在现代工业与制造体系中,计量常常被视作“隐形基石”。它不像新能源或人工智能引人注目,却决定了产品能否可靠交付、系统能否稳定运行、供应链能否高效协作。
随着制造业数字化、智能化与全球化加速,计量的重要性愈发凸显:它既要突破精度极限,又需满足跨行业、跨地域的多元需求;既要推动本地产业链升级,也要融入全球互认体系。在这股静默而深刻的浪潮中,五大趋势正重塑未来计量图景,也折射出人类在不确定时代对确定性的共同追求。
趋势一:应用边界拓展:从车间到城市,从零件到系统
计量的价值,正在被重新定义。国际计量委员会(CIPM)在《2030+战略》中明确提出:环境与气候、能源、食品安全、数字化转型,都是未来计量必须重点回应的新需求,表明宏观层面的战略导向正在倒逼计量实践向外延伸。
计量早已不局限于传统工业中的质量检验工具,而是逐渐走出车间,渗透到社会关键领域,成为跨行业创新的底层设施。从医疗器械植入的安全性验证,到半导体工艺的亚纳米级过程控制;从电池全生命周期的热管理监测,到城市文化遗产的数字孪生建模,计量正在深度参与多元领域,其角色也由“参数测量者”转向“系统理解者”。
然而,越是深入多领域交织的复杂系统,单一的测量参数就越显不足。现代计量必须理解并掌控多物理场、多参数的耦合关系。例如,光刻机的精度不仅受机械振动影响,还同时受温度、电磁和气流作用;电池性能则是电化学、热力学与材料形貌的综合体现。计量设备正拓展应用疆域,从“测量一个参数”转向“测量一个场景”。
在这一趋势下,计量机构与设备制造商正以创新实践回应“从参数到场景”的变革。德国微系统与光电测量研究机构Fraunhofer IPM的数字全息3D传感器已被用于金属双极板的质量检测,它能在一次检测中同时获取表面形貌和内部缺陷,为燃料电池制造提供系统级保障。

未来,计量的意义不在于提供孤立的数据点,而是为系统递交一份跨维度、跨场景的“完整体检报告”。它既是预测性维护和风险防范的依据,也是跨行业协同创新的可信数据源与价值创造的起点。
趋势二:技术创新演进:多传感器融合与实时全检守护
正是因为应用边界的不断拓展,计量技术本身也在加速演进,它正在走向“多传感器融合”“系统级测量”以及“实时全流程过程控制”。
单一测量技术难以覆盖复杂结构和多材料场景,现代测量系统因此开始集成光学、激光、X射线等多种传感手段,同步获取工件多维信息。比如,德国精密测量设备制造商马尔(Mahr) 推出的 Mar4D PLQ 4200 系列圆柱坐标测量机,融合光学与接触式多传感技术,可同时完成形状、位置、粗糙度等多维测量,成为多种应用场景的理想选择。计量系统不再满足于“点式检测”,而是走向一次装夹实现多维度、系统化检测,效率与可信度兼顾。

与此同时,纳米级的计量需求、极端工况下的传感器校准、高速生产线上的在线检测,跨地域供应链的数据统一……这些现实问题正在把计量技术由“事后抽样验证”推向“过程全检守护”。美国质量学会(ASQ)的研究显示,早期发现质量问题,成本可降数倍。如何在复杂环境下保证测量数据全流程的动态一致性,是行业永久不变的目标。
在实践中,这一逻辑已经落地。德国弗劳恩霍夫机床与成型技术研究所(Fraunhofer IWU) 研发的 Xeidana 质量监控系统,利用增强现实投影实现生产线的在线质量控制,不仅能即时提示偏差,还能将检测与操作过程无缝衔接。这种“边生产、边测量”的模式,正成为未来智能制造的雏形。

支撑这一转型的,是一整套底层技术的合力:传感器的微型化与智能化,使其能够嵌入复杂设备内部;数字孪生与视觉AI,让虚拟环境与真实生产实现动态映射;自动化测量系统与实时计算,为高速生产中的反馈调节提供了可能。而更为关键的是,通过区块链、元数据管理与算法一致性保障,分布在不同设备、不同地域、不同环境下的测量结果,最终能够汇聚为一条可比对、可追溯的可信数据链。
由此,计量不再是制造过程的“终点检验”,而是嵌入全过程的“动态反馈机制”。它既是生产系统稳定运行的保障,也是智能制造迈向自适应、自优化的必由之路。
趋势三:产业格局重塑:专业深耕与集成生态并行发展
在产业层面,计量市场正出现“双轨发展”的格局:
一方是以基恩士、三丰为代表的专业化厂商,凭借在视觉、精密测量等细分领域的技术壁垒占据高端市场。
另一方是提供集成化解决方案的巨头,如海克斯康与西门子,将计量能力嵌入自动化产线与工业物联网,覆盖从感知到决策的完整链条。

