從時(shí)速兩萬(wàn)八千公里的“天神組合體”，交會(huì)誤差不超1毫米，到大拇指指甲大小的手機(jī)芯片，4個(gè)硅原子排排坐，僅有1納米的長(zhǎng)度。做出這些精準(zhǔn)動(dòng)作的背后，精密測(cè)量功不可沒(méi)。換句話說(shuō)，小到一個(gè)個(gè)體，大到整個(gè)民族甚至全人類(lèi)的命運(yùn)，都與測(cè)量息息相關(guān)。
要知道，高水平的精密測(cè)量技術(shù)和精密儀器制造能力，是一個(gè)國(guó)家科學(xué)研究和整體工業(yè)領(lǐng)先程度的重要指標(biāo)，更是發(fā)展高端制造業(yè)的必備條件。
隨著科學(xué)家對(duì)測(cè)量技術(shù)的不斷探索，我們甚至可以“以時(shí)間測(cè)量空間”。通過(guò)發(fā)揮時(shí)間量是人類(lèi)測(cè)量精度最高的物理量這一優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)精度測(cè)量的突破與跨越。簡(jiǎn)單理解就是用計(jì)時(shí)來(lái)確定距離。聽(tīng)起來(lái)很科幻，事實(shí)上這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)已落地，并取得世界領(lǐng)先成就。
而這項(xiàng)神奇的納米時(shí)柵技術(shù)，正是來(lái)自于通用技術(shù)集團(tuán)國(guó)測(cè)時(shí)柵科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)測(cè)時(shí)柵”)，就是這樣一家“名不見(jiàn)經(jīng)傳”的重慶本土企業(yè)，卻在2022年作為“中國(guó)精度”代表之一入選《坐標(biāo)中國(guó)》，同時(shí)作為十年標(biāo)志性成果之一入選國(guó)家“奮進(jìn)新時(shí)代”主題成就展。為何能取得如此亮眼的成績(jī)？今天，我們一起走進(jìn)這家企業(yè)，探索其背后的故事。
“我們的納米時(shí)柵技術(shù)，測(cè)量精度最高可達(dá)±0.06角秒，相當(dāng)于360度圓周內(nèi)任意1度的六萬(wàn)分之一，精度水平已達(dá)現(xiàn)有檢測(cè)儀器水平的極限。”在實(shí)驗(yàn)室里，國(guó)測(cè)時(shí)柵董事長(zhǎng)、總經(jīng)理王勇講述著原創(chuàng)的納米時(shí)柵技術(shù)，臉上洋溢著驕傲和自豪。
這份自豪來(lái)源于，納米時(shí)柵技術(shù)已發(fā)展成為我國(guó)精密位移測(cè)量領(lǐng)域的標(biāo)志性成果，并正式進(jìn)入規(guī)模產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用階段。要問(wèn)其中奧秘，在王勇看來(lái)，既有抓住機(jī)遇、填補(bǔ)國(guó)內(nèi)高端精密位移測(cè)量領(lǐng)域空白的天時(shí)，也有技術(shù)生根重慶、落戶西部(重慶)科學(xué)城的地利，更有團(tuán)隊(duì)協(xié)作、奮勇拼搏的人和。
天時(shí)：從0到1，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控
說(shuō)到測(cè)量，大家都不陌生，日常生活中常見(jiàn)的測(cè)量工具有角尺、卷尺、直尺……這些工具可以用來(lái)測(cè)量肉眼可見(jiàn)的空間距離，常見(jiàn)的長(zhǎng)度單位一般有米、分米、厘米、毫米。
而對(duì)于肉眼無(wú)法看到的空間距離，比頭發(fā)絲還細(xì)成千上萬(wàn)倍，如數(shù)控機(jī)床、量具量?jī)x、3C加工等高端精密制造領(lǐng)域，測(cè)量精度就需要精確到微米，甚至是納米(1毫米等于1百萬(wàn)納米)，簡(jiǎn)單的測(cè)量工具便不再能滿足需求。
“現(xiàn)代熱力學(xué)之父”開(kāi)爾文有一條著名結(jié)論：“只有測(cè)量出來(lái)，才能制造出來(lái)。”當(dāng)代科技和工業(yè)領(lǐng)域，高水平的精密位移測(cè)量技術(shù)及器件是數(shù)控機(jī)床、儀器設(shè)備等高端精密裝備的核心技術(shù)和關(guān)鍵功能部件，被稱(chēng)為“精密制造之眼”，其性能水平直接決定了加工制造的精度與質(zhì)量水平。而這雙“眼睛”，被國(guó)外技術(shù)壟斷多年。
這是擺在我國(guó)高端制造業(yè)面前的一道難題，由此還帶來(lái)一系列的負(fù)面連鎖反應(yīng)。比如進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格高、貨期長(zhǎng)、售后難，國(guó)產(chǎn)品牌附加值低，長(zhǎng)期在中低端賽道打價(jià)格戰(zhàn)等。
近年來(lái)，全球疫情持續(xù)蔓延、國(guó)際局勢(shì)變幻莫測(cè)，產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈的不確定性與不穩(wěn)定性為我國(guó)高端裝備制造業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。據(jù)了解，目前一些企業(yè)面臨核心零部件斷供和交期延長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重來(lái)說(shuō)，更是直接威脅到國(guó)家安全。
