現(xiàn)代儀器儀表重大關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略分析

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摘要：儀器儀表技術(shù)涵蓋傳感技術(shù)、測(cè)量?jī)x器、計(jì)量?jī)x器、分析儀器、自動(dòng)化儀表等等，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、民生、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。可以這樣認(rèn)為，儀器儀表是物質(zhì)世界信息測(cè)量與控制的基礎(chǔ)手段和重要設(shè)備，在當(dāng)今社會(huì)信息化     儀器儀表技術(shù)涵蓋傳感技術(shù)、測(cè)量?jī)x器、計(jì)量?jī)x器、分析儀器、自動(dòng)化儀表等等，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、民生、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域?？梢赃@樣認(rèn)為，儀器儀表是物質(zhì)世界信息測(cè)量與控制的基礎(chǔ)手段和重要設(shè)備，在當(dāng)今社會(huì)信息化帶動(dòng)工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是科學(xué)研究的“先行官”、工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”、軍事保障的“戰(zhàn)斗力”、國(guó)民活動(dòng)中的“物化法官”。技術(shù)創(chuàng)新，方法先行，儀器儀表是工具。我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森院士指出：“信息技術(shù)包括測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。測(cè)量技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行采集和處理，是信息技術(shù)的源頭，是關(guān)鍵中的關(guān)鍵?！痹刂芷诼傻陌l(fā)現(xiàn)者俄國(guó)科學(xué)家門捷列夫說：“測(cè)量是科學(xué)的基礎(chǔ)?！?br>
    隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)的戰(zhàn)略需求，特別是我國(guó)深空探測(cè)、深海及地球深部探測(cè)、載人航天、大飛機(jī)、航空母艦、核電、高速鐵路、大型石化以及醫(yī)療健康等國(guó)家重大工程和國(guó)計(jì)民生的發(fā)展，對(duì)現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)發(fā)展提出了更迫切的要求。

    目前我國(guó)正經(jīng)歷著通過科技創(chuàng)新改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從各方面提升國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要?dú)v史階段。用儀器儀表進(jìn)行測(cè)量是人們從自然界獲取信息的手段。目前我國(guó)的先進(jìn)儀器儀表絕大多數(shù)依靠進(jìn)口，但國(guó)外最先進(jìn)的儀器儀表一般都在實(shí)驗(yàn)室里自行研制，市場(chǎng)上無法買到。我國(guó)要進(jìn)行第一流的科技創(chuàng)新活動(dòng)不能只依靠進(jìn)口商品儀器儀表，必須從現(xiàn)在就開展研制最先進(jìn)的儀器儀表的活動(dòng)。爭(zhēng)取經(jīng)過多年努力，為我國(guó)的科技人員提供最先進(jìn)的國(guó)產(chǎn)儀器儀表。

    瞄準(zhǔn)我國(guó)2030年的發(fā)展目標(biāo)，現(xiàn)代儀器儀表的較為突出的重大關(guān)鍵共性技術(shù)如下。

    1、量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與溯源

    計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是保證各種各樣測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的依據(jù)，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門有著基礎(chǔ)性的重要作用，因此各國(guó)對(duì)于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)均極為重視。

    計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)必須隨著國(guó)家科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展不斷發(fā)展和創(chuàng)新，并形成超前的技術(shù)儲(chǔ)備，才能有效地支撐我國(guó)科技創(chuàng)新、先進(jìn)制造和國(guó)際貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)，才能保證國(guó)家的測(cè)量能力與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)大國(guó)地位相適應(yīng)，才能從源頭上保證國(guó)防安全和公共安全，保證貿(mào)易結(jié)算的公平合理，保證大眾健康、環(huán)境監(jiān)控和資源保護(hù)中測(cè)量的準(zhǔn)確可靠。

    上世紀(jì)下半葉以來，國(guó)際上開展了量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究。量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)利用量子物理學(xué)的最新成就(多數(shù)是榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的突破性成就)建立的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，其準(zhǔn)確性比沿用了上百年的經(jīng)典計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)提高數(shù)千倍甚至更高。發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入大量人力物力搶占制高點(diǎn)，未建立量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展中國(guó)家則喪失話語(yǔ)權(quán)。重點(diǎn)研究量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)的戰(zhàn)略性措施。應(yīng)盡快建立最基礎(chǔ)的國(guó)家級(jí)量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)于國(guó)家各方面的重大工程。

    2、高端制造業(yè)中精密測(cè)量技術(shù)與儀器儀表

    精密測(cè)量技術(shù)及其儀器儀表是現(xiàn)代制造的三大支撐技術(shù)之一，是制造技術(shù)和裝備制造技術(shù)中的核心基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)，也是國(guó)家科技與工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的主要標(biāo)志之一，在實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造”工程戰(zhàn)略目標(biāo)的過程中，精密測(cè)量技術(shù)及其儀器儀表更有著獨(dú)特的迫切性、重要性和特殊性。

    我國(guó)精密測(cè)量技術(shù)應(yīng)當(dāng)結(jié)合國(guó)內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展的制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用背景以及重大國(guó)家工程項(xiàng)目，如高端數(shù)控加工中心、微電子制造裝備(光刻設(shè)備)、大飛機(jī)、高速軌道交通設(shè)備、大型能源機(jī)電設(shè)備等，組織實(shí)施一批面向精密測(cè)量技術(shù)的重大科技專項(xiàng)，重點(diǎn)突破一批重大共性關(guān)鍵技術(shù)，為系統(tǒng)提升我國(guó)精密測(cè)量技術(shù)水平，形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能儀器儀表產(chǎn)業(yè)奠定基礎(chǔ)。

