朱崇全  产业计量学理论创始人/教授级高级工程师

The Metrology-Guided Paradigm: A Framework for High-Quality Advanced Manufacturing

Zhu Chongquan, Founder of Industrial Metrology Theory

/ Professor-level Senior Engineer

摘要：近年来，随着发展新质生产力要求的出现，先进制造和测量技术不断涌现。

如何实现两者互融，形成更高要求的新质生产力生产技术，向着智能化自主高质效自持柔性生产的期望目标，助推先进制造的高质量发展，需要涉及领域的观念创新、技术创新和管理创新等。

本文提出的量值制导理念，则是从技术概念入手，将量值数据在先进制造中的作用及其涉及的名词术语进行解析，给出生产流程中的量值制导、智能制造的量值数据运行和量值工艺流程节点简要介绍，并按生产中的实际场景使用顺序进行逻辑排序，给相关人员的理解和使用提供帮助。

Abstract: In recent years, with the emergence of requirements for developing new quality productive forces, advanced manufacturing and measurement technologies have continuously emerged. How to integrate the two to form new quality production technologies with higher demands, moving toward the expected goal of intelligent, autonomous, high-quality, efficient, self-sustaining, and flexible production, and boosting the high-quality development of advanced manufacturing, requires conceptual, technological, and managerial innovations in related fields.

The concept of metrology-guided production proposed in this paper starts with technical concepts, analyzing the role of metrology data in advanced manufacturing and its related terminology. It provides a brief introduction to metrology-guided production processes, the operation of metrology data in smart manufacturing, and metrology process nodes, logically sequenced according to the actual scenarios in production, to facilitate understanding and application by relevant personnel.

一、量值数据在先进制造中的作用

量值数据是从设计意图到实物产品的桥梁，承担着完成抽象参数-客观数据-闭环质量-持续改进的复杂任务。忽视量值管理可导致，设计失败-批量报废-合规风险等严重后果；也会造成，成本上升-效率降低-质量受损-效益减少的损失；权威研究机构的研究表明，产品隐患在前设计或售后阶段处理，质量损失相差10万倍之巨。

由此，准确的量值数据已成为先进制造过程中提质量、升效率、降成本、增效益的关键核心生产要素

先进制造的量值数据与产品质量效益的关系可由下

图表示：

图a  产品制造生产要素新结构「四要素双核心」示意图

（注：图中人力资源可视为人工智能+）

另一方面，由经验力源→数字力源→数据趋动→精量（量值工艺）生产→精益（按需管理）生产→智能化自主高质效自持柔性生产→到系统性定义完全现代化新质生产力生产的范式变革生产，离不开传感物理信息测量和量值数据管控（如图b和图c所示）。

显然，在实现智能化自主高质效自持柔性生产目标的上述路径场景中，准确的量值数据已处于基石级的重要作用。

一、量值制导的相关概念

本文涉及的相关概念简介如下：

1、量值

用数和参照对象一起表示的量的大小。简单地说，它是由一个数字和一个相应单位组成的。

量值与技术参数的差异在于，量值是实测结果—技术参数是额定（规划）指标。

2、量值工艺

在产品的形成过程中，由量值控制设计和制造产品的工艺过程技术、程序和流程。要求：经验工艺-量化工艺-数据化-闭环化-智能化生产方向，技术结果是产品质量的零缺陷、高一致性和低成本。

3、制导

基本解释是，控制和导引火箭、导弹等按照预定的弹道或确定的飞行路线使其按一定轨道运行，准确地到达目标。制导过程是由精准的量值测控的。

4、量值制导

因产品生命周期的质量和效益目标与产品的量值状态之间存在强相关性，通过对其量值的分析应用和测量控制，控制和引导产品在设计生产过程中的量值状态，使之满足预定的产品质量和效益的目标要求。              

5、精量生产

根据产业计量工程学原理，在其产品生命周期的生产系统中，由准确的量值控制（含精量化设计、制造与成型）的生产模式，是精益生产管理的精准技术实现模式。

6、产业计量工程

以量值的工艺应用、工艺的量值引领、量值设计产品、量值生产（制造）产品为目的，应用产业计量学理论知识，在生产中升级产品（含工程与服务）质量和效益的计量技术活动。

7、金值产品

泛指高质量和高效益同时兼备的二好产品。

8、智能化自主高质效自持柔性生产

指同一生产系统由智能化完全自主决策与运行，在确保高质量、高效率、低成本和高效益的同时，可根据需求变化，调节生产不同数量和不同类别的产品。这一生产模式是智能化制造（包括能源自供给在内）的极高阶期望目标模式。

二、生产环节中的量值制导

生产环节中各阶段、流程和节点的量值制导任务要求简示如下：

1、产品设计的量值制导：量值定义与效果验证

2、产品制造过程工艺的量值制导：量值工艺

3、测控设备的自主制导：设备自成独立单元执行任务

4、测控技术的嵌入式制导：测控器件嵌入生产设备与生产同步完成任务

5、制导技术应是闭环的：即(偏离量值的产品离开产线成为终端产品的可能性为“0”)

6、产线上（在线动态）与产线下的制导：产线上的（在线动态）制导为主体布局

7、制导设备（含器件和软件）的输入和输出应是数字化的，以便与生产及其他关联设备兼容

8、制导设备与技术的信息化程度应适应工业互联网生产需要，满足数字化工厂内部和外部的大数据交流与共享

9、引入数字孪生工具,融入制导系统技术

三、量值数据的生成与应用

在以智能化制造为标志的先进制造中，量值数据是由传感测量生成的。对这些数据的应用涉及两个目标方向，分别为制造系统指挥调度和制造工艺匹配控制。下面给出智能制造量值数据运行（图b）与量值工艺流程节点（图c)示意

五、量值制导的逻辑排序图

先进制造中的量值制导任务涉及一个复杂的技术系统，它由若干个子系统组成。可将这些子系统称为独立的任务单元模块，也可将其理解为在制造过程中的量值应用功能分配模块。下面给出各子系统名称、各自的功能及其它们之间的逻辑关系排序图d，便于应用理解

图d量值制导任务各子系统逻辑关系示意注：（图中，量值制导模块可同时理解为动态的量值工艺技术）

六、结语

提出量值制导新理念，旨在明确量值在相关领域的应用中，概念和语言的场景适配准确性，它是一个创新术语。广义上讲适用领域广泛，凡是涉及对量值技术有系统需求的领域场景都是可以适用的。

本文给出的量值制导理念是用于以智能化制造为标志的先进制造高质量发展领域中，在产品生命周期内对量值的系统应用，形成新质生产力先进技术。它不仅是技术理念，也是业界在质量基础设施和先进制造领域工作中，应用量值技术制造高质效产品易于沟通交流的术语。

由于量值数据支撑智能制造运行数据，同时决定产品质效状态的高低程度，由量值制导技术生成金值产品的结论是确定的。

关键逻辑要点：量值制导→金值产品。

参考文献：

1，关于加快推动制造服务业高质量发展的意见 中国国家发展和改革委员会等13部门文件，发改产业（2021）372号，2021年3月16号，索引号000013039-2021-00114；

2，《产业计量工程学》 朱崇全 周迎春等著，中国标准出版社，2020年12月，ISBN978-7-5026-4373-7；

3，《数字制造的科学体系与技术架构》 周祖德 姚碧涛，机械工业学报，2023第59卷第19期；

4，《纳米计量基础与应用》 施玉书等著，化学工业出版社，2024年7月，ISBN9787122417688；

5，《基于大数据分析的智能制造优化与生产效率提升》 刘治方，现代工业经济和信息化，2025年第3期；