二十大報(bào)告指出，要“著力提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和安全水平”，高端制造行業(yè)深有體會(huì)，要想真正實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，核心技術(shù)自主研發(fā)，核心功能部件自主生產(chǎn)，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代方案落地才是根本。
為真正實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)自主研發(fā)，時(shí)柵團(tuán)隊(duì)從技術(shù)源頭上另辟蹊徑，從原理上進(jìn)行創(chuàng)新——突破“用空間測(cè)量空間”傳統(tǒng)測(cè)量思路局限，利用“用時(shí)間測(cè)量空間”的重要原創(chuàng)學(xué)術(shù)思想，研發(fā)出超高精度超高分辨率的位移傳感器，為高精密化測(cè)量提供了一條切實(shí)可行的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)和產(chǎn)品路線，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高端精密位移測(cè)量領(lǐng)域空白。
這一創(chuàng)新是極具前瞻性與突破性的，為什么這么說(shuō)？因?yàn)闀r(shí)間是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一,是目前所有物理量中測(cè)量精度最高物理量，比空間高六個(gè)數(shù)量級(jí)。國(guó)際單位制中“米”就是用時(shí)間來(lái)定義的，最高長(zhǎng)度基準(zhǔn)溯源到時(shí)間，因此選擇以時(shí)間為切口，通過(guò)構(gòu)建一種高勻速的運(yùn)動(dòng)作為參考系，利用時(shí)間上的時(shí)刻比較來(lái)實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。
納米時(shí)柵技術(shù)成果發(fā)表SCI一區(qū)TOP期刊論文6篇，被國(guó)外同行專(zhuān)家評(píng)價(jià)為“首創(chuàng)”、“原創(chuàng)的工作”。相關(guān)成果獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，重慶市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，入選國(guó)家“十三五”科技創(chuàng)新成就展和“奮進(jìn)新時(shí)代”主題成就展。
人和：二十載厚積薄發(fā)，匠心鐫刻中國(guó)精度
十年磨一劍，二十年磨一“尺”?；赝麃?lái)時(shí)路，更加堅(jiān)定了砥礪前行的決心。
萬(wàn)事開(kāi)頭難。時(shí)柵團(tuán)隊(duì)從1996年提出“時(shí)柵角度傳感器”理念起，始終堅(jiān)持自主研發(fā)道路，歷經(jīng)了第一代機(jī)械式時(shí)柵、第二代磁場(chǎng)式時(shí)柵再到第三代電場(chǎng)式時(shí)柵(即“納米時(shí)柵”)。在此歷程中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)每天泡在實(shí)驗(yàn)室里，不斷提出新的構(gòu)思、繪制產(chǎn)品圖紙、設(shè)計(jì)產(chǎn)品模型、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。如果沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，便討論分析，重新來(lái)過(guò)。就是在這樣精益求精的態(tài)度下，日復(fù)一日地進(jìn)行了成千上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，持續(xù)攻克了“提高測(cè)量精度與增加測(cè)量范圍的矛盾”、“精度提高導(dǎo)致的誤差溯源困難”、“突破光學(xué)衍射極限改善分辨力”等技術(shù)難題，逐步實(shí)現(xiàn)了從毫米到微米再到納米精度的跨越。
如今國(guó)測(cè)時(shí)柵已經(jīng)成長(zhǎng)為百余人的團(tuán)隊(duì)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已從最初的兩三人增加到了三十余人。除了技術(shù)上的難題，還遇到了產(chǎn)品可靠性、應(yīng)用場(chǎng)景多樣化、市場(chǎng)認(rèn)可度等多只“攔路虎”。所謂關(guān)關(guān)難過(guò)關(guān)關(guān)過(guò)，為此團(tuán)隊(duì)成立多個(gè)項(xiàng)目小組逐一攻克難題。比如，售后成員扎根客戶生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)月，解決產(chǎn)品適配問(wèn)題；產(chǎn)線團(tuán)隊(duì)克服疫情、高溫等難題，保障正常生產(chǎn)交付等。王勇表示，“每一次技術(shù)難題的解決，每一次產(chǎn)品性能的優(yōu)化，每一次重大項(xiàng)目的交付，都能感受到團(tuán)隊(duì)那種發(fā)自內(nèi)心的喜悅和成就感。”
當(dāng)納米時(shí)柵技術(shù)在數(shù)控機(jī)床、芯片制造、計(jì)量檢測(cè)等領(lǐng)域得到批量應(yīng)用時(shí)，當(dāng)一把中國(guó)的“精密尺子”解決了高精度位置檢測(cè)難題時(shí)，所有的艱辛和汗水都化作了激動(dòng)。
地利：“重慶造”走向全國(guó)，開(kāi)啟產(chǎn)業(yè)化道路
