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>>重視國產儀器從深入儀器儀表潛在價值開始
重視國產儀器從深入儀器儀表潛在價值開始

時間:2010/8/11
 

  導讀:“科學是從測量開始的。"著名科學家門捷列夫這樣說。在現代科學技術和生產力的推動下,最初作為測量器具的儀器已發展成一門較為完整的學科,并在當今國民經濟和科技發展中發揮著日益重要的作用。專家總結其作用稱:儀器儀表是科學研究的“先行官",工業生產的“倍增器",軍事上的“戰斗力",國民活動中的“物化法官"。盡管近年來我國儀器儀表事業發展迅速,但總體發展狀態卻差強人意。其原因何在?

  中國科協副主席,應用光學專家王大珩院士多年來致力于我國儀器儀表事業的發展歷程,思考我國儀器儀表事業的未來道路。曾數次會同其他科學家上書國家有關部門,提出我國應增強對科學儀器的研發力度,振興儀器儀表工業。

  科學儀器一直是一個備受關注的話題,儀器儀表往往被看做科研和工業生產的‘配角’,然而它早已成為我國科技發展和提升工業產品質量的核心組成部分,作用舉足輕重。事實證明,中國科技實力與經濟發展的‘咽喉’,部分地被卡在儀器儀表這一關上。

  概念被混淆和誤解

  發展儀器首先必須澄清一個概念,“儀器"不是“機器"。不過,人們經常認為儀器只是機械,儀器工業是機械工業的一個組成部分。這種概念或許是由于國家把儀器工業歸口機械部管理而導致的。同時,在學科上,儀器科技僅是機械學科的一個分支。由此,人們在很長一段時間里對儀器的認識產生了誤區,導致這一領域發展嚴重滯后。

  事實上,儀器與機器有很大差異?;魘歉腦焓瀾緄墓ぞ?,以認識世界為基??;而儀器的發展是建立在認識世界的基礎之上的。正確的概念應當是:儀器是認識世界的工具,機器是改造世界的工具。儀器是認識未知世界的科學工具,也是控制生產過程的工具。

  “從這個角度看,儀器屬于信息技術科學,它是認識世界的原始信息數據的源頭。"

  我們應當把儀器和機器放到同等地位上,把儀器工業與機械工業同等看待。儀器是機械學、電子學、光學、計算機技術、材料科學、物理學、化學、生物學等學科和先進技術綜合作用下的高技術產物。

  科學研究的推進器

  如沒有先進的儀器,當代科學研究是難以取得創新成果的,科學儀器經過幾十年的發展,已從配套設備轉變為核心部件。

  從國內的情況看,以“兩彈一星"的成功研制為例,科學儀器是開門旗艦。因為所需儀器裝備在當時因國際封鎖不可能買到,只能依靠我們自己研發。

  據中科院長春光機所有關資料記載,“兩彈一星"在研制過程中,在我國第一次核爆試驗之前,王大珩指導改裝了用于火球發光動態觀測的儀器——高速攝影機;上世紀80年代,我國向南太平洋發射遠程運載火箭,“遠望號"航天測量船出色完成了火箭再入段的跟蹤測量任務,而“遠望號"測控使用的先進裝備之一,即是王大珩率領的中國科學院長春光機所研制的光學設備。

  從國際上看,約有1/4的諾貝爾物理學獎獲得者的工作與儀器研制有關。如,在實用激光器誕生之后,美國斯坦福大學物理系教授肖洛帶領研究小組致力于激光光譜學研究,并與合作伙伴對復雜的化合物進行了深入研究,創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年諾貝爾物理學獎。當前,高端科學儀器,如電子顯微鏡、質譜儀、CT斷層掃描儀、X 射線物質結構分析儀等,不僅用來探索自然規律、積累科學知識,而且在科學技術的重大成就和科學研究新領域的開辟方面發揮了重要作用。

  發展我國的科學儀器固然應重視自主創新和自力更生,但不是說一切儀器都要自己制造。購買國外先進儀器設備開展科研工作無可厚非,但應避免產生對進口儀器的依賴性,或盲目崇拜。

  僅占工業總值4%,但影響度達66%

  儀器對保證產品質量和規范化生產都有重要意義。生產過程中某一環節出現問題如不被察覺,將會導致重大災難。如蘇聯切爾諾貝利核電站事故就是如此。總之,儀器對于產品質量和安全生產起著重要的保障作用。

  以鋼鐵生產技術的變化為例介紹:“我國過去的鋼鐵生產是依靠經驗豐富的老工人——他們憑借經驗,通過觀察爐膛中熔化的鋼鐵的顏色變化,確認鋼鐵出爐的時間。而現代化的鋼鐵生產車間,主要是青年人在操作,這正是因為有先進的儀器儀表精確測量、控制鋼鐵冶煉過程的溫度和成分。"

  現代工業中煉油、化工、冶金、電力等,如果沒有先進的儀器儀表發揮其檢測、顯示、控制功能,就無法正常連續安全生產。即使原來認為可以土法生產的制酒工業,今天也需通過儀器儀表嚴格控制溫度流程才能創出名牌。

  據美國國家工業技術研究院(NIST)統計,美國為了質量認證和控制、自動化及流程分析,每天要完成2.5億個檢測。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90年代初,美國商業部國家標準局(NBS)評估儀器儀表工業對美國國民經濟總產值(GNP) 的影響作用的調查報告稱:儀器儀表工業總產值只占工業總產值的4%,但它對國民經濟的影響達到66%。

