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山西快乐十分前遗漏: 全球測試儀器發展快速 國內瓶頸明顯

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瀏覽 次【字號 】 發布時間:2012-7-12 打印本頁
    科學是從測量開始的—這是19世紀著名科學家門捷列夫的名言。到了21世紀的今天,作為信息產業的三大關鍵技術之一,測試測量行業已經成為電子信息產業的基礎和發展保障。

山西快乐十分前三预测 www.cxclik.com.cn      而測試儀器作為測試測量行業發展不可或缺的工具,在測試測量行業的發展中起到了巨大的作用。中國“十一五”期間,由于國家不斷增加基礎建設的投入力度,在旺盛市場需求的帶動下,對儀器需求不斷增加,同時測試儀器市場也正在快速發展。

  全球測試儀器市場情況及分析

     國內電子測量儀器行業在經過一段沉寂后,慢慢開始復蘇。產品大幅增長主要有兩個原因,一是市場的巨大需求,特別是通信、廣播電視市場的巨大發展,引發了電子測量儀器市場的迅速增長,二是電子測量儀器行業近幾年迅速向數字化、智能化方向發展,推出了部分數字化產品,因而在若干個門類品種上取得了較快增長。從近期中國儀表行業發展的情況來看勢頭喜人的,與全國制造業一樣,雖然遇到了不少困難但仍然保持了向上發展的態勢。

     盡管中國儀器市場正在快速的發展著,但與國外儀器生產企業比較仍然有很大的差距。中國主要科研單位、學校以及企業等單位中使用的高檔、大型儀器設備幾乎全部依賴進口。同時,國外公司還占有國內中檔產品以及許多關鍵零部件市場60%以上的份額。世界測試儀器市場對中國的影響依然非常大。目前,在世界電子測量儀器市場上,競爭日趨激烈。以往,測試儀器生產廠商主要都將儀器產品的高性能作為競爭優勢,廠商開發什么,用戶買什么。而今則已變成廠商努力開發用戶需要的儀器,并且把更便宜、更好、更快、更易使用的測試儀器作為奮斗目標。在信息化的推動下,全世界測試儀器市場將繼續保持增長的勢頭。人們普遍認為,電子測量儀器市場的前景依然樂觀。

     國際儀器發展趨勢和國內現狀

     一、國際趨勢

     科學儀器的自主研發在創新型國家得到重視。歐美日等國家都把“發展一流的科學儀器支撐一流的科研工作”作為國家戰略,對科學儀器的裝備和創新給予重點扶持。如美國通過國家自然基金(NSF)和國家健康研究院等扶助科學儀器的研發,確保美國在世界科學儀器產業的領先地位;日本于2002年制定了高精密科學儀器振興計劃,在島津公司的田中耕一因為在儀器方面的杰出貢獻獲得2002年諾貝爾獎后,日本文部科學省決定,從2004年起斥巨資(100億日元)開發世界尖端的分析計算測量儀器,以催生更多諾貝爾獎級的科研成果;歐盟在“第六框架計劃”(2002-2006)中將“操縱和控制設備和儀器的開發”列為納米技術和納米科學領域的重點內容,在“第七框架計劃”(2007-2013年)中,斥資41億歐元主要用于輻射源、望遠鏡和數據庫等新型研究基礎設施建設;加拿大自然科學與工程研究理事會制定了“研究工具、儀器和設施計劃”,等等。

     正是這些創新型國家政府的大力支持,使科研人員在科學儀器研發方面做出了重要貢獻。近些年來,與科學儀器研究開發相關的諾貝爾獎基本上都授予了歐、美、日等創新型國家的科學家。

     二、技術發展趨勢

     科學技術的飛速發展,促進科學儀器新技術、新成果層出不窮。

  目前,科學儀器已遠遠超出“光機電一體化”這個概念,除了加入計算機技術,還大量引進日新月異的高新技術,如納米、MEMS、芯片、網絡、自動化、免疫學、仿生學、基因工程等等新技術,同時,一些高精尖的軍用技術向民用技術轉移,大大提高了科學儀器的技術水平和更新換代速度。當今科學儀器發展總體上呈現出如下趨勢:一是,常規科學儀器向多功能、自動化、智能化、網絡化方向發展;二是,生命科學科學儀器向原位、在體、實時、在線、高靈敏度、高通量、高選擇性方向發展;三是,用于復雜組分樣品檢測分析的科學儀器向聯用技術方向發展;四是,用于環境、能源、農業、食品、臨床檢驗等國民經濟領域的科學儀器向專用、小型化方向發展;五是,樣品前處理科學儀器向專用、快速、自動化方向發展;六是,監控工業生產過程的科學儀器向在線、原位分析方向發展。

     三、產業發展趨勢

     一是,PerkinElmer、熱電、安捷倫、島津、布魯克等科學儀器企業大集團主導著國際科學儀器的市??;二是,中小型科學儀器企業通常向“專、精、特”方向發展;三是,通過并購和組建戰略聯盟,形成科學儀器大集團是國際科學儀器產業發展的重要趨勢。

