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【摘 要】机械系统和制造过程中的测量学科，包括传感、测量及仪器，主要研究几何量的获取与处理。在当今社会，测量技术的发展水平及其在机械制造中的应用程度，是衡量制造科技水平、提高国家支柱产业核心竞争力的一个重要因素。
【关键词】机械制造 测量技术学科 特点 问题
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.05.021
机械制造中的测量技术学科的发展是机械制造水平发展的基础和先决条件，这已被生产发展的历史所确认。从生产发展的历史来看，精密加工精度的提高总是与精密测量技术的发展水平相关的。目前国际上机床的加工水平已能稳定地达到lμm的精度，正在向着稳定精度为纳米级的加工水平发展。微纳技术已经是新的技术热点。材料、精密加工、精密测量与控制是现代精密工程的三大支柱。
我国机械制造中测量技术学科呈现出以下特点及发展趋势。
一、极端制造中的测量技术成为测量中的前沿技术
随着MEMS、微纳米技术的兴起与发展，人们对微观世界探索的不断深入，测量对象尺度越来越小，达到了纳米量级;另一方面，由于大型、超大型机械系统、机电工程的制造、安装水平提高，以及人们对于空间研究范围的扩大，测量对象尺度覆盖范围越来越大，目前已达10-9～102m的范围，相差11个数量级之巨，机械制造中从微观到宏观的尺寸测量范围不断扩大。在此背景之下，微纳制造、超精密制造、巨系统制造等系统中，传统的测量方法和测量仪器受到极大挑战，出现了纳米尺度表征以及参数量值的统一和溯源等许多新的科学问题和工程技术问题亟待解决。
二、从静态测量到动态测量，从非现场测量到现场在线测量
现代制造业已呈现出和传统制造不同的设计理念，机械制造中的测量技术已不仅仅是最终产品质量评定手段，更重要的是为产品设计、制造服务，为制造过程提供完备的过程参数和环境参数，使产品设计、制造过程和检测手段充分集成，形成具备自主感知内外环境参数，并作相应调整的“智能制造系统”，使测量技术从传统的“离线”测量，进入到制造现场，参与到制造过程，实现“在线”测量。
三、测量过程从简单信息获取到多信息融合
先进制造中的测量信息包括多种类型的被测量，信息量大，包含了海量数据信息。这些信息的可靠、快速传输和高效管理以及如何消除各种被测量之间的相互干扰，从中挖掘多个测量信息融合后的目标信息将形成一个新兴的研究领域，即多信息融合。
四、几何量和非几何量集成
复杂机电系统功能扩大，精度提高，系统性能涉及多种类型参数，测量问题已不仅限于几何量。而且，日益发展的微纳尺度下的系统与结构，其各种因素的作用机理和通常尺度下的系统也有显著区别。为此，在测量领域，除几何量外，其他机械工程研究中常用的物理量，如力学性能参数、功能参数等，业已成为制造中测量技术的重要研究对象。
五、制造设备交互操作国际标准正在酝酿出台
机床制造业在利用计算机技术和成果方面至少落后了一代，在机床制造这一行业中，形成了许多彼此互不联系的“制造孤岛”。这种状况造成的结果是，制造企业无法充分实现生产现场的优化配置。美国机械制造技术协会曾计划开展一套“制造设备交互操作系统”，将利用“可扩展标示性语言”的计算机语言写成的中间体软件，实现工厂优化配置软件和生产现场的无缝连接，包括利用互联网实现远程共享。目前该标准的制定已引起世界制造业的广泛关注，得到众多全球制造技术提供商的支持。可以预测，今后几年，标有“制造设备交互操作系统兼容”标志的制造技术产品，将给制造业带来革命性的变化，把生产力水平提升到以往只能梦想的高度，给2l世纪的制造业带来崭新的面貌。
机械科学的发展及制造技术的进步，深刻影响着传感、测量和仪器的研究。新型测量问题的不断出现，研究内容的不断更新，使得测量技术研究，必须以发展的眼光，前瞻性思维，立足于要解决的主要问题，提倡学科交叉，重视应用基础研究成果，研究新的测量原理、方法、技术和典型解决方案，为机械科学和先进制造提供町靠测量技术支持。
