重視國產(chǎn)儀器從深入儀器儀表潛在價(jià)值開始
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導(dǎo)讀：“科學(xué)是從測量開始的。"著名科學(xué)家門捷列夫這樣說。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的推動(dòng)下，最初作為測量器具的儀器已發(fā)展成一門較為完整的學(xué)科，并在當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展中發(fā)揮著日益重要的作用。專家總結(jié)其作用稱：儀器儀表是科學(xué)研究的“先行官"，工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器"，軍事上的“戰(zhàn)斗力"，國民活動(dòng)中的“物化法官"。盡管近年來我國儀器儀表事業(yè)發(fā)展迅速，但總體發(fā)展?fàn)顟B(tài)卻差強(qiáng)人意。其原因何在？
中國科協(xié)副主席，應(yīng)用光學(xué)專家王大珩院士多年來致力于我國儀器儀表事業(yè)的發(fā)展歷程，思考我國儀器儀表事業(yè)的未來道路。曾數(shù)次會(huì)同其他科學(xué)家上書國家有關(guān)部門，提出我國應(yīng)增強(qiáng)對(duì)科學(xué)儀器的研發(fā)力度，振興儀器儀表工業(yè)。
科學(xué)儀器一直是一個(gè)備受關(guān)注的話題，儀器儀表往往被看做科研和工業(yè)生產(chǎn)的‘配角’，然而它早已成為我國科技發(fā)展和提升工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的核心組成部分，作用舉足輕重。事實(shí)證明，中國科技實(shí)力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的‘咽喉’，部分地被卡在儀器儀表這一關(guān)上。
概念被混淆和誤解
發(fā)展儀器首先必須澄清一個(gè)概念，“儀器"不是“機(jī)器"。不過，人們經(jīng)常認(rèn)為儀器只是機(jī)械，儀器工業(yè)是機(jī)械工業(yè)的一個(gè)組成部分。這種概念或許是由于國家把儀器工業(yè)歸口機(jī)械部管理而導(dǎo)致的。同時(shí)，在學(xué)科上，儀器科技僅是機(jī)械學(xué)科的一個(gè)分支。由此，人們在很長一段時(shí)間里對(duì)儀器的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生了誤區(qū)，導(dǎo)致這一領(lǐng)域發(fā)展嚴(yán)重滯后。
事實(shí)上，儀器與機(jī)器有很大差異。機(jī)器是改造世界的工具，以認(rèn)識(shí)世界為基礎(chǔ)；而儀器的發(fā)展是建立在認(rèn)識(shí)世界的基礎(chǔ)之上的。正確的概念應(yīng)當(dāng)是：儀器是認(rèn)識(shí)世界的工具，機(jī)器是改造世界的工具。儀器是認(rèn)識(shí)未知世界的科學(xué)工具，也是控制生產(chǎn)過程的工具。
“從這個(gè)角度看，儀器屬于信息技術(shù)科學(xué)，它是認(rèn)識(shí)世界的原始信息數(shù)據(jù)的源頭。"
我們應(yīng)當(dāng)把儀器和機(jī)器放到同等地位上，把儀器工業(yè)與機(jī)械工業(yè)同等看待。儀器是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科和先進(jìn)技術(shù)綜合作用下的高技術(shù)產(chǎn)物。
科學(xué)研究的推進(jìn)器
如沒有先進(jìn)的儀器，當(dāng)代科學(xué)研究是難以取得創(chuàng)新成果的，科學(xué)儀器經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已從配套設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)楹诵牟考?/span>
從國內(nèi)的情況看，以“兩彈一星"的成功研制為例，科學(xué)儀器是開門旗艦。因?yàn)樗鑳x器裝備在當(dāng)時(shí)因國際封鎖不可能買到，只能依靠我們自己研發(fā)。
