備，研究服務(wù)產(chǎn)品全壽命周期的計量技術(shù)，構(gòu)建國家產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系?！?nbsp;
計量服務(wù)和支撐現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大舉措是構(gòu)建國家產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系，國家產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力的重要組成部分。
國家產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系是指面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)需求，以需求牽引為導(dǎo)向，以服務(wù)和支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展為使命，以提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力為目標(biāo)，以計量測試技術(shù)能力、計量科技創(chuàng)新能力、產(chǎn)品全壽命周期計量保證能力為手段，為促進(jìn)、引領(lǐng)和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供全方位計量技術(shù)服務(wù)的體系。
1.戰(zhàn)略定位
通過國家產(chǎn)業(yè)計量測試體系的建設(shè)，創(chuàng)新計量服務(wù)模式，延展計量服務(wù)鏈，拓寬計量服務(wù)領(lǐng)域，以前瞻性的戰(zhàn)略定位和戰(zhàn)略目標(biāo)，即以服務(wù)于全溯源鏈、全壽命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略定位，實現(xiàn)促進(jìn)、引領(lǐng)和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。
（1）全溯源鏈的內(nèi)涵是延伸計量溯源鏈。從傳統(tǒng)對計量器具的檢定和校準(zhǔn)，將國家計量基準(zhǔn)所實現(xiàn)的單位量值通過各等級的計量標(biāo)準(zhǔn)傳遞到工作計量器具的量值傳遞活動，延伸到參數(shù)測量應(yīng)用領(lǐng)域。以參數(shù)測量所得量值的準(zhǔn)確應(yīng)用為核心，不僅要確保測量儀器的準(zhǔn)確可靠，還要確保參數(shù)測量所得量值的準(zhǔn)確一致，確保參數(shù)測量所得量值的準(zhǔn)確應(yīng)用，建立所有應(yīng)用領(lǐng)域測量結(jié)果的計量溯源性，以保證所有應(yīng)用領(lǐng)域測量結(jié)果的可信度。
（2）全壽命周期的內(nèi)涵是延伸計量服務(wù)鏈。從傳統(tǒng)的實驗室檢定/校準(zhǔn)服務(wù)活動延伸到產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域，主動和產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)合作，通過延伸計量服務(wù)鏈，將計量技術(shù)服務(wù)融入產(chǎn)品的設(shè)計、研制、試驗、生產(chǎn)、使用全過程所有環(huán)節(jié)。在產(chǎn)品設(shè)計階段完成計量保證和計量控制設(shè)計，完成產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)參數(shù)的可計量性分析與設(shè)計。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)可計量性的三要素：一是可測量性；二是可溯源性；三是符合要求?？蓽y量性是指產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)是否可用現(xiàn)有的測量方法和測量儀器實施測量；可溯源性是指用于產(chǎn)品檢測的測量儀器是否具備完整的溯源鏈；符合性是指產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的測量結(jié)果不確定度是否符合產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的要求，在產(chǎn)品全壽命周期全過程所有環(huán)節(jié)實施計量保證服務(wù)。
（3）全產(chǎn)業(yè)鏈的內(nèi)涵是延伸計量產(chǎn)業(yè)鏈。將計量服務(wù)于產(chǎn)業(yè)鏈的路徑延伸到滿足需求程度的全產(chǎn)業(yè)鏈，從上游產(chǎn)業(yè)、中游產(chǎn)業(yè)和下游產(chǎn)業(yè)等多個層次和環(huán)節(jié)構(gòu)成的完整的產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)，以及產(chǎn)業(yè)的層次程度、關(guān)聯(lián)程度、資源加工深度、滿足需求程度等方面?？茖W(xué)界定所服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈與服務(wù)范圍，全面梳理產(chǎn)業(yè)發(fā)展的計量技術(shù)需求，確定適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)需求的計量技術(shù)服務(wù)的重點領(lǐng)域和重點項目，并與所界定的產(chǎn)業(yè)名稱和范圍相適應(yīng)。
（4）前瞻性是要求從發(fā)展的眼光，著眼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來，了解產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的大趨勢，預(yù)見未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求。以前瞻性的視野、預(yù)見性的分析和主動性的規(guī)劃，確定國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心的戰(zhàn)略定位和戰(zhàn)略目標(biāo)。
2.總體結(jié)構(gòu)
國家產(chǎn)業(yè)計量測試體系包括：國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心、國家產(chǎn)業(yè)計量測試平臺、國家產(chǎn)業(yè)計量科技創(chuàng)新聯(lián)盟。
國家產(chǎn)業(yè)計量測試體系、國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心、國家產(chǎn)業(yè)計量測試平臺、國家產(chǎn)業(yè)計量科技創(chuàng)新聯(lián)盟是一個整體概念，其宗旨是計量以服務(wù)、支撐和引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為使命；以提供“三全一性”服務(wù)為重點任務(wù)。
（1）國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心是指按照國家發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的總體戰(zhàn)略要求，以需求牽引為導(dǎo)向，以服務(wù)和支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展為使命，以提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力為目標(biāo)，以計量測試技術(shù)和計量科技創(chuàng)新為手段，創(chuàng)新計量服務(wù)模式，以前瞻性的戰(zhàn)略定位和戰(zhàn)略目標(biāo)，即以服務(wù)于全溯源鏈、全壽命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略定位，實現(xiàn)促進(jìn)、引領(lǐng)和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供計量測試技術(shù)和計量科技創(chuàng)新服務(wù)的專業(yè)計量技術(shù)機(jī)構(gòu)，是構(gòu)建國家產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系的重要組成部分。
