广州计量检测技术研究院转型升级中的探索与思考

　　时任质检总局副局长吴清海(右三)在广东省质监局局长任小铁(右二)、广州市质监局局长姚建明(右一)等陪同下，莅临广州计量院科学城基地考察指导，参观精密测量部计量实验室。

　　最近，广东省质监局正式批准同意广州计量检测技术研究院(以下简称广州计量院)筹建“广东省城市轨道交通运输服务产业计量测试中心”。这不仅标志着该院在城市轨道交通方面的专业计量工作获得权威部门认可，同时也寄托着当地政府的厚望和该院“立足广东，辐射全国”的远大理想。

　　为城市轨道交通提供全方位服务

　　地铁是现代城市的交通主动脉，对于经济发展和居民生活，举足轻重。

　　20年前的1997年，广州地铁1号线试运营，全长约19公里，广州计量院从那时开始为地铁运营提供检定和校准等基础计量服务工作;10年前的2007年，一次“机缘巧合”，广州计量院老院长受英国专家启发，将“产业计量”的概念导入地铁规划建设和运营管理，开始为广州地铁提供全方位、全产业链的计量检测服务;如今，广州地铁达309公里，2020年将达到677公里，与此同时，广州计量院在“产业计量”方面的实践和探索，愈加全面和成熟。

　　计量工作是如何参与地铁运营管理的呢?广州计量院院长吴淑焕说，计量工作在其中扮演的是“无名英雄”的角色：都是幕后工作，然而至关重要。

　　(一)满足地铁运营“三大要求”

　　无论是“大铁路”还是地铁，其运营管理都离不开“三大要求”：安全性、准时性、舒适性。

　　目前广州市常驻人口1400多万，2017年上半年，广州地铁共运送乘客13.32亿人次，相当于把全广州人口整体搬运了95次，日均客运量736万人次，客流强度2.38万人次 / 公里，居全国首位。地铁一旦出现故障，后果难以想象。因此，地铁运营的第一要务是安全。

　　人们以往的印象是，“铁路警察，各管一段”。地铁公司的每一位巡道工负责两公里路段，依靠人工经验的方式对铁轨进行安全检测。由于城市轨道交通是在城市地下穿行，各种条件更加复杂，因此，传统的检测方法有时就不能满足例外的情况，此时，专业的计量技术手段就有了用武之地。

　　广州计量院副院长黄锋曾在接受记者采访时举了这样一个例子：

　　某城市地铁公司在日常巡道中发现某一段轨道上的“扣件”(固定铁轨的部件)经常发生松动现象，而且总是在一个地方，也查不出原因。于是就请广州计量院的专业人员帮忙。经过专业检测后发现，车辆驶过这一路段时产生的冲击振动频率与“扣件”自身的频率接近，两者产生“共振”导致“扣件”发生松动。于是，广州计量院提出解决方案：列车在经过这段路面的时候，只要改变一下车速即可，即调整一下速度参数的设定。事后，果然没有再发生“扣件”松动问题了。为什么计量院能发现这个原因?黄锋解释说，这是基于计量工作的专业特性：一是从“受力”分析，二是从“振动”分析，三是从材料分析。

　　对于快节奏的现代城市来说，地铁的准时性自然也十分重要，在高峰时段，一旦出现发车延时或停滞，巨大的人流几乎在瞬间就会出现“淤塞”，后果也是难以想象。这就要求对地铁进行科学调度，而供电系统一刻也不能出现问题。地铁运行中受电部位在车顶上方，是靠电刷与弧型线路时刻保持接触从而保障车辆正常运行，因此，必须时时检测监控车辆的受电状况，这种检测计量工作的变化，即所谓“产业计量”。

　　地铁的“舒适性”，是现代人对“美好生活的向往”，因此对地铁运行中的平稳、降噪和温度要求，标准越来越高。由于现代城市建设的复杂性，地铁建成并开始运营以后，一些最初的技术参数随着城市的变化以及地铁运行磨损的变化需要重新修改，比如噪声问题。有居民投诉说地铁声音大，要解决这一问题，一要进行地面隔音处理，二要解决的根本则是更专业地获得车轮与铁轨的关系：车轮是否磨损变化?轨道是否平滑?其中的微小改变，就是“新型”计量检测的工作范畴。