这种“专而精”与“大而合”并存的局面,重塑了计量产业的价值链。上游的核心传感器、基准标准器研发变得更具战略意义,而下游则响应了市场对不同层级需求的同时满足:客户既需要能在某些环节实现极致测量能力的设备,也越来越需要能将不同设备、不同环节无缝连接的整体解决方案。
未来竞争的焦点,不再是单台仪器性能,而是生态体系的开放与协同。能否建立开放的数据接口、实现多设备协同与方法共享,将决定企业在全球计量网络中的话语权。专业化与集成化并非互相排斥,而是共同推动产业链走向成熟与分化。
趋势四:人才组织变革:从技术执行走向创新赋能
伴随应用场景的多元化、计量技术复杂度的提升以及产业的专业化集成化并行的趋势,计量人才的角色也在发生变化。
除了传统物理测量与不确定度分析能力外,数据科学、机器学习、系统工程与软件工程能力成为新常态。企业对计量团队的期待不再是“按程序做校准”的技术执行者,而是“设计可执行的测量策略、把测量数据转为运维与优化的行动指令”的创新赋能者。比如中国 AI+3D视觉与工业软件方案提供商视比特机器人,其AI视觉系统要求团队同时具备机器视觉、深度学习和精密测量等跨学科能力。
相应地,计量企业的职能也从传统的“设备研发者”扩展为“创新推动者”,其人才培养路径要从单一学科训练转向跨学科的项目式训练,在组织层面构建“测量+数字化+工艺”联合团队。同时深入一线计量工具的使用场景,挖掘行业的应用需求并制定解决方案,推动计量服务嵌入先进制造链、能源网络与数字基建中,致力于在千行百业中普及计量技术。

然而,复合型人才培养体系仍然缺失。大连理工大学刘巍教授团队在多维动态力测量领域的突破,依赖机械、光学、力学等多学科交叉研究,但这类人才在行业内高度稀缺,国内高校相关专业毕业生仅能满足 30% 的市场需求。教育与行业支持机构的实践也在调整回应:国家计量机构与高校通过继续教育、短期密集课程并与产业合作,正在把数据科学与数字化测量工具纳入计量人才培养体系(例如 NIST 的计量培训与在线课程体系)。这种供给侧的变化,是保证计量能力能被规模化应用的关键一环。
人才结构的重组与组织使命的扩展,正系统性地提升计量生态的整体能力,驱动其从被动满足市场需求向主动引领行业变革迈进。
趋势五:跨境协同共进:构建全球互认与可追溯计量网络
计量,本质上是一种“全球通用的语言”。在制造与供应链高度全球化的今天,任何标准或溯源体系的割裂,都会造成重复检测、贸易壁垒和效率损失。
为此,国际标准组织(ISO、IEC)和区域合作机制如“一带一路”计量合作组织、亚太法制计量组织APLMF等,正积极推动国家间测量结果的互认与溯源统一。在企业层面,雷尼绍、尼康等公司的测量设备已支持多国标准快速切换,方便跨境制造体系的数据共享。
计量的发展早已超越单一企业的精度提升或方案优化,也不是“每个国家都做同样一套测量”,而是建立规范的产品技术标准和质量基准,完善解决方案的互认流程,从而建立一个透明、可比、可追溯并被广泛接受的全球计量网络,支持跨境数据流与贸易的可信交换。
计量,最终将从服务国家竞争力,走向支撑全球治理的共建要素。

量见未来:计量的价值在于“可依赖的确定性”
纵观这五大趋势,计量的演进本质上是一场与世界复杂性“较量”的深刻努力。它以跨界融合覆盖更广阔的应用场景,以技术跨越迎接动态实时测量的挑战,以产业双轨发展适应市场分化,以人才与组织转型积蓄创新动能,最终通过全球协同构建信任基础。
在这个充满不确定性的时代,计量所提供的,正是一种可复现、可追溯、可信任的确定性。它无声地奠定科技飞跃的根基,保障产品交付的质量,维护贸易公平的规则。
计量无形,却定义了我们有形世界的精度与深度。而这场静默的革命,才刚刚开始。