  多學科融合 需要協同作戰

  儀器儀表的內涵較之以往發生了很大變化。其自身結構已從單純機械結構,發展成為集傳感技術、計算機技術、電子技術等多種高新技術于一身的系統,其用途也從單純數據采集,發展為集數據采集、信號傳輸、信號處理以及控制于一體的測控過程。特別是進入21世紀以來,隨著計算機網絡技術、軟件技術、微納米技術的發展,測控技術呈現出虛擬化、網絡化和微型化的發展趨勢,從而使儀器儀表學科的多學科交叉及多系統集成而形成的邊緣學科的屬性越來越明顯。

  然而,目前國內儀器儀表在研制組織上比較混亂。種類不少,品質相同,缺乏先進的技術內涵。當前,我國的科技事業正處于一個新的機遇期,儀器儀表是綜合交叉學科,振興儀器儀表事業需要充分發揮各方面的積極性,現在最關鍵的是如何把不同行業的專家組織在一起,實現各個方面的協同作戰。

  國產儀器技術差距究竟在哪?

  目前分析儀器行業普遍存在此現象:輕視國產儀器,輕信國外儀器。中國化工儀器網的小編整理了一些數據希望從液相色譜的研發者和制造者的角度,對于國產和國外儀器進行個簡單得比較分析,望能以偏見全,以小見大給國人對國產科學儀器有個更準確地認識。對于我們從業者來說也是“知己知彼,方能百戰不殆”。并且希望能在分析中提升用戶、產界、業界和決策者的信心。

  就國內液相色譜儀的市場80%是被國外產品占領,且科技力量重理論和應用而疏于對儀器的研究和發展。另外,理論和應用的發展速度往往要快于儀器的研發速度。我國起步又晚,造成許多應用者偏愛國外儀器,這也是目前很多理論和應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國產儀器的偏見。作為一個儀器的研發者和制造者,我們承認與先進的進口儀器有著差距,但我們也不能妄自菲薄。國外儀器有“好、中、次”,國產儀器也是一樣。不能一概而論,國外的都是好的,國產的都是不行的。所以在此本人用首先做個技術指標的分析,采用目前幾個流行機種所公布的指標進行比較。

表1泵基本技術指標比較

          流量范圍         流量精確度         流量準確度        最高壓力
國內某公司LC-1000.001—9.999ml/min,以0.001ml/min步長調節流量        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/min1—39.2MPa5.001—9.999ml/min1—19.6MPa)        ±0.3%以內(RSD<0.1%)
0.1-5ml/min,1.0-39.2MPa,,步距        ±2% ( 0.01—5ml/min,1.0—39.2MPa,水,室溫20℃)        39.2MPa

  從泵的技術指標來看,首先國產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儀器所公布的技術指標也基本在40-42MPa,所以國產泵輸液耐壓低的情況不存在。另外幾個指標也不相上下,特別是日本某公司的產品在某些指標上還比不上國產的儀器

表2 紫外檢測器比較

      波長范圍    波長示值誤差   波長重復性        基線噪音        基線漂移      最小檢測量
國內某公司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(/甲醇溶液
美國某公司486        190—600nm        ±2nm        ±0.25nm        ±1.0×10-5AU, (1秒濾波時間, 210nm-280nm, 空池)        1.0×10-4AU/h (預熱后)        
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)     

  從以上技術指標對比分析看出,我們國產儀器完全不比國外的差,甚至可以超過某些國外儀器。我們希望業內人士正確認識和報道國產儀器。過分的夸大國外產品先進和國內儀器的落后,只會導致用戶紛紛盲目地購置國外產品,使大量國外低檔儀器涌入國內市場,抑制了國產優秀儀器的發展。如某國外公司蘇州廠所生產的液相色譜儀,是其90年代初期開發的產品。無論從其功能、指標均無先進性可談,但大量充數國內市場。當然,作為一個研發者和制造者我們應看到和國外公司的差距。只有正確地認識到差距,我們才能愈快的縮小它。但我認為這個差距不能簡單的以技術差距來詮釋,這技術差距應延伸至:管理技術和市場學運用技術等方面。

  未來發展重在意識轉變

  對于國產儀器這是個很現實的問題。售后服務相當程度上制約了國產儀器的發展。售前的過低的價格競爭使很多廠家沒有利潤空間預留給售后,沒有能力建立自己的售后服務網絡。另外,客戶國產儀器提供在服務時(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因素居多。然而在使用國外儀器時,哪怕是國外儀器出現故障時,還是會覺得自己沒使用好,是自己的問題。但是在使用國產儀器時,就相反了,明明是操作者的問題,卻認為國產儀器就是不好,有些人更甚,在使用前就帶有色眼鏡,老是說:我用過的進口儀器怎么怎么樣。。。!

  國產儀器所用材料和配件,是和國外儀器等同的,生產成本應是相差不多的,然而價格只有國外一半,三分之一,甚至更低。這固有廠家的品牌意識不夠強,更重要的是我們要以更加開發的心態,真正改變傳統的觀念,重視國產儀器,尊重國產儀器人。

  關于進口儀器和國產儀器孰優孰劣,小編認為比較兩個儀器的好壞要先從認識儀器儀表的價值開始,在排除品牌效應的影響下,單單從廠家給出的技術參數上來比較,是很難分分辨好壞的,只有實際運用才是唯一的試金石。

 
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