據(jù)中科院長春光機(jī)所有關(guān)資料記載，“兩彈一星"在研制過程中，在我國第一次核爆試驗(yàn)之前，王大珩指導(dǎo)改裝了用于火球發(fā)光動(dòng)態(tài)觀測的儀器——高速攝影機(jī)；上世紀(jì)80年代，我國向南太平洋發(fā)射遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭，“遠(yuǎn)望號(hào)"航天測量船出色完成了火箭再入段的跟蹤測量任務(wù)，而“遠(yuǎn)望號(hào)"測控使用的先進(jìn)裝備之一，即是王大珩率領(lǐng)的中國科學(xué)院長春光機(jī)所研制的光學(xué)設(shè)備。
從國際上看，約有1/4的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者的工作與儀器研制有關(guān)。如，在實(shí)用激光器誕生之后，美國斯坦福大學(xué)物理系教授肖洛帶領(lǐng)研究小組致力于激光光譜學(xué)研究，并與合作伙伴對(duì)復(fù)雜的化合物進(jìn)行了深入研究，創(chuàng)造出飽和吸收光譜與雙光子光譜等多種方法，有效提高了儀器的分辨率。由此，他與合作者分享了1981年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)前，高端科學(xué)儀器，如電子顯微鏡、質(zhì)譜儀、CT斷層掃描儀、X 射線物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析儀等，不僅用來探索自然規(guī)律、積累科學(xué)知識(shí)，而且在科學(xué)技術(shù)的重大成就和科學(xué)研究新領(lǐng)域的開辟方面發(fā)揮了重要作用。
發(fā)展我國的科學(xué)儀器固然應(yīng)重視自主創(chuàng)新和自力更生，但不是說一切儀器都要自己制造。購買國外先進(jìn)儀器設(shè)備開展科研工作無可厚非，但應(yīng)避免產(chǎn)生對(duì)進(jìn)口儀器的依賴性，或盲目崇拜。
僅占工業(yè)總值4%，但影響度達(dá)66%
儀器對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)范化生產(chǎn)都有重要意義。生產(chǎn)過程中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題如不被察覺，將會(huì)導(dǎo)致重大災(zāi)難。如蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故就是如此。總之，儀器對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)起著重要的保障作用。
以鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的變化為例介紹：“我國過去的鋼鐵生產(chǎn)是依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的老工人——他們憑借經(jīng)驗(yàn)，通過觀察爐膛中熔化的鋼鐵的顏色變化，確認(rèn)鋼鐵出爐的時(shí)間。而現(xiàn)代化的鋼鐵生產(chǎn)車間，主要是青年人在操作，這正是因?yàn)橛邢冗M(jìn)的儀器儀表精確測量、控制鋼鐵冶煉過程的溫度和成分。"
現(xiàn)代工業(yè)中煉油、化工、冶金、電力等，如果沒有先進(jìn)的儀器儀表發(fā)揮其檢測、顯示、控制功能，就無法正常連續(xù)安全生產(chǎn)。即使原來認(rèn)為可以土法生產(chǎn)的制酒工業(yè)，今天也需通過儀器儀表嚴(yán)格控制溫度流程才能創(chuàng)出名牌。
據(jù)美國國家工業(yè)技術(shù)研究院（NIST）統(tǒng)計(jì)，美國為了質(zhì)量認(rèn)證和控制、自動(dòng)化及流程分析，每天要完成2.5億個(gè)檢測。要完成這些檢測，需要大量種類繁多的分析和檢測儀器。上世紀(jì)90年代初，美國商業(yè)部國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）評(píng)估儀器儀表工業(yè)對(duì)美國國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值（GNP） 的影響作用的調(diào)查報(bào)告稱：儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值只占工業(yè)總產(chǎn)值的4%，但它對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響達(dá)到66%。
