儀器儀表究竟是不是一門獨立的學(xué)科?過去一直存有爭議。
今天,我們可以毫不猶豫地回答,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(xué)科。之所以得出這樣的定論,我們有四條充分的理由。
儀器儀表與測量控制學(xué)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(xué)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(xué)科發(fā)展作出了重要的貢獻。
第二,綜觀科學(xué)技術(shù)發(fā)展史,當一門新興學(xué)科形成和不斷發(fā)展時,教育體系,特別是高等教育就會應(yīng)運而生出現(xiàn)新的學(xué)科教育,培養(yǎng)新的學(xué)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(xué)科設(shè)立了一級學(xué)科教育體系,現(xiàn)在定名為“儀器科學(xué)與技術(shù)”學(xué)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(xué)習。
我國高校為“儀器科學(xué)與技術(shù)”學(xué)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(xué)科技術(shù)人才。
第三,儀器儀表與測量控制學(xué)科是一門工程應(yīng)用學(xué)科,與之相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展是學(xué)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,這在下面還會詳細談到,因此,儀器儀表與測量控制學(xué)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(xué)科有一個全國性的國家一級的學(xué)術(shù)團體——中國儀器儀表學(xué)會。學(xué)會在推動學(xué)科進展方面作了大量工作,取得了顯著的業(yè)績。
特別是學(xué)會近幾年來開展學(xué)科進展研究,不僅加強了學(xué)科的基礎(chǔ)建設(shè),而且豐富了學(xué)科活動的內(nèi)容和擴展了學(xué)科發(fā)展的空間。
談到我國儀器儀表與測量控制產(chǎn)業(yè)的基本概況,先讓我們了解一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
2007年我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)為3954家,實現(xiàn)總產(chǎn)值3078億元,銷售收入達到3005億元,雙雙突破3000億元。
同比2004年1000億元,2006年2000億元,4年間年增長率超過30%。3000億元的銷售額中,出口商品達到88億美元,同比上一年度增長了36%。
目前,我國儀器儀表與測量控制產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成門類品種比較齊全、布局比較合理、具有相當技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)體系,在亞洲我國是除日本以外第二大儀器儀表生產(chǎn)國,是發(fā)展中國家綜合實力的儀器儀表生產(chǎn)國。
從產(chǎn)品的技術(shù)水平分析,目前絕大多數(shù)國產(chǎn)儀器儀表還處于發(fā)達國家20世紀90年代中后期水平。中低檔產(chǎn)品品種基本齊全,能夠規(guī)模生產(chǎn),質(zhì)量基本穩(wěn)定,可以滿足國內(nèi)市場要求,且有批量出口。
比如電工儀器儀表在國內(nèi)市場占有率達到95%,并有13%產(chǎn)品出口。深圳市每年生產(chǎn)數(shù)字萬用表700萬臺,銷售世界90多個國家。國產(chǎn)儀器儀表,也有少數(shù)中產(chǎn)品接近國際技術(shù)水平。
在國家重點科技攻關(guān)項目中,特別是必須自主創(chuàng)新發(fā)展的航天航空領(lǐng)域和國防安全領(lǐng)域,已經(jīng)有部分儀器儀表技術(shù)上取得了新的突破。
我國嫦娥一號衛(wèi)星攜帶的8種探測儀器都是我國科技人員自主研制設(shè)計的,不僅在技術(shù)上總體達到了國際先進水平,而且有自己的特點和創(chuàng)新。在工程應(yīng)用技術(shù)方面,已經(jīng)能夠承擔一部分國家重大工程儀器儀表系統(tǒng)成套。
按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同,我們習慣地把儀器儀表和測量控制劃分為六個大類,即工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)、科學(xué)儀器、醫(yī)療儀器、電子與電工測量儀器、各類專用儀器、傳感器和儀器儀表元器件及功能材料。
這是一個大致的分類,其間存在著許多交叉和滲透。
工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng),主要應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)流程中的檢測和控制;科學(xué)儀器應(yīng)用面極廣,包括科學(xué)研究、教學(xué)實驗、物質(zhì)分析、安全監(jiān)測等各種領(lǐng)域;醫(yī)療儀器應(yīng)用于生命科學(xué)研究和臨床診斷治療;電子與電工測量儀器用于對各種電子和電工參數(shù)進行測量;各類專用儀器應(yīng)用于各種專門的領(lǐng)域,如農(nóng)業(yè)、環(huán)保、氣象、水文、地質(zhì)、海洋等,這類儀器除了應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求具備某些特殊性外,它們的基本原理和應(yīng)用方法跟科學(xué)儀器等其他類儀器并無本質(zhì)的區(qū)別;傳感器、元器件和功能材料主要用于獲取信號、儀器制作和使用材料上。
傳感器已經(jīng)成為影響到儀器儀表與測量控制發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵所在。
各類儀器的基礎(chǔ)理論和技術(shù),構(gòu)成了儀器儀表與測量控制學(xué)科體系的基本內(nèi)容,它們的產(chǎn)業(yè)成為儀器儀表與測量控制產(chǎn)業(yè)體系的重要組成,而它們的發(fā)展決定著儀器儀表與測量控制的未來。
當我們分析我國儀器儀表與測量控制現(xiàn)狀的時候,不能不清醒地認識到它同國際先進水平相比,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,要害的有三點:
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)需求幾乎全部依賴進口。2007年我國儀器儀表產(chǎn)品出口創(chuàng)下了88億美元,可是進口卻達到了172億美元,逆差84億美元,成為裝備制造業(yè)之一。
這個問題不解決,我國儀器儀表與測量控制學(xué)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。
自主創(chuàng)新能力不強原因是多方面的,影響******的不外乎兩條:一是科技創(chuàng)新開發(fā)投入資金太少。
國外企業(yè)用于科技創(chuàng)新資金投入一般為銷售收入8至10%,而我國企業(yè)投入資金很少超過3至5%,何況銷售收入本來就不多,極大地限制了科技創(chuàng)新的有效開展;二是人的因素,有的領(lǐng)導(dǎo)不重視自主創(chuàng)新,更多的是創(chuàng)新人才匱乏。
黨的十七大提出,提高自主創(chuàng)新能力,建設(shè)創(chuàng)新型國家是國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心,是提高綜合國力的關(guān)鍵。企業(yè)提升科技創(chuàng)新能力,已經(jīng)成為刻不容緩的歷史使命。
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