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计量科普
关注:1133 发布时间:2018-04-18 作者: 来源:

求精准 度万物 量天地 衡公平——浅析计量的基础作用
什么是计量
从词源上看,计量一词虽未见在我国古代典籍中出现,但可以推断它是由“度量衡”的概念逐步衍生而来。度是长度,量是容量,衡是重量。在古代,所谓“权衡”其实是指用权(砝码、秤砣)来称量,而“衡器”其本意是天平,后引申为所有确定重量的量器。计量一词对应英语metrology,根据维基百科,metrology由希腊语measure加上后缀logos构成。希腊文中的logos有“宇宙万物之规律,绝对之准绳,以及人类一切的依归”的意思。那么这两个词联系到一起,我们是不是可以说“计量是测量的绝对准绳和一切的依归”?
    作为一门现代科学,计量(metrology)在国际计量术语中已经有了明晰的概念——计量是关于测量的科学,包括涉及测量理论和实用的各个方面,不论其不确定度如何,也不论其用于什么测量技术领域。这个关于计量的定义是由有关测量的数个国际组织(包括BIPM、IEC、IFCC、ISO、IUPAC、IUPAP、OIML和ILAC)联合组成的计量学联合导则委员会(JCGM,Joint Committee for Guides in Metrology)给出的。该定义的核心指向是:计量是关于测量的科学。
    需要强调的是,虽然计量是关于测量的科学,但它不同于测量。测量是为确定量而进行的全部操作,是对非量化实物的量化过程,其目的是用数据描述事物。而计量是实现单位统一、保障量值准确可靠的活动,计量的目的是确保测量结果准确。准确性、一致性、溯源性和法制性是计量最重要的4个特征,而测量并不必须具备以上这些特征。因此计量属于测量的一种,它源于测量而又严于测量。狭义地讲,计量是与测量结果的置信度相关、与不确定度相联系的一种规范化测量,具备计量特性的测量活动才能获得有效的测量结果。
 
    计量和标准的关系
    计量和标准的目的都是为了追求统一。计量是为了实现测量活动、测量结果的全球统一。从本质上讲,计量就是现代社会中最基础的标准化活动。大数据时代的今天,计量更是一切数据有效性的源泉。计量科学的本身就是为了建立和优化不断进步、永无止境的计量标准。计量标准是物化的标准、是客观的标准,是建立在科学真理基础上的准绳。我们在谈到质量时,经常说“没有规矩不成方圆”,所谓规、矩,分别是指校正圆和方的两件计量器具。当规和矩合二为一时,便为规矩,指的是法度,标准。规、矩和规矩之间,就形成了内在联系。可以说,没有规、矩,何来规矩?没有规矩,规、矩何用?如果我们认为标准确定了需要方、圆及其规格大小,则计量确保方是方、圆亦为圆,以及方圆之规格符合标准之规定,也就是确保了质量的预期。因此,可以说,标准规定了质量的要求,计量确保了质量的实现,计量是标准的基础,更是质量的基础。
 
