水運(yùn)作為現(xiàn)代綜合立體交通網(wǎng)的重要組成部分，承擔(dān)著我國90%以上外貿(mào)貨物的運(yùn)輸工作，在集裝箱、原油、礦石、糧食等物資運(yùn)輸中發(fā)揮了重要作用。港口、航道等水運(yùn)設(shè)施是構(gòu)建智慧、綠色、安全、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代水運(yùn)體系的基礎(chǔ)保障，其建設(shè)的科學(xué)性、運(yùn)營的高效性、維護(hù)的便利性均需要長期、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)支撐，沒有潮流波浪泥沙的數(shù)據(jù)，港口設(shè)計(jì)無從談起，沒有準(zhǔn)確的水深數(shù)據(jù)，船舶航行安全將受到影響。水運(yùn)監(jiān)測裝備是了解水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施健康狀態(tài)、提升水運(yùn)智慧、安全水平，保護(hù)內(nèi)河、港口、航道環(huán)境生態(tài)的重要工具，包括水文、水體、地形地貌及水工結(jié)構(gòu)監(jiān)測類裝備，當(dāng)前，我國正在加快形成空間、水面、水下、水底立體式水運(yùn)監(jiān)測裝備體系，并向一體化、實(shí)時(shí)化、多尺度、高精度的方向發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)計(jì)量是水運(yùn)監(jiān)測裝備國產(chǎn)化、系列化的基礎(chǔ)保證

構(gòu)建水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試技術(shù)體系，發(fā)揮先進(jìn)計(jì)量測試的支撐保障作用，推進(jìn)水運(yùn)領(lǐng)域科學(xué)研究和應(yīng)用技術(shù)相互融合與協(xié)調(diào)發(fā)展，為我國水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)提高核心競爭力提供技術(shù)支持，提升我國水運(yùn)監(jiān)測裝備科技整體實(shí)力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)計(jì)量是水運(yùn)監(jiān)測裝備“完備可控”的重要保障。產(chǎn)業(yè)計(jì)量從水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)鏈上游的原材料、基礎(chǔ)傳感器、機(jī)械配件到產(chǎn)業(yè)鏈中游的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝、測試方法，以及產(chǎn)業(yè)鏈下游的安裝、使用、維護(hù)過程，均對關(guān)鍵過程參數(shù)提出了可控的指標(biāo)要求，保障了水運(yùn)監(jiān)測裝備全壽命周期內(nèi)的質(zhì)量水平和適用性，提升了交通水運(yùn)行業(yè)的智慧、安全水平及運(yùn)行效率。

產(chǎn)業(yè)計(jì)量是水運(yùn)監(jiān)測裝備“先進(jìn)適用”的重要途徑。目前，國內(nèi)水運(yùn)監(jiān)測裝備與國際先進(jìn)水平的差距正在縮小，在浪、潮、流等主流監(jiān)測裝備關(guān)鍵過程參數(shù)上已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但在產(chǎn)品附加值高的高精度傳感器制造、特殊功能傳感技術(shù)研究及設(shè)計(jì)、制造等領(lǐng)域以及裝備現(xiàn)場測量的精準(zhǔn)性、適用性、穩(wěn)定性、耐久性上與國外仍存在著較大的差距，這往往是國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室計(jì)量測試環(huán)境水平達(dá)不到裝備性能驗(yàn)證要求造成的。產(chǎn)業(yè)計(jì)量在水運(yùn)監(jiān)測裝備全壽命周期內(nèi)，為設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證、技術(shù)缺陷分析、工藝流程優(yōu)化建立科學(xué)、可信的計(jì)量測試環(huán)境，解決水運(yùn)監(jiān)測裝備研發(fā)、使用過程中的技術(shù)難題，提升水運(yùn)監(jiān)測裝備國際化水平。

產(chǎn)業(yè)計(jì)量是水運(yùn)監(jiān)測裝備規(guī)范化、系列化發(fā)展的重要支撐。產(chǎn)業(yè)計(jì)量通過梳理、整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈，打破企業(yè)間的技術(shù)壁壘，聚集優(yōu)勢資源，突破關(guān)鍵技術(shù)難題，建立水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試保障體系和檢測評價(jià)體系，規(guī)范產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用，提升產(chǎn)品工藝、質(zhì)量水平，實(shí)現(xiàn)我國水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)從生產(chǎn)到“智造”的轉(zhuǎn)變以及體系化和規(guī)?；l(fā)展。

