標準化在機電工程科技探究
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摘要：機電行業高質量發展是推動我國質量強國政策落地實施的著力點之一。以機電工程領域為研究對象，探究了標準化在便利機電產品貿易往來、支撐機電產業發展、促進機電行業科技進步、規范機電企業管理等方面的作用。并以廣東省機電工程領域標準化應用實例為抓手，分析了新時代賦予的標準化在研發中的技術支撐與成果轉化的應用原理，指出了機電行業“標準研制、技術創新和產業發展一體化結合”的高質量發展策略，提出了加強標準與技術研發聯動、提升標準國際化程度、完善標準化人才培養的具體實施措施，為機電行業企業高質量發展提供新思路。
關鍵詞：標準化；機電工程；技術支撐；成果轉化
0引言
近年來，我國機電產業逐漸發展成為國民經濟支柱產業，而機電工程作為機電行業發展的重要助推器之一，在推動國家經濟技術的發展中有著不可或缺的作用。標準以科學、技術和經驗的綜合成果為基礎，并公開獲得和保持與最新技術水平同步，是實現市場治理目標、推進經濟高質量發展的第一生產力的重要組成部分。國務院《深化標準化改革方案》《國家標準化體系建設發展規劃》中明確提出“標準是國家治理體系和治理能力現代化的基礎性制度”；中共中央、國務院印發的《關于開展質量提升行動的指導意見》中指出“堅持提升質量標準先行”，突出了標準化的質量基礎作用。隨著我國“科技強國、質量強國”政策的實施，標準化在引領行業高質量發展中的作用被廣泛探討。上海市機關事務管理局[1]以政務服務為對象探討了標準化引領高質量服務的作用機制；朱志遠等[2]探討了標準化在區域品牌發展中的重要作用；常汞[3]總結了標準化在引領“品質成都”建設中的作用；陳銀龍等[4]分析了標準化在支撐高新技術企業技術創新中的作用。本文以機電工程領域為研究對象，探究標準化在便利貿易往來、支撐行業發展、促進科技進步、規范企業管理等方面的作用機制，分析標準化在廣東省機電工程領域科技研發中應用原理，總結歸納經驗和問題，對標準化引領機電行業高質量發展提出展望。
1機電工程發展現狀
機電工程是集機械、電子、控制、計算機、信息、光學等多學科交叉的一項系統性工程[5]，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步，在現代工程領域中，起著至關重要的基石作用。隨著科技的進步與發展，尤其是計算機技術、通信技術的快速發展，以及近幾年人工智能、區塊鏈等新技術的不斷涌現，為我國機電工程的發展提供了更廣闊的發展空間，很多行業都需要依附機電工程技術幫助其實現工作目的、提高工作效率、保證工作安全。機電工程技術也以其固有的技術特點及優勢，廣泛應用于汽車[6]、建筑[7-8]、醫療、煤礦[9-12]、軍工等國民生活基礎領域，且隨著近幾年我國城市化進程[13-14]的推進、新基建[15-16]浪潮的興起，機電工程在支撐建筑施工、5G建設、軌道交通等方面將大有作為。20世紀80年代，在國家發展規劃中，首次將機電工程作為我國戰略性實施策略提出來。為此，我國專門成立了機電工程研究小組，統籌規劃機電工程的系統化發展。科研院所、高校、企業等也紛紛開展相關的研究，并取得了一定的成績，為我國機電工程后續的發展打下了堅實的基礎。20世紀90年代以來，隨著互聯網技術的快速發展，我國機電工程進入了高速發展時期。近幾年，機電工程在充分吸納新技術、不斷更新擴充中，蓬勃發展。現階段我國機電工程的發展有以下特點。（1）智能化發展[17]：隨著計算機技術、信息技術等的飛速發展，以及人們對美好生活需求程度的不斷推升，智能化已成為整個時代的發展趨勢，尤其是人工智能、神經網絡、光纖、區塊鏈等新技術的出現，為機電工程進行智慧賦能，也促進了機電工程科學體系的進一步完善。（2）一體化發展[18-20]：隨著多學科、多技術地深入融合，微機電一體化、光機電一體化等綜合性高新技術蓬勃發展，為諸多高新技術產業和高新技術裝備提供技術支撐。（3）微型化發展[21]：隨著時代的進步，人們越來越推崇極簡主義、輕便生活，微型產品越來越受到消費者的青睞，為迎合市場需求，機電產品微型化發展成為發展趨勢。隨著科學技術的創新以及人們需求的不斷豐富，我國機電工程將朝著更高端、更智能、更融合的方向發展，涉及的領域范圍也將越來越廣，如何在繁雜龐大的系統中有序、規范、高效地運作是該領域持續穩定快速發展面臨的一個難題。
