科學智能儀表發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

科學智能儀表設備是我國科學發(fā)展和技術創(chuàng)新的關鍵，在我國相關科技發(fā)展規(guī)劃和科技計劃的支持下，科學儀器設備已經(jīng)具有了一定的規(guī)模。但是同時我們也需要認清現(xiàn)實，做好迎接挑戰(zhàn)的機會。

我國相關產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀分析

目前，我國科學儀器設備產(chǎn)業(yè)具備一定規(guī)模。2013年，科學儀器大行業(yè)企業(yè)數(shù)已達1439家，主營業(yè)務收入為2522億元;出口交貨值為544.5億元，每家企業(yè)的平均利潤為1580.7萬元(由于沒有單獨的科學儀器設備產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本文采用中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會的“儀器儀表行業(yè)主要經(jīng)濟指標"的數(shù)據(jù))，主要生產(chǎn)中低端科學儀器產(chǎn)品，正在研發(fā)的產(chǎn)品主要有質(zhì)譜儀等。近20年來，在國家科技計劃資助下，我國也形成了具有特色的技術基礎。但同時我們也要明確我們面臨的挑戰(zhàn)，例如，過多的智能儀器需要依賴于出口和我國科學技術壟斷的局面。

首先，發(fā)明集中在監(jiān)測檢測儀器、光譜儀器和色譜儀器等領域?！熬盼?和“十五"期間，國家科技攻關計劃資助了一些科學儀器研發(fā)項目;“十一五"時期，國家科技支撐計劃中設立了《科學儀器設備研制與開發(fā)》重大項目;“十二五"時期，中央財政設立國家重大科學儀器設備開發(fā)專項資金資助重大科學儀器設備的開發(fā)?！熬盼?至“十一五"期間，國家科技攻關和科技支撐計劃資助的69項、87項和77項科學儀器研發(fā)課題，分別獲得授權(quán)發(fā)明34件、45件和20件，正在申請的發(fā)明分別為9件、32件和38件;獲得發(fā)明授權(quán)的課題分別占課題總數(shù)的23.19%、29.89%和12.99%，申請發(fā)明的課題數(shù)分別占課題總數(shù)的10%、19%和29%。獲得發(fā)明位于前三位的是環(huán)境污染和工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測檢測儀器、光譜儀器、色譜儀器的關鍵部件，分別為15件、12件和7件，合計占發(fā)明授權(quán)總數(shù)的68%。

打破我國智能產(chǎn)品被國外壟斷局面

其次，半數(shù)科學儀器研發(fā)成果實現(xiàn)了批量或小批量生產(chǎn)。“九五"“十五"和“十一五"時期，國家科技攻關和科技支撐計劃資助的科學儀器設備研發(fā)課題中分別有47.83%、60.92%和49.35%的課題成果實現(xiàn)了商品化;分別有21.74%、29.89%和36.36%的研發(fā)成果做出了實驗室樣機。實現(xiàn)商品化的課題共計124個，其中zui多的是監(jiān)測檢測儀器，主要包括環(huán)境保護、食品安全、進出口檢疫、毒物和爆炸物、藥物、工業(yè)生產(chǎn)用分析儀器等;第二是色譜儀以及分離材料和色譜柱的研發(fā);第三是光譜儀器的研發(fā);第四是科學儀器制成裝置和系統(tǒng)的研制;第五是電化學儀器研制與改進;第六是樣品前處理裝置，分別占商品化課題總數(shù)的31.45%、25.81%、10.48%、7.26%、5.65%和5.65%。實現(xiàn)商品化的主要是中檔科學儀器設備，而科學儀器，如質(zhì)譜聯(lián)用儀、核磁波譜儀、電子顯微鏡、激光干涉儀和核酸測序儀等，則仍要依賴進口。

zui后，自主研制的科學儀器契合我國資源特色和市場需求。自主研制的水污染監(jiān)測儀、空氣污染檢測儀等較之跨國公司的產(chǎn)品，更適合我國環(huán)境檢測的需求，已應用于環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)企業(yè)。在工業(yè)領域，自主研發(fā)的金屬原位分析儀等分析測試儀器在我國鋼鐵行業(yè)得到廣泛應用，已形成一種具有中國特色的分析測試技術。色譜儀、光譜儀和質(zhì)譜儀的關鍵部件研制也取得一些突破，產(chǎn)品投產(chǎn)后減少了對國外同類產(chǎn)品的依賴。一些科學儀器的成功研發(fā)，打破了跨國公司在國內(nèi)的壟斷局面。

