儀器儀表與測量控制發(fā)展的弊端分析
儀器儀表與測量控制已經(jīng)發(fā)展形成一門獨立完整的學科。之所以得出這樣的定論,我們有四條充分的理由。
Di一,儀器儀表與測量控制學科具備了自己特有的一整套基礎(chǔ)理論和技術(shù),其中主要包括傳感器理論和技術(shù),檢測計量理論和技術(shù),信號處理理論和技術(shù),誤差分析理論和技術(shù),自動控制理論和技術(shù)等。在這些基礎(chǔ)理論和技術(shù)的研究開發(fā)中,擁有一批杰出的科學家和優(yōu)秀的中青年科技創(chuàng)新人才,他們的研究開發(fā)成果對促進學科發(fā)展作出了重要的貢獻;
第二,綜觀科學技術(shù)發(fā)展史,當一門新興學科形成和不斷發(fā)展時,教育體系,非凡是高等教育就會應(yīng)運而生出現(xiàn)新的學科教育,培養(yǎng)新的學科人才。我國教育部多年來已經(jīng)圍繞著儀器儀表與測量控制學科設(shè)立了一級學科教育體系,現(xiàn)在定名為“儀器科學與技術(shù)”學科,全國近250所高校設(shè)置了相應(yīng)的專業(yè),3萬多名本科生和1萬多名研究生在校學習。我國高校為“儀器科學與技術(shù)”學科制定了專業(yè)培養(yǎng)目標和規(guī)范,已經(jīng)為儀器儀表與測量控制領(lǐng)域培養(yǎng)了幾十萬學科技術(shù)人才;
第三,儀器儀表與測量控制學科是一門工程應(yīng)用學科,與之相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展是學科發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備相當規(guī)模,這在下面還會具體談到,因此,儀器儀表與測量控制學科不是在象牙塔內(nèi),而有著強大的生命力和發(fā)展空間;
第四,儀器儀表與測量控制學科有一個全國性的國家一級的學術(shù)團體——中國儀器儀表學會。學會在推動學科進展方面作了大量工作,取得了顯著的業(yè)績。
當我們分析我國儀器儀表與測量控制現(xiàn)狀的時候,不能不清醒地熟悉到它同國際先井水平相比,同我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的實際需要相比,還存在著很大的差距。差距是全方位的,Zui要害的有三點:
Di一,我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)規(guī)模小,產(chǎn)值低,企業(yè)同樣是規(guī)模小,產(chǎn)值低。2007年我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值3000億元人民幣,只占工業(yè)總產(chǎn)值2.5%。10年前,美國儀器儀表產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已達到4千億美元,占工業(yè)總產(chǎn)值4%。目前,美國儀器儀表企業(yè)年產(chǎn)值超過20億美元不少于50家,我國Zui大的儀器儀表企業(yè),京儀集團年產(chǎn)值80億元人民幣,川儀集團60億元人民幣。兩相比較,差距實在太大。產(chǎn)業(yè)和企業(yè)的規(guī)模和產(chǎn)值直接影響到產(chǎn)業(yè)的活力與發(fā)展。要縮小和消除這個差距,需要我們努力奮斗10年20年。
第二,我國儀器儀表產(chǎn)品質(zhì)量上、品種上還存在不少問題。產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性,長期以來沒有得到根本解決,嚴重影響到市場銷售和正常使用。許多大型精密儀器我們還生產(chǎn)不出來,國內(nèi)需求幾乎全部依靠進Kou。2007年我國儀器儀表產(chǎn)品出口創(chuàng)下了88億美元,可是進Kou卻達到了172億美元,逆差84億美元,成為裝備制造業(yè)之Zui。這個問題不解決,我國儀器儀表與測量控制學科和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將無法擺脫落后被動的局面。
第三,我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強,還無法承擔起科技創(chuàng)新主體的責任。國際上儀器儀表科技創(chuàng)新發(fā)展極快,產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期大約只需2至4年,多數(shù)企業(yè)銷售額一半以上幾乎都來自5年內(nèi)上市的新產(chǎn)品。而我國儀器儀表產(chǎn)品不少還沿自于20世紀80年代技術(shù)引進的產(chǎn)物,相當多企業(yè)產(chǎn)品是10年一貫制,靠吃老本為生。