    计量的作用和战略地位
    从政治、经济、文化、社会、国防等多个领域来看,计量是国家主权的象征,是统一国家的工具。计量是社会进步的重要基石,不仅是维护公平正义的法度和准绳,更是改善生态环境、提高生活质量、促进社会和谐的基础和关键。计量是科学技术的基础,历史上3次技术革命都和计量测试技术突破息息相关。计量还是保证国民经济正常运行和公平贸易的基础。没有计量就没有现代制造。计量也支撑国防建设,事关国家核心利益。在航空母舰、核潜艇、隐形飞机、洲际导弹、卫星导航定位系统、核武器等武器装备与设施中,需要大量计量技术的支撑。
    计量的基础作用,一般认为主要体现在两个方面:一是建立信心。计量通过建立测量的溯源性,获得可靠的测量结果,使标准的结果可以检验,过程可以复现,进而实现人们对质量信赖。二是实现创新。计量通过测量科学和技术进步之间的相互依存和相互促进推动创新;新的测量技术也必然刺激新的产品、流程和服务的创新,同时也会推动劳动力新技能的产生和掌握。
    回顾科技发展历程,计量一直和创新密切相关。一方面计量正是建立在最新科学理论和最先进的技术基础上的,很多最新发现的物理现象和理论第一次就是被用于新的计量基准。原子喷泉理论孕育了原子喷泉钟的诞生,奠定了原子时的基础,将时间基准提升到3000万年不差1秒的水平;飞秒激光光梳技术架起了光频与微波频率的桥梁,将光钟变为现实,从而有可能将时间频率标准的不确定度再提高10-18量级。最近的几十年里,共有14位计量科学家获得诺贝尔物理学奖。计量学往往是最新科学特别是物理学理论的最先应用和最佳载体,是科学发现和科技创新走向应用最重要的桥梁。
    另一方面,计量技术的发展,支撑着社会发展的各个方面,计量技术的创新,引领了科技和产业的创新。没有相应的测量技术不可能有新的科学知识,“凡是可以测量的,就要实现对它的测量;凡是还不能测量的,也要实现对它的测量”。准确有效的测量是认识世界的基础,更是改造世界的前提。秦始皇统一的度量衡制度促进了社会、军事、制造标准化的快速发展,巩固了其统治地位。美国首任总统华盛顿确定的联邦中央政府六项主要政权就包含度量衡管理权。
    在现代社会中,计量更是举足轻重。80%以上的贸易必须通过测量才能够完成,工业化的国家测量活动对国民生产总值贡献率达到4%-6%。贸易结算与公平交易,火箭发射与卫星导航,精密制造与健康安全,网络互联与智能电网等,无一不与计量密切相关,无一能离开精密测量技术。计量影响工业生产的实例很多,比如光伏产业,这是我国重要新兴产业,以275W的标准太阳电池组件为例,在企业设备测量能力不变的情况下,标准组件的测量准确性提升0.5%,则可让企业产品平均功率波动减小1W,若按我国每年光伏企业产能5GW来计算,每提升0.5%计量不确定度,至少可以节约6700万元人民币的成本支出。
    由此可见,计量是一个国家的重要技术基础,具有不可取代的战略地位。
 
    国家计量院的使命和责任
    进入21世纪以来,随着科技的不断进步和全球化的演进,计量在世界范围内呈现出两大趋势。第一,全球计量体系基本形成,保障世界主要国家量值等效,为全球化市场提供支撑。1999年,全球38个国家签订了《国家计量基准和国家计量院出具的证书互认协议》。目前,世界上主要经济体都在努力使本国校准测量能力能够覆盖自身国际贸易和参与国际竞争的需求。美国的校准测量能力数量达到2169项,列世界第一;我国为1224项,列世界第四、亚洲第一。第二,计量技术正在发生重大变革,以量子物理为基础的自然基准取代实物基准,测量准确度等技术指标得以大幅度提高,带动大部分量的测量准确度得到提高,进而对科技的进步和经济社会的发展产生重大促进作用。
    正是基于计量的战略地位,发达国家普遍高度重视计量。美国、德国、英国等20多个国家把计量(度量衡)写入宪法,作为中央事权和统一管理国家的基本要求。美国和德国的国家计量院院长都是由总统任命。美、德、英等主要发达国家政府对计量有统一、稳定的专项经费支持,并逐年增长。各国也都建立了本国的国家计量院,为保证在激烈的国际竞争中占有优势地位,美、英、德、法、俄罗斯及日、韩等发达国家都十分重视国家计量院的建设和计量科技的发展,纷纷加大对计量科学研究在人力、物力和财力等多方面的投入,以切实保证并有效提高本国计量科技在科技革命和产业变革中的支撑能力。
    以美国为例,2009年,美国政府投入国家计量院(NIST)的计量科研经费达16亿美元,其中6.1亿美元是美国在新颁布《复苏与再投资法案》之后专项拨款,用于研究建立智能电网、太阳能发电和储能等先进能源技术,绿色节能建筑、碳排放限制和交易体系等方面的计量标准。
    随着我国经济社会发展,国家对计量科技的投入持续增加,“十一五”以来累计投入超过20亿元。建成了国际一流的实验基地,开展了应对SI基本单位重新定义的相关基本物理常数测量等前沿研究,启动了能源、生物、环境、微纳技术、医学、信息技术等服务国家战略性新兴产业发展和社会可持续发展的计量新领域研究工作,获得国际互认的国家校准测量能力数量跃居世界第四。通过不懈努力,我国计量科技水平已得到全面提升,基本实现了从望其项背到并驾齐驱,具备了赶超发达国家的基础条件。
    今年,国务院发布《中国制造2025》,该规划无疑对于制造的关键组成要素——测量,将是利好的消息,计量产业应抓住新一轮科技浪潮所形成的机遇期。如《中国制造2025》提出了互联网+的概念,将量子基准和信息技术结合,并将校准模块植入测量终端上,可以大大缩短溯源链,将最精准的量值传递给用户,支撑工业产业的发展,为中国制造2025提供最直接有效的支撑。与《中国制造2025》主攻方向智能制造所密不可分的智能测量已成为大势所趋,包括智能数据管理及报告、智能扫描、智能软件及智能能源管理等智能测量技术将成为智能制造的重要环节。
    今后,中国计量科学研究院作为我国唯一的国家计量院将以保持国家最高测量能力、满足经济转型升级需要、支撑人民生活质量提升、迎接新领域新技术挑战为使命,充分发挥和平里、昌平两个院区不同的特色和作用,聚焦于复现并不断提升SI基本量量值水平,建立并不断完善国家计量基准和标准体系;研究并完善测量理论和技术方法,确保测量结果的准确性、一致性和可溯源性;开展复杂系统、多参量综合测量技术和应用研究,提升现场、多参量校准能力;攻关极端条件和极端量的准确测量技术,不断提高认识自然和改造自然的能力。
     求精准,度万物,量天地,衡公平,是计量人的不懈追求,也是我们的庄严承诺。
    (来源:《中国质量报》2015年10月28日第四版,作者:中国计量科学研究院院长方向)