多學(xué)科融合 需要協(xié)同作戰(zhàn)
儀器儀表的內(nèi)涵較之以往發(fā)生了很大變化。其自身結(jié)構(gòu)已從單純機(jī)械結(jié)構(gòu)，發(fā)展成為集傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)等多種高新技術(shù)于一身的系統(tǒng)，其用途也從單純數(shù)據(jù)采集，發(fā)展為集數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳輸、信號(hào)處理以及控制于一體的測控過程。特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、微納米技術(shù)的發(fā)展，測控技術(shù)呈現(xiàn)出虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化的發(fā)展趨勢，從而使儀器儀表學(xué)科的多學(xué)科交叉及多系統(tǒng)集成而形成的邊緣學(xué)科的屬性越來越明顯。
然而，目前國內(nèi)儀器儀表在研制組織上比較混亂。種類不少，品質(zhì)相同，缺乏先進(jìn)的技術(shù)內(nèi)涵。當(dāng)前，我國的科技事業(yè)正處于一個(gè)新的機(jī)遇期，儀器儀表是綜合交叉學(xué)科，振興儀器儀表事業(yè)需要充分發(fā)揮各方面的積極性，現(xiàn)在最關(guān)鍵的是如何把不同行業(yè)的專家組織在一起，實(shí)現(xiàn)各個(gè)方面的協(xié)同作戰(zhàn)。
國產(chǎn)儀器技術(shù)差距究竟在哪？
目前分析儀器行業(yè)普遍存在此現(xiàn)象：輕視國產(chǎn)儀器，輕信國外儀器。中國化工儀器網(wǎng)的小編整理了一些數(shù)據(jù)希望從液相色譜的研發(fā)者和制造者的角度，對(duì)于國產(chǎn)和國外儀器進(jìn)行個(gè)簡單得比較分析，望能以偏見全，以小見大給國人對(duì)國產(chǎn)科學(xué)儀器有個(gè)更準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)。對(duì)于我們從業(yè)者來說也是“知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆”。并且希望能在分析中提升用戶、產(chǎn)界、業(yè)界和決策者的信心。
就國內(nèi)液相色譜儀的市場80%是被國外產(chǎn)品占領(lǐng)，且科技力量重理論和應(yīng)用而疏于對(duì)儀器的研究和發(fā)展。另外，理論和應(yīng)用的發(fā)展速度往往要快于儀器的研發(fā)速度。我國起步又晚，造成許多應(yīng)用者偏愛國外儀器，這也是目前很多理論和應(yīng)用的論文都是基于國外儀器上的原因之一。這樣更加加劇了用戶對(duì)國產(chǎn)儀器的偏見。作為一個(gè)儀器的研發(fā)者和制造者,我們承認(rèn)與先進(jìn)的進(jìn)口儀器有著差距，但我們也不能妄自菲薄。國外儀器有“好、中、次”，國產(chǎn)儀器也是一樣。不能一概而論，國外的都是好的，國產(chǎn)的都是不行的。所以在此本人用首先做個(gè)技術(shù)指標(biāo)的分析，采用目前幾個(gè)流行機(jī)種所公布的指標(biāo)進(jìn)行比較。
表1泵基本技術(shù)指標(biāo)比較
流量范圍 流量精確度 流量準(zhǔn)確度 最高壓力
國內(nèi)某公司LC-1000.001—9.999ml/min，以0.001ml/min步長調(diào)節(jié)流量 Sr<0.3%
（0.5,1,2ml/min 水，5—10MPa室溫） Ss<±2%
（1ml/min 水，5—10MPa室溫） 42MPa（0.001—9.999ml/min）
美國某公司515 0.001—9.999ml/min RSD<0.1%（1ml/min） 6000psi
日本某公司LC-10ADVP 0.001—5ml/min（1—39.2MPa）5.001—9.999ml/min（1—19.6MPa） ±0.3%以內(nèi)（RSD<0.1%）
0.1-5ml/min,1.0-39.2MPa,水,步距 ±2% （ 0.01—5ml/min，1.0—39.2MPa，水，室溫20℃） 39.2MPa