纵观我国机械制造业测量技术及仪器设备的现状与发展，和国外先进水平相比，还存在一些问题和不足。
一、自主创新能力差，原创技术少
在已有主流的各类测量技术及仪器设备中，很少有我们自己的原创技术。长期以来我国和工业发达国家在制造技术上的差距，相当程度上影响了测量技术的研发能力，但不可否认的是，对测量技术的作用和地位认识上的不充分、研究力度和资金投入不足、研究工作不扎实，急功近利、只重数量不重质量、只重理论成果，不重工程应用等因素，也直接促成了当前研究缺乏活力的状况。
二、高端、高附加值测量仪器设备几乎空白
当前主流行业应用中的高端仪器设备，国内品牌被排斥在外。高端仪器设备的高额利润建立在高技术含量的基础上，因为利润高，保证了后续研发有充足的资金投入，形成了良性循环。与此形成反差的是，国内建立在原材料和人力成本优势基础上的仪器设备，必然利润微薄，继而造成研发投入不足，严重制约着我国测量技术及仪器设备的进一步发展。
三、测量仪器（装置）本身的可靠性差
对基础技术和制造工艺的研究不够，一些影响可靠性的关键技术，如精密加工技术，密封技术、焊接技术等至今还没有得到很好的解决。现有国内高档产品的可靠性指标（平均无故障时间）与国外产品相比，大致要差1～2个数量级。
四、测量设备的性能、功能落后
现有国内测量产品在测量精度和功能上与国外产品相比还具有相当差距。目前国外智能化测量程度相当高，网络化已经进入了实用阶段，通过对原始信息的数据处理，更好地排除了外部干扰对信息的影响，提高了测量手段的耐环境性和测量真实性。而我国基本上处于起步阶段。
五、缺乏针对使用对象开发的专用解决方案
国外近年测量技术的发展趋势是开发与应用对象紧密结合的个性化解决方案，而我国目前的研发力量主要集中在高校和科研院所，研发资源和技术储备与企业应用需求脱节，有限的资源没有得到合理的应用。
参考文献
[1]杨进雄.机械制造领域测量技术的发展分析[J].科技传播.2013（04）.
[2]汪洁，王有儒.机械制造领域测量技术的发展探究[J].电子制作.2013（11）.
[3]徐富昌.机械制造领域中对测量技术的应用探讨[J].信息系统工程.2012（04）.
[4]张静双.在机械制造领域数控技术的应用探讨[J].电子技术与软件工程.2014（10）.
【关键词】机械制造 测量技术学科 特点 问题
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.05.021
机械制造中的测量技术学科的发展是机械制造水平发展的基础和先决条件，这已被生产发展的历史所确认。从生产发展的历史来看，精密加工精度的提高总是与精密测量技术的发展水平相关的。目前国际上机床的加工水平已能稳定地达到lμm的精度，正在向着稳定精度为纳米级的加工水平发展。微纳技术已经是新的技术热点。材料、精密加工、精密测量与控制是现代精密工程的三大支柱。
我国机械制造中测量技术学科呈现出以下特点及发展趋势。
一、极端制造中的测量技术成为测量中的前沿技术
随着MEMS、微纳米技术的兴起与发展，人们对微观世界探索的不断深入，测量对象尺度越来越小，达到了纳米量级;另一方面，由于大型、超大型机械系统、机电工程的制造、安装水平提高，以及人们对于空间研究范围的扩大，测量对象尺度覆盖范围越来越大，目前已达10-9～102m的范围，相差11个数量级之巨，机械制造中从微观到宏观的尺寸测量范围不断扩大。在此背景之下，微纳制造、超精密制造、巨系统制造等系统中，传统的测量方法和测量仪器受到极大挑战，出现了纳米尺度表征以及参数量值的统一和溯源等许多新的科学问题和工程技术问题亟待解决。
二、从静态测量到动态测量，从非现场测量到现场在线测量
现代制造业已呈现出和传统制造不同的设计理念，机械制造中的测量技术已不仅仅是最终产品质量评定手段，更重要的是为产品设计、制造服务，为制造过程提供完备的过程参数和环境参数，使产品设计、制造过程和检测手段充分集成，形成具备自主感知内外环境参数，并作相应调整的“智能制造系统”，使测量技术从传统的“离线”测量，进入到制造现场，参与到制造过程，实现“在线”测量。
三、测量过程从简单信息获取到多信息融合