 

国家计量院院长方向:释“计” 解“量”
        “计量的‘计’其意一是核算:计时、计量(liàng);二是测量或核算度数、时间、温度等的仪器:晴雨计、湿度计。‘量’作为量(liáng,动词)时,其意一是确定、计测东西的多少、长短、高低、深浅、远近等的器具:量具、量杯、量筒、量角器;二是用计测器具或其他作为标准的东西确定、计测:计量、测量、量度、量体温、度量衡;‘量’作为量(liàng,名词)时,其意一是数的多少:数量、质量;二是古时计量物体多少的容器,如斗、斛之类。说 ‘计量’,首先应当从‘度量衡’说起……”在9月1日2014年全国“质量月”启动仪式系列专题讲座之一“计量——国家发展质量的战略基础”上,中国计量科学研究院院长方向从计量的本质特性出发,结合源远流长的度量衡历史,深入浅出地阐述计量概念。这一别开生面的开场,如一缕清风扑面而来,使全场原本稍显沉闷的学术气氛顿时活跃起来,广大听众为之振奋。
        为了更进一步严谨地论述“计量是关于测量及其应用的科学;计量学是关于测量的科学,包括涉及测量理论和实用的各个方面,不论其不确定度如何,也不论其用于什么测量技术领域;计量是科学的语言,通过建立计量溯源性,获得可靠的测量结果,使标准的结果可检验,过程可复现,进而实现人们对质量的信赖;通过测量科学和技术进步之间的相互依存和相互促进推动创新;新的测量技术将会刺激产品﹑流程和服务的创新”等比较抽象的理论,方向院长采用图文并茂的方式,除引经据典之外,还大量引用了近现代计量相关名人名言。他在讲到有关计量在物理学、诺贝尔物理学奖中的贡献时,借助了太阳光伏计量、PCB阻抗测量标准、几何量计量是先进制造的基础和保障、计量在临床诊疗中的作用及战略地位、时频计量在北斗卫星导航系统(BDS)中的作用、低背景红外辐射计(LBIR)校准方案、PM2.5检测对计量工作提出的更高要求、雷达散射截面计量标准与隐形飞机等生动计量应用事例,引人入胜、生动地分析了计量与质量的关系、计量与测量的关系、计量与标准的关系,精彩地阐述了计量在战略性新兴产业中所发挥的作用,明确了计量作为国家发展质量的战略基础地位,计量、标准和合格评定是未来世界经济可持续发展的三大支柱,计量是标准、合格评定的基础(基础之基础)。方向院长还从计量战略发展规划的高度,结合2013年3月国务院印发的《计量发展规划(2013-2020年)》,提出计量作为国家发展质量的战略基础,与一国的科技创新能力、国际竞争力、全球利益和战略布局紧密关联。
        “求精准,度万物;量天地,衡公平”,是计量人孜孜以求的目标。方向院长踌躇满志地表示,今后国家计量院将秉承“保持国家最高测量能力、满足经济转型升级需要、支撑人民生活质量提升、迎接新领域新技术挑战”的使命,充分发挥和平里、昌平两个院区不同的特色和作用,聚焦于复现并不断提升SI基本量量值水平,建立并不断完善国家计量基准和标准体系;研究并完善测量理论和技术方法,确保测量结果的准确性、一致性和可溯源性;开展复杂系统、多参量综合测量技术和应用研究,提升现场、多参量校准能力;攻关极端条件和极端量的准确测量技术,不断提高认识自然和改造自然的能力。
(本文刊发于《中国计量》杂志第10期

