為了容易理解，我們分析一個實例。以超精密光刻機上的一個工作臺激光反射鏡為例，它有108項尺寸公差和62項形狀、位置、方向公差，還有內(nèi)部應(yīng)力等技術(shù)要求。要完成這樣一個零件的超精密測量需要20多種專用超精密測量儀器，這些我們都沒有提前布局研制，導(dǎo)致我們至今制造不出來精度合格的產(chǎn)品。這樣的例子具有普遍性。中等精度的光刻機有3萬多個光機零件，其中70%是精密和超精密級的，需要600多種專用精密和超精密測量儀器，這些儀器我們90%是沒有的。還有200多種超精密測量單元和超精密傳感器，這些我們都沒有規(guī)劃，所以我們做了10年光刻機仍不能用，這一點都不奇怪。從目前情況看，因沒有解決專用超精密測量儀器問題，我們在較短的時間內(nèi)做出質(zhì)量合格的光刻機產(chǎn)品是不可能的。

要充分認(rèn)識到，只有通過精確測量，才能精確找到產(chǎn)品質(zhì)量不合格的地方。只有對測量數(shù)據(jù)進行大量積累和分析，才能發(fā)現(xiàn)高精密制造不合格的根源。

超精密測量對提升高端裝備制造質(zhì)量的基礎(chǔ)作用

超精密測量對提升高端裝備制造質(zhì)量具有基礎(chǔ)支撐作用，并在制造全過程中的質(zhì)量控制發(fā)揮決定性作用。我們可從標(biāo)準(zhǔn)、計量、合格評定三個方面來探討。國際測量聯(lián)合會和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織曾經(jīng)聯(lián)合制定了一個國家質(zhì)量保障體系，它把標(biāo)準(zhǔn)、計量、合格評定三個方面定位為未來世界經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的三大支柱。這個定位非常之高，而且定位很明確，這是總結(jié)了發(fā)達(dá)國家的發(fā)展經(jīng)驗后提升到理論層面的一個重要認(rèn)識。落實到企業(yè)的時候，在標(biāo)準(zhǔn)、計量、合格評定三大要素基礎(chǔ)上，還要加上認(rèn)證認(rèn)可，這樣就形成了工廠可操作的質(zhì)量保障體系。究其本質(zhì)，質(zhì)量保障體系就是一系列技術(shù)法規(guī)加測量。在技術(shù)層面看，它就是一個規(guī)范化的測量體系。

要想趕上發(fā)達(dá)國家的高端裝備制造質(zhì)量，我們應(yīng)該怎么做？我們首先看看發(fā)達(dá)國家的做法。例如美國，他們高度重視建模和軟件，即通過大量的測量數(shù)據(jù)積累，挖掘影響產(chǎn)品質(zhì)量的各種誤差源，找出其影響規(guī)律與消除方法，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型并形成軟件，并不斷評估對質(zhì)量的改善效果。比如實驗室里的激光干涉儀，在從5528型升級到5529型時，幾乎沒有改動任何硬件，而是把新的軟件嵌入進去，使儀器測量分辨率提高了一個數(shù)量級，價格提升了一倍。再如，引力波在剛被探測出來的時候，它的探測分辨率不夠，但是科學(xué)家通過建立模型和軟件計算提升了系統(tǒng)的分辨力，成功測量到引力波。可見，美國人在軟件方面是有巨大優(yōu)勢的。相比之下，德國人更注重硬技術(shù)，靠深度挖掘機器性能來提升質(zhì)量，而日本人則更強調(diào)工匠精神。盡管他們強調(diào)的側(cè)重點不一樣，但都是以大量精準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)的積累和數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)的。我們國內(nèi)的很多企業(yè)家和工程技術(shù)人員通常有一個錯誤認(rèn)識，就是質(zhì)量是靠先進的制造裝備來保障的。從發(fā)達(dá)國家高端裝備制造發(fā)展歷程可以知道，只有先進的制造裝備是不行的，特別是發(fā)展到超精密制造階段，測量不出來，就制造不出來。這會讓我們進一步認(rèn)識到，只有通過精確測量，才能精確找到產(chǎn)品質(zhì)量不合格出現(xiàn)在哪里；只有對測量數(shù)據(jù)進行大量積累和深度分析，才能發(fā)現(xiàn)不合格的根源；只有全面精準(zhǔn)地消除了產(chǎn)生誤差的根源，才能最終提升高端裝備制造質(zhì)量。

我們的發(fā)展機遇和發(fā)展方向

我們的優(yōu)勢會出現(xiàn)在哪里呢？我們的優(yōu)勢可能是工業(yè)大數(shù)據(jù)。我們買遍了差不多世界上各個發(fā)達(dá)國家的工業(yè)母機，它們都在中國運行著，不斷地積累著大量與制造質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)。在掌握和深度分析這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，如果我們虛心地學(xué)習(xí)美國的軟件技術(shù)、德國的機器硬技術(shù)和日本的工匠精神，加上充分的測量能力提升，使后續(xù)的測量數(shù)據(jù)得到高質(zhì)量延續(xù)和積累，這會產(chǎn)生一個后發(fā)的綜合優(yōu)勢。這個綜合優(yōu)勢有利于全面精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)各種誤差產(chǎn)生的根源、消除各種誤差源，扎扎實實地達(dá)到提升制造質(zhì)量的目的。我們必須在如下幾個方面形成后發(fā)優(yōu)勢：

第一，不斷提升全民族的質(zhì)量意識。我們必須學(xué)習(xí)德國人，深刻反思我們產(chǎn)品質(zhì)量不高的根源，關(guān)鍵是要深刻認(rèn)識到“沒有精密的測量，就沒有精密的產(chǎn)品”。在此基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮我國具有龐大的測量和儀器技術(shù)隊伍這一人力資源優(yōu)勢，結(jié)合新技術(shù)革命與產(chǎn)業(yè)變革機遇，形成后發(fā)優(yōu)勢。著名超精密制造專家開爾文有一句名言，“只有測量出來，才能制造出來”。高端裝備是工業(yè)母機制作出來的。為保證高端裝備制造精度，工業(yè)母機的精度要比高端裝備的精度高一個數(shù)量級，至少要高三倍；那么工業(yè)母機的精度靠什么來保證呢？靠超精密測量儀器。超精密測量儀器的精度要比工作母機高出一個數(shù)量級，又至少要高三倍，這樣才能保證工業(yè)母機的精度。從精度的角度看，超精密測量儀器是高端中的高端；從基礎(chǔ)支撐的角度看，超精密測量儀器是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。我們要充分認(rèn)識到超精密測量儀器的精度引領(lǐng)作用和基礎(chǔ)支撐作用。沒有測量精度和整體測量能力這個基礎(chǔ)，所有制造精度和制造質(zhì)量之談都是空話。