2標準化支撐機電工程的現狀
標準化作為典型的“化繁為簡”的科學工具之一，在如今“質量為先”的發展環境下，越來越受到全球范圍內的高度重視。標準化是在科學、技術、經濟及管理等社會實踐中，對重復性事物和概念通過制定、發布、貫徹標準而取得最佳秩序和社會效益的全過程。隨著全球化趨勢的不斷加強，標準化在保障產品質量安全、促進產業轉型升級和經濟提質增效、服務貿易等方面起著越來越重要的作用[22]。而標準化與具體行業產業的結合，將持續引領行業的有序、健康、高質量發展。早在20世紀90年代，國家就意識到“標準化”工具在輔助機電工程發展中的重要性。1991年10月，原機械電子工業部在發布的《機械工業標準化管理辦法》中明確指出“標準化是組織現代化生產的重要技術基礎，是加強技術管理、發展社會主義商品經濟和國際貿易、促進技術進步、改進產品質量、提高經濟效益的重要手段。”并強調“企業要加強對標準化工作的領導和管理”。而后，在機電工程發展的實踐中，人們也逐漸意識到標準化在便利經貿往來、支撐產業發展、促進科技進步[23]、規范企業管理等方面發揮著重要作用。
2.1標準化在便利機電產品貿易往來中的應用
標準是一個國家規范其市場經濟行為的重要文件，也是國民經濟和社會發展的重要技術支撐[24]。產品進入市場銷售，首先要符合相應的標準，同時標準也是貿易仲裁的依據。隨著經濟全球化和貿易自由化，傳統貿易壁壘在不斷弱化，技術性貿易措施成為現今最主要的壁壘形式[25]。而技術性貿易壁壘主要靠各種標準來實現。標準化戰略也成為了破解技術性貿易壁壘最有效的手段。《中華人民共和國標準化法》（2017版）第二十六條規定：“出口產品、服務的技術要求，按照合同的約定執行”。合同的要求一般涉及我國標準、進口國標準、第三國標準或國際標準等。而《中華人民共和國進出口商品檢驗法實施條例》中也對我國進口的商品有嚴格的執行標準規定；相關的國家和地方的管理辦法中也明確：“凡進口列入《進口機電產品標準化管理目錄》的機電產品，必須符合我國強制執行的標準”。我國機電企業充分認識到標準在貿易中的關鍵作用，緊跟我國標準、國際標準及出口國的相應標準，生產符合相應標準的產品，順利進行貿易。近幾年，我國機電產品已成為了出口主力軍。以廣東省為例，2018年廣東省全年貨物貿易出口額達6942.32億美元，占全國貨物貿易出口總額的26%以上。2018年廣東省機電產品出口額占全省貨物貿易出口額的60%以上[25]。江濤和韓雯[26]通過數據分析也得出了外國技術標準對于我國機電產品的出口有顯著的貿易促進效應。同時，標準化合作機制在推動金磚國家之間貿易合作[27]、推動“一帶一路”建設過程中也有積極的促進作用[28]。標準化在便利貿易往來中的作用可見一斑。
2.2標準化在支撐機電產業發展中的應用
機電產業的發展主要體現在終端產品上。而標準化貫穿于產品的設計研發、生產制造、質量品控等生命周期內的各個環節。機電產品的涉及面很廣，從汽車、船舶到家用電器等，都屬于機電產品的范疇[25]，為國民生產生活提供基礎保障。以汽車產品為例，董會平[29]總結分析了標準化在商用汽車設計中的作用，包括在產品設計前期，搜集相關標準，進行國內外同類產品的標準化水平對比，針對新產品提出更高的標準化要求，用于指導設計；最大限度地使用標準化、通用化的零部件，增強產品零部件的互通性、適配性；按標準要求出具圖紙等，便于各方可以清楚地了解產品的設計要求，準確進行產品生產制造；對試制樣品按相關標準要求進行型式、性能等試驗，為后期進入市場銷售提供質量檢驗依據。辛明哲等[30]通過研究表明工程機械再制造產業的發展也離不開標準化，標準化的應用可促進舊件回收體系、產業標準體系、環保安全體系及流通服務體系的建立和完善。由此可見，標準化在保障機電產品質量、提高生產效率、推動行業發展、完善體系建設中具有至關重要的作用[31]。