 

 

 

计量的经济和社会效益评价
    人们可以感觉到计量对经济和社会发展的作用,但很难具体地描述。美国NBS曾在国家计量体系的分析报告中提到,现代社会没有计量体系就不能运转,计量体系的价值是无法估量的。我国计量界也有很多关于计量对国民经济发展的基础作用的评价。随着经济、社会和科技的发展,计量的基础作用越来越重要,各国开始用经济分析的方法来评价计量的作用,研究并得出了计量对经济和社会发展作用的评价方法、框架和经验,推动了本国计量体系的建设和发展。我国的计量体系对经济和社会发展的作用也需要以现代经济分析的方法来体现,为我国国家计量体系的发展提供科学的依据。我国政府管理体制的改革也需要我们采用科学准确的论证作为政府计量主管部门决策的基础。
   
    一、计量的起源和发展
   
    5000年前人类社会文明的发展需要时间、长度和质量的测量达到一致,由此产生了计量活动。保证测量统一的基本要求是全部测量溯源于计量标准,计量标准和社会对测量的道德信任构成了古代计量体系。中国在3500年前的商朝就建立了长度、质量和容量的计量标准,政府设置专门机构和人员负责检查计量器具(每年两次),在商贸和制修造武器、车辆、手工业品领域的检查是强制性的。
   
    社会、经济和技术的发展扩大了对计量体系的需求,同时推动了计量技术、方法和计量立法的发展,现代国家计量体系从科学计量和法制计量两个方面逐步发展建立起来。19世纪工业和贸易的显著增长,促使工业化国家统一各种工业、行业的计量单位,全面建立国家计量基标准。19世纪末工业化国家建立国家计量院,建立保存国家计量基标准并提供量值传递,标志着现代科学计量体系的建立。量传的实现和国家的量值统一需要国家立法建立管理体制,工业化国家在建立国家计量院的同时,对贸易计量器具建立了国家型式批准和检定证书制度,以法制管理的形式保证计量器具满足使用要求,法制计量从贸易领域逐步扩大到政府管制、医疗健康、安全和环境保护领域。1947年工业化国家开始了对计量技术机构的能力进行考核和认可,保证政府和公众对其从事法制计量任务的能力的信任。
   
    二、现代国家计量体系和作用
   
    20世纪五、六十年代,从分散在各行业和各领域的计量体系初步形成了以科学计量体系和法制计量体系为主要内容的现代国家计量体系,各国、各行业和社会各方面从各自不同的角度和实践阐述了国家计量体系的概念和作用。
   
    1967年Hintoon在美国《科学》杂志上提出了国家计量体系的概念,美国国家计量局NBS在1976年进一步阐述了这一概念。国家计量体系是为了获取社会、公众和科技等领域描述、预测、联络和管理需要的客观测量,国家利用的知识性、实施性、技术性和管理性的活动和机构。它包括五个层次:量和单位的定义;实现量和单位定义的技术基础;保证各种测量准确的计量能力;量传体制和实施;最终用户的测量。
   
    英国国家物理研究院NPL1999年在评价国家计量体系时将国家计量体系的活动分为:研究建立和保存国家计量标准;保持各级计量标准符合要求;开展量值传递;制定技术法规以及计量管理。
   
    欧盟计量计划在2002年报告中对国家计量体系活动做出基本分类:国家计量院活动、法制计量机构活动、计量技术机构的认可、各种计量技术机构活动、计量器具制造、计量在工业中的应用以及计量在社会中的应用。
   