     國內現狀

     據調查,中國現有各類測試儀器企業6000多家,已經形成門類品種比較齊全,具有一定技術基礎和生產規模的產業體系。雖然中國測試儀器產業有了一定的發展,但遠遠不能滿足國民經濟各行各業日益增長的迫切需求。其產品絕大部分屬于中低檔技術水平,而且可靠性、穩定性等關鍵性指標尚未全部達到要求。目前,我國在科學儀器的研究和制造方面與發達國家相比差距明顯,對外依賴度過高。據統計,我國每年上萬億元的固定資產投資中,有60%是用于進口設備,高端科學儀器幾乎100%進口。每年進口各類測試儀器總額接近我國測試儀器產業總產值50%。此外,在6000多家儀器生產企業中,年銷售收入超過1000萬元的不足1000家,全行業經濟效益低下。根據分析,當前制約我國測試儀器產業發展的“瓶頸”主要集中在以下幾個方面:

     科技創新及產業化進展滯緩

     我國測試儀器產業在科技創新及產業化方面跟國際潮流相比滯緩太多,形勢非常嚴峻。在已經跨入21世紀的今天,我國測試儀器的普遍水平還停留在20世紀80年代初國際水平上;大型和高檔儀器設備幾乎全部依賴進口;許多急需的專用儀器還是空白;中低檔產品保證質量上還有許多難關需要攻克,科技創新及其產業化進展滯緩,是制約我國測試儀器產業發展的一個主要問題。

     我國測試儀器產業科技創新及其產業化進展滯緩的有幾個方面的因素:第一,科研經費投入嚴重不足。國際著名測試儀器公司用于科技創新的開發資金一般都超過年銷售額的10%,而我國測試儀器企業不僅銷售額不高,用于科技創新的開發資金一般不超過年銷售金額的3%,相比之下企業科研經費投入少得可憐。第二,人才匱乏及大量流失成為測試儀器行業科技創新及產業化的嚴重障礙,國有企業尤其如此。第三,缺乏官、產、學、研、金、用的有效結合。過去,只提倡產學研結合,成功的實例很少,沒有官方和金融界及用戶的介入,這里所指的金融界也可以是企業或私人的資本,在目前我國測試儀器企業面臨的處境下,要成功實現產業化是極為困難的。

     產品穩定性和可靠性問題突出

     我國生產的各類測試儀器主要產品,包括產業自動化儀表與系統、通信儀器等,雖然技術指標同國外同類產品比較差距不算很大,但穩定性和可靠性問題卻長期得不到根本性解決,成為制約我國測試儀器產業發展的一個嚴重障礙。

  究其原因:一是長期忽視了基礎技術的研究和開發;二是國產通用件和基礎件質量不過關;三是企業對產品的質量控制和管理不力。產品質量不過關,加快測試儀器產業發展只能是紙上談兵。

     測試儀器技術發展及趨勢

     世界近10年來高新技術得到了迅猛發展。儀器儀表產品的高科技化,也將成為日后儀器儀表科技與產業的發展主流。隨著科學技術的飛速發展和自動化程度的不斷提高,測試儀器儀表行業也在發生新的變化并獲得新的發展。

     1、虛擬儀器漸趨熱門,Instrumentation2.0時代到來

     美國國家儀器公司(NI)在20世紀80年代最早提出虛擬儀器(VirtualInstrument,簡稱VI)的概念,其核心的思想是利用計算機的強大資源使本來需要硬件實現的技術軟件化,以便最大限度地降低系統成本,增強系統功能與靈活性。當NI公司提出“虛擬儀器技術”這一概念的時候,許多人都認為它不可能成為主流技術。而今天我們看到的卻是VI不但成為了測試測量行業的發展方向,而且很顯然,測試測量行業已經進入儀器技術2.0(Instrumentation2.0)的時代?!癐nstrumenation2.0借用了最近非常紅火的web2.0的概念,都突出了用戶對數據的掌控和對自定義的強烈需求。近幾年中國對虛擬儀器應用的需求開始急劇高漲。虛擬儀器的概念逐漸被中國的工程師所接受,其應用范圍也在不斷擴大,并已有很多不同行業的應用案例。

     近年來,虛擬儀器技術在國際上發展非常迅速。這要歸功于虛擬現實技術的發展,該技術虛擬化儀器模式—虛擬儀器,特別適用于當今越來越復雜的測試需求。虛擬儀器技術突破了傳統電子儀器以硬件為主體的模式,將日益普及的計算機技術與傳統的儀器儀表技術結合起來,使用戶利用計算機、一組軟件和極少的必需硬件,就可在屏幕上虛擬出與傳統儀器相似的顯示面板,使用者通過鼠標和鍵盤操縱面板上的虛擬按鈕、開關、旋鈕來實現傳統儀器的各種功能操作,通過面板上的虛擬顯示屏、數碼顯示器和指示燈了解儀器的狀態讀取或打印測量結果,方便靈活地完成對被測試測量的采集、分析、判斷、顯示及數據存儲等。與臺式儀器,虛擬儀器在功能、性能上并不遜色,并又有使用方便,操作簡潔的特點。虛擬儀器具有的這種“可開發性”和“可擴展性”等優越特點使虛擬儀器具有強大的生命力和競爭力。