　　要满足地铁运营这“三大要求”，以计量专业的角度总结，要比上述例子复杂无数倍。比如进一步的具体技术问题包括——

　　保障安全方面：隧道内应急疏散平台测试;轨道动态力学性能测试;扣件组装疲劳性能测试。

　　保障准点方面：提供关于车轮尺寸的动态监测系统计量溯源方案;受电系统检测保障;直线电机悬挂系统检测;关于机车的提速极限评估测试方案。

　　保障舒适方面：列车振动噪声监测;空调水循环系统测试;周边环境影响评估。

　　尽管如此，轨道交通计量工作远不止如此。

　　(二)为轨道交通提供“全产业链”服务

　　产业计量发展的要求，是为企业提供自始至终的专业服务。如，城市轨道交通运输服务业的“全寿命周期”，就包括规划、建设、运营和维护四大环节中的数百项内容，因此，需要十分系统的专业知识和职业精神。而目前广州计量院为轨道交通业提供的服务，几乎覆盖地铁的“全产业链”。

　　据介绍，广州计量院铁路轨道专用计量标准和国家合格评定中心认可的校准能力，位居国内前列。而“广东省城市轨道交通运输服务产业计量测试中心”的建设，旨在建立三大平台：产业计量量值溯源平台、产业关键参数检测平台、产业检测科研平台。这三大平台的建立，力求建立覆盖大部分城市轨道交通运输服务业专用计量器具的计量标准，向轨道运营公司提供全溯源链、全寿命周期、全产业链的城市轨道交通运输服务业专用计量器具量值的传递服务;力求建设大部分关键、共性参数的计量检测技术能力，为城市轨道交通的运营管理提供技术支持。

　　目前，该产业计量检测中心已经着手开展以下系列工作：完成轨道系统动态参数测量标准;完成实时动态检测系统的校准验收方法研究;完成铁路轨道专用计量器具的计量标准24项;完成铁路轨道专用器具CNAS校准项目58项;完成器具年检定校准数量超过7000台件;服务对象包括广州、北京、天津、长春、南宁、福州、南京等全国21个城市的轨道交通项目。

　　为服务对象提供全溯源链服务，是计量工作的传统本职，而提供全寿命周期和全产业链服务，则是产业计量发展的新路径和新要求。和国内其他产业的升级一样，产业计量也有一个逐渐蜕变的过程。广州计量院也正是如此：

　　最开始是引进国外技术，在学习中不断总结。在国产化的过程中，伴随广州经济和广州地铁的发展以及新技术应用的不断出现，检测需求不断变化出新，在外力内因上也促使计量工作转变观念和做法，适应经济的变化。目前也正在超越。

　　内在因素方面，他们意识到计量工作必须适应新的形势发展。比如，过去为省际之间大铁路服务，计量工作相对简单。如今，地铁是地方政府自己投入，地铁线路在城市内穿行，综合考虑必须更细致，否则不仅影响民生，而且一旦出现问题，后果不堪设想。

　　技术因素方面，广州地铁最早采用的德国产品，但长期运行就需要考虑材料成本，比如进口螺栓是否该两年换一次?更换的部件从哪里来?如果在国内采购，如何避免低劣品的竞争?质量标准如何确定?等等。

　　正是在内外因素的合力下，同时也看到城市轨道交通发展的巨大潜力，广州计量院在承担份内的强制检定职能，也有意接触市场，寻找更宽广的发展天地。

　　今后，在专业服务方面，广州计量院将从4方面继续探索：一是完善非标专用计量器具测量方法;二是动态测量溯源方法研究;三是运行关键参数测量方法研究;四是关键部件寿命周期评估。

　　广州市“十三五”规划中提出，结合工业4.0-2025中国制造，广州将打造成为国内轨道交通高端咨询服务(设计咨询)、核心装备制造和系统集成以及衍生增值服务(物流、检验检测评估及信息化)产业集聚地，形成制造与生产性服务业互动发展的产业形态，产值规模达到1000亿元。

　　今年6月，国家发改委基础产业司副司长任虹曾表示，截至2016年底，获准建设城市轨道交通的城市由2012年的35个增加到43个。到2020年，全国地铁将由3169公里发展到6560公里，珠三角(广州、深圳、佛山、东莞)目前总里程600公里，2020年将达到1430公里，广州地铁在2020年将达到677公里。

　　市场机会显而易见。

　　另一方面值得一提的是，截至2016年底，我国共有各类检验检测机构3.32万家，而经国家认可委认可、涉及城市轨道交通产业校准检测的不超过20家，这对轨道交通业产生着制约的同时，也意味着广州计量院肩负使命，任重道远。

　　该院副院长胡良勇认为，“广东省城市轨道交通运输服务产业计量测试中心”的价值和意义，根本上是建立一个科技研发平台、技术标准平台。这种创新机制，也是计量院综合技术实力的基础体现。希望这个计量测试中心能发挥“磁场效应”，吸引更多的大企业，同时也孵化越来越多的中小企业。