    国际计量局提出国家计量体系由计量单位制、国家基标准和量传体系、计量法律法规、国家法制计量机构、计量技术机构及认可构成。
   
    国际法制计量组织提出国家计量体系由计量单位制、量传体系、计量法律法规、国家法制计量当局、合格评定机构和合格评定程序的实施、国际合作构成。
   
    Birkeland在《21世纪计量展望》的研究报告中提出全球计量体系为政治、商业、工业、科学、工程、国际贸易、人类健康安全、环境和资源保护提供计量基础。
   
    中国的计量行政主管部门将国家计量体系主要划分为计量行政管理、计量技术保障、计量法律法规三个方面。
   
    计量在各个领域以多种形式进入我们的生活,但我们很多时候感不到计量的存在。实际上计量体系的平稳运行是社会、经济和日常生活的重要基础。据美国《科学》杂志统计,美国一天的测量活动达2千万次。美国NBS对78个主要行业的调查表明,计量的投入占GNP的6%,其中计量依赖的行业对计量的投入占总投入的20%。加拿大政府计量管理机构Measurement Canada的一项调查表明,对周期检定每投入1美元,可以减少因计量不准的损失11.4美元;对重点抽查每投入1美元,可以减少因计量不准的损失28.7美元。据中国质量监督检验检疫2001年统计年报统计,中国一年检定各种工作计量器具3893万台(件),各级计量标准器具94万台(件)。监督抽查的计量器具192万台(件),抽查定量包装商品145万批次。
   
    英国DTI分析了计量对国内生产总值GDP构成的个人消费、政府购买、投资和进出口的作用(图1),其中计量对进出口和投资影响较大,计量影响投资的水平和质量,也是投资信心的决定因素之一。
   
    计量体系对经济、社会、科技和政府管制的作用具有广泛性、基础性和效益性的特点。由于计量体系的作用大量地以间接方式体现,分析评价计量体系是困难的,一般采用个案方式分析直接效益,采用宏观分析方法分析直接效益和间接效益。
   
    三、计量对贸易的影响
   
    计量对贸易的重要影响和收益体现在四个方面:
   
    大量的贸易交接需要计量提供对贸易量的信任,英国DTI2002年统计,每周约有10亿英镑的零售贸易需要经过计量。根据加拿大Measurement Canada、美国NIST和澳大利亚NSC的研究结论,依赖计量的贸易量年度总值一般是GNP的50%~60%。按保守估计,贸易计量可以增加的收益相当于0.1%GNP;另一方面,忽视贸易计量的作用,将遭受相同价值的巨大损失。贸易计量提高了贸易交接的透明度,减少贸易纠纷。贸易计量的准确和一致降低了交易成本,提高了市场效率。
   
    国家法制计量管理部门通过制定法规,对贸易计量器具的型式批准、检定和监督,对定量包装商品提出法制要求和监督抽查,保证公平贸易,减少缺斤短两,防止欺诈行为。
   
    准确的计量为贸易领域的库存管理提供了保证,提高了库存管理效率。
   
    进出口贸易的大宗货物计量和定量包装计量是保证国家外贸收入的重要条件,对外贸收入占重要地位的国家尤其重要。瑞典Narvik港将用于铁矿石出口计量的皮带秤的不确定度由0.5%降到0.2%,每年出口收益提高860万法国法郎。KPMG为国际计量局进行MRA的调查表明,国家计量院间的MRA计量校准的互认,据保守估计可以使成员国间的贸易成本降低40亿美元。
   
    四、计量对工业的影响
   
    工业企业的计量检测能力对产品质量、物料能源结算、环境监测、安全防护、经营管理和企业效率起重要基础作用,计量对工业的影响可以从企业大量的计量投入,加强计量检测能力以及产生的收益等方面分析。
   
    美国商务部1984年分析计算了美国经济的81个工业行业,计量活动为工业贡献的平均附加值为GNP的3.5%,计量投入1630亿美元,其中日用三表、化学化工、石油石化、电信和电力等与计量密切相关的20个行业的计量投入占行业总投入的50%,计量贡献占行业对GNP贡献的13.4%。计量对技术进步的贡献还未包括在内。
   
    英国DTI1999年的统计表明,国家量传体系支持了年销售额63亿英镑的计量工业(计量器具制造业),校准服务的利润达到每年12亿英镑。DTI的调查还发现中小企业对国家计量体系提供的服务有较高的依赖性,国家量传体系在提高产品质量、降低成本、提高效率和市场竞争力方面对中小企业的计量支持起到决定性作用。
   
    欧盟2002年统计,15个成员国的计量器具生产销售额每年达490亿欧元,约占欧盟工业产值的1%。工业各行业的计量投入每年达340亿欧元。
   
    中国企业按照规模分别开展了完善计量检测体系、计量保证体系和计量合格等不同水平的企业计量检测能力建设,其中获得完善计量检测体系证书的企业有700多个。计量工业企业6000多家,2000年销售额达1200亿人民币。
   