先进制造中的测量信息包括多种类型的被测量，信息量大，包含了海量数据信息。这些信息的可靠、快速传输和高效管理以及如何消除各种被测量之间的相互干扰，从中挖掘多个测量信息融合后的目标信息将形成一个新兴的研究领域，即多信息融合。
四、几何量和非几何量集成
复杂机电系统功能扩大，精度提高，系统性能涉及多种类型参数，测量问题已不仅限于几何量。而且，日益发展的微纳尺度下的系统与结构，其各种因素的作用机理和通常尺度下的系统也有显著区别。为此，在测量领域，除几何量外，其他机械工程研究中常用的物理量，如力学性能参数、功能参数等，业已成为制造中测量技术的重要研究对象。
五、制造设备交互操作国际标准正在酝酿出台
机床制造业在利用计算机技术和成果方面至少落后了一代，在机床制造这一行业中，形成了许多彼此互不联系的“制造孤岛”。这种状况造成的结果是，制造企业无法充分实现生产现场的优化配置。美国机械制造技术协会曾计划开展一套“制造设备交互操作系统”，将利用“可扩展标示性语言”的计算机语言写成的中间体软件，实现工厂优化配置软件和生产现场的无缝连接，包括利用互联网实现远程共享。目前该标准的制定已引起世界制造业的广泛关注，得到众多全球制造技术提供商的支持。可以预测，今后几年，标有“制造设备交互操作系统兼容”标志的制造技术产品，将给制造业带来革命性的变化，把生产力水平提升到以往只能梦想的高度，给2l世纪的制造业带来崭新的面貌。
机械科学的发展及制造技术的进步，深刻影响着传感、测量和仪器的研究。新型测量问题的不断出现，研究内容的不断更新，使得测量技术研究，必须以发展的眼光，前瞻性思维，立足于要解决的主要问题，提倡学科交叉，重视应用基础研究成果，研究新的测量原理、方法、技术和典型解决方案，为机械科学和先进制造提供町靠测量技术支持。
纵观我国机械制造业测量技术及仪器设备的现状与发展，和国外先进水平相比，还存在一些问题和不足。
一、自主创新能力差，原创技术少
在已有主流的各类测量技术及仪器设备中，很少有我们自己的原创技术。长期以来我国和工业发达国家在制造技术上的差距，相当程度上影响了测量技术的研发能力，但不可否认的是，对测量技术的作用和地位认识上的不充分、研究力度和资金投入不足、研究工作不扎实，急功近利、只重数量不重质量、只重理论成果，不重工程应用等因素，也直接促成了当前研究缺乏活力的状况。
二、高端、高附加值测量仪器设备几乎空白
当前主流行业应用中的高端仪器设备，国内品牌被排斥在外。高端仪器设备的高额利润建立在高技术含量的基础上，因为利润高，保证了后续研发有充足的资金投入，形成了良性循环。与此形成反差的是，国内建立在原材料和人力成本优势基础上的仪器设备，必然利润微薄，继而造成研发投入不足，严重制约着我国测量技术及仪器设备的进一步发展。
三、测量仪器（装置）本身的可靠性差
对基础技术和制造工艺的研究不够，一些影响可靠性的关键技术，如精密加工技术，密封技术、焊接技术等至今还没有得到很好的解决。现有国内高档产品的可靠性指标（平均无故障时间）与国外产品相比，大致要差1～2个数量级。
四、测量设备的性能、功能落后
现有国内测量产品在测量精度和功能上与国外产品相比还具有相当差距。目前国外智能化测量程度相当高，网络化已经进入了实用阶段，通过对原始信息的数据处理，更好地排除了外部干扰对信息的影响，提高了测量手段的耐环境性和测量真实性。而我国基本上处于起步阶段。
五、缺乏针对使用对象开发的专用解决方案
国外近年测量技术的发展趋势是开发与应用对象紧密结合的个性化解决方案，而我国目前的研发力量主要集中在高校和科研院所，研发资源和技术储备与企业应用需求脱节，有限的资源没有得到合理的应用。
参考文献
[1]杨进雄.机械制造领域测量技术的发展分析[J].科技传播.2013（04）.
[2]汪洁，王有儒.机械制造领域测量技术的发展探究[J].电子制作.2013（11）.
[3]徐富昌.机械制造领域中对测量技术的应用探讨[J].信息系统工程.2012（04）.
[4]张静双.在机械制造领域数控技术的应用探讨[J].电子技术与软件工程.2014（10）.