產(chǎn)業(yè)計(jì)量是水運(yùn)監(jiān)測裝備加快國產(chǎn)化進(jìn)程的重要推進(jìn)力。以打破壟斷、滿足需求、自主創(chuàng)造、穩(wěn)固市場為目的，建立起真正自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綜合性、系統(tǒng)性、國產(chǎn)化的水運(yùn)監(jiān)測裝備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化體系，將計(jì)量的思維融入水運(yùn)監(jiān)測裝備設(shè)計(jì)研發(fā)、加工制造、性能測試過程及工藝流程控制中，解決“測不準(zhǔn)、測不到、測不了”的難題，從全產(chǎn)業(yè)鏈提升國產(chǎn)水運(yùn)監(jiān)測裝備的質(zhì)量水平，推進(jìn)水下聲吶設(shè)備、潛水器等中高端水運(yùn)監(jiān)測裝備國產(chǎn)化發(fā)展步伐。

水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)中計(jì)量測試的短板

整體來看，水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試領(lǐng)域，已針對浪、潮、流、沙等傳統(tǒng)測量裝備以及水深、地形地貌、水下定位等高端裝備的關(guān)鍵參量建立了有效的實(shí)驗(yàn)室量值溯源路線，逐漸重視在復(fù)雜條件、現(xiàn)場環(huán)境下計(jì)量測試能力的建設(shè)，并針對復(fù)雜量、極端量、多參量開展了計(jì)量測試技術(shù)研究，但在全產(chǎn)業(yè)鏈、全壽命周期計(jì)量測試能力建設(shè)方面，尤其是高端水運(yùn)監(jiān)測裝備，由于缺乏完整的計(jì)量技術(shù)體系，先進(jìn)計(jì)量測試技術(shù)仍處在探索階段，能力較為欠缺。

目前水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試的短板主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

頂層設(shè)計(jì)不足，產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試體系構(gòu)建困難。水運(yùn)監(jiān)測參數(shù)的準(zhǔn)確性取決于水運(yùn)監(jiān)測裝備量值溯源與傳遞的準(zhǔn)確性，水運(yùn)監(jiān)測裝備的計(jì)量保障必須得到確認(rèn)，不僅要注重研制過程的計(jì)量保障，更要注重裝備使用過程的計(jì)量保障。水運(yùn)監(jiān)測裝備涉及產(chǎn)品范圍較廣、品種多樣，上下游企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)能力差異巨大，目前我國水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試缺乏統(tǒng)籌布局與頂層設(shè)計(jì)，計(jì)量測試體系構(gòu)建困難，難以對水運(yùn)監(jiān)測裝備進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范化計(jì)量管理，導(dǎo)致產(chǎn)品參數(shù)、測量精度各異，通用性、安全性和可靠性均有待規(guī)范與驗(yàn)證。尤其隨著新技術(shù)的引入、融合發(fā)展，裝備更新?lián)Q代速度加快，現(xiàn)有的水運(yùn)監(jiān)測計(jì)量服務(wù)體系已不能滿足新裝備的計(jì)量測試需求，亟需完善。此外，多波束測深儀、掃描聲吶等水下聲學(xué)裝備、浮標(biāo)、潛標(biāo)、潛水器等綜合性監(jiān)測平臺(tái)裝備等高端水運(yùn)監(jiān)測裝備涉及專用精密計(jì)量測試技術(shù)研究，在基礎(chǔ)零部件設(shè)計(jì)、加工，核心制造工藝水平等方面與國外存在較大差距，單獨(dú)依靠某個(gè)計(jì)量機(jī)構(gòu)或科研院所難以實(shí)現(xiàn)“三全”的能力覆蓋和“一前”的技術(shù)突破。生產(chǎn)廠家在尚未突破國外“卡脖子”技術(shù)的情況下，對已有技術(shù)、工藝的封閉式發(fā)展，使得水運(yùn)監(jiān)測技術(shù)或裝備的國家或行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不足，大部分裝備的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)未形成規(guī)范的計(jì)量測試方法，工程樣機(jī)技術(shù)水平參差不齊，數(shù)據(jù)接口與格式互不兼容，產(chǎn)品整體穩(wěn)定性和測試精度上與國外存在一定差距，難以獲取高質(zhì)量可靠的水運(yùn)監(jiān)測數(shù)據(jù)。絕大部分裝備技術(shù)處于國際上20世紀(jì)90年代初中期水平，技術(shù)含量高的自動(dòng)化儀表及系統(tǒng)、科學(xué)測試儀器、傳感器元器件等產(chǎn)品同國外差距明顯，產(chǎn)品的可靠性低于國外產(chǎn)品2個(gè)數(shù)量級，測量精度低于國外產(chǎn)品1個(gè)數(shù)量級。在基礎(chǔ)技術(shù)和制造工藝上的精度有所欠缺，對產(chǎn)品品質(zhì)的控制仍不夠嚴(yán)格，特別是在可靠性問題上，一些關(guān)鍵技術(shù)還沒有得到突破。