在科技創(chuàng)新領(lǐng)域有一個(gè)“死亡之谷”的理論。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是科技創(chuàng)新從提出到真正走向產(chǎn)業(yè)化之間，有很長(zhǎng)的路要走，而其中大多數(shù)項(xiàng)目都會(huì)死在這條路上。數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)每年有3萬(wàn)項(xiàng)經(jīng)過(guò)鑒定的科技成果，但能轉(zhuǎn)化為批量生產(chǎn)的僅占20%、能形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模的只有5%。
如何跨越這一“死亡之谷”，是科技創(chuàng)新的重中之重，也是很多創(chuàng)新型企業(yè)繞不過(guò)的話題。國(guó)測(cè)時(shí)柵選擇直面問(wèn)題，并給出了答案：大膽走出實(shí)驗(yàn)室，疏通轉(zhuǎn)化鏈上的層層“梗阻”，推動(dòng)技術(shù)、資金、政策、人才協(xié)同開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)從0到1的成功孵化。
而打通科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化“最后一公里”的關(guān)鍵，就在于以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以企業(yè)為主體。其中，國(guó)有企業(yè)特別是中央企業(yè)是科技創(chuàng)新的國(guó)家隊(duì)，是科技成果轉(zhuǎn)化的重要參與主體。
十八大以來(lái)，國(guó)資央企接續(xù)奮斗、苦干實(shí)干，科技創(chuàng)新能力和水平得到了實(shí)質(zhì)性提升，取得了一批具有標(biāo)志性意義的重大科技成果，在科技創(chuàng)新領(lǐng)域發(fā)揮了引領(lǐng)作用。
國(guó)有企業(yè)特別是中央所屬?lài)?guó)有企業(yè)，一定要加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，研發(fā)和掌握更多的國(guó)之重器。作為中央直接管理的國(guó)有重要骨干企業(yè)，中國(guó)通用技術(shù)(集團(tuán))控股有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“通用技術(shù)集團(tuán)”)始終認(rèn)真落實(shí)黨中央國(guó)務(wù)院加快科技自立自強(qiáng)的重大決策部署，大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2021年5月，通用技術(shù)集團(tuán)和重慶理工大學(xué)合資成立國(guó)測(cè)時(shí)柵公司，落戶重慶高新區(qū)。通過(guò)進(jìn)一步深化央地合作，全力推動(dòng)重大科技任務(wù)攻關(guān)、加強(qiáng)科技創(chuàng)新體系建設(shè)、強(qiáng)化科技人才隊(duì)伍建設(shè)等，助力納米時(shí)柵成果正式駛向轉(zhuǎn)化應(yīng)用、服務(wù)市場(chǎng)用戶的“快車(chē)道”，全面提速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，賦能原創(chuàng)納米時(shí)柵技術(shù)走向全國(guó)。
國(guó)測(cè)時(shí)柵一落戶，就享受著系列政策扶持。重慶市政府、科技局等在政策落地、項(xiàng)目推進(jìn)、人才引進(jìn)、產(chǎn)品上市方面為國(guó)測(cè)時(shí)柵創(chuàng)新發(fā)展提供全方位服務(wù)和有力支持。屬地高新區(qū)更是給出了五年內(nèi)免租金、爭(zhēng)取國(guó)家級(jí)平臺(tái)和項(xiàng)目、經(jīng)費(fèi)支持等優(yōu)惠政策。
然而企業(yè)產(chǎn)業(yè)化之路的成功與否，終究還是要靠市場(chǎng)來(lái)檢驗(yàn)。于國(guó)測(cè)時(shí)柵來(lái)說(shuō)，也不例外。
據(jù)悉，目前國(guó)測(cè)時(shí)柵已推出直線時(shí)柵和圓時(shí)柵兩大系列新品。直線時(shí)柵最高精度可達(dá)±2.5μm(1微米等于0.001毫米)，廣泛應(yīng)用于需要很高位置測(cè)量精度的設(shè)備和裝備，包括超精密機(jī)床、量具量?jī)x、半導(dǎo)體加工等；圓時(shí)柵最高測(cè)量精度可達(dá)±1角秒，主要用于機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、伺服電機(jī)、自動(dòng)化設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域。與市面同性能產(chǎn)品相比，更是具有明顯價(jià)格優(yōu)勢(shì)，平均可為客戶節(jié)約20%-30%的使用成本，為行業(yè)與市場(chǎng)提供“更優(yōu)的性能、更短的交期、更低的價(jià)格、更穩(wěn)的供應(yīng)、更好的服務(wù)”創(chuàng)造了可能。
可以預(yù)見(jiàn)的是，在未來(lái)，國(guó)測(cè)時(shí)柵將賦能重慶智造，推動(dòng)精密測(cè)量技術(shù)和高端裝備制造業(yè)向更高水平發(fā)展。用他們自己的話說(shuō)，要爭(zhēng)當(dāng)未來(lái)科技創(chuàng)新的“排頭兵”，為中國(guó)制造備好“尺子”，“丈量”好中國(guó)高端制造業(yè)的精度與高度。
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