2.3標準化在促進機電行業科技進步中的應用
從1949年新中國成立以來，我國標準化事業可分為“起步探索”“開放發展”和“全面提升”3個階段。一路以來，標準化的發展也支撐著我國科技、經濟和綜合國力的提升。以機電產品中的最終消費類產品——家電產品為例，標準化在促進我國家電行業科技進步中的作用不可或缺。20世紀50年代，家用電器進入我國。其后20余年，我國家用電器產業技術裝備和產品質量均處于世界落后水平，家用電器品種少、產值低，缺乏產品開發和設計的實力。隨著改革開放政策的落地實施，家用電器科研單位、生產廠家在引進國外先進技術和關鍵設備的同時，也逐漸意識到標準在行業發展中的引領作用。1984年，全國采用國際標準工作會議首次召開，采用國際標準和國外先進標準，成為了我國重要的技術經濟政策。自此，我國家用電器行業開始大量采用國際標準，以標準指導產業技術提升。我國家用電器安全標準（GB4706系列標準）一直采用IEC標準，無論是產品安全要求應達到的限值水平，還是測試方法，均同國際標準水平基本保持一致。經過近40年的發展，目前，我國家用電器產品占全球總產量的70%以上，我國已成為了名副其實的家用電器制造大國和強國，在產品質量、技術水平等方面都取得了極大提高。目前，我國家用電器行業被《中國工程院·制造強國戰略研究》確認為八大競爭優勢產業之一，是新一輪面向2035戰略規劃的十四大重點領域之一[32]。習近平總書記指出：“標準決定質量，有什么樣的標準就有什么樣的質量，只有高標準才有高質量。”掌握了先進標準，就掌握了產品的核心競爭力，就掌握了市場的主動權。目前，我國家用電器領域也正經歷著國際標準由單一采用向采用與制定并重的歷史型轉變。我國自主研制的空氣凈化器、電飯鍋、換氣扇等家用電器品類的IEC標準陸續發布實施，我國家用電器技術的發展獲得了世界的認可。在家用電器行業我國經歷了“無標準可依”的技術產品落后階段、“采用先進標準”的技術產品提升階段，到現在正朝著“制定國際標準”的技術產品引領階段奮進。可見，標準化在促進行業進步中起著至關重要的引領作用。
2.4標準化在規范機電企業管理中的應用
規范管理是行業、企業持續健康發展的有力保障，而標準化作為“規范管理”的工具之一，其在管理中的作用不可小覷。從20世紀80年代質量管理體系（ISO9000系列標準，我國GB/T19000系列等同采用）、環境管理體系（ISO14000系列標準，我國GB/T24000系列等同采用）的引進與實施，到現階段行業標準體系、企業標準體系的建立與發展，標準化管理貫穿其中。標準化作為現代科學管理的重要手段，既是人類生產和科學技術發展的產物，又是推動生產和科學技術的重要保證。吳鑫[33]簡述了機電管理標準化在建設與事故預防中的作用，并指出可通過零部件標準化管理、潤滑油更換工作標準化管理、精密設備調校標準化管理、半自動化設備標準化管理、機電設備維護保養標準化管理等方面提升機電設備的標準化管理水平，同時可有效預防事故的發生。巴廣東[34]也強調了標準化管理在石油機電設備管理和維護中的作用。企業標準化管理主要是以標準為抓手，包括產品實現和基礎保障兩個層面的標準，其有效地實施開展可規范企業生產活動，提高生產效率和企業整體效益；保障生產安全，降低事故發生率；幫助企業適應市場經濟；推動企業創新；提升品牌價值；提高企業科學管理水平和工作人員素質等，也是企業現代化的重要標志[35]。標準化管理以其管理優勢被越來越多的機電企業采用，推動企業持續高質量發展。
