http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 01:38:25 來源:中國儀表網
眾所周知,儀器儀表是工業生產的“倍增器”,科學研究的“先行官”,軍事上的“戰鬥力”,以及現代社會活動的“物化法官”。“蛟龍”深潛,“神十”探空,人類以儀器儀表為工具,通過測量認識世界。當代社會發展,產業升級、減災防災、環境監測、醫療保健、能源供給、國防安全等無不對測量控製技術和儀器儀表提出更多需求、更高要求。
但是,我國的測量控製技術與儀器儀表的研究、製造卻與國際先進水平存在明顯差距。據中國儀器儀表行業協會統計,截止5月底,2013年上半年我國儀器儀表行業進口1533005.28萬美元,同比增長3.68%。同期,出口887588.11萬美元,同比增長3.98%。但是,單純依靠進口設備、進(jin)口(kou)技(ji)術(shu),不(bu)能(neng)提(ti)高(gao)我(wo)國(guo)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)水(shui)平(ping)。如(ru)何(he)將(jiang)進(jin)口(kou)的(de)設(she)備(bei)技(ji)術(shu)轉(zhuan)化(hua)為(wei)自(zi)己(ji)的(de),如(ru)何(he)推(tui)進(jin)測(ce)量(liang)科(ke)技(ji)自(zi)主(zhu)創(chuang)新(xin)進(jin)入(ru)世(shi)界(jie)前(qian)沿(yan)水(shui)平(ping),成(cheng)為(wei)行(xing)業(ye)所(suo)關(guan)注(zhu)的(de)焦(jiao)點(dian)。
測量控製技術與儀器儀表之“重”
先進的測量科技和精密儀器是科學發現的工具、技術創新的種子,許多劃時代的科技成果、獲得諾貝爾科技獎的項目皆由此產生。如質譜儀的發明使我們能按原子、分子的質量差異進行分離,檢測物質組成;計算機X射線斷層掃描(CT)、核磁共振成像(MRI)等技術使我們可以更早發現疾病;圖像傳感器(CCD)已是手機、數shu碼ma相xiang機ji中zhong的de關guan鍵jian元yuan器qi件jian,這zhe些xie儀yi器qi和he方fang法fa的de發fa明ming者zhe也ye都dou獲huo得de了le諾nuo貝bei爾er獎jiang。據ju不bu完wan全quan統tong計ji,一yi個ge多duo世shi紀ji以yi來lai,諾nuo貝bei爾er自zi然ran科ke學xue獎jiang項xiang中zhong,有you68.4%的物理學獎、74.6%的化學獎和90%的生物醫學獎是借助各種先進儀器完成的。
此外,測量控製與儀器儀表科技水平還反映國家實力。美國商務部國家標準與技術研究所上世紀90年代中期發布的數據表明,美國儀器儀表產值約占國民總產值的4%,但它拉動的相關產值卻高達66%。2007年美國商務部國家標準技術研究所的戰略報告指出,21shijizhizaoyeherenmenshenghuozhiliangtigaodeguanjianshiceliangjishu,cilingyuduiweixiguojiajingzhengliyebukehuoque。ribenweiduohuizaiceliangfenxiyiqishangdeyoushi,wenbushengqidonglejianduanceliangshiye,touzidashangbaiyiriyuan。
事實上,現代化大生產,如發電、煉油、化工、冶金、飛機和汽車製造等,離開了隻占企業固定資產大約10%的各種測量與控製儀器儀表裝置就不能正常安全生產,更難以創造巨額的產值和利潤。專家們形象地把儀器儀表比喻為國民經濟中的“卡脖子”產業。
現代,隨著經濟發展與自然環境所需的平衡,測量控製技術與儀器儀表承擔著越來越重要的角色。比如工業排放是如何對氣候變化、huanjingnaizhirenqunjiankangzhuangtaichanshengyingxiangde?ereyingnongdudi,celiangfangfafuzabingzhinenglixianjinxing,huanjingkexuedefazhanpoqiexuyaofaminghenliangwuzhijiancedexinceliangfangfaheyiqijianceereying。erhenliangwuzhiduirenmenjiankangyingxiangdejili、評估與監測方法等更是亟待突破的科學問題。
測量控製技術與儀器儀表之“困”
中國科協2007年3月發布了他們組織的調查結果:中國儀器儀表中的主體分析儀器,社會上正在應用的有90餘種分析儀器,中國能夠生產的產品為20餘種,不到總量的1/3。其中,生命科學專用儀器約有80餘種,中國商品化的生命科學專用儀器產品隻有6種,目前在研的約10多種,離市場需求相差很遠。這是數量上的差距。
在zai技ji術shu上shang,現xian有you國guo內nei中zhong低di檔dang產chan品pin大da部bu分fen可ke與yu替ti代dai進jin口kou產chan品pin,大da拿na高gao檔dang產chan品pin的de可ke靠kao性xing指zhi標biao,即ji平ping均jun無wu故gu障zhang運yun行xing時shi間jian與yu國guo外wai產chan品pin相xiang比bi,約yue相xiang差chal一2個數量級。在測量精度上,現有國內產品與外國產品一般相差1個數量級。因為中國對儀器的基礎技術和製造工藝的研究不夠,一些影響可靠性的關鍵技術,如精密加工技術、密封技術,焊接技術等至今還沒有得到很好的解決,導致產品,特別是高檔產品的性能不夠穩定和可靠。
