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衆所周知(zhī)，儀器(qì)儀表是工(gōng)業生産的(de)“倍增器”，科學研究的“先行官”，軍事上(shàng)的“戰(zhàn)鬥力”，以及(jí)現代社會活動的“物化法官”。“蛟(jiāo)龍”深潛，“神十”探空，人(rén)類以儀器儀表爲工具，通過測量認識世界。當代社會發(fā)展，産業升級、減(jiǎn)災防災、環境監測、醫療(liáo)保健、能源供給(gěi)、國防安全等無不對測(cè)量控制技(jì)術和儀器儀表提出(chū)更多需求、更高要(yào)求。
但是，我國(guó)的測量控(kòng)制技術與儀器儀表的研(yán)究、制造卻與國際先進水平存在明顯差距。據中國儀器(qì)儀表行業協會統計(jì)，截止5月底，2013年上半年我國儀器(qì)儀表行業(yè)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(zēng)長3.98％。但是，單純依靠(kào)進口設備、進口技術，不能提高我國(guó)儀器儀表水平。如何(hé)将進口的設備技術轉化爲自(zì)己的，如(rú)何推進測量科技自主創(chuàng)新(xīn)進入世界前沿水平，成爲(wèi)行業所(suǒ)關注的焦點。
測量控制技術與儀器儀表之“重”
先進的測量科技和精密儀器是科學發現的工(gōng)具、技術創新的種子，許多劃時代的科技成果、獲得諾(nuò)貝爾科技獎的項目皆由此産生。如質(zhì)譜儀的發明(míng)使我們能按原子(zǐ)、分子的質量差異進(jìn)行分離，檢測物質組成；計算機X射線(xiàn)斷層掃描（CT）、核磁共振成像(xiàng)（MRI）等技術使我們可以更早發現(xiàn)疾(jí)病；圖像傳感器（CCD）已是手機(jī)、數碼相機中的關(guān)鍵元(yuán)器件，這些儀器和方法的發明(míng)者也都獲得了諾貝爾獎。據不完全統計，一個多世紀以來，諾貝爾自然科學獎項中，有68.4％的物理(lǐ)學獎、74.6％的化學獎和90％的生物醫(yī)學獎是借助各種先(xiān)進儀器完成的。
此外，測量控制與儀器儀表科技水平還反映國家實力。美國商務(wù)部國家标準與技術研究所上(shàng)世紀90年代中期發布的數據表明，美(měi)國儀器儀表産值約占國民總(zǒng)産值(zhí)的4％，但它拉動的相關(guān)産值卻(què)高達66％。2007年美國商務部國家标準技術研究所的戰略報(bào)告指出，21世紀制造業和人們生活質量提(tí)高的關鍵是測量技(jì)術，此領域(yù)對維系國家競争力也不可或缺。日本爲奪回在測量分析儀(yí)器上的優勢，文部省啓動了尖端測量事業，投資達(dá)上百億日元。
事實上，現代(dài)化大生産，如發電、煉油、化工、冶金、飛機和汽車制造等，離開了隻占(zhàn)企業固定資産大約10％的各種測量與控制儀器(qì)儀表裝置就不(bú)能正常安(ān)全生(shēng)産，更難以創造巨額(é)的産值和利潤。專家們形象地把儀器儀表比喻爲國民(mín)經濟中的“卡脖子”産業。
現(xiàn)代，随着經濟發展(zhǎn)與自然環境所需(xū)的平衡，測量控制技術與儀器儀表(biǎo)承擔着越來越重要的角色。比如工業排(pái)放是如何對氣候變化、環境乃(nǎi)至人群健康狀(zhuàng)态産生影響的？二惡英濃度低(dī)，測量方法複雜并隻能離(lí)線進(jìn)行，環境科學的發展迫切需要發明痕量物質監測的新測量方法和儀器監測二惡英。而痕量物質對(duì)人們健康影響的機理、評估與監測(cè)方法等(děng)更是亟待突破的科學問題。
測量控制技術與儀器儀表之“困”
中國科協2007年3月發布了他(tā)們(men)組(zǔ)織的調(diào)查結果：中國儀器儀表中的主(zhǔ)體分析儀器，社會上正在應用的有90餘種分析儀器，中國能夠生産的産品爲20餘種，不到總量的1/3。其中，生命(mìng)科學專(zhuān)用儀器約有80餘種，中國商品化的生命科學專用儀器産品隻有6種，目前在研的約(yuē)10多種，離市場需求相差很遠(yuǎn)。這是數量上的差距。
