簡談計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用

胡 毅

（昭通市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心，云南 昭通 657000）

1 引言

計量技術(shù)是現(xiàn)代社會中不可或缺的一部分，它涉及各個領(lǐng)域，如工程、醫(yī)學(xué)、貿(mào)易、環(huán)境保護(hù)等。計量數(shù)字化應(yīng)用主要是指利用數(shù)字化技術(shù)對各種物理量進(jìn)行測量、計算和分析，從而提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。數(shù)字化技術(shù)包括傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等，可以實(shí)現(xiàn)自動化檢測、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。隨著計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化應(yīng)用逐漸滲透到計量領(lǐng)域，為計量技術(shù)帶來了革命性的變革。在過去的幾十年里，科技的飛速發(fā)展，計量技術(shù)的數(shù)字化應(yīng)用已經(jīng)變得日益重要。文章將詳細(xì)闡述計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用的歷史背景、現(xiàn)狀及未來趨勢，并通過案例分析的方式對不同領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行深入探討。

2 計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用的發(fā)展歷程可以追溯到19世紀(jì)。隨著人類對經(jīng)濟(jì)和社會現(xiàn)象認(rèn)識的不斷深入，計量學(xué)在理論和實(shí)踐方面都有了長足的發(fā)展。在19世紀(jì)，經(jīng)濟(jì)學(xué)家們開始使用統(tǒng)計數(shù)據(jù)來研究經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，例如收入、消費(fèi)和就業(yè)等問題。他們使用簡單的統(tǒng)計方法來分析數(shù)據(jù)，并試圖建立一些經(jīng)濟(jì)理論來解釋這些現(xiàn)象。然而，由于當(dāng)時的數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)量有限，這些理論的解釋力很弱。到了20世紀(jì)，計量學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個新階段。在這個時期，計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)據(jù)收集的改進(jìn)使得計量學(xué)的研究變得更加精確和全面。經(jīng)濟(jì)學(xué)家們開始使用更復(fù)雜的統(tǒng)計方法和數(shù)學(xué)模型來分析數(shù)據(jù)，并且提出了一些新的理論模型，例如回歸分析和時間序列分析等。隨著計量學(xué)的發(fā)展，它的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。計量學(xué)的方法和技術(shù)逐漸應(yīng)用到了其他社會科學(xué)領(lǐng)域，例如政治學(xué)、社會學(xué)和心理學(xué)等。這些學(xué)科也開始使用計量學(xué)的方法來分析各種社會現(xiàn)象，例如選舉、民意調(diào)查和心理測量等。

在當(dāng)今的數(shù)字化時代，計量學(xué)的發(fā)展又進(jìn)入了一個新的階段。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，計量學(xué)的研究變得更加復(fù)雜和精密。通過使用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，計量學(xué)家們可以更好地預(yù)測和解釋各種社會現(xiàn)象。目前，計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域。在工業(yè)制造領(lǐng)域，計量技術(shù)數(shù)字化能夠?qū)崿F(xiàn)高效、精準(zhǔn)的生產(chǎn)過程控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在醫(yī)療健康領(lǐng)域，計量技術(shù)數(shù)字化可以實(shí)現(xiàn)精確的生理參數(shù)監(jiān)測和診斷，提高醫(yī)療質(zhì)量和效率。在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，計量技術(shù)數(shù)字化可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，為環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。在貿(mào)易領(lǐng)域，計量技術(shù)數(shù)字化可以用于貿(mào)易結(jié)算和稅務(wù)管理等方面。未來，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的不斷發(fā)展，計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)更加智能化、網(wǎng)絡(luò)化、安全化的應(yīng)用場景。隨著科技的不斷進(jìn)步，計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用已經(jīng)從單一的數(shù)據(jù)處理擴(kuò)展到各個領(lǐng)域。同時，國際計量組織也在倡議建立國際單位制數(shù)字框架，推進(jìn)計量數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。這表明了計量數(shù)字化在未來全球經(jīng)濟(jì)中的重要地位。總的來說，計量數(shù)字化應(yīng)用的現(xiàn)狀已經(jīng)較為普遍，為各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供更為精準(zhǔn)、高效的支持。

