儀器儀表新的增長點“三化”成主流趨勢

 儀器儀表產(chǎn)品廣泛運用于企業(yè)、科研生產(chǎn)等各個領(lǐng)域，在教育領(lǐng)域主要用于學(xué)校實驗室建設(shè)和教學(xué)。在旺盛市場需求的帶動下和國家宏觀調(diào)控政策的引導(dǎo)下，我國的儀器儀表行業(yè)呈現(xiàn)出快速、健康的發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)全世界各大儀表企業(yè)的動作，我們不難發(fā)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的儀器產(chǎn)品將成為市場主流。除了產(chǎn)品的進(jìn)一步提高外，工程和項目集成技術(shù)、軟件開發(fā)、應(yīng)用和維修服務(wù)等將成為行業(yè)新的增長點。 
 數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)把模擬儀器儀表的測量控制精度、靈敏度、速度及可靠性提高了幾個量級，為實現(xiàn)測量控制自動化打下了良好的基礎(chǔ)。計算機的引入，使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化，從個別參量的測量轉(zhuǎn)變成測量整個系統(tǒng)的特征參數(shù)，從單純的接收、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂啤⒎治�、處理、計算與顯示輸出，從用單個儀器進(jìn)行測量轉(zhuǎn)變成用測量系統(tǒng)進(jìn)行測量。90年代，測量控制與儀器儀表科技的突破性進(jìn)展是儀器儀表智能化程度的提高；DSP芯片的大量問世，使儀器儀表數(shù)字信號處理功能大大加強；微型機的發(fā)展，使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力和圖像處理功能；現(xiàn)場總線技術(shù)是九十年代迅速發(fā)展起來的一種用于各種現(xiàn)場自動化設(shè)備與其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，Internet和Intranet技術(shù)也將進(jìn)入控制領(lǐng)域�，F(xiàn)代儀器儀表產(chǎn)品將向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化的方向發(fā)展，跨學(xué)科的綜合設(shè)計、高精尖的制造技術(shù)使它能更高速、更靈敏、更可靠、更簡捷地獲取被分析、檢測、控制對象的全方位信息。 
具體來說測量控制與儀器儀表的國際發(fā)展趨勢，可以總結(jié)為以下主要特點： 
    技術(shù)指標(biāo)不斷提高就如奧林匹克運動的口號是更高、更快、更強一樣，測量控制與儀器儀表在提高測量控制的技術(shù)指標(biāo)和功能上是永遠(yuǎn)的追求，測量控制與儀器儀表的技術(shù)指標(biāo)水平是一個國家測量控制與儀器儀表水平的量化標(biāo)志。以擴(kuò)大檢測范圍指標(biāo)來說，如電壓從納伏～100萬伏；電阻從超導(dǎo)至1014Ω。以提高測量精度指標(biāo)來說，工業(yè)參數(shù)測量提高至0.02%以上，航空航天參數(shù)測量達(dá)到0.05%以上，計量精度和科學(xué)儀器達(dá)到的精度更是與時俱進(jìn)。以提高測量的靈敏度來說更是向單個粒子、分子、原子級發(fā)展。提高測量速度（響應(yīng)速度），靜態(tài)0.1～0.02ms，動態(tài)為1us。提高可靠性，一般要求為2～5萬小時，高可靠要求25萬小時。穩(wěn)定性(年變化)<±0.05%(高精度儀器)或<±0.1%(一般儀器)。提高產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性，根據(jù)不同用戶的要求，有高溫、高濕、高塵、腐蝕、振動、沖擊、電磁場、輻射、深水、雨淋、高電壓、低氣壓等條件下的適應(yīng)性。 
    大量采用新的科研成果和高新技術(shù)測量控制與儀器儀表作為人類認(rèn)識世界、改造世界的第一手工具，是人類進(jìn)行科學(xué)研究和工程技術(shù)開發(fā)的最基本工具。人類很早就懂得“工欲善其事，必先利其器”的道理，新的科學(xué)研究成果和發(fā)現(xiàn)如信息論、控制論、系統(tǒng)工程理論，微觀和宏觀世界研究成果及大量高新技術(shù)如微弱信號提取技術(shù)，計算機軟、硬件技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，激光技術(shù)，超導(dǎo)技術(shù)，納米技術(shù)等均成為測量控制與儀器儀表科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要動力。儀器儀表不僅本身已成為高技術(shù)的新產(chǎn)品，而且利用新原理、新概念、新技術(shù)、新材料和新工藝等最新科技成果集成的裝置和系統(tǒng)層出不窮。 
