一、 研究背景
2018年11月16日，第26届国际计量大会拉开了计量量子化的序幕，SI基本单位中的4个，即千克、安培、开尔文和摩尔分别改由普朗克常数、基本电荷常数、玻尔兹曼常数和阿伏伽德罗常数定义，实现长久稳定和内部一致，可在世界范围内使用，目的是实现计量溯源链路的扁平化，使量值溯源链条更短、速度更快、测量结果更准更稳。2022年1月，国务院印发的《计量发展规划（2021－2035年）》中明确提到，要加强量子计量、量值传递扁平化和计量数字化转型技术研究，加强计量与现代数字技术、网络技术以及产业数字化科研生产平台的联动。2022年10月14日是第53届世界标准日，其国际主题是“美好世界的共同愿景”，中国主题是“数字时代的标准化”。号召进一步加快标准数字化进程，努力发展机器可读标准、开源标准，完善数字基础设施标准，让标准化向数字化、网络化、智能化的方向迈进。因此，无论是从世界计量的大变革看，还是从国家现代化发展趋势看，制定数字计量战略计划，树立数字计量思维，强化数字计量在各领域的开发和应用，都是极为重要的。
计量的数字化、远程化和自动化变革已经逐渐开始，这也意味着计量领域已经进入了新的发展阶段。计量检测工作也面临着新的机遇和挑战。本文将对数字化计量与远程计量的创新模式及国内外发展现状进行详细研究。
二、 数字化计量
十四五规划期间，我国各行各业都在进行数字化转型，工业物联网、区块链、云计算、5G通讯等一系列新技术越来越广泛应用于计量工作中，这也代表着计量检测已经正式进入了数字化时代。
计量的数字化转型要求计量技术与网络技术、信息技术等前沿技术相融合，协同开展相关研究，加快计量基准、标准的更新改造和技术升级，尤其是数字校准证书的引进和转化。推进算法和人工智能在计量中的应用和发展，构建测量仪器和测量数据的整体处理方法，在数字化过程中考虑测量仪器的整个生命周期，并在数据采集阶段力求获取可靠的测量值，同时加强数据管理，开发使用软件质量框架，并在数字化环境中使用统一的数据格式和专业词汇，确保研究结果和数据的持续可用性。
2017年，德国联邦物理技术研究院PTB提出了他们的数字化发展战略，也第一次提出了数字校准证书的使用方法。与纸质证书相比，数字校准证书的溯源性、安全性、机器可读性更加突出，必将成为未来数字计量领域的硬性标准。2018年6月，PTB在欧洲主持启动了欧洲计量云项目，目的是以技术和数据为驱动力，为法定计量数字服务提供新型测量仪器，从而构建一个整体的欧洲数字质量基础体系。2021年，PTB与欧盟开展进一步合作，希望能够将数字校准证书与计量云平台合二为一。美国国家标准与技术研究院（NIST）目前的发展重点是推广人工智能技术在计量检测领域的应用情况，利用机器学习和人工智能技术开展标准化工作，制修订一大批国际和国家标准；美国国家质量保证委员会（NCQA）筹备建立了新型的数字质量系统，目的是大规模采集和使用医疗方面的高质量价值数据，比如临床数据，数字医疗语言标准等等。英国国家物理实验室（NPL）于2020年11月发布了其面向2030年的计量技术预见。 (1) 发展全球数字化计量基础设施，对SI的可追溯性将直接嵌入测量仪器中，从而缩短溯源链，降低测量不确定度；(2) 通过建立多模态、多尺度的数据质量框架来开发大型的复杂系统模型，以系统思维理解世界；(3) 基于机器学习算法及人工智能所做出的决策，以动态传播的测量不确定度为衡量标准，高测量灵敏度、安全无缝的数据共享、强大的计算能力以及完善的计量框架来更好地支持决策制定[1-2]。
三、 远程计量
远程计量是以当前传统的现场计量为依托，再利用现代通信技术、大数据计算及网络可视技术为工具进行现场辅助校准。目前的远程计量一般有三种方式，第一种方式是采用传递标准器的方式进行现场校准，在已经具备校准能力的设备基础上，利用网络通信技术完成现场校准的辅助工作。将标准器传递到校准现场的整个校准系统中，其中需要完成标准器的溯源，确保标准器的更高准确度等级；第二种方式是将标准器安装于现场，只需要标准器定期到上级实验室检定，将现场与上级实验室进行数据传递就可以完成计量校准；第三种方式是将计量标准器放在实验室，基于物联网的远程量值传递与溯源，通过网络对现场仪表远程校准[3-4]。通过比较后发现，第一种方法成本较低，但是会产生附加的误差；第三种方法是最理想的远程在线计量方式，但也是技术难度最大、成本最高的方式。
目前，国际上多个校准实验室在开展与远程在线计量有关的研究，具体如表1所示。
表1 国际上开展远程在线计量的实验室
四、 发展建议
1) 推行电子证书，利用二维码、RFID等技术，对检测报告进行数字化、信息化管理，实现证书对被检测方的在线可视化。
2) 建立计量检定、校准和检测项目的历史数据库，对计量需求进行分类管理，可以提供计量器具的全生命周期服务，同时进行计量器具管理，提高管理效率。
3) 设计开发或改造具有自动读取和存储功能的标准器。对于业务量较大或因疫情防控不便进入的远程实验室，可以将改造后的智能标准器放在远程实验室现场，在保证数据准确性的前提下将数据导出传回，以提高工作效率。
4) 将工业5G通讯技术应用在远程在线计量中。开发专用程序、标准和接口，利用移动通信技术和网络可视化技术完成计量校准任务。检测数据通过智能检测装置在线传回或通过高清视频读取。为了保证数据的准确性和可靠性，在远程校准现场配置高清摄像头进行现场校准过程监测。
五、结束语
本文主要对数字化计量和远程计量的发展现状与发展趋势进行了详细研究，解读了我国最新制定的计量发展规划相关内容，并研究了数字化计量与远程计量的在线计量方式。根据国外先进计量实验室的研究动态，对我国计量实验室的数字化转型提出了几点建议。
参考文献
[1] 邹晓川，计量检测机构数字化转型的探索与实践[J]. 中国设备工程，2021（8）：13-14，21.
[2] 任思源，国际计量数字化发展政策及启示[J]. 中国计量，2021（6）：65-67.
[3] 方立德，徐潇潇等，计量仪器的远程量值传递与溯源技术探讨[J]. 中国测试，2021，47（3）:1-8.
[4] 唐士浩，计量校准工作中远程计量的实践探索[J]. 中国设备工程，2017（12）:178-179.