3 不同領(lǐng)域中的計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用案例分析

案例一：市場監(jiān)管

在市場監(jiān)管中，全國各地的市場監(jiān)管部門均廣泛使用計量技術(shù)數(shù)字化進(jìn)行計量監(jiān)管和服務(wù)，例如云南省計量信息管理系統(tǒng)，這是云南省市場監(jiān)管局開發(fā)建設(shè)的集監(jiān)管、服務(wù)、惠企、大數(shù)據(jù)分析等為一體的全生態(tài)計量工作平臺，平臺的建立使計量管理變得更智慧、更精準(zhǔn)、更便捷，解決了過去存在的計量設(shè)備臺賬底數(shù)不清、處罰力度弱、檢定率不高等計量監(jiān)管難點(diǎn)問題。平臺通過實(shí)時監(jiān)測，大數(shù)據(jù)分析等功能建立計量設(shè)備臺賬，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高監(jiān)管效能。用戶可以通過平臺，實(shí)現(xiàn)自主報檢、查看進(jìn)度、下載證書等，報檢數(shù)據(jù)推送至各級具備資質(zhì)的技術(shù)機(jī)構(gòu)，技術(shù)機(jī)構(gòu)通過平臺接收并實(shí)施檢定校準(zhǔn)等工作。平臺的建設(shè)，促進(jìn)了各級計量技術(shù)機(jī)構(gòu)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高了社會公用計量標(biāo)準(zhǔn)的智能化水平，實(shí)現(xiàn)計量檢定機(jī)構(gòu)服務(wù)質(zhì)量和效率的提升。

案例二：工業(yè)制造

在工業(yè)制造中，計量技術(shù)數(shù)字化可以用于對生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和調(diào)整，如溫度、壓力、物料量等。使用計量技術(shù)數(shù)字化可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和智能化控制，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。通過精確的計量技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的精確控制，從而提高生產(chǎn)效率。使用計量技術(shù)數(shù)字化可以對生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和調(diào)整，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。

案例三：醫(yī)療健康

計量技術(shù)數(shù)字化廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備中，如數(shù)字心電圖機(jī)、血壓計、血糖儀、醫(yī)療影像系統(tǒng)等，能夠快速準(zhǔn)確地獲取病人的生理數(shù)據(jù)，為診斷和治療提供支持。使用計量技術(shù)對醫(yī)療影像進(jìn)行數(shù)字化處理，不僅可以大大提高處理速度和準(zhǔn)確度，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療和智能化診斷。通過精確的數(shù)字化測量技術(shù)，可以對醫(yī)療影像進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析和處理，從而提高診斷的準(zhǔn)確率。數(shù)字化處理可以大大縮短處理時間，提高效率，同時減少人力和物力的消耗。數(shù)字化傳輸和處理，醫(yī)生可以在遠(yuǎn)程對醫(yī)療影像進(jìn)行分析和處理，從而為偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者提供及時有效的醫(yī)療服務(wù)。

案例四：環(huán)境監(jiān)測

計量技術(shù)數(shù)字化可以用于環(huán)境監(jiān)測中，對空氣質(zhì)量、水質(zhì)、噪音等多個方面進(jìn)行監(jiān)測，可以對樣品的采集、處理、分析、存儲等環(huán)節(jié)進(jìn)行精確控制。例如，在采集水樣時，可以使用數(shù)字化流量計來精確控制采樣的體積和時間；在分析樣品時，可以利用數(shù)字光譜儀、質(zhì)譜儀等設(shè)備對樣品進(jìn)行定性和定量分析。通過這些計量技術(shù)數(shù)字化的應(yīng)用，城市環(huán)境監(jiān)測站能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時、準(zhǔn)確的環(huán)境監(jiān)測，提高監(jiān)測效率和質(zhì)量。同時，數(shù)字化技術(shù)還可以為環(huán)境保護(hù)決策提供更加可靠的數(shù)據(jù)支持，推動環(huán)境保護(hù)工作的進(jìn)一步發(fā)展。