    五、计量对社会的影响
   
    计量具有公共物品的经济学属性,在贸易、工业、政府管制、科技和社会某一领域的计量投入都会产生正外部性,计量在某一领域降低成本、提高产品质量、提高生产率、技术创新、市场效率、加强管理的作用都会带来社会收益。因此,计量对社会的整体影响是无法估量的,各国主要是用定性的方法分析计量对社会的影响。一般认为计量的社会收益包括:
   
      ●解决公众社会活动的信息透明,向公众传递重要的计量信息,保护消费者,提高公众信任;
   
      ●医疗健康,降低死亡率;
   
      ●安全保护,降低事故;
   
      ●环境监测;
   
      ●资源控制。
   
    欧盟通过对医疗测量等具体项目的成本收益分析得出结论,计量的社会收益远大于计量的工业收益。
   
    六、计量对政府管制的影响
   
    现代社会政府广泛依靠计量进行政府管制。国家计量体系通过计量法规和量传体系对计量器具和测量提供保证,并对政府管制领域进行持续客观的测量,为政府管制提供可靠的、普遍信任和接受的计量依据。法律诉讼、政府税收、行政执法等需要采用准确统一的计量数据作为依据。
   
    使用成本效率的方法对政府管制项目进行分析显示,计量控制方案比其他政策选择有更高的收益———成本比。澳大利亚政府在公路交通管制中,选择计量控制方案,使用测速仪和呼气分析仪对汽车驾驶员的违规行为进行控制,明显降低了公路交通事故,降低交通事故死亡人数(图2),相当于减少社会损失76亿澳元。另一种政策选择是加强公路建设来避免交通事故,这种选择需要高昂的建筑成本达到相同的目标。
   
    七、计量对技术创新的影响
   
    与资本和劳动力资源型经济增长因素不同,技术创新为主要构成的全要素生产力是现代经济增长的核心动力,发达国家技术创新的贡献已是GDP的主要部分,计量是技术创新的基础,计量推动技术创新。英国DTI的Stage-Gate模型说明了计量普遍支持工业技术创新,在工业新产品开发过程中,计量在三个重要阶段发挥关键作用(图3)。
   
    欧盟计量计划2002年统计,计量通过支持技术创新对欧盟GNP的贡献为0.77%,达610亿欧元(表1)。
   
    英国DTI的1990~1998年国家计量体系的经济收益评价得出类似的结论,从计量支持TFP的角度,计算计量对GDP的贡献为0.8%,约每年50亿英镑。
   
    美国NIST1999年报告指出,必须制定发展基础技术密集的领域的政策,支持经济可持续发展。
   
    八、国家计量体系和计量项目的经济评价
   
    NIST采用成本———收益分析方法对计量标准和测量应用项目进行经济评价,评价包括定性和定量分析(表2)。定性评价结果表明,NIST的项目提高了技术创新效率和生产率,降低了市场交易成本。定量评价结果表明,计量项目的投资回报(社会折现率)高于其他技术领域,这是因为计量对整个工业或社会的影响具有很大的正外部性,所有项目的收益———成本比大于1,是经济可行的项目。由于考虑了投资折现,收益———成本比、社会折现率等定量分析指标非常适用于投资周期长的科学计量项目的经济评价。
   
    欧盟计量计划2002年对欧盟国家计量体系进行了经济评价,欧盟对整体国家计量体系定义了定量分析的框架,即国家计量体系包括:国家计量院、法制计量机构、计量技术机构的认可、各种计量技术机构、计量器具制造、计量在工业的应用以及计量在社会中的应用。表3列出了欧盟国家计量体系的投入和收益,其中国家计量院的国家投入平均占64%,商业投入平均占26%(表4)。欧盟国家在工业各行业的计量投入每年达340亿欧元。欧盟计量计划部分评估了对社会的计量投入,如欧盟国家在一般医疗测量方面每年投入130亿欧元。欧盟国家对各种计量活动的支出为830亿欧元,约占欧盟GDP的1%,其中不包括分析框架中的对法制计量和社会的投入。国家计量体系计量活动的直接收益约2300亿欧元,占欧盟GDP的2.67%,其中不包括计量活动带来的巨大的社会收益和正外部性。欧盟国家计量体系的经济评价结果为收益———成本比2.73,若考虑计量的社会收益,收益———成本比将更高。
   