     業界普遍認為,伴隨著PC、半導體和軟件功能的進一步更新,未來虛擬儀器技術的發展將為測試系統的設計提供一個極佳的模式,并且使工程師們在測量和控制方面得到無以倫比的強大功能和靈活性。

     2、功能集成度提高,向著更豐富的趨勢演進

     隨著技術的不斷創新,測試儀器功能的增強、通信接口的增多、人性化操作等正在成為測試工具發展的最新趨勢?;蛐砉渙碩嗑?,只用一臺測試儀器就能滿足全部需求,工程師的工作方式和效率將獲得前所未有的提高。

     新一代測試儀器在設計和制造上最大和最明顯的變化就是提高了集成度,將多種原本由單個儀器提供的測試功能集成在一起,為工程師們提供更多可選的功能和更大的靈活性。例如,傳統的多功能DMM(數字萬用表)可以測量電壓、電流和電阻,而RIGOL新推出的DM3000系列萬用表,還可以作為頻率計、多路切換器和數據采集器使用。

目前,安捷倫、FLUKE、RIGOL、吉時利等業界重要廠商的DMM產品均已實現豐富的測量功能。Fluke最新在國內推出的數字多用表具有14種測量功能,吉時利的2000型數字多用表有13種測試功能,RIGOL(普源精電)推出的DM3000系列萬用表更具有26種測量功能,它除了傳統的電壓、電流、電阻測量外,首次實現上下限測量和數學運算等測量功能。

    3、通信功能強

    互聯網的發展也極大地影響了測試工具。目前具備Web功能的儀器已經相當普遍。大部分這樣的儀器都具有以太網接口,從而可以與PC通信,或者與其他儀器連接構成完整的數據采集系統。

    測試界面的另外一個進步之處在于由LXI聯盟推出的儀器用LAN擴展(LANextensionsforinstrumentation,LXI)技術的廣泛使用。目前,LAN接口已經成為多數國內外一線廠商推出測試工具的標準配置。作為第一個專門針對可編程儀器互聯和控制的網絡協議,這一并行接口已經被嵌入到市場上許多測試儀器上。它的標準數據速率是1Mb/s,在突發傳輸模式下最大為8Mb/s。

     測試和測量應用中廣為使用的另外一種接口就是USB。對于測試和測量應用而言,USB具有一些得天獨厚的優勢。通過PC插件板的優勢,USB接口可以使用戶方便地開發測試和測量應用。由于USB具有即插即用功能,對于快速測量應用來說相當方便,而且不需要額外的模擬電路?;赨SB的儀器具有非常強高的靈活性,只要在每臺筆記本或臺式機安裝上驅動程序和上位機控制程序,就可以使USB儀器應用在每臺計算機上。因此,基于USB的數據采集產品已逐步確立了主流地位,數字萬用表也正在向USB接口轉移。DM3000正是一種整合了USBHost接口的數字萬用表,而其他產品則是采用USBDevice接口。

  4、智能化、人性化設計

     最近幾年,人們開始在產品應用中使用軟件控制各種測試系統。漸漸的,測試臺上所用的儀器開始配置軟件,用戶能夠開發專用的測試程序,并在測試儀器本身或PC上運行這些程序。

     如今,從工業設計的角度充分考慮用戶使用習慣,使產品真正具備了易用性,實現產品的人性化是所有產品都面臨的重要挑戰,DMM產品也不例外。目前,屏幕和鍵盤等產品細節上的改善成為最近推出的DMM產品的亮點。

     RIGOL推出的DM3000的屏幕采用256×64高分辨率87mm×21mm單色點陣液晶顯示屏,支持簡單波形顯示和數據記錄波形顯示,甚至可以顯示出數據采集點信息。其特別設置的清晰透明按鍵背光(LED照明)和操作提示,使儀器運行狀態一目了然,使產品具備靈活和易于操作的特點。

    結束語:

     進入21世紀以來,由于生命科學、信息科學和納米科學的大發展,科學儀器與裝備正面臨著新的發展機遇。從一定意義上說,誰掌握了與生命科學相關的最先進的科學儀器,誰就有了科技發展的優先權、人民健康的保障權、經濟交往中商業標準的制定權以及控制突發事件的主動權。

     藍圖已繪就,正當揚帆破浪;任重而道遠,更須策馬加鞭。儀器的進展代表著科技的前沿,科學儀器的發展和創新應是國家科學發展的支柱。能不能創造高水平的新式科學儀器和設備,體現了一個國家的創新能力。中央確定未來15年我國科技發展的指導方針是“自主創新,重點跨越,支撐發展,引領未來”。因此,加強科學儀器自主創新是中國科技必須跨出的一步。(完)

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