案例五：能源管理

計量技術(shù)數(shù)字化可以應(yīng)用于能源管理中，如電力、燃?xì)獾取＠缭陔娏π袠I(yè)中，計量技術(shù)的數(shù)字化被用于智能電網(wǎng)的建設(shè)。智能電網(wǎng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，通過數(shù)字化計量設(shè)備，比如數(shù)字化電能表、變壓站等，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端，通過分析對電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，提高電力輸送的效率和穩(wěn)定性。此外還運(yùn)用在城市路燈照明系統(tǒng)，傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)是通過手動開關(guān)來控制，這不僅浪費(fèi)人力，而且也無法做到精準(zhǔn)的控制。通過應(yīng)用計量技術(shù)的數(shù)字化解決方案，精準(zhǔn)測量出不同區(qū)域的能見度、溫度、濕度、電壓等數(shù)據(jù)，控制中心可以實(shí)現(xiàn)對每個照明系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制，這不僅可以節(jié)省大量的電能，還可以通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)測來進(jìn)一步優(yōu)化能源使用。

案例六：航空航天

計量技術(shù)數(shù)字化可以用于航空航天領(lǐng)域中，如飛機(jī)、衛(wèi)星等的設(shè)計和制造中。在航空器的制造過程中，對于零部件的精度要求非常嚴(yán)格。比如，航空器的葉輪是航空器中的重要部件之一，它的形狀和尺寸精度直接影響到航空器的性能和安全性。因此，在制造過程中，需要對葉輪進(jìn)行高精度的檢測。計量技術(shù)數(shù)字化可以提供一種完整的檢測解決方案。使用數(shù)字化測量系統(tǒng)，可以最高達(dá)到0.005 mm的測量精度，操作者在檢測的過程中可以直觀地了解整個零件加工的偏差趨勢，判斷誤差來源，并根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整加工設(shè)備及工藝，避免反復(fù)返工和材料的浪費(fèi)。

案例七：交通運(yùn)輸

計量技術(shù)數(shù)字化可以應(yīng)用于交通運(yùn)輸中，如公路、鐵路、智慧交通系統(tǒng)等。在公路貨運(yùn)中，數(shù)字化計量設(shè)備如地秤和體積測量設(shè)備能夠精確地測量貨物的重量和體積，幫助運(yùn)輸公司確定貨物的運(yùn)費(fèi)，這些設(shè)備與信息系統(tǒng)集成，以實(shí)現(xiàn)自動化和數(shù)據(jù)共享。智能交通系統(tǒng)是現(xiàn)代城市交通管理的重要工具，計量技術(shù)數(shù)字化被用于監(jiān)測交通流量、車輛速度、道路狀況等。通過使用數(shù)字化測速儀、智能監(jiān)控等設(shè)備，智能交通系統(tǒng)可以收集和分析交通數(shù)據(jù)，為交通管理提供實(shí)時信息。這些數(shù)據(jù)可以幫助交通管理部門更好地規(guī)劃交通網(wǎng)絡(luò)、調(diào)整信號燈時長等。

案例八：農(nóng)業(yè)科技

計量技術(shù)數(shù)字化可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)科技中，如土壤養(yǎng)分含量、作物生長情況等。通過實(shí)地考察和問卷調(diào)查法，發(fā)現(xiàn)使用數(shù)字化計量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精確施肥、灌溉和種植，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。通過精確的測量技術(shù)，可以針對不同的農(nóng)作物和土壤條件進(jìn)行精確施肥和灌溉，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。此外通過精確的測量，還可以減少化肥和水的使用量，從而節(jié)約資源和成本。通過數(shù)字化計量技術(shù)對氣候數(shù)據(jù)的分析，可以預(yù)測天氣變化，從而為農(nóng)民提供及時的預(yù)警和服務(wù)。

4 計量技術(shù)數(shù)字化的意義

計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，為各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供更為精準(zhǔn)、高效的支持。結(jié)合案例，計量技術(shù)數(shù)字化的意義主要?dú)w納為以下幾個方面：①提升測量準(zhǔn)確性、優(yōu)化測量流程：數(shù)字技術(shù)使得計量過程更加精確和可靠，避免了傳統(tǒng)測量方法中的人為誤差和讀數(shù)困難等問題。數(shù)字技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動化和智能化的測量，通過傳感器和數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和調(diào)整，優(yōu)化了測量流程，提高了工作效率。②拓展測量領(lǐng)域：傳統(tǒng)的計量領(lǐng)域主要集中在長度、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域，而數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用使得計量領(lǐng)域得以拓展到無線電、時間頻率、電離輻射等領(lǐng)域，進(jìn)一步豐富了測量的應(yīng)用范圍。③推動智能化發(fā)展：數(shù)字技術(shù)為智能化發(fā)展提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。智能化、網(wǎng)絡(luò)化、芯片化成為計量器具的發(fā)展方向，越來越多的計量器具已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，測量和校準(zhǔn)成為智能化系統(tǒng)平臺的自帶功能。④走向綜合性計量：未來的計量技術(shù)將更加注重綜合性，涵蓋更廣泛的領(lǐng)域，包括物理、化學(xué)、生物等多個領(lǐng)域。這將使得計量技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛和深入，為科學(xué)研究和社會發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