在(zài)技術上，現(xiàn)有國内中低檔産品(pǐn)大部分可與替代進口産品，大(dà)拿高檔産品的可靠性指标，即平均無故障運行時間與國外産品相比，約(yuē)相差l一2個數量級。在測量精度上(shàng)，現有國(guó)内産品與外國産品一般相差(chà)1個數量級。因爲中國對儀器的基礎(chǔ)技術和制造工藝的研究不夠，一些影響可靠性的關(guān)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(hěn)好(hǎo)的解決，導緻産品(pǐn)，特别是高檔(dàng)産品的性能不夠穩定(dìng)和可靠。
在功能上(shàng)，目前，外國産智能化(huà)程度相當高，通過對(duì)原始信息的數字處理，更好地排除了外部幹擾對信息影響，提高了産品的耐環(huán)境性和測量真實性。而國内(nèi)現有産品智能化(huà)程度(dù)還較(jiào)低。另外，産品的網絡化在(zài)國外已經進入實用階段，而我國基本上處在起步階段，從而使(shǐ)産品的性能、功能落後。
有關專家介紹，當今(jīn)國外産品的更(gèng)新周期大約在2—3年。新(xīn)技術的儲備往往可(kě)以提前到10年。而我國企業往往通過(guò)引進外國技術來實現(xiàn)一代産品的更新，引進(jìn)後又不能很好(hǎo)消化吸收，在新産品開發方面原創(chuàng)性成果很少。一些采用新原理的産品，在(zài)我國還處于空白狀态。科研院(yuàn)所在跟蹤新技術方面雖然有成果(guǒ)，但與企業結合産業化相當艱難，導緻産品技術更新的周期長。
此外，國内儀器缺乏針對使用對象而開發的專用解決方案。國外近年測量(liàng)控制與儀器儀表的(de)發展趨勢是開發(fā)儀器儀表與應用對象緊密結合的軟件産品，最終向用戶提(tí)供個性化的解決方案。例如針(zhēn)對(duì)6×10‘kW火電機組的機組性能計算(suàn)軟件、煉油工藝的優化軟件、專門用于(yú)醫療儀器的圖形(xíng)處理軟件等，國内企業在這方面尚未形成産業。
當前，我國在測量(liàng)技術與精(jīng)密儀器方面與世界(jiè)強國差距大，由此導緻的(de)科技(jì)創新掣肘影(yǐng)響面廣(guǎng)，如不盡快(kuài)制定發展戰略并迎頭趕上，差距會繼續拉大。
推動測量控制技術與儀器儀表之“途”
推進我(wǒ)國(guó)測量科技進入世界前沿，要(yào)兼顧世界測量科技(jì)發展趨勢和我國階段性需求。以下(xià)三個目标可布局攻(gōng)取：一是原創性測量技術與儀器，二是國家目(mù)标導向或測量儀器發展(zhǎn)趨勢引領的測量技術與(yǔ)儀器，三是精密儀器核心技(jì)術。這三大目标中，各有(yǒu)一個優先展(zhǎn)開協同(tóng)創新的方向，分别是先進測量方法、微智能探(tàn)測器與微納器(qì)件制作技術。
我國和(hé)發達國家的差距，除産業規模、技術積累不夠外，更在于測量原理和儀器設計的原始創(chuàng)新方(fāng)法上不行。要改變現狀，需要在(zài)幾個方向上下(xià)大工夫。如能源領域的深海、深地探測(cè)，環境領域中微量化學物質的快速檢測，地球尺度(dù)環(huán)境風險的預警等；在食(shí)品安全與農産品藥物殘留檢測方面，探索根據(jù)物質的指紋光譜等光學信息建立快速測量識别物(wù)質成分的方法，特(tè)别是痕量物(wù)質快速測量方法；在生命科學領域，活細胞或蛋白(bái)構造的實時觀察，細胞内(nèi)分子(zǐ)信息傳遞的視覺化，細胞與蛋(dàn)白标識、檢測裝置的研發，如微弱熒光觀察(chá)裝置等(děng)；攻克複雜條件制約，突破現有測量極限，需改變原有模式、單(dān)一原理的方(fāng)法局限，對不同學科進行交(jiāo)叉(chā)和融合，開展基于數理(lǐ)方法(fǎ)綜合運用的手段創新以實現測量方法的原始創新，上述這些成(chéng)果将(jiāng)對科技自主創新産(chǎn)生不可(kě)估量的(de)影響(xiǎng)。
