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    用好計量這把“科技尺” ——浙江省計量院服務經濟高質量發展能力再深化


    剛剛過去的4月,以浙江省計量科學研究院(以下簡稱浙江省計量院)為主要牽頭單位的國家海洋工程裝備產業計量測試技術聯盟正式成立,一個以企業為主體、市場為導向、產學研用相結合的計量技術創新體系破殼而出。憑借著不斷深化、拓展的專業計量服務,浙江省計量院的技術實力在海洋工程裝備這個高風險、高要求的領域再度得到了認可。

    近年來,浙江省計量院圍繞著創新、協調、綠色、開放、共享五大發展理念,按照“三個高質量”目標要求全面深化“雙一流”院所建設,切實增強計量對工業產業的技術保障能力,在海工、醫療、聲學、能源等眾多領域取得了一系列成果,其服務經濟高質量發展的能力達到新的高度。

    “龐大”產業中的精準計量

    造船、海上搭井、大長度測量……處處與“大”脫不開干系的海洋工程裝備產業,其各環節的計量任務卻是分得細之又細。而測量的各個參數是否準確,直接關系到制造出的裝備在使用過程中的可靠性。

    “海工領域企業在從粗放到精益轉型過程中的計量需求很大,如果僅依靠其自身力量,會遇到成本門檻及重復建設等問題。但如果有一個產業中心作為平臺,相關技術成果或成功模式就可以更快地向整個行業推廣和覆蓋。”在與眾多船舶制造企業、研究院所的接觸中,浙江省計量院長度與光學計量研究所所長陳哲敏了解到,不少企業愿意依托技術能力可靠的第三方來加速轉型的進程。

    早在2014年,浙江省計量院“國家海洋油氣資源開發裝備產業計量測試中心”就開始了細致的籌建工作。在厚厚的籌建任務書中,一張“海洋油氣資源開發裝備產業鏈圖”描繪出該院梳理出的產業框架,僅中游(平臺及相關船舶)一項,就涉及不下50個關鍵參數。該院科技發展部主任林峰告訴記者:“把整個產業鏈梳理清楚是中心籌建的基礎,這個過程中可能會梳理出數百個參數。我們最終希望通過運用我院的計量能力,確保這些參數測量的準確性。”

    在具體的工作中,“測得準”自然是計量技術人員的核心目標之一。在為水下機器人與水下機械手生產測試典型高新技術企業——杭州宇控機電工程有限公司提供產品關節角度與整機定位精度評價的過程中,浙江省計量院技術人員利用激光跟蹤儀可實時測量空間坐標測量的特點,對各個自由度的角度運動與整機定位進行精確校準,并對各個自由度的重復性進行測試,為其產品在作業任務中的可靠性提供了技術驗證。

    “水下機器人-機械手系統廣泛應用于海洋科學研究、資源探測開發以及海洋設備維護等水下作業任務,是人類研究開發海洋的重要平臺和手段。而水下機械手作為水下機器人的執行部件,在海底管道檢測、船舶檢測、深海資源勘探、搶險救援、海底巡視等工作中發揮著重要作用。”陳哲敏介紹,測試針對的水下定位精度、自由度重復性等核心性能,對水下機器人的水下勘探有著直接的影響。

    國產醫療設備的品質優化

    醫學計量作為確保醫療設備量值準確、可靠、安全、有效的重要手段,是醫療設備質量控制活動中至關重要的一環,直接關系到設備臨床使用安全及應用質量。浙江省計量院在日常工作中通過計量檢定、校準活動及時發現醫療設備中存在的問題,從而保障醫療機構的醫療質量安全。同時,圍繞醫療器械產業發展主動對接企業,通過解決廠家的計量檢測需求,幫助國產醫療設備實現性能升級。

    CT作為常見的醫療設備,廣泛運用于多類醫學檢查,而探測器是CT的一個核心部件。其原材料、制造工藝上的要求很高,產品的精度與長期穩定性尤為重要,設備的性能參數變化在使用中會產生較大影響,例如放射值的增大意味著輻射量的增加或減少,分辨率降低可能導致無法發現早期病灶,達不到排查病情的目的。為加強CT機探測器的核心部件和關鍵技術攻關,浙江省計量院以聯合申報科技部數字診療專項課題為契機,與明峰醫療系統股份有限公司展開了合作,研究CT設備核心部件可靠性設計、失效模型設計及檢測技術,并對設備整體性能進行日常監測。

    “我們在一年中會對儀器進行一個月一次的監測,確認放射量、分辨率等眾多參數準確與可靠。同時,與企業廣泛地溝通交流,專門成立了共同的技術討論組。”林峰向記者介紹,從計量技術人員的角度出發,通過對儀器性能的評估,往往可以幫助企業發現現有產品提升和改善的點。“例如有一次我們發現所監測的儀器當月數據與上月數據有較大偏差。經過及時反饋、排查,最終鎖定原因在于此前設備軟件系統進行升級后未將計量性能調校至最優狀態。而對于計量專家反饋的改進建議,企業相關工作負責人也積極確認、優化、落實。通過這樣的密切合作,產品的品質得以不斷改善。”他說。

