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)、測量儀器、計量儀器、分析儀器、自動化儀表等等，廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè)、民生、醫(yī)療等各個領(lǐng)域?？梢赃@樣認為，儀器儀表是物質(zhì)世界信息測量與控制的基礎(chǔ)手段和重要設(shè)備，在當今社會信息化     儀器儀表技術(shù)涵蓋傳感技術(shù)、測量儀器、計量儀器、分析儀器、自動化儀表等等，廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè)、民生、醫(yī)療等各個領(lǐng)域。可以這樣認為，儀器儀表是物質(zhì)世界信息測量與控制的基礎(chǔ)手段和重要設(shè)備，在當今社會信息化帶動工業(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”、國民活動中的“物化法官”。技術(shù)創(chuàng)新，方法先行，儀器儀表是工具。我國著名科學(xué)家錢學(xué)森院士指出：“信息技術(shù)包括測量技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)。測量技術(shù)對信息進行采集和處理，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)者俄國科學(xué)家門捷列夫說：“測量是科學(xué)的基礎(chǔ)?！?br>
    隨著國家經(jīng)濟和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)已經(jīng)成為我國的戰(zhàn)略需求，特別是我國深空探測、深海及地球深部探測、載人航天、大飛機、航空母艦、核電、高速鐵路、大型石化以及醫(yī)療健康等國家重大工程和國計民生的發(fā)展，對現(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)，從各方面提升國民經(jīng)濟的重要歷史階段。用儀器儀表進行測量是人們從自然界獲取信息的手段。目前我國的先進儀器儀表絕大多數(shù)依靠進口，但國外最先進的儀器儀表一般都在實驗室里自行研制，市場上無法買到。我國要進行第一流的科技創(chuàng)新活動不能只依靠進口商品儀器儀表，必須從現(xiàn)在就開展研制最先進的儀器儀表的活動。爭取經(jīng)過多年努力，為我國的科技人員提供最先進的國產(chǎn)儀器儀表。

    瞄準我國2030年的發(fā)展目標，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、量子計量標準與溯源

    計量標準是保證各種各樣測量數(shù)據(jù)準確性的依據(jù)，對于國民經(jīng)濟各部門有著基礎(chǔ)性的重要作用，因此各國對于計量標準均極為重視。

    計量標準必須隨著國家科技創(chuàng)新、經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展不斷發(fā)展和創(chuàng)新，并形成超前的技術(shù)儲備，才能有效地支撐我國科技創(chuàng)新、先進制造和國際貿(mào)易競爭，才能保證國家的測量能力與我國的經(jīng)濟大國地位相適應(yīng)，才能從源頭上保證國防安全和公共安全，保證貿(mào)易結(jié)算的公平合理，保證大眾健康、環(huán)境監(jiān)控和資源保護中測量的準確可靠。

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

    2、高端制造業(yè)中精密測量技術(shù)與儀器儀表

    精密測量技術(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)，也是國家科技與工業(yè)競爭力的主要標志之一，在實現(xiàn)“中國制造”工程戰(zhàn)略目標的過程中，精密測量技術(shù)及其儀器儀表更有著獨特的迫切性、重要性和特殊性。

    我國精密測量技術(shù)應(yīng)當結(jié)合國內(nèi)重點發(fā)展的制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用背景以及重大國家工程項目，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、高速軌道交通設(shè)備、大型能源機電設(shè)備等，組織實施一批面向精密測量技術(shù)的重大科技專項，重點突破一批重大共性關(guān)鍵技術(shù)，為系統(tǒng)提升我國精密測量技術(shù)水平，形成自主知識產(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，在全球化的市場機制的影響下，我國通過與國外企業(yè)的合資，吸收國外先進技術(shù)后實行國產(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)療儀器的科技實力，在某些領(lǐng)域也具有了相當?shù)姆蓊~(如電子血壓計、監(jiān)護模塊、超聲檢測儀等)。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)也不掌握先進的生產(chǎn)和工藝技術(shù)，應(yīng)該大力開展重點研究。

    近十年，國家連續(xù)對食品安全關(guān)鍵技術(shù)給予了大力度的支持，發(fā)展了食品安全領(lǐng)域的各類檢測方法和檢測技術(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施提供了保障?？茖W(xué)儀器和測試技術(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)都依賴進口，而只有一些中小型儀器可以做到國產(chǎn)化。

    4、深空探測儀器

    深空探測儀器是深空探測的核心，而深空探測是實現(xiàn)人類探索知識、認識宇宙的重要途徑，已經(jīng)成為當前空間技術(shù)領(lǐng)域最活躍的戰(zhàn)略前沿技術(shù)。通過對未知領(lǐng)域的不斷探索，將推動諸多基礎(chǔ)學(xué)科交叉和理論突破，并通過技術(shù)領(lǐng)先保障國家安全，同時催生與之相關(guān)的全新技術(shù)市場，從經(jīng)濟、科技等方面全面提升國家的綜合國力，極大地提高我國的國際地位。通過深空探測活動發(fā)展起來的探測技術(shù)、探測方法、實驗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)展的主要推動力，將大大促進我國自主行星際探測能力、空間資源利用能力和空間天氣預(yù)報能力的提升，從而更好地認識地球和服務(wù)地球，促進國家安全和國民經(jīng)濟發(fā)展。

    逐步建立較為完備的深空探測科學(xué)研究體系、深空探測儀器技術(shù)發(fā)展體系和工程研制體系，以月球和火星為重點開展長期可持續(xù)的無人深空探測和載人深空探測任務(wù)。為長遠的深空探測科學(xué)研究、深空探測儀器發(fā)展和航天活動奠定堅實的技術(shù)、物質(zhì)和人才基礎(chǔ)，推動經(jīng)濟與社會的可持續(xù)發(fā)展。

    張鐘華，計量學(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)入電機系。1962年畢業(yè)后考入本校電機系研究生班。1965年清華大學(xué)電機系研究生畢業(yè)，而后在中國計量科學(xué)研究院從事精密電測量工作至今，1995年當選中國工程院院士。張鐘華院士長期從事精密電磁測量、量子計量標準的研究工作，獲得國家科技進步二等獎1項、三等獎1項。2007年張鐘華院士及其團隊完成的“量子化霍爾電阻基準”項目比國外最高水平提高了10倍多，并榮獲了國家科技進步一等獎。

    由于在精密電測量方面的成就，張鐘華于1990年獲全國先進工作者稱號，1991年獲國務(wù)院頒發(fā)的政府特殊津貼。1997年被中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會授予全國優(yōu)秀科技工作者稱號。2001年因在基本電測量標準方面的貢獻獲得中國儀器儀表學(xué)會的科學(xué)技術(shù)獎。2003年獲得何梁何利科學(xué)與技術(shù)進步獎。

    張鐘華在國內(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。現(xiàn)兼任“儀器儀表學(xué)報”、“計量學(xué)報”、“電測與儀表”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)會活動。兼任中國儀器儀表學(xué)會副理事長、中國計量測試學(xué)會常務(wù)理事、中國儀器儀表學(xué)會電磁測量信息處理儀器分會理事長等學(xué)術(shù)職務(wù)。