國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心應(yīng)突破以往的計量技術(shù)服務(wù)領(lǐng)域和工作模式，在穩(wěn)固和完善現(xiàn)有計量檢定/校準(zhǔn)服務(wù)的基礎(chǔ)上，向關(guān)鍵參數(shù)測量技術(shù)和計量科技創(chuàng)新能力的方向發(fā)展。開展關(guān)鍵參數(shù)測量是為了證明產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)使用要求是否得到滿足，而滿足參數(shù)測量有效性應(yīng)當(dāng)滿足三個基本要求：一是要測得出；二是要測得準(zhǔn)；三是測得結(jié)果的一致性或與可比性。這不僅是測量結(jié)果有效性的標(biāo)志，也是測量能力有效性的標(biāo)志。
計量服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是參數(shù)測量。參數(shù)測量延伸了量值的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)了參數(shù)測量的可溯源性。美國國防部對承擔(dān)武器研制承包商的計量校準(zhǔn)要求已從設(shè)備數(shù)據(jù)的可溯源性提升到武器技術(shù)參數(shù)的可溯源性。也就是說，過去要求的是測量儀器的可溯源性，而現(xiàn)在要求的是武器技術(shù)參數(shù)的可溯源性，即所有應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)參數(shù)測量的可溯源性?？梢?，參數(shù)測量技術(shù)在計量服務(wù)產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、社會和國防發(fā)展中具有重要地位。
所以，國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心的核心技術(shù)能力是關(guān)鍵參數(shù)測量技術(shù)能力和計量科技創(chuàng)新能力，核心服務(wù)能力是產(chǎn)品全壽命周期計量保證能力。關(guān)鍵領(lǐng)域關(guān)鍵參數(shù)測量的核心是實施超精密參數(shù)測量技術(shù)，提高超精密參數(shù)測量技術(shù)能力與水平。
關(guān)鍵參數(shù)測量技術(shù)是全方位的，涉及計量參數(shù)測量技術(shù)﹑產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)測量技術(shù)﹑工程質(zhì)量參數(shù)測量技術(shù)﹑環(huán)境質(zhì)量參數(shù)測量技術(shù)﹑生命安全參數(shù)測量技術(shù)等。因此，關(guān)鍵參數(shù)測量技術(shù)是面向所有應(yīng)用領(lǐng)域的測量技術(shù)。
支持新一代信息技術(shù)、高端裝備、新材料、生物醫(yī)藥、新能源汽車、新能源、節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵參數(shù)超精密測量技術(shù)服務(wù)。
支持互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感技術(shù)、太赫茲技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、納米技術(shù)、激光技術(shù)、量子技術(shù)、人工智能技術(shù)、智能芯片技術(shù)等關(guān)鍵共性技術(shù)領(lǐng)域的計量科技創(chuàng)新服務(wù)。
為國家重大工程技術(shù)創(chuàng)新平臺的主要基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性和共性的工程提供測量技術(shù)和計量科技創(chuàng)新服務(wù)；支持產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域的非常態(tài)量、動態(tài)量、連續(xù)參量的自動測量系統(tǒng)、智能測量系統(tǒng)、動態(tài)測量系統(tǒng)的研制與應(yīng)用。開創(chuàng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品全壽命周期的計量保證服務(wù)領(lǐng)域；為熱點領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新材料研究與應(yīng)用提供計量支撐。應(yīng)用現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)、傳感技術(shù)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)安全傳輸技術(shù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程測量及現(xiàn)場計量集成控制。
（2）國家產(chǎn)業(yè)計量測試平臺是面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)需求，以產(chǎn)業(yè)計量測試需求信息牽引為導(dǎo)向，遵循“自愿、平等、合作、共贏”的原則，以國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心為依托，通過牽頭組織產(chǎn)業(yè)相關(guān)計量技術(shù)機(jī)構(gòu)、重點實驗室、高等院校、科研院所，以及骨干企業(yè)等優(yōu)勢單位的計量資源聯(lián)合共建的合作平臺，是具有產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)功能的互聯(lián)產(chǎn)業(yè)計量信息平臺，是國家產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系的組成部分。
（3）國家產(chǎn)業(yè)計量科技創(chuàng)新聯(lián)盟是面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大需求，以產(chǎn)業(yè)計量科技創(chuàng)新需求牽引為導(dǎo)向，以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)計量科技創(chuàng)新合作與協(xié)調(diào)發(fā)展為目的，以產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用為重點，遵循“自愿、平等、合作、共贏”的原則，以國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心為依托，牽頭組織產(chǎn)業(yè)內(nèi)相關(guān)計量技術(shù)機(jī)構(gòu)、重點實驗室、高等學(xué)校、科研院所，以及骨干企業(yè)等優(yōu)勢單位的計量科技創(chuàng)新資源聯(lián)合共建的聯(lián)盟組織，是國家產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系的組成部分。
因此，國家先進(jìn)測量體系包括：以量子計量基準(zhǔn)為核心、扁平化量值溯源為特征的國家計量體系，以超精密參數(shù)測量技術(shù)和計量科技創(chuàng)新能力為重點的國家產(chǎn)業(yè)計量測試體系。
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