當今,儀器儀表與測量控制發(fā)展的趨勢是:面對產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和適應(yīng)性要求不斷提高;技術(shù)指標和功能不斷提高;Zui先采用新的科學研究成果;高新技術(shù)大量采用;儀器及測控單元微小型化、智能化日趨明顯;要求儀器及測控單元可獨立使用、嵌入式使用和聯(lián)網(wǎng)使用;儀器測控范圍向立體化、全球化擴展;測控功能向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展;便攜式、手持式以至個性化儀器大量發(fā)展。技術(shù)特點是:綜合各種新技術(shù),在研究儀器儀表相關(guān)類型傳感器、元器件和材料及技術(shù)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新開發(fā)新的微弱信號敏感、傳感、檢測、融合技術(shù),物質(zhì)原子、分子級檢測技術(shù),復(fù)雜組成樣品的聯(lián)用分析技術(shù),生命科學的原位、在位、實時、在線、高靈敏度、高通量、高選擇性檢測技術(shù),創(chuàng)建各類新型檢測儀器儀表;結(jié)合系統(tǒng)論、控制論的發(fā)展,在開發(fā)工業(yè)自動化測控的在線分析和控制、原位分析及控制、高可靠性、高性能和高適應(yīng)性等技術(shù)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新發(fā)展工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng);結(jié)合生命科學、人體科學的發(fā)展,在開發(fā)醫(yī)療診治的健康狀況監(jiān)測、早期診治、無損診斷、無創(chuàng)和低創(chuàng)直視診療、精確定位治療技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展醫(yī)療儀器;同時跟蹤新學科領(lǐng)域和各類應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,開發(fā)各種專用、快捷、自動化檢測和計量技術(shù)及專用儀器儀表。
Di一,儀器儀表與測量控制學科具備了自己特有的一整套基礎(chǔ)理論和技術(shù),其中主要包括傳感器理論和技術(shù),檢測計量理論和技術(shù),信號處理理論和技術(shù),誤差分析理論和技術(shù),自動控制理論和技術(shù)等。在這些基礎(chǔ)理論和技術(shù)的研究開發(fā)中,擁有一批杰出的科學家和優(yōu)秀的中青年科技創(chuàng)新人才,他們的研究開發(fā)成果對促進學科發(fā)展作出了重要的貢獻;
第二,綜觀科學技術(shù)發(fā)展史,當一門新興學科形成和不斷發(fā)展時,教育體系,非凡是高等教育就會應(yīng)運而生出現(xiàn)新的學科教育,培養(yǎng)新的學科人才。我國教育部多年來已經(jīng)圍繞著儀器儀表與測量控制學科設(shè)立了一級學科教育體系,現(xiàn)在定名為“儀器科學與技術(shù)”學科,全國近250所高校設(shè)置了相應(yīng)的專業(yè),3萬多名本科生和1萬多名研究生在校學習。我國高校為“儀器科學與技術(shù)”學科制定了專業(yè)培養(yǎng)目標和規(guī)范,已經(jīng)為儀器儀表與測量控制領(lǐng)域培養(yǎng)了幾十萬學科技術(shù)人才;
第三,儀器儀表與測量控制學科是一門工程應(yīng)用學科,與之相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展是學科發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備相當規(guī)模,這在下面還會具體談到,因此,儀器儀表與測量控制學科不是在象牙塔內(nèi),而有著強大的生命力和發(fā)展空間;
第四,儀器儀表與測量控制學科有一個全國性的國家一級的學術(shù)團體——中國儀器儀表學會。學會在推動學科進展方面作了大量工作,取得了顯著的業(yè)績。
當我們分析我國儀器儀表與測量控制現(xiàn)狀的時候,不能不清醒地熟悉到它同國際先井水平相比,同我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的實際需要相比,還存在著很大的差距。差距是全方位的,Zui要害的有三點:
Di一,我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)規(guī)模小,產(chǎn)值低,企業(yè)同樣是規(guī)模小,產(chǎn)值低。2007年我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值3000億元人民幣,只占工業(yè)總產(chǎn)值2.5%。10年前,美國儀器儀表產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已達到4千億美元,占工業(yè)總產(chǎn)值4%。目前,美國儀器儀表企業(yè)年產(chǎn)值超過20億美元不少于50家,我國Zui大的儀器儀表企業(yè),京儀集團年產(chǎn)值80億元人民幣,川儀集團60億元人民幣。兩相比較,差距實在太大。產(chǎn)業(yè)和企業(yè)的規(guī)模和產(chǎn)值直接影響到產(chǎn)業(yè)的活力與發(fā)展。要縮小和消除這個差距,需要我們努力奮斗10年20年。
第二,我國儀器儀表產(chǎn)品質(zhì)量上、品種上還存在不少問題。產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性,長期以來沒有得到根本解決,嚴重影響到市場銷售和正常使用。許多大型精密儀器我們還生產(chǎn)不出來,國內(nèi)需求幾乎全部依靠進Kou。2007年我國儀器儀表產(chǎn)品出口創(chuàng)下了88億美元,可是進Kou卻達到了172億美元,逆差84億美元,成為裝備制造業(yè)之Zui。這個問題不解決,我國儀器儀表與測量控制學科和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將無法擺脫落后被動的局面。
第三,我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強,還無法承擔起科技創(chuàng)新主體的責任。國際上儀器儀表科技創(chuàng)新發(fā)展極快,產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期大約只需2至4年,多數(shù)企業(yè)銷售額一半以上幾乎都來自5年內(nèi)上市的新產(chǎn)品。而我國儀器儀表產(chǎn)品不少還沿自于20世紀80年代技術(shù)引進的產(chǎn)物,相當多企業(yè)產(chǎn)品是10年一貫制,靠吃老本為生。
當今,儀器儀表與測量控制發(fā)展的趨勢是:面對產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和適應(yīng)性要求不斷提高;技術(shù)指標和功能不斷提高;Zui先采用新的科學研究成果;高新技術(shù)大量采用;儀器及測控單元微小型化、智能化日趨明顯;要求儀器及測控單元可獨立使用、嵌入式使用和聯(lián)網(wǎng)使用;儀器測控范圍向立體化、全球化擴展;測控功能向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展;便攜式、手持式以至個性化儀器大量發(fā)展。技術(shù)特點是:綜合各種新技術(shù),在研究儀器儀表相關(guān)類型傳感器、元器件和材料及技術(shù)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新開發(fā)新的微弱信號敏感、傳感、檢測、融合技術(shù),物質(zhì)原子、分子級檢測技術(shù),復(fù)雜組成樣品的聯(lián)用分析技術(shù),生命科學的原位、在位、實時、在線、高靈敏度、高通量、高選擇性檢測技術(shù),創(chuàng)建各類新型檢測儀器儀表;結(jié)合系統(tǒng)論、控制論的發(fā)展,在開發(fā)工業(yè)自動化測控的在線分析和控制、原位分析及控制、高可靠性、高性能和高適應(yīng)性等技術(shù)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新發(fā)展工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng);結(jié)合生命科學、人體科學的發(fā)展,在開發(fā)醫(yī)療診治的健康狀況監(jiān)測、早期診治、無損診斷、無創(chuàng)和低創(chuàng)直視診療、精確定位治療技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展醫(yī)療儀器;同時跟蹤新學科領(lǐng)域和各類應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,開發(fā)各種專用、快捷、自動化檢測和計量技術(shù)及專用儀器儀表。