    林峰表示,過去此類大型醫療設備運用場景基本上是通用、飛利浦、西門子等國外企業的舞臺,但近幾年國內民營醫療設備生產企業迅速發展,在CT、磁共振等設備上有了很大的提高。擁有的自主知識產權的國產醫療設備將越來越多走進國際市場,而浙江省計量院也將繼續為高端醫療設備的國產化提供計量技術能力支撐。

    “抓拍”違法聲音的技術保障

    在繁忙的十字路口,借助一套形似攝像頭的設備,就可辨識出是哪輛特定的車輛發出鳴笛聲,其實際使用中的系統定位準確性已精確到十幾厘米——浙江省計量院交通與聲學計量研究所副所長姚磊及他所在實驗室,借助率先開展的聲源識別定位技術課題研究,打破了丹麥B&K等頂級聲學公司對于聲源定位系統的技術壟斷,并在道路違法鳴笛抓拍設備等智能交通領域得到了運用。

    “由于此類設備屬于新型產品,生產企業此前在產品研發完成后對于具體的使用性能缺乏科學的測試和分析手段。而我們基于聲源識別定位系統校準相關研究的課題成果,能夠對產品主要聲學特性進行測試、研究,完成產品定型。例如,對定位分辨率、定位準確性及抗干擾能力等參數進行計量檢測分析,從而幫助提高產品性能,保證產品符合現實環境中的使用條件。”姚磊博士介紹,目前國內已有數百套此類設備運用于北京、上海、杭州等城市交通中。

    “性能參數決定了產品能否正常發揮作用。比如可能會有兩輛車同時鳴笛的情況,如果分辨率達不到要求的話,可能就無法正確識別聲源。”姚磊說。

    除了智能交通,聲學計量在醫療領域也發揮著作用。記者了解到,作為腫瘤非侵入性治療領域較為前沿的一種治療方法,“高強度聚焦超聲腫瘤治療系統海扶刀(HIFU)”可通過超聲準確聚焦于靶組織,產生高溫、空化、機械和超聲生化等效應,使腫瘤組織凝固性壞死。為了精準“抓住”目標,對于設備的準確性、功率大小及其分布要求有精確的把控,超出或低于適當范圍都無法起到目標的治療作用。在國內、國際,海扶刀設備領域尚處于逐漸成熟的階段,姚磊博士所在的實驗室承擔了國家重點研發計劃重點專項子課題《超聲醫療設備性能計量檢測方法研究和標準裝置研制》,醫療診斷類和治療類超聲儀器相關的聲學計量研究正在有序進行。

    綠色低碳發展中的能源計量

    浙江全省印染企業有200多家,產量約占全國的2/3,而紡織印染業正是當前全省全面改造提升的10個重點產業之一。

    為使企業能源精細化管理水平進一步提升,2018年,浙江省計量院以國家城市能源計量中心(浙江)為主要力量,在原浙江省質監局牽頭下組建了浙江省能源計量技術聯盟,率先在浙江省傳統產業——紡織印染行業開展能源計量示范工程建設,以計量技術促進節能減排和綠色制造,探索了一條運用“計量+標準化+互聯網”手段,嚴格實施“計量審查、標準引領、能效診斷、技術改造、在線監控”閉環管理,是企業成功提升競爭力的轉型發展路徑。

    “通過市場監管部門的走訪調研和積極爭取,‘基于物聯網技術的印染企業智能數控化裝備改造項目’獲得省級試點立項,以位于嘉興紡織重鎮王江涇的嘉興市新大眾印染有限公司為示范點,探索解決印染企業高能耗、高污染‘通病’的方案。”浙江省計量院熱工計量研究所所長、國家城市能源計量中心(浙江)主任余時帆介紹,該院組織聯盟單位協同推進能源計量示范工程建設,6次組織專家團隊上門服務,開展現場蹲點服務以及專家長期派駐指導,結合物聯網技術為企業量身訂制“三改三建”整體解決方案,對水、電、氣、化學試劑、廢水治理與排放等環節實施計量自動化系統改造。

    通過4個月的運行,項目為企業節約生產成本200多萬元,減少用電量20萬千瓦時,減少污水排放量5.4萬噸、清潔水用水5.4萬噸,減少化學試劑使用量180噸。余時帆表示,科學運用計量技術手段,使對能耗、污染的監控從人工估算向自動檢測轉變,顯著提升了效率與準確性。“目前,‘能耗與污染物排放管理平臺’正在不斷建設完善中。屆時,相關數據將通過各個端口直接上傳至該平臺中,實現實時監控及歷史數據的迅速查詢。監管工作人員只需通過手機APP即可及時掌握信息,接收異常情況的自動化預警。”他說。

    接下來,這一成功經驗也將在嘉興乃至浙江全省復制推廣,為傳統產業中小民營企業綠色制造、綠色發展開拓一條計量路徑。

    (文章來源 中國質量報)

     

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