計(jì)量測試基礎(chǔ)保障能力不足，水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。

水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)鏈前端主要包括水聲、浮力、耐壓材料、基礎(chǔ)傳感器及各類機(jī)械配件。以水聲材料為例，主要包括平面層狀材料、均勻和分層均勻材料、密實(shí)高分子材料、壓電陶瓷材料、稀土材料等，其聲壓反射系數(shù)、透射系數(shù)、吸聲系數(shù)、損耗因數(shù)、插入損失、縱波聲速、復(fù)反射系數(shù)、縱向伸縮模頻率常數(shù)、諧振頻率、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)、雜質(zhì)含量、顆粒度等參數(shù)，既是裝備設(shè)計(jì)過程中的重要依據(jù)，也是聲學(xué)換能器加工制造性能的重要保證。目前，國內(nèi)已發(fā)布了聲壓透射系數(shù)、衰減系數(shù)、聲學(xué)材料阻尼性能測試方法的多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，但目前國內(nèi)鮮有計(jì)量測試機(jī)構(gòu)具備上述參數(shù)的測試能力。在水密接插件方面，考慮水運(yùn)領(lǐng)域應(yīng)用的特殊性，對其外表面的防腐蝕膜厚度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗沖擊等力學(xué)性能具有計(jì)量測試需求，對連接端的鎖緊力矩、軸徑向強(qiáng)度、插拔力等機(jī)械性能具有計(jì)量測試需求。目前，國內(nèi)僅就聲吶用水密連接器、水下電連接器等發(fā)布了軍工標(biāo)準(zhǔn)，尚未有成熟的方法對其性能參數(shù)進(jìn)行計(jì)量測試。

水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)鏈中端的計(jì)量測試涉及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)、加工制造工藝的計(jì)量測試以及環(huán)境適應(yīng)性、現(xiàn)場工作穩(wěn)定性等多項(xiàng)質(zhì)量特性，需運(yùn)用多個(gè)指標(biāo)對多個(gè)參評質(zhì)量單位進(jìn)行評價(jià)，裝備類別的紛繁和測量平臺(tái)的多樣化使得計(jì)量測試能力覆蓋所有儀器難度極大。以水下聲學(xué)換能器設(shè)計(jì)為例，主要設(shè)計(jì)流程為：依據(jù)要求的電聲指標(biāo)選擇水聲材料、確定換能器的類型，利用有限元、等效電路法等方法確定各部分尺寸，進(jìn)行換能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)合理的預(yù)應(yīng)力施加工藝、裝配工藝、封裝工藝。目前，針對換能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電聲設(shè)計(jì)參數(shù)涉及較少，尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。在加工制造階段，目前國內(nèi)仍以各生產(chǎn)廠家自己制定的工藝流程開展工作，尚未形成統(tǒng)一的、成熟的技術(shù)規(guī)范，此階段產(chǎn)品過程控制的重要節(jié)點(diǎn)，影響著裝備的最終性能。此外，由于缺乏有效的計(jì)量手段，室內(nèi)環(huán)境試驗(yàn)、檢驗(yàn)和測試并不能完全模擬實(shí)際的水運(yùn)環(huán)境，致使新產(chǎn)品在試用時(shí)和初期使用階段暴露出一些問題，影響了監(jiān)測裝備的推廣使用。我國自行研制的溫鹽深（CTD）傳感器，其室內(nèi)溫度測量精度達(dá)到±0.001℃，電導(dǎo)率測量精度達(dá)到±0.0003S/m，壓力測量精度達(dá)到±0.015%，但由于數(shù)據(jù)采樣、傳輸效率不高，缺乏水上工作的穩(wěn)定性、可靠性，現(xiàn)場觀測精度仍難以保證，尚未達(dá)到國際水平。