    从各国对计量的经济和社会效益分析可以看出,虽然数据采集和分析方法不同,但是计量在贸易、工业、社会、技术创新和政府管制等领域具有相对高或很高效益的结论是相同的。今后,我国国家计量体系的经济和社会效益评价应采用定性和定量分析相结合的方法,借鉴发达国家的经济衡量分析框架和调查方法,但在整体体系定量分析的框架中,需要考虑我国计量体系的要素划分的特点,同时注意改进发达国家定量分析框架的限制条件。值此纪念5.20世界计量日之际,提出此文。希望全社会共同关心计量、关注计量的经济和社会效益,振兴计量事业,服务国民经济建设和社会发展。
 
本文转自《上海市计量测试技术研究院

 

促进计量发展 增强国家核心竞争力
 
    计量像空气一样,与人类生产生活紧密相连,但又往往不为人们关注。2013年3月,国务院印发《计量发展规划(2013—2020年)》,充分体现了党中央、国务院对计量工作的高度重视,对促进我国计量事业发展、增强国家核心竞争力具有十分重要的现实意义。作为质检工作者,我们期望全社会进一步认识计量、重视计量,更好地发挥计量的重要作用。
 
计量是人类文明发展进步的重要基石
    计量,古称度量衡,现代社会将其定义为“实现单位统一、保证量值准确可靠的活动”。作为一门古老而又年轻的科学,它是文明社会不可缺少的技术规范和行为准则。
    伴随着现代工业的发展,计量已经从古代的度量衡发展到几何量、热学、力学、电磁、无线电、时间频率、光学、声学、电离辐射和化学等十大计量,渗透到人们生产生活的各个领域,成为促进科技进步、推动经济社会发展和保障国防安全的重要技术支撑。
    纵观历史,计量从来都是统一管理国家、维持国家秩序的重要手段。中国古代历朝更替,必重整度量衡。可以说,度量衡的统一是国家统一的重要标志。1985年,《中华人民共和国计量法》公布,标志着中国计量工作从行政管理走向法治管理,并逐渐与国际接轨。
    如今,计量已经被赋予新的内涵和使命,成为国家核心竞争力的重要标志之一。计量是保障经济正常运转的技术手段。在经济交往中,超过80%的贸易必须经过计量才能实现,工业化国家的测量活动对其国民生产总值的贡献达4%-6%。计量贯穿于生产经营的各个环节,是工业生产的“眼睛”,工业发达国家把计量检测、原材料和工艺装备列为现代工业生产的三大支柱。计量是科学技术的基础,没有计量就没有科学。历史上三次技术革命都是以计量测试技术突破为前提。计量精度的每一次提高,都给相关领域的测量、科学仪器的进步以及技术创新以极大的推动力量。同样,未来的技术革命无论是信息技术还是新能源技术或生物技术,都必须依赖于计量测试技术的发展。
    由此可见,在构成国家核心竞争力的三大要素中—经济基础、企业管理、科技创新,都以计量作为基础支撑,都以计量的发展进步作为技术引领。可以说,计量的水平直接影响经济发展水平、企业管理水平以及科技创新水平,反映了国家核心竞争力的水平。因此,面对日趋激烈的国际竞争,世界上包括美国、欧盟和日本在内的许多发达国家纷纷加大了对计量科学研究的投入,以切实保证并有效提高本国计量科技的支撑能力,在新一轮全球竞争中占据优势。
 
我国计量事业发展成就显著
    党和国家历来高度重视计量工作。新中国成立后尤其是改革开放以来,我国计量事业不断取得新的成就,逐步形成了具有中国特色的计量发展与管理制度,并且成为中国特色质检工作体系的重要组成部分。
    特别值得自豪的是,改革开放以来,我国计量领域基础性、前沿性和共性科研成果大量涌现,共获得国家科技进步一等奖5项、二等奖35项、三等奖23项。一些重大理论创新或技术突破受到国际计量界特别是发达国家的高度关注。其中,2007年获得国家科技进步一等奖的“量子化霍尔电阻基准”,经国际比对验证,其不确定度优于国际最好水平10倍,位列国际同类基准之首;2006年获得国家科技进步一等奖的“铯冷原子喷泉钟”,其准确度已相当于1500万年不差一秒,标志着中国成为国际少数具有独立完整时间频率体系的国家之一。
    伴随着计量科技的发展进步,我国计量服务保障能力和参与国际事务能力也在不断增强。在航天工程、三峡工程、卫星导航、西气东输、南水北调等重大工程中,在食品安全、医疗卫生、抗震救灾等突发事件中,在医学、生物安全、新材料等前沿科技中,在环境保护、能源节约、节能减排等现实问题中,以及在与人们生活息息相关的民生领域,计量提供了十分重要的技术支撑和服务保障。作为国际和区域计量组织的重要成员,中国政府高度重视计量领域的国际合作,积极履行应有的权利和义务,积极参与国际计量合作活动和重大事务的决策,国际计量地位得到大幅提升。目前,我国得到国际承认的校准测量能力已达1248项,列世界第四位。同时,还参加了6个国际和区域计量组织,与17个国家政府、民间计量机构建立了计量双边交流和合作,签署了45个双边和多边合作协议,并分别于2007年和2010年承担了亚太法制计量论坛组织和亚太计量规划组织的主席国和秘书处工作。
    但也要清晰地看到,我国计量工作的基础仍然较为薄弱,国家新一代计量基准持续研究能力不足;量子计量基准相关研究尚处于攻坚阶段,与发达国家仍有很大差距;社会公用计量标准建设迟缓,部分领域量传溯源能力仍存在空白;法律法规和监管体制滞后于社会主义市场经济发展需要,监管手段不完备,计量人才特别是高精尖人才缺乏,促进计量快速发展的任务还十分艰巨。
 