　　胡良勇认为，企业转型，需要检测和计量工作的支持与推动，广州计量院对广州地铁的全面技术支持，有力地证明了这一点;而计量院通过对产业计量的不断实践，积累了人才和经验，开拓并走上了更加广阔的国内国际舞台。

　　目前，广州计量院正在一边继续整合各种专业技术、设备和人才资源，一边积极申请全国性的城市轨道交通计量测试中心。

　　一流的测量设备

　　质量监测的“火眼金睛”

　　计量历来被称为是质量的“眼睛”，而产业计量则能透视质量的内在。

　　在大力提倡“质量强国”的新时代背景下，透过质量之“眼”，我们不仅可以看到精确量化的产品质量，还可以深度检测到企业生产的内在全过程，从而有依据地促进每一个生产环节的质量优化。从这一点来看，产业计量在监测质量方面，是真正的“火眼金睛”。

　　传统意义上的计量工作，其核心是检验检测“度、量、衡”器具的质量，是对检测器具的检测，称之为计量检定或校准。随着现代经济的发展，计量工作开始对“声、光、电”等新领域的检测仪器设备进行检定或校准，再到近些年来逐步走出“象牙之塔”，参与到经济和生活的纵深;特别是参与到企业生产的全过程，正是目前国家所倡导的“产业计量”。

　　近年来，通过为广州地铁和全国20多个城市的轨道交通提供技术服务，广州计量检测技术研究院还在更广泛的市场空间中积极实践，生动诠释产业计量在保障产品质量和提高企业效益方面的巨大潜力和魅力。

　　(一)“产业计量”为企业创造直接效益

　　黄锋在接受采访时介绍，近五六年来，他们一直在尝试改变。在实践中理解“产业计量”，是对计量工作重新认识和探索的过程。他认为，新形势下的计量技术工作(产业计量)包括4方面：一是提供计量的参数;二是提供可以溯源的参数要求标准;三是提供测量方案;四是提供测量装置(包括测量器具的溯源、研制和选择)。

　　过去，计量的传统工作内容只停留在量值溯源，而且主要是提供测量装置的溯源服务，偶尔会向服务对象提供一点测量的方法。

　　近年来，随着市场经济的快速深入发展，天地开了，服务要按客户需求和计量机构自身的能力，找到自己在市场中的位置。

　　据介绍，目前广州地铁有3辆非常先进的轨道检测车，只要在铁轨上经过，就能即时测出大量数据，但是只有数据是不行的，还需要有人把数据“翻译”出来，告诉地铁相关部门，这些数据意味着什么。

　　黄锋说，广州计量院的专业能力，就是通过借助计量工作中产生的“大数据”，找出最有价值和意义的数据，否则那些数据就是“僵尸数据”。过去计量的大部分工作，就是简单地提供一些数据，而现在，计量院有义务也有能力告诉企业和客户，哪一方面甚至哪一个数据才是最能表达产品特性的关键，以及如何进行改进和完善。

　　他举例说，比如圆珠笔中的“珠”是关键，但是如何才能让“珠”达到质量要求呢?这就需要把握和控制住“珠”的关键特性。这时候，计量工作就进来了：什么参数是“珠”的关键参数?什么条件下测量?用什么工具测得更准确?对测量人员的专业性要求，可以使测量工作更科学。

　　再比如，要测量一个水杯的口径是不是很“圆”，非专业人员会觉得简单，只需要一把尺子，在杯口选几个点，量出直径相同就差不多了;但在计量人眼里，这是一件很难的事情：首先“圆”是什么?最大直径?平均直径?最小直径?拟合直径?投影直径?杯沿直径?过去，计量工作只是测量尺子是否合格，现在，则还需要提供方法论甚至整体方案。而在以往，如果测得杯子不圆，那就是企业自己的事了??。

　　又比如：假如烧砖的温度在800~850摄氏度，那么，温度低了产品不合格率高，但是温度高了，燃烧的成本又高，企业利润会降低。如何才能做到“最经济”?这就是计量人的工作：一定有一个温度参数是最适合的，既能达到质量要求，同时又节约燃烧成本。

　　黄锋说，他们经常到一些企业了解生产工艺和过程。当问道：你的产品工艺参数为什么是这样的?通常都是一问三不知。这其中一是“经验主义”，原来的生产流程什么样，现在依旧如此;二是“拿来主义”，行业产品工艺一直延续着多年的技术参数。这样一来，可能由于机器设备老化影响产品质量;另一方面，也不利于创新。在市场快速发展过程中，就很容易吃亏被淘汰。