在產(chǎn)業(yè)鏈后端的使用、維護(hù)階段，在現(xiàn)場動(dòng)態(tài)水體環(huán)境中，溫度、鹽度、海流等環(huán)境參數(shù)的變化、安裝、定位誤差的存在都將對裝備的整體性能造成影響，需綜合考慮和修正，如船載水下監(jiān)測裝備在安裝使用中存在的艏搖、橫搖、縱搖誤差的測量及修正，GPS定位延時(shí)的測量與修正，聲學(xué)延時(shí)的測量與修正，以及使用過程中升沉、聲速、航向等參數(shù)的計(jì)量測試等。目前，科研機(jī)構(gòu)、高校等正積極開展相關(guān)技術(shù)研究，但尚未形成切實(shí)有效的計(jì)量保障能力。

自主創(chuàng)新能力不足，缺少面向高端水運(yùn)監(jiān)測裝備的計(jì)量測試能力。目前，西方國家仍然對我國禁運(yùn)的智能裝備包括水下ROV、AUV、UUV系列產(chǎn)品，高精度激光慣性導(dǎo)航及組合系統(tǒng)產(chǎn)品，各類高精度傳感器技術(shù)和部件，合成孔徑聲吶產(chǎn)品，海底警誡聲吶產(chǎn)品等。而目前我國主要靠進(jìn)口的深水多波束測深系統(tǒng)、深水淺地層剖面儀、水下高精度定位系統(tǒng)和水下通信系統(tǒng)等產(chǎn)品和技術(shù)有可能成為將來“卡脖子”的禁運(yùn)產(chǎn)品和技術(shù)。以當(dāng)前科技水平、集成度較高的潛水器為例，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)工藝流程較多、市場需求量有限，目前尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)模式，國內(nèi)僅針對輕型有纜遙控水下機(jī)器人（ROV）發(fā)布了系列國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了水下機(jī)器人的水下臍帶纜的通信帶寬、液壓系統(tǒng)額定輸出流量、導(dǎo)管螺旋槳推進(jìn)器一致性、攝像、照明與云臺(tái)中心水平分辨力、承壓水密光學(xué)窗口玻璃光透射比等參數(shù)設(shè)計(jì)要求，但尚未形成有效的計(jì)量測試手段。對于AUV等潛水器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電源、控制、采集、傳輸?shù)入娐废到y(tǒng)設(shè)計(jì)方面，目前仍以各廠家自己的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，尚未有發(fā)布的統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范。從國內(nèi)外整體情況來看，凡是擁有先進(jìn)水下機(jī)器人研制技術(shù)的機(jī)構(gòu)，都有一套與之匹配的專門測試系統(tǒng)，相比國外先進(jìn)的水下機(jī)器人制造及測試技術(shù)，國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)還是以測試海洋船舶相關(guān)性能為主，很少或未開展水下機(jī)器人性能測試的研究，而已開展水下機(jī)器人測試的機(jī)構(gòu)，很多也是由船舶測試系統(tǒng)改造過來的，設(shè)備較為大型，測試代價(jià)較高。