计量工作要担负起增强国家核心竞争力的使命
    根据国务院发布的《计量发展规划(2013—2020年)》,到2020年,我国计量科技基础更加坚实,量传溯源体系更加完善,计量法制建设更加健全,基本适应经济社会发展的需求。面对新的机遇和挑战,计量工作要担负起增强国家核心竞争力的神圣使命。
    第一,主动顺应世界计量发展新趋势,进一步夯实计量技术基础。当前,世界范围内的计量技术正在发生重大变革,国际单位制中以量子物理为基础的自然基准取代实物基准的趋势十分明显,这将对各领域的测量精度产生深远影响。开展相关研究并持续攻关,已经成为世界各国抢占国际计量科技制高点的关键,成为维护本国独立计量溯源体系的重大核心。我们必须紧跟这一趋势,加强计量前沿技术研究,建立一些具有国际先进水平的国家计量基准,增强我国计量在国际上的影响力。特别要加强计量科技基础及计量新技术、新方法研究,攻克计量技术难题,研究建立新一代高准确度、高稳定性量子计量基标准,为科学技术进步、科技创新提供最先进的计量测试手段。
    第二,不断满足经济社会发展新需求,进一步增强计量服务能力。进入新世纪,科学技术的迅速发展和经济全球化趋势正在对计量工作产生深刻影响。特别是生命科学、海洋科学、信息科学和空间技术的快速发展,带来了巨大的计量测试需求;保持国民经济安全运行以及区域经济协调发展,有效防御自然灾害等方面,亟须尽快填补量传溯源体系的空白;产品制造的国际合作日益深刻,人们对健康、安全和环境问题日益关注,对资源的控制和能源利用的限制日益严格,都需要不断提高计量检测能力。我们必须以计量科技研发为基础,以国家计量基标准和社会公用计量标准建设为主体,以量传溯源体系为基本架构,加快构建国家产业计量测试服务体系、区域发展计量支撑体系、国家能源资源计量服务体系、企业计量检测和管理体系,从而形成覆盖全国的开放性、数字化、集成化的国家计量服务体系。必须加强国际计量交流合作,促进我国量值国际等效,扩大互认国和互认产品范围,满足“一次测试、一张证书、全球互认”的需求,更加有效便捷的为全球贸易和经济发展服务。
    第三,认真落实维护市场秩序新要求,进一步健全计量法制监管。计量是维护市场经济秩序重要技术基础。党的十八大提出,要“健全现代市场体系”,要求我们必须进一步加强计量法律法规体系建设,建立健全有中国特色的计量监管体制和机制,形成统一、协调的计量法律法规体系;必须加强计量监管体系建设,保证全国单位制统一和量值准确可靠;必须推进诚信计量体系建设,加强对安全防护、贸易结算、医疗卫生、环境保护、节能减排等与人民群众身体健康和切身利益相关的重点领域计量监管,加大计量惠民力度,严厉打击计量违法违规行为,维护消费者合法权益,建立公平公正的市场秩序。
    计量是人类共同的语言。在科学技术迅速发展和经济全球化日益深化的今天,中国计量既要承担起增强国家核心竞争力的神圣使命,更要为建立完善全球计量体系、促进全人类的繁荣发展作出贡献。我们期待着,中国计量更加成熟地走向世界,更加紧密地连接世界,更加自信地引领世界。