　　他接着举例说，某玻璃生产企业，生产汽车前挡玻璃。他们在生产过程发现并提出这样一个问题：在设定工艺参数的时候，温度精确到多少度，才能使前挡玻璃产生的弧度既能达到标准质量要求，又不至于温度太高而浪费更多能耗?通过详细计量方案的实施，该企业每年节省资金达千万元。

　　还有一个例子，是说有一家知名奶粉企业遇到这样一个问题：物损比较大。一罐奶粉的标准重量是500克;可是出厂奶粉的实际平均重量是505克，多出5克，对动辄以10亿计的企业，其损耗是巨大的。又怕灌少了不符合净含量的要求，又心疼这千万级的奶粉，老板十分苦恼。广州计量院通过专业检测发现问题后，企业迅速改进相关生产流程，使每罐奶粉的实际平均重量达到501克，使企业每罐节省4克奶粉。老板喜出望外，开始对计量工作刮目相看。

　　黄锋认为，在大数据时代，越是先进的企业，越重视计量测量工作。“机器人”实际上就是计量工作的结晶，或者说也是一种计量器具。计量是工业的眼睛，是质量的基础和保障，是质量的“证人”。

　　然而，有了数据，能用、会用才算有价值。要做出科学的预判，计量在先。在现代工业文明和互联网发展时代，没有数据不行，数据不可靠同样不行。

　　各职能部门都应该重视计量工作，因为：数据不可靠，世界会乱套。

　　(二)渴望计量意识普及全民

　　尽管计量工作如此重要，然而，在人们的意识里却普遍模糊。

　　吴淑焕在接受采访时说，在我们的生活和生产中，计量就像空气一样，不可或缺，并且无处不在，平时人们根本看不见，也不当一回事，只有到了关键的时候才会想起它，因为人一旦离开了空气，生命也就结束了。

　　长期以来，计量工作对质量的支撑作用，就像是空气一样默默存在着。人们对计量的理解和认识，是相对浅显的，可能大都仅限于菜市场的公平秤。实际上，从天地宇宙的探索到微观的物质世界，都蕴藏着计量的身影，我们看到的宇宙飞船飞行时间和位置的精准控制、医学上遗传基因DNA分子序列的精准测定，都是计量技术有力支撑的结果。他指出，社会对计量工作的认识不足，也与计量系统的自我宣传力度不够有关。

　　吴淑焕介绍说，目前，广州计量院有420多人，大部分员工从事工业仪器仪表、市场公平交易、民生医疗等方面的传统计量检测工作。近年来，广州计量院快速发展，人员结构持续优化，技术水平明显提高，大量年轻的技术人员经过历练，对新设备、新技术、新手段能快速的消化吸收，为应对日新月异、不断发展的新检测技术，奠定了扎实的技术基础。

　　而身处经济发达和观念领先的珠三角地区，吴淑焕思考的更多的是，计量工作如何跟上广东工业的升级换代?他提到11月3日《南方日报》的专题报道：“大国重器：匠心引领的珠三角担当”，“重器”崛起背后是新工匠的汇聚。广东从生产日常生活的鞋帽衣物到制造“上天入海”的高端设备，企业加快挺进价值链中高端的步伐，已经彰显创新的竞争力。而计量测试就是对创新意图的一种验证，在企业的创新过程中必不可少。他强调：计量需要发扬匠心精神，更需要发扬创新精神。

　　他认为，计量工作要有使命感和危机感。广州计量院不能停留在过去的传统工作模式上，要跟上广东工业发展的步伐。计量工作不仅仅是静态下的计量，更应该像轨道检测车那样，紧跟变化，实现动态的计量。计量离不开企业，计量服务在企业的生产之中，要积极参与到企业的创新发展和产品升级过程中，要与企业进行深度科研合作，使广东地区企业获益的创新体系，成为计量工作创新发展的热土。

　　对于计量工作的社会理解，胡良勇认为，现在计量院的业务范围已广泛涉及物理、化学和生物全领域。他说，尽管“世界计量日”并不是一个公众纪念日，但可喜的是，也有一部分企业越来越熟悉并重视计量工作，比如某知名牙膏企业，原来是一年检定一次，现在主动要求每半年就检定一次，因为计量器具的检定周期拉得越长，就意味着潜在问题积累得越多的，风险隐患一旦爆发出来，损失更大。