傳感器作爲傳感網的(de)基礎元件，在今後将有(yǒu)十分廣闊(kuò)的發展前景。目前新型(xíng)傳感器技術包括固态矽傳感器技(jì)術、光纖(xiān)傳感器技術、生物(wù)芯片技術、基因芯片技(jì)術、圖(tú)像傳感器技術、全固态慣性傳感器技術、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(jì)術，傳感器(qì)智能技術，傳感(gǎn)器網絡(luò)技術，微(wēi)型化(huà)和低功耗技術，以及傳感器陣列及多功能(néng)、多傳感參數(shù)傳感器的(de)設計、制造和封(fēng)裝技術。在這一領域，重點發展新原理、新效應的傳(chuán)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(gǎn)器陣列及多功能、多傳感參數傳感器的設計、制造和封裝(zhuāng)技術。
此(cǐ)外，國際上最近發展(zhǎn)的新技術功能(néng)安全技術及安全儀表；精密加工技術和特殊工藝(yì)技術；具有自校準、自檢測(cè)、自診斷、自适(shì)應功能智能化技術；不同生産(chǎn)廠商控制系統(tǒng)之間的無縫連接集成(chéng)技術(shù)，大型項目的自動(dòng)化(huà)設備主供應(yīng)商應具(jù)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(kè)的方向。
突(tū)圍測量控(kòng)制技術與儀器(qì)儀表創新(xīn)之“法”
在發達國家，測量與(yǔ)儀器儀(yí)表行業等(děng)高技術行業已形(xíng)成了上下遊銜接、企業分(fèn)工合作的格局。我國在該領域(yù)也(yě)可搞一些規模适當、效率高的國家攻(gōng)關工程。該行業是技術密集型産業，發展離不開大(dà)學、研發院所的智力與人才支(zhī)撐。大學、研發機構要強強聯合，分工協作。目前我國高校發揮着研發主力軍的作用，但高校(xiào)“姓教”，其人員編制、固定(dìng)經費仍來自教育任務(wù)。當下(xià)我國需要發展出一批技(jì)術有特色(sè)、有創新能力的中小型精儀企業。調整政策和機制(zhì)，在教學受益前(qián)提下使高校研發的成果乃至于(yú)智力資(zī)源迅速轉變爲生産力，高校畢業生(shēng)尤其(qí)是博士去中小企業(yè)就業任職，十分必要。
發展、提升衆多有實力(lì)的中小企業不僅是儀器儀表行業，也(yě)是我國工業化繞(rào)不開的路徑(jìng)。以儀器儀表行業(yè)爲例，高技術、高附加值(zhí)、高風(fēng)險(xiǎn)爲(wèi)特點的科技型中小企業不可能靠“土法(fǎ)上馬、因陋就(jiù)簡”路子(zǐ)培育，要圍繞高科技産品(pǐn)特點考慮相應的配套政策(cè)，如(rú)吸引(yǐn)高端人才(cái)創業，健全(quán)真正的風險投資意(yì)識及(jí)渠道等。
國家對儀器儀表與測量科(kē)技創新的支持應以(yǐ)事後獎勵爲主，這樣(yàng)便于研發投入主體(tǐ)轉向受益者(zhě)而非把納稅人的(de)錢(qián)投給企業。爲(wèi)避免門類(lèi)繁多的研(yán)發單位(wèi)各自爲(wèi)戰，出現急功近利(lì)的低水平重複、惡性競争(zhēng)，可考慮(lǜ)組建獨立于高校、院所的國家(jiā)協同創新(xīn)中心、産業聯盟，真正起到引領行業、集(jí)中力量、合理(lǐ)配置資源(yuán)以(yǐ)解決實際問題的作(zuò)用。（來源(yuán)：機經網）
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發布時間：2013/9/11
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