5 計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用的發(fā)展前景分析及建議

計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用為計量工作提供了更高的精度、效率和便利性。計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用在提高測量精度和效率、降低成本和風(fēng)險方面具有顯著優(yōu)勢，它已經(jīng)成為各個領(lǐng)域不可或缺的一部分。計量技術(shù)數(shù)字化的發(fā)展前景非常廣闊，隨著信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能制造技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、量子計量技術(shù)等前沿技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代計量將實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)測量向基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的在線測量轉(zhuǎn)變，從以測量為中心向以數(shù)據(jù)為中心轉(zhuǎn)變，從提供精準(zhǔn)測量向提供精準(zhǔn)服務(wù)轉(zhuǎn)變。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，計量技術(shù)數(shù)字化將會實(shí)現(xiàn)更多的功能和應(yīng)用，如自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和嵌入式等。同時，計量技術(shù)數(shù)字化將繼續(xù)在支持經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、保障高品質(zhì)生活、推動生態(tài)文明建設(shè)、服務(wù)戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

然而在實(shí)現(xiàn)更廣泛計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用的過程中仍存在一些挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量和準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化等。因此提出以下建議：①加快計量數(shù)字化轉(zhuǎn)型：提高計量體系全流程的數(shù)字化水平，從科學(xué)計量到法制計量、民生計量、產(chǎn)業(yè)計量的整個計量鏈條中，深入應(yīng)用新一代信息技術(shù)，研究計量基準(zhǔn)、計量標(biāo)準(zhǔn)及傳感器的數(shù)字建模技術(shù)，推進(jìn)計量標(biāo)準(zhǔn)智能化、數(shù)字化改造。同時，要規(guī)范引導(dǎo)計量器具的智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，積極推動數(shù)字化技術(shù)在計量測試設(shè)備中的應(yīng)用。②加強(qiáng)計量數(shù)據(jù)建設(shè)與應(yīng)用：加強(qiáng)計量數(shù)據(jù)建設(shè)、歸集、分析、挖掘、應(yīng)用和管理，推動跨行業(yè)、跨領(lǐng)域計量數(shù)據(jù)融合共享共用，提升計量數(shù)據(jù)應(yīng)用效能，加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全保障建設(shè)，建立安全可靠的計量數(shù)據(jù)備份工作機(jī)制，保障計量數(shù)據(jù)安全，制定完善的數(shù)據(jù)安全保護(hù)政策和措施，加強(qiáng)對數(shù)據(jù)采集傳輸存儲和使用等環(huán)節(jié)的管理，確保數(shù)據(jù)的機(jī)密性完整性和可用性。③建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：整合各個領(lǐng)域，建立統(tǒng)一的計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范數(shù)據(jù)格式和傳輸協(xié)議等，從而確保不同系統(tǒng)、不同監(jiān)管平臺之間的互聯(lián)互通互操作，提高數(shù)據(jù)共享水平。④建立智慧計量實(shí)驗(yàn)室：通過智慧計量實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)計量測試數(shù)據(jù)的自動化采集、分析和處理，提高計量效率和精度。同時，還可以對計量器具進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和預(yù)測性維護(hù)，提高設(shè)備可靠性和使用壽命。⑤推廣普及計量知識：加強(qiáng)對公眾的計量知識普及和教育，以提高公眾對計量技術(shù)的認(rèn)識和理解，從而推動計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用，拓展其潛在市場空間。

展望未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展，計量技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用將會在未來發(fā)揮更加重要的作用，為人類生產(chǎn)生活帶來更多便利與福祉。