在zai功gong能neng上shang,目mu前qian,外wai國guo產chan智zhi能neng化hua程cheng度du相xiang當dang高gao,通tong過guo對dui原yuan始shi信xin息xi的de數shu字zi處chu理li,更geng好hao地di排pai除chu了le外wai部bu幹gan擾rao對dui信xin息xi影ying響xiang,提ti高gao了le產chan品pin的de耐nai環huan境jing性xing和he測ce量liang真zhen實shi性xing。而er國guo內nei現xian有you產chan品pin智zhi能neng化hua程cheng度du還hai較jiao低di。另ling外wai,產chan品pin的de網wang絡luo化hua在zai國guo外wai已yi經jing進jin入ru實shi用yong階jie段duan,而er我wo國guo基ji本ben上shang處chu在zai起qi步bu階jie段duan,從cong而er使shi產chan品pin的de性xing能neng、功能落後。
有關專家介紹,當今國外產品的更新周期大約在2—3年。新技術的儲備往往可以提前到10年(nian)。而(er)我(wo)國(guo)企(qi)業(ye)往(wang)往(wang)通(tong)過(guo)引(yin)進(jin)外(wai)國(guo)技(ji)術(shu)來(lai)實(shi)現(xian)一(yi)代(dai)產(chan)品(pin)的(de)更(geng)新(xin),引(yin)進(jin)後(hou)又(you)不(bu)能(neng)很(hen)好(hao)消(xiao)化(hua)吸(xi)收(shou),在(zai)新(xin)產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)方(fang)麵(mian)原(yuan)創(chuang)性(xing)成(cheng)果(guo)很(hen)少(shao)。一(yi)些(xie)采(cai)用(yong)新(xin)原(yuan)理(li)的(de)產(chan)品(pin),在(zai)我(wo)國(guo)還(hai)處(chu)於(yu)空(kong)白(bai)狀(zhuang)態(tai)。科(ke)研(yan)院(yuan)所(suo)在(zai)跟(gen)蹤(zong)新(xin)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)雖(sui)然(ran)有(you)成(cheng)果(guo),但(dan)與(yu)企(qi)業(ye)結(jie)合(he)產(chan)業(ye)化(hua)相(xiang)當(dang)艱(jian)難(nan),導(dao)致(zhi)產(chan)品(pin)技(ji)術(shu)更(geng)新(xin)的(de)周(zhou)期(qi)長(chang)。
此(ci)外(wai),國(guo)內(nei)儀(yi)器(qi)缺(que)乏(fa)針(zhen)對(dui)使(shi)用(yong)對(dui)象(xiang)而(er)開(kai)發(fa)的(de)專(zhuan)用(yong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。國(guo)外(wai)近(jin)年(nian)測(ce)量(liang)控(kong)製(zhi)與(yu)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)是(shi)開(kai)發(fa)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)與(yu)應(ying)用(yong)對(dui)象(xiang)緊(jin)密(mi)結(jie)合(he)的(de)軟(ruan)件(jian)產(chan)品(pin),最(zui)終(zhong)向(xiang)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)個(ge)性(xing)化(hua)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。例(li)如(ru)針(zhen)對(dui)6×10‘kW火電機組的機組性能計算軟件、煉油工藝的優化軟件、專門用於醫療儀器的圖形處理軟件等,國內企業在這方麵尚未形成產業。
dangqian,woguozaiceliangjishuyujingmiyiqifangmianyushijieqiangguochajuda,youcidaozhidekejichuangxinchezhouyingxiangmianguang,rubujinkuaizhidingfazhanzhanlvebingyingtouganshang,chajuhuijixulada。
推動測量控製技術與儀器儀表之“途”
推進我國測量科技進入世界前沿,要兼顧世界測量科技發展趨勢和我國階段性需求。以下三個目標可布局攻取:一(yi)是(shi)原(yuan)創(chuang)性(xing)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)與(yu)儀(yi)器(qi),二(er)是(shi)國(guo)家(jia)目(mu)標(biao)導(dao)向(xiang)或(huo)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)引(yin)領(ling)的(de)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)與(yu)儀(yi)器(qi),三(san)是(shi)精(jing)密(mi)儀(yi)器(qi)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)。這(zhe)三(san)大(da)目(mu)標(biao)中(zhong),各(ge)有(you)一(yi)個(ge)優(you)先(xian)展(zhan)開(kai)協(xie)同(tong)創(chuang)新(xin)的(de)方(fang)向(xiang),分(fen)別(bie)是(shi)先(xian)進(jin)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)、微智能探測器與微納器件製作技術。