3廣東省機電工程領域標準化工作的應用
廣東作為改革開放的先行地區，30余年來，廣東省的GDP始終排在全國首位。在2020年新冠疫情的沖擊下，廣東省仍實現了逆勢生長，GDP首次突破了11萬億的大關。這與廣東省重視科技創新，推行高質量發展有密不可分的聯系。2020年，廣東區域創新能力再居全國首位，實現連續4年領跑，也印證了廣東科技創新水平地不斷提升。而機電工程作為廣東省的支柱產業領域，其與標準化的結合，也一直走在全國前列。為適應我國標準化體系改革，發揮市場在標準化資源配置中的作用，推動廣東機械工程行業自主創新及學科發展，滿足行業發展需要，2019年，廣東省機械工程學會標準化工作委員會成立，并設置較完備的行業標準體系，如圖1所示，以實際行動踐行行業發展與標準化的深度融合。近幾年，我國科技革命和產業變革步伐加快，標準的研發和科技創新聯系越來越緊密，越來越趨向同步，標準研制逐步嵌入科技活動的各個環節，為科技成果快速形成產業、進入市場提供重要的支撐和保障。《“十三五”技術標準科技創新規劃》的出臺、黃何等[36]分析的技術標準戰略的實施與產業發展的關系（圖2）等，更是明確了標準化與科技創新相輔相成的依賴與促進關系。廣東省作為全國科技創新的標兵省，標準化在其機電工程領域發展中的作用，除滲透到企業研發、生產、管理、貿易等各個環節外，更加注重標準化在科技創新中的技術支撐與成果轉化的應用。
3.1標準化在支撐廣東省機電工程領域科技研究中的應用
標準化在廣東省機電工程領域中的技術支撐作用主要體現在：企業參照國際、國外、國內標準，以標準中的先進指標為技術攻克目標，實現技術的改進和創新工作[1]。2020年7月空調能效新國標（GB21455）正式實施，此次實施的新國標對空調廠商提出了許多更高的要求，從制冷劑、膨脹閥到空調核心部件壓縮機，甚至對空調的待機功率都做出了詳盡規定。美的公司以該標準要求為技術研發指標，經過潛心研制，成功形成了“新型高效變頻壓縮機關鍵技術研究及產業化”“轉子壓縮機壓差啟動技術研究及應用”“家用電器用新一代變頻電機系統關鍵技術研究及產業化”等3項科技成果，攻克并掌握制冷等多個領域的關鍵核心技術，實現了產品的提質增效、節能減排。經過技術完善的轉子壓縮機成功打入了北美市場，用更多創新型、節能環保型、高效型技術和產品，助力實現“碳中和”。中國電器科學研究院股份有限公司參照歐盟標準EN14511、EN14825的要求，研發了根據試驗負載非穩態變動特性熱量動態投入/移除控制技術，滿足非穩態工況控制要求；開發了固定功率動態控制技術、乙二醇溶液比熱特性在線實時測量修正技術、制冷劑流量系統精準控制技術，并開發了季節能效測試軟件，在國內率先研制成功符合歐盟測試標準的、具備季節能效測試功能的低溫平衡環境型房間量熱計，為企業產品出口歐盟國家提供了有力的技術支撐。項目產品經中國計量科學研究院檢測，性能指標全面達到并部分超過歐盟標準要求。該項目經廣東省機械工程學會組織鑒定認為“該成果綜合技術達到國際先進水平”。項目產品經用戶使用，反映良好，取得了顯著的經濟效益和社會效益。東方電氣（廣州）重型機器有限公司參照國際國外先進標準，成功開發了具有自主知識產權的汽水分離再熱器（MSR），完成了再熱器和分離器的設計及設計驗證工作，其中分離器的出口干度在入口濕度為14%的情況下超過99.7%，高于國外同類產品99.5%要求指標，換熱性能提升7%。自主研發了關鍵制造技術，并完成設備研制及產業化。該項目經廣東省機械工程學會組織鑒定認為“該項目整體關鍵技術達到國際先進水平”。項目產品已成功應用于福清核電廠5號機組，在2021年1月底并網商運，性能指標合格，獲得用戶認可。可見，標準化的技術支撐作用，可有力促進我國科學技術水平的提升，產品質量的升級。
3.2標準化在促進廣東省機電工程領域成果轉化中的應用