    測量單元微小型化、智能化測量控制與儀器儀表大量采用新的傳感器、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路、計算機及專家系統(tǒng)等信息技術(shù)產(chǎn)品，不斷向微小型化、智能化發(fā)展，從目前出現(xiàn)的“芯片式儀器儀表”，“芯片實驗室”、“芯片系統(tǒng)”等看，測量單元的微小型化和智能化將是長期發(fā)展趨勢。從應(yīng)用技術(shù)看，微小型化和智能化測量單元的嵌入式連接和聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)得到重視。 
    測控范圍向立體化、全球化擴(kuò)展，測量控制向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展隨著儀器儀表所測控的既定區(qū)域不斷向立體化、全球化甚至星球化發(fā)展，儀器儀表和測控裝置已不再呈單個裝置形式，它必然向測控裝置系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。例如一個大型水電站的測控系統(tǒng)，僅檢測大壩安全性的傳感器就達(dá)數(shù)千個，此外各個發(fā)電機組狀態(tài)及水位情況的檢測控制點（I/O測控點）將超過萬點，要達(dá)到大型水電站的正常發(fā)電和送電，必須將各個測控點的測控裝置形成一個有機的測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。又例如衛(wèi)星測控系統(tǒng)，運載火箭上配置的各種傳感器就達(dá)到數(shù)千，而衛(wèi)星上各種測控裝置構(gòu)成一個完整的自動測控系統(tǒng)，然后和多個地面站的測控系統(tǒng)構(gòu)成一個廣域測控系統(tǒng)。 
便攜式、手持式以至個性化儀器儀表大量發(fā)展隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對自己的生活質(zhì)量和健康水平日益關(guān)注，檢測與人們生活密切相關(guān)的各類商品、食品質(zhì)量的儀器儀表，預(yù)防和治療疾病的各種醫(yī)療儀器是今后發(fā)展的一個重要趨勢�？茖W(xué)儀器的現(xiàn)場化、實時在線化，特別是家庭和個人使用的健康狀況和疾病警示儀器儀表將有較大發(fā)展。 
    國內(nèi)儀器儀表技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及最新發(fā)展速度相對較慢。目前，我國儀器儀表行業(yè)現(xiàn)狀門類齊全，有一定行業(yè)基礎(chǔ)，在發(fā)展中國家，屬“上游”，但與發(fā)達(dá)國家差距明顯。受體制、機制、經(jīng)濟(jì)及科技綜合水平、管理、人才等條件的制約，企業(yè)“多、散、弱”，科技開發(fā)能力不強，產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性有差距，市場出現(xiàn)高中檔產(chǎn)品以三資和進(jìn)口為主，中低檔產(chǎn)品以中資企業(yè)為主的局面，而且由于市場規(guī)模、人力成本、行業(yè)基礎(chǔ)等比較優(yōu)勢，一些量大、面廣的產(chǎn)品將成為生產(chǎn)和出口的主力。 
    國內(nèi)儀器儀表行業(yè)仍存在技術(shù)水平低，開發(fā)能力弱等問題。產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性的問題依然突出，用戶反映強烈；重大工程項目產(chǎn)品成套率下降（由“八五”的80%下降到50%左右）；高檔產(chǎn)品主要被國外產(chǎn)品占領(lǐng)，特別是大型精密儀器、成套項目中的核心控制系統(tǒng)及技術(shù)基本上依賴進(jìn)口；中檔產(chǎn)品面臨強烈沖擊；加入WTO后，形勢更加嚴(yán)峻。在行業(yè)整體結(jié)構(gòu)上，專門從事對行業(yè)發(fā)展進(jìn)行基礎(chǔ)性、前瞻性、戰(zhàn)略性及重大專項研究的力量薄弱而分散。由于行業(yè)科技基礎(chǔ)薄弱，自主開發(fā)創(chuàng)新能力較差，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的主要產(chǎn)品和技術(shù)（包括軟硬件）少，大部分重要產(chǎn)品的核心開發(fā)技術(shù)和高新技術(shù)產(chǎn)品大多仍來源于國外。國際上早已普及的CAD、CAT、CAM、數(shù)控機床、加工中心、表面貼裝及柔性加工技術(shù)在行業(yè)尚未大面積使用。適合儀器儀表生產(chǎn)特點的專用、關(guān)鍵工藝技術(shù)掌握很少；生產(chǎn)組織、技術(shù)、經(jīng)營以及人事勞動用工制度等方面的管理與產(chǎn)業(yè)特性嚴(yán)重不適應(yīng)。 
    而且目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)都存在負(fù)擔(dān)重、高負(fù)債經(jīng)營、自籌能力低、投融資渠道不暢等問題，這使得整體研發(fā)和改造投入比例偏低，大部分企業(yè)研發(fā)投資占銷售收入的比例不到2%，只有少數(shù)企業(yè)達(dá)到5%，不利于企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。