未來出路

科學儀器設備研制涉及多個學科和先進技術，產(chǎn)品研發(fā)周期長，形成產(chǎn)品的市場周期更長，需要投入大量資金，而且科學儀器研發(fā)還與科學研究水平息息相關。因此，不能期望我國科學儀器設備產(chǎn)業(yè)在很短時間內(nèi)，就能全面趕上甚至超過儀器設備的制造水平，但可優(yōu)先發(fā)展具有我國特色、適合我國市場需求的科學儀器產(chǎn)品，避免與跨國公司的直接競爭。對此，提出六點建議：

利用特色資源，發(fā)展領域分析儀器及系統(tǒng)。我國在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護和食品安全等領域用的科學儀器有一定研發(fā)基礎。同時，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用科學儀器需要提供現(xiàn)場服務，但跨國公司提供現(xiàn)場服務的大多是代理公司，因此，跨國公司難以得到價值鏈的全部利潤，這些給我國儀器生產(chǎn)企業(yè)提供了機遇。我國科學儀器產(chǎn)業(yè)可重點發(fā)展上述領域的分析儀器，包括農(nóng)產(chǎn)品和食品營養(yǎng)成分檢測、農(nóng)藥及殘留檢測、土壤速測等農(nóng)業(yè)和食品儀器，環(huán)境監(jiān)測儀、生命科學儀器、煤礦安全檢測儀等。

發(fā)展有一定研發(fā)基礎的科學儀器產(chǎn)品?！笆?“十一五"期間，國家科技計劃支持了一批科學儀器的研發(fā)，有些項目已經(jīng)開始產(chǎn)業(yè)化?！笆?期間，建議將這些項目作為產(chǎn)業(yè)化支持的重點。依據(jù)目前我國的工業(yè)基礎，還難以制造出具有競爭力的質(zhì)譜儀，但并不是所有使用質(zhì)譜儀的領域都要求很高的靈敏度和分辨率。在一些特定領域，對于在線、快速、專屬性的要求勝過對其他指標的要求，生產(chǎn)這樣的質(zhì)譜儀器，不僅可以滿足用戶的需求，還可以避免與跨國公司直接競爭。

加強通用分析儀器關鍵技術和關鍵部件研發(fā)，增強產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。關鍵技術和關鍵部件落后，是我國科學儀器設備總體水平落后于發(fā)達國家的主要因素。我國在光譜儀器、色譜儀器的關鍵部件研發(fā)方面具有一定基礎，尤其是光譜類儀器起步早，國產(chǎn)化程度相對較好，并且有相當一部分儀器出口到海外，但是在可靠性和穩(wěn)定性方面還需要進一步提高。建議加強這兩類通用分析儀器關鍵技術和關鍵部件的研發(fā)，增強其穩(wěn)定性和可靠性，并建立儀器應用評價的數(shù)據(jù)庫。

研發(fā)科學儀器的關鍵零部件。多數(shù)科學儀器產(chǎn)品的國內(nèi)需求量很少，比如大型串級高精度高靈敏度質(zhì)譜儀、高倍數(shù)電子顯微鏡、高頻率核磁等，目前主要依靠進口，可以滿足需求。在整機技術攻關時機不成熟的條件下，建議投入經(jīng)費研制科學儀器產(chǎn)品所必需的關鍵部件，等待時機再研發(fā)整機。

加強科學儀器應用標準的研發(fā)。隨著科技不斷進步和計算機技術的發(fā)展，大量新材料、新技術、新方法涌入分析儀器產(chǎn)品設計應用之中。一些儀器和民生儀器也從傳統(tǒng)儀器中脫穎而出，如食品檢測儀器、石油產(chǎn)品檢測儀器等，這些科學儀器的標準均需要明確和完善。

加快發(fā)展科學儀器制造服務業(yè)，加強應用技術研究?？茖W儀器制造服務業(yè)包括：為用戶提供針對市場需求的技術解決方案，提供軟件服務，提供科學儀器產(chǎn)品的配套零部件、耗材等。針對這些領域，建議加強應用實驗室建設，加快應用技術研究，建立完善的體系，增強科學儀器產(chǎn)品的附加價值，增強企業(yè)的競爭力。