    3、生命醫(yī)療與食品衛(wèi)生儀器

    近十年，在全球化的市場(chǎng)機(jī)制的影響下，我國(guó)通過與國(guó)外企業(yè)的合資，吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)后實(shí)行國(guó)產(chǎn)化，及自主創(chuàng)新和持續(xù)的技術(shù)積累，已具備支持中低檔醫(yī)療儀器的科技實(shí)力，在某些領(lǐng)域也具有了相當(dāng)?shù)姆蓊~(如電子血壓計(jì)、監(jiān)護(hù)模塊、超聲檢測(cè)儀等)。但是，在高端醫(yī)療儀器(如CT,MRI及PET)方面，我們基本上既不具備原始技術(shù)也不掌握先進(jìn)的生產(chǎn)和工藝技術(shù)，應(yīng)該大力開展重點(diǎn)研究。

    近十年，國(guó)家連續(xù)對(duì)食品安全關(guān)鍵技術(shù)給予了大力度的支持，發(fā)展了食品安全領(lǐng)域的各類檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù)，完善了以前被忽視的眾多食品安全問題，也為食品安全法的提出與實(shí)施提供了保障?？茖W(xué)儀器和測(cè)試技術(shù)是保證食品安全的技術(shù)支撐，但是現(xiàn)在，絕大多數(shù)食品安全檢測(cè)技術(shù)中需要的大型科學(xué)儀器(主要是分析儀器)都依賴進(jìn)口，而只有一些中小型儀器可以做到國(guó)產(chǎn)化。

    4、深空探測(cè)儀器

    深空探測(cè)儀器是深空探測(cè)的核心，而深空探測(cè)是實(shí)現(xiàn)人類探索知識(shí)、認(rèn)識(shí)宇宙的重要途徑，已經(jīng)成為當(dāng)前空間技術(shù)領(lǐng)域最活躍的戰(zhàn)略前沿技術(shù)。通過對(duì)未知領(lǐng)域的不斷探索，將推動(dòng)諸多基礎(chǔ)學(xué)科交叉和理論突破，并通過技術(shù)領(lǐng)先保障國(guó)家安全，同時(shí)催生與之相關(guān)的全新技術(shù)市場(chǎng)，從經(jīng)濟(jì)、科技等方面全面提升國(guó)家的綜合國(guó)力，極大地提高我國(guó)的國(guó)際地位。通過深空探測(cè)活動(dòng)發(fā)展起來的探測(cè)技術(shù)、探測(cè)方法、實(shí)驗(yàn)方法和新概念是前瞻性的技術(shù)，也是很多技術(shù)領(lǐng)域能夠不斷創(chuàng)新發(fā)展的主要推動(dòng)力，將大大促進(jìn)我國(guó)自主行星際探測(cè)能力、空間資源利用能力和空間天氣預(yù)報(bào)能力的提升，從而更好地認(rèn)識(shí)地球和服務(wù)地球，促進(jìn)國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

    逐步建立較為完備的深空探測(cè)科學(xué)研究體系、深空探測(cè)儀器技術(shù)發(fā)展體系和工程研制體系，以月球和火星為重點(diǎn)開展長(zhǎng)期可持續(xù)的無人深空探測(cè)和載人深空探測(cè)任務(wù)。為長(zhǎng)遠(yuǎn)的深空探測(cè)科學(xué)研究、深空探測(cè)儀器發(fā)展和航天活動(dòng)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)、物質(zhì)和人才基礎(chǔ)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

    張鐘華，計(jì)量學(xué)專家，1940年7月2日出生于江蘇省蘇州市。1957年考入清華大學(xué)工程物理系，1959年轉(zhuǎn)入電機(jī)系。1962年畢業(yè)后考入本校電機(jī)系研究生班。1965年清華大學(xué)電機(jī)系研究生畢業(yè)，而后在中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院從事精密電測(cè)量工作至今，1995年當(dāng)選中國(guó)工程院院士。張鐘華院士長(zhǎng)期從事精密電磁測(cè)量、量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究工作，獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。2007年張鐘華院士及其團(tuán)隊(duì)完成的“量子化霍爾電阻基準(zhǔn)”項(xiàng)目比國(guó)外最高水平提高了10倍多，并榮獲了國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

    由于在精密電測(cè)量方面的成就，張鐘華于1990年獲全國(guó)先進(jìn)工作者稱號(hào)，1991年獲國(guó)務(wù)院頒發(fā)的政府特殊津貼。1997年被中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)授予全國(guó)優(yōu)秀科技工作者稱號(hào)。2001年因在基本電測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)方面的貢獻(xiàn)獲得中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)的科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。2003年獲得何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。

    張鐘華在國(guó)內(nèi)外各種學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了學(xué)術(shù)論文60多篇，并參加了6種學(xué)術(shù)專著的編寫工作?，F(xiàn)兼任“儀器儀表學(xué)報(bào)”、“計(jì)量學(xué)報(bào)”、“電測(cè)與儀表”等學(xué)術(shù)刊物的主編，為本領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)交流作了大量工作。他積極參加學(xué)會(huì)活動(dòng)。兼任中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)電磁測(cè)量信息處理儀器分會(huì)理事長(zhǎng)等學(xué)術(shù)職務(wù)。