　　他说，这个例子清楚地表明了“质量是企业生产出来的，不是监管出来的”。不过他也表示，目前企业的质量意识已有一定的养成，但更进一步的计量意识，对于多数企业来说，还没有到位。

　　黄锋认为，从宏观上讲，当前产业计量远未普及，仍停留在“提倡”阶段，因此，增强整个社会的计量意识应成为当务之急。对于产业计量工作的特性，不能再停留在只对检测设备提供检测监督的层面，而应该对企业的实际生产直接产生效应，让企业看到计量对效益产生的直接作用，使计量工作从“隐性”变为“显性”，这样才更有利于全民计量意识的普及。

　　因此他认为，对于计量系统或行业来说，目前最为重要的还不是急于要为企业提供多少服务的问题，而是首先要提高企业乃至整个社会的计量意识的问题。计量关系国计民生，从企业生产到生活品质，都离不开计量，因此，他渴望计量意识也能像质量意识一样，普及全民。他认为，“计量意识”不仅仅是“要测量”，而是包括“测什么”“什么条件下测”“怎么测”“测到什么为止”等等。

　　在他看来，目前全国范围内企业转型升级方兴未艾，企业对计量校准证书的认可程度逐渐加强，质量体系建设显著增强，精密超精密加工制造技术不断刷新，制造技术的革新需要强大的技术服务来支撑整个建设体系，因此有理由相信，在产业升级发展中，计量检测科技服务将会发挥越来越巨大的作用。

　　(三)“产业计量”的现实与未来

　　新时期的计量工作细致又辛苦，对人员要求、技术要求和设备要求，都越来越高。

　　魏纯入职4年后的2007年10月，随广州计量院的主要业务部门，从市中心迁到了科学城，现在是该院精测部负责人，手下有一大帮硕士和博士毕业的工程师，不仅专业基础好，学习能力强，而且吃苦耐劳、勇于奉献。许光辉是其中的代表。

　　这位“70后”入职10年，负责轨道交通中的“扣件”产品检测。2011年，他被派往英国考察学习轨道扣件检测技术以及实验室管理等。他说，当时在国内只有一两家单位能掌握这种技术，根本无法满足飞速发展的中国高铁、地铁等轨道交通产业发展的需要。这让他和年轻的同事们有了用武之地。

　　不过，他们的用武之地不仅是在实验室，很多时候却是在午夜的地铁遂道中。为了收集地铁运行的相关数据，他们必须在地铁停运之后的“天窗时间”，也就是夜里1点到4点这段时间内，扛着沉重的设备，步行进入遂道，在选定地点的轨道上布设传感器，然后在3点半前撤离，第二天在地面记录解读数据，再根据变化准备其他检测工作。这些“规定动作”甚至需要他们事先进行实操演练，因为地铁运营雷打不动，车不等人，不可能照顾测量时间，这种被动和辛苦，有时甚至要延长两三个月时间。许光辉说，他们这个工程中心年轻人多，一般人受不了，但正是这种职业精神，传承和积累了经验，增强了计量院的技术实力。

　　电声部的李振娜也有同样的经历：为检测相关电路问题，也是在地铁停运后，晚上1点带人进入高压配电柜拆线接线，凌晨3点半必须结束所有工作??

　　这些工作场景正是产业计量的特点和现实，以往传统的等客户上门的工作模式，随着市场的发展而变化。

　　除了各路精英人才，魏纯的精测部还有一大批高精尖测量仪器设备，这些“宝贝”被安置在不同设计施工要求的各类实验室内，每年承担着两万多台件的检测任务。“很多检测任务是公益性的，并不挣钱”，魏纯说，作为国家法定检测机构，“有些事，总得要有人来做”。黄锋也曾谈到，以他的观察，法定检测机构由于建制上的优势，有国家经费支援，80%以上的精密测量设备都在“国家队”门下，因此，像广州计量院这样的体制机制优势，得天独厚，十分明显。他说，作为一个公共事业平台，有些事必须要由我们来做。“总得做事”，体现着广东人一贯的务实精神。

　　魏纯和他年轻的团队成员们也会不时地流露出一些焦虑和困惑，他们一方面为自己处在“法定检测机构”感到优越和自豪，另一方面，也希望能更广更深更快地介入五彩缤纷的市场，他们当然会考虑效益问题，但是，当近距离接触他们之后，你就会明显感觉到，这些年轻的工程师们，由于发现了“产业计量”这一广阔的蓝海且已身在其中，普遍都有一种对事业的向往和冲动，只不过，作为这片蓝海的年轻的“第一代”实践者，他们的理想之路一定也会像所有开拓者那样，充满着探索的艰辛和汗水。