產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試成效未顯現(xiàn)，企業(yè)認(rèn)可度、參與度不高。當(dāng)前，國外在水運(yùn)監(jiān)測技術(shù)和裝備上都明顯處于領(lǐng)先地位，以傳感器為例，在其核心技術(shù)如算法、封裝工藝上，我們的差距還很大。水運(yùn)監(jiān)測裝備研發(fā)周期長、投資大且風(fēng)險(xiǎn)高，缺乏針對使用對象而開發(fā)的專用解決方案，主要研究機(jī)構(gòu)為高校和研究院所，其專業(yè)劃分過于瑣細(xì)，科研成果轉(zhuǎn)化速度慢、效率低，市場推廣更是缺乏積極性。民營企業(yè)資金有限、缺乏人才，且各自為陣，難以獲得國家科研項(xiàng)目的支撐，研發(fā)投入很難持續(xù)。上述現(xiàn)狀造成的結(jié)果是，科研院所、高校對技術(shù)的開放度較高，也愿意投入資金進(jìn)行關(guān)鍵過程參數(shù)計(jì)量測試技術(shù)的研究，但缺少企業(yè)的參與，技術(shù)研發(fā)與市場機(jī)制未能有效結(jié)合，成果的適用性、市場推廣度較低。生產(chǎn)單位尚未認(rèn)識(shí)到計(jì)量測試對產(chǎn)品質(zhì)量、企業(yè)效益的提升作用，更愿意按照自己的技術(shù)方案、工藝流程進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，只有在遇到解決不了的問題或自身不具備測試條件時(shí)，才會(huì)聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)計(jì)量測試機(jī)構(gòu)開展相關(guān)技術(shù)研究和驗(yàn)證活動(dòng)。這都導(dǎo)致了國內(nèi)水運(yùn)監(jiān)測裝備企業(yè)的參與積極性普遍不夠高，企業(yè)總體數(shù)量較低，而具有較強(qiáng)競爭力和產(chǎn)業(yè)鏈整合能力的龍頭企業(yè)不多，裝備上下游生產(chǎn)單位、計(jì)量測試單位、科研院所間資源、技術(shù)、人才流動(dòng)性較差，有效成果轉(zhuǎn)化率、利用率較低，阻礙了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與壯大。

創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試技術(shù)，助推水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

產(chǎn)業(yè)計(jì)量以為產(chǎn)業(yè)提供全溯源鏈、全產(chǎn)業(yè)鏈、全壽命周期以及前瞻性的計(jì)量測試服務(wù)為目標(biāo)和任務(wù)，致力于解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展對精準(zhǔn)測量測試的需求與計(jì)量支撐不充分、不平衡之間的矛盾，注重由常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室計(jì)量向現(xiàn)場、原位、在線計(jì)量測試的轉(zhuǎn)變，由終端產(chǎn)品計(jì)量向裝備過程控制計(jì)量方向轉(zhuǎn)變，由公益屬性向市場化計(jì)量測試轉(zhuǎn)變。我國已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，國內(nèi)國際新形勢對加快建設(shè)交通強(qiáng)國、構(gòu)建現(xiàn)代化高質(zhì)量國家綜合立體交通網(wǎng)提出了更高要求。隨著現(xiàn)代水運(yùn)體系的逐步構(gòu)建，水運(yùn)監(jiān)測裝備正朝著高精確度、高集成度、智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，如何將現(xiàn)有的計(jì)量測試手段、能力水平向產(chǎn)業(yè)鏈的兩端延伸，在全壽命周期內(nèi)建立水運(yùn)監(jiān)測裝備關(guān)鍵過程參數(shù)的量值溯源與傳遞路線，實(shí)現(xiàn)水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)規(guī)范化、系列化發(fā)展，推進(jìn)中高端水運(yùn)監(jiān)測裝備國產(chǎn)化水平，是當(dāng)前亟需解決的重要問題。

籌備建設(shè)國家水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試中心，聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板、瓶頸，堅(jiān)持需求牽引、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，進(jìn)一步完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)基礎(chǔ)性、前瞻性、產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性計(jì)量技術(shù)研究和測試服務(wù)，建立水運(yùn)監(jiān)測裝備量值傳遞和溯源體系，基本形成水文、水體、地形地貌等重點(diǎn)水運(yùn)監(jiān)測裝備全壽命周期計(jì)量測試保障能力。重點(diǎn)開展聲學(xué)多普勒流速剖面儀、多波束測深儀、含沙量測深儀、水下機(jī)器人等中高端水運(yùn)監(jiān)測裝備過程控制參數(shù)計(jì)量測試方法，復(fù)雜工況、極端環(huán)境下計(jì)量測試模擬平臺(tái)與量值評定技術(shù)以及現(xiàn)場、在線計(jì)量性能保障技術(shù)研究與裝備研制。推動(dòng)建立水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試聯(lián)盟，建設(shè)資源、技術(shù)、成果、人才共享平臺(tái)，深度融合產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢資源，加強(qiáng)科研成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用和技術(shù)對接，為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和質(zhì)量提升發(fā)揮積極作用，進(jìn)一步提高我國水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量水平和國際競爭力，助推水運(yùn)監(jiān)測裝備產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化、規(guī)范化、系列化發(fā)展。