我國和發達國家的差距,除產業規模、技術積累不夠外,更在於測量原理和儀器設計的原始創新方法上不行。要改變現狀,需要在幾個方向上下大工夫。如能源領域的深海、深地探測,環境領域中微量化學物質的快速檢測,地球尺度環境風險的預警等;在(zai)食(shi)品(pin)安(an)全(quan)與(yu)農(nong)產(chan)品(pin)藥(yao)物(wu)殘(can)留(liu)檢(jian)測(ce)方(fang)麵(mian),探(tan)索(suo)根(gen)據(ju)物(wu)質(zhi)的(de)指(zhi)紋(wen)光(guang)譜(pu)等(deng)光(guang)學(xue)信(xin)息(xi)建(jian)立(li)快(kuai)速(su)測(ce)量(liang)識(shi)別(bie)物(wu)質(zhi)成(cheng)分(fen)的(de)方(fang)法(fa),特(te)別(bie)是(shi)痕(hen)量(liang)物(wu)質(zhi)快(kuai)速(su)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa);在生命科學領域,活細胞或蛋白構造的實時觀察,細胞內分子信息傳遞的視覺化,細胞與蛋白標識、檢測裝置的研發,如微弱熒光觀察裝置等;攻克複雜條件製約,突破現有測量極限,需改變原有模式、單dan一yi原yuan理li的de方fang法fa局ju限xian,對dui不bu同tong學xue科ke進jin行xing交jiao叉cha和he融rong合he,開kai展zhan基ji於yu數shu理li方fang法fa綜zong合he運yun用yong的de手shou段duan創chuang新xin以yi實shi現xian測ce量liang方fang法fa的de原yuan始shi創chuang新xin,上shang述shu這zhe些xie成cheng果guo將jiang對dui科ke技ji自zi主zhu創chuang新xin產chan生sheng不bu可ke估gu量liang的de影ying響xiang。
傳感器作為傳感網的基礎元件,在今後將有十分廣闊的發展前景。目前新型傳感器技術包括固態矽傳感器技術、光纖傳感器技術、生物芯片技術、基因芯片技術、圖像傳感器技術、全固態慣性傳感器技術、多傳感器技術等在這一領域,重點發展新原理、新效應的傳感技術,傳感器智能技術,傳感器網絡技術,微型化和低功耗技術,以及傳感器陣列及多功能、多傳感參數傳感器的設計、製造和封裝技術。在這一領域,重點發展新原理、新效應的傳感技術,傳感器智能技術,傳感器網絡技術,微型化和低功耗技術,以及傳感器陣列及多功能、多傳感參數傳感器的設計、製造和封裝技術。
此外,國際上最近發展的新技術功能安全技術及安全儀表;精密加工技術和特殊工藝技術;具有自校準、自檢測、自診斷、自適應功能智能化技術;不同生產廠商控製係統之間的無縫連接集成技術,大型項目的自動化設備主供應商應具備的項目策劃、設計、組織、采購、驗收、調試等項目管理技術等都是今後需要攻克的方向。
突圍測量控製技術與儀器儀表創新之“法”
在發達國家,測量與儀器儀表行業等高技術行業已形成了上下遊銜接、企業分工合作的格局。我國在該領域也可搞一些規模適當、效率高的國家攻關工程。該行業是技術密集型產業,發展離不開大學、研發院所的智力與人才支撐。大學、研發機構要強強聯合,分工協作。目前我國高校發揮著研發主力軍的作用,但高校“姓教”,其人員編製、固定經費仍來自教育任務。當下我國需要發展出一批技術有特色、有you創chuang新xin能neng力li的de中zhong小xiao型xing精jing儀yi企qi業ye。調tiao整zheng政zheng策ce和he機ji製zhi,在zai教jiao學xue受shou益yi前qian提ti下xia使shi高gao校xiao研yan發fa的de成cheng果guo乃nai至zhi於yu智zhi力li資zi源yuan迅xun速su轉zhuan變bian為wei生sheng產chan力li,高gao校xiao畢bi業ye生sheng尤you其qi是shi博bo士shi去qu中zhong小xiao企qi業ye就jiu業ye任ren職zhi,十shi分fen必bi要yao。
發展、提升眾多有實力的中小企業不僅是儀器儀表行業,也是我國工業化繞不開的路徑。以儀器儀表行業為例,高技術、高附加值、高風險為特點的科技型中小企業不可能靠“土法上馬、因陋就簡”路子培育,要圍繞高科技產品特點考慮相應的配套政策,如吸引高端人才創業,健全真正的風險投資意識及渠道等。
guojiaduiyiqiyibiaoyuceliangkejichuangxindezhichiyingyishihoujiangliweizhu,zheyangbianyuyanfatouruzhutizhuanxiangshouyizheerfeibanashuirendeqiantougeiqiye。weibimianmenleifanduodeyanfadanweigeziweizhan,chuxianjigongjinlidedishuipingzhongfu、惡性競爭,可考慮組建獨立於高校、院所的國家協同創新中心、產業聯盟,真正起到引領行業、集中力量、合理配置資源以解決實際問題的作用。