當前，我國正處于向高質量時代轉型發展的階段，作為支撐高質量發展的關鍵環節，科技成果轉化工作受到了國家的高度重視。而技術標準在科技成果市場化、產業化的過程中起著重要的紐帶作用[37]，及時將科技成果轉化為技術標準，并加以有效實施應用，可加速創新成果的產業化推廣以及創新成果向現實生產力的轉化。創新成果標準化后的產業化應用可替代原有落后的技術、工藝和裝備，起到降低生產成本、提升產品質量等作用；也可作為國內技術的首創成果，減少對進口產品的依賴[1]，甚至可以填補國內外技術空白，助力創新產品進軍國際市場。標準化促進科技成果轉化的應用也支撐著廣東省機電工程領域的發展。2020年初，新冠肺炎疫情爆發。醫用防護服作為重要的醫療物資，是保護醫護人員生命安全的關鍵屏障。防護服貼條機又是醫用防護服增產擴能的關鍵配套產品。為了保護醫護人員安全，提升防護服貼條機產品質量水平和規范行業發展。廣東省機械工程學會在2020年3月先后組織了中國電器科學研究院股份有限公司等多家企業率先在國內制定了防護服關鍵制造設備《防護服貼條機》（T/GD⁃MES0011—2020）團體標準[38]，研究了熱風槍的風嘴溫度、風嘴溫升的穩定性、滾輪壓緊力等關鍵技術指標，規定了風嘴寬度、粘合速度等重要的設備參數，從而保證防護服密封效果的一致性；并且，組織了國機智能等12家從事全自動口罩機研發制造企業率先在國內制定了《全自動口罩機》（T/GDMES0012—2020）團體標準[39]。該兩項標準的發布與實施，保障了該類別醫療防護制造裝備及產品的質量，為抗擊新冠疫情提供了有力支撐。東莞市中泰模具股份有限公司牽頭研發的大型精密復雜級進模具及其設計制造技術，解決了高強度鋼板和鋁合金板沖壓成形時仍無法避免的開裂、起皺和回彈等諸多問題，解決了沖壓材料翻孔開裂和翻孔不直的問題，提升了產品的合格率，具有明顯的創新性。該項目形成了3項國家標準，為推動行業的發展貢獻了力量。可見，以科技創新為先導，將成果標準化，以“標準”為抓手，促進科技成果產業化、市場化，將有效縮短科技成果轉化為現實生產力的周期，加快行業發展。
4未來展望
在經濟全球化和貿易自由化的背景下，機電工程作為實業興邦的重要技術載體，也被新時代委以重任。同時，標準化作為世界貿易的通用語言，新時代的發展也對其提出了更高的要求。本文針對目前國內國外雙循環的新發展格局，就標準化在機電工程領域的應用做以下展望。（1）加強標準與技術研發聯動隨著國際競爭的愈發激烈，許多國家走上了技術專利化、專利標準化、標準國際化的競爭道路。我國機電領域應在智能制造、機器人、模具、焊接等方面加大科研力度，產出科技成果，增強科技成果轉化為技術標準的效果評估能力，并對產業化目標明確的科技項目同步部署技術研發和技術標準的研制工作，加強生產企業與標準化組織的協作，推動標準研制、技術創新和產業發展的一體化結合。（2）提升標準國際化程度積極參加機電領域國際標準制定，主動參與國際標準化活動。同時依托“一帶一路”和粵港澳大灣區建設構建國際交流合作平臺，開拓國際標準化市場，制定國際區域標準、國際聯盟標準，提高我國技術標準的國際影響力。（3）完善標準化人才培養標準化需要懂技術、懂管理、懂國際規則的復合型人才。要加強對標準化人才的教育與培養，加強標準化工作能力培訓，深化各層級人員標準化意識。組織相關專業技術、標準化知識、國際溝通禮儀等的專項業務培訓，加強國際標準化的交流。
5結束語
新時代的發展對標準化在機電工程領域的應用提出了更高的要求，標準研制、技術創新和產業發展的一體化結合將是未來機電行業高質量發展的必然趨勢。本文闡述了標準化在支撐機電工程發展中的應用，同時以廣東省為例，分析了新時代賦予的標準化在技術研發中的技術支撐與成果轉化的作用。并對未來加強標準與技術研發的聯動、提升標準的國際化程度、完善標準化人才培養等方面提出展望，希望能對機電企事業單位應用標準化工具有一定的借鑒作用。
作者:陳偉升 蔡軍 劉陽 單位:中國電器科學研究院股份有限公司 威凱檢測技術有限公司