從泵的技術(shù)指標(biāo)來看，首先國產(chǎn)儀器的耐壓并不比國外儀器來得低。從市場上推出的幾款國產(chǎn)儀器所公布的技術(shù)指標(biāo)也基本在40-42MPa,所以國產(chǎn)泵輸液耐壓低的情況不存在。另外幾個(gè)指標(biāo)也不相上下，特別是日本某公司的產(chǎn)品在某些指標(biāo)上還比不上國產(chǎn)的儀器
表2 紫外檢測器比較
波長范圍 波長示值誤差 波長重復(fù)性 基線噪音 基線漂移 最小檢測量
國內(nèi)某公司LC-100 190—600nm ≤±2nm ≤0.2nm ≤5×10-5AU
（甲醇, 1ml/min,254nm, 20℃） ≤5×10-4AU/h （甲醇, 1ml/min,254nm, 20℃） 2×10-8g/ml（萘/甲醇溶液）
美國某公司486 190—600nm ±2nm ±0.25nm ±1.0×10-5AU, （1秒濾波時(shí)間, 210nm-280nm, 空池） 1.0×10-4AU/h （預(yù)熱后）
日本某公司LC-10ADVP 190—600nm ±1nm ±0.1nm ±0.35×10-5AU以下（254nm,空池） 2×10-4AU/h以下 （室溫一定）
從以上技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析看出，我們國產(chǎn)儀器完全不比國外的差，甚至可以超過某些國外儀器。我們希望業(yè)內(nèi)人士正確認(rèn)識(shí)和報(bào)道國產(chǎn)儀器。過分的夸大國外產(chǎn)品先進(jìn)和國內(nèi)儀器的落后，只會(huì)導(dǎo)致用戶紛紛盲目地購置國外產(chǎn)品，使大量國外低檔儀器涌入國內(nèi)市場,抑制了國產(chǎn)優(yōu)秀儀器的發(fā)展。如某國外公司蘇州廠所生產(chǎn)的液相色譜儀，是其90年代初期開發(fā)的產(chǎn)品。無論從其功能、指標(biāo)均無先進(jìn)性可談，但大量充數(shù)國內(nèi)市場。當(dāng)然，作為一個(gè)研發(fā)者和制造者我們應(yīng)看到和國外公司的差距。只有正確地認(rèn)識(shí)到差距，我們才能愈快的縮小它。但我認(rèn)為這個(gè)差距不能簡單的以技術(shù)差距來詮釋，這技術(shù)差距應(yīng)延伸至：管理技術(shù)和市場學(xué)運(yùn)用技術(shù)等方面。
未來發(fā)展重在意識(shí)轉(zhuǎn)變
對(duì)于國產(chǎn)儀器這是個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題。售后服務(wù)相當(dāng)程度上制約了國產(chǎn)儀器的發(fā)展。售前的過低的價(jià)格競爭使很多廠家沒有利潤空間預(yù)留給售后，沒有能力建立自己的售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。另外，客戶國產(chǎn)儀器提供在服務(wù)時(shí)（包括上門），往往覺得這么貴，好像中國人的人工就是不值錢。但是在付給國外品牌時(shí)就變得大方了。
還有儀器和使用者都是密不可分的，很多與使用者操作不當(dāng)因素居多。然而在使用國外儀器時(shí)，哪怕是國外儀器出現(xiàn)故障時(shí)，還是會(huì)覺得自己沒使用好，是自己的問題。但是在使用國產(chǎn)儀器時(shí)，就相反了，明明是操作者的問題，卻認(rèn)為國產(chǎn)儀器就是不好，有些人更甚，在使用前就帶有色眼鏡，老是說：我用過的進(jìn)口儀器怎么怎么樣。。。！
國產(chǎn)儀器所用材料和配件，是和國外儀器等同的，生產(chǎn)成本應(yīng)是相差不多的，然而價(jià)格只有國外一半，三分之一，甚至更低。這固有廠家的品牌意識(shí)不夠強(qiáng)，更重要的是我們要以更加開發(fā)的心態(tài)，真正改變傳統(tǒng)的觀念，重視國產(chǎn)儀器，尊重國產(chǎn)儀器人。
關(guān)于進(jìn)口儀器和國產(chǎn)儀器孰優(yōu)孰劣，小編認(rèn)為比較兩個(gè)儀器的好壞要先從認(rèn)識(shí)儀器儀表的價(jià)值開始，在排除品牌效應(yīng)的影響下，單單從廠家給出的技術(shù)參數(shù)上來比較，是很難分分辨好壞的，只有實(shí)際運(yùn)用才是唯一的試金石。
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