坚持计量技术创新

持续提升产品质量与可靠性

浙江正泰仪器仪表有限责任公司系正泰集团的核心产业之一，是一家专注于能源计量的集科研、生产、销售、服务于一体的能源量测系统解决方案与计量产品供应商，国家级高新技术企业。公司始终以技术创新为引擎、崇尚工匠精神、走质量效益型发展道路，以年收入的4.9%用于技术创新、产品研发、计量与试验平台的建设。建立了覆盖电、气、水、热能源计量全产业链的省级量测技术研究院，拥有470 余人的技术团队。自主研发计量产品480 多项（国家火炬项目及省级新产品110 项），获得知识产权173 项，通过了MID、KEMA、NMI、STS 等52 项国际权威机构认证，国内首家（全球第二家）获得OIML R46 认证，全球首家通过NMI 实验室EN 1359 燃气表实气8000 小时天然气实气耐久性测试，获国家省、市科技进步奖5 项，业内首获IEC1906 奖。主笔了计量类国际标准2 项、国家标准8 项，参与了80 余项计量类国际、国家、行业及用户标准的制修订。2006 年在行业内率先通过ISO19022 测量管理体系AAA 认定、ISO/IEC 27001、4A 级标准化良好行为企业认证，首批（业内首家）通过工信部“两化融合”的评定，检测中心通过国家实验室管理体系CNAS 认可。

　　一、背景情况

随着用户对产品的质量、可靠性提出了更高的要求，公司质量管理相较国内、外优秀同行还有较大差距，具体表现在：设计不仔细、研发样机把关不仔细导致的送样不合格；零部件、元器件质量还不稳定；委外计量器具检测周期过长：部分计量器具需委托上海市计量院、杭州省计量院、温州市质检院等地检测，需要较长检测时间，过程质量控制还存在波动；没有完全理解流程的概念，基于全生产周期的质量信息不同程度地出现中断；ERP、PLM、MES、SFC、CRM 系统虽然上线，但公司的信息系统尚有孤岛存在，综合集成有待提升；公司装备与生产线与智能制造、数字化工厂及公司发展的需求上存在较大的差距，导致工程质量、服务质量还不满足要求，被投诉的情况还时有发生。

二、技术措施

1.产品计量技术研究

借鉴国际先进的集成产品研发（IPD）模式建立了《开发与设计管理》管理标准，规定了从产品输入到产品投放市场的一系列过程事项的管理要求与方法。为了有效控制项目过程质量，设置了方案评审、样机评审、试制评审、试产评审等项目管理质控点，重点审查设计方案的可行性和先进性、可靠性预计和分配、样机实现的型式试验性能和水平、工艺水平、产品可制造性及可靠性水平等。规范产品研发过程的管理，实现产品研发全过程的标准化、规范化和模块化。

国内电能表产品和国外领先公司的差距已经不是功能差距，而是质量和可靠性上的差距。质量和可靠性差的主要原因是缺乏电子可靠性系统工程方法。计量设备可靠性设计程序如图1 所示。

据行业粗略统计，80%的质量问题是由于设计原因引起的、产品成本70%是由设计决定的。要提高产品质量、服务质量应该从设计源头入手。公司将计量技术创新放在首位，经过不懈努力，在提高计量精准度与可靠性的同时，从静态测量技术到动态测量技术，从基波计量到谐波计量、再到动态电能质量分析，实现了电网多参数集成计量、监测与分析等。公司与国网公司、中国计量大学、哈尔滨理工大学等高校合作，在业内率先开展了数字采样技术、可靠性技术、电磁兼容技术、电池防钝化技术等的研究。在此基础上，研发出高可靠性、高准确度智能电能表，广泛应用于电力大用户电能计量和管理。该产品采用传感器、交流信号离散采样电能计量方法和基于Nuttall 窗双谱线插值FFT 谐波分析方法；采用降额使用的低温漂、宽动态范围、高抗冲击采样电路，并进行数据优化温度补偿，确保长期稳定性；并从线性度、电压影响、电磁干扰、温湿度及环境影响等方面进行大量试验与攻关，有效提升了长期在线计量的稳定度、可靠性，在将整机计量准确度提升到0.03%的同时，实现了电力谐波的精确分析、谐波电能的准确计量及基波无功测量误差的提升。使电能计量更准确、可靠，高端产品开始替代进口同类产品，打破兰吉尔等国际巨头在0.2S 级产品的垄断，也可保证国家重大项目用电数据、信息安全。

　　在对研发的技术与积累的经验进行总结后，开始用于全系列智能电能表的研发中，有效地提升了电能计量准确度与可靠性。并在业内率先开展数字化电能计量关键技术研究，研发出数字化电能表，该产品可直接介入采用IEC61850 网络协议的智能变电站系统，为电能计量数字化主要技术发展方向。

　　在此基础上，开始向水、气、热延伸，从膜式流量采样到超声波传感采样，实现了气、水、热计量准确度、可靠性的有效提升，2005 年全球首家通过NMI 实验室EN1359 燃气表8000 小时天然气实气耐久性测试。成为国网、南网及地方电网智能电网建设，华润、中燃、中石油等能源互联网建设的能源计量产品的核心供应商，同时出口到亚洲、非洲、欧洲、美洲及独联体等70 余个国家和地区。

　　2.生产计量技术与信息化研究

　　（1）制造装备：提升生产过程需要的非标设备的研发与改造能力。配置自动化测试、校表生产线及小型化自动化设备， 并全面导入FCT 测试工装。开展设备的TPM（全员设备维护） 活动，提升设备综合效能。

　　（2）信息化与计量融合实现产品的全生命周期可追溯：通过信息化技术对工程链和供应链进行支持，工程信息系统方面，将3D-CAD 信息有效利用在模拟试验及设备设计上。充实设计管理、工艺管理的系统支持。在制造信息系统方面，搭建了承载业务系统运行的高效平台，建立了以 SAP 为核心， 以 BPM、PLM、MES、CRM、QIS、WMS 等紧密集成的信息化管理平台（见图3），并延伸至供方与客户，逐步实现了公司管理标准、流程、智能制造与信息系统融合，建立了从用户需求到产品开发、物料采购、产品制造、质量管控到用户服务的全生命周期信息化体系，并进行精益生产改善，提高生产率，实现了产品的全生命周期管理。

  三、具体成效

　通过以上计量技术研究、攻关，公司主导产品质量水平、市场占有率、企业利润率有较大提升，批量交付的智能电能表合格率稳定在 99.99%（第三方逐只检定），通过把智能电能表的管理经验的适用部分嫁接到燃气表产品线，直通率大幅度提高，2018 年出口数量占国内出口总量的30%。产能提升10%，企业利润率连续三年排名行业前三。

　　 四、感受体会

　　 浙江正泰仪器仪表公司一直得到上级计量主管、技术机构的帮助、指导，通过此次产品计量技术、制程计量技术、信息计量技术研究，实现了公司计量产品从中端到高端的突破、极大地提高了产品的可靠性，智能制造能力得到较大 提高，实现了产品全生产周期的可追溯管理，生产能耗下降、基本达到绿色制造标准，公司的经济效益得到进一步提升，有力地推动了市场竞争力的提高。