中国测量控制与仪器仪表中长期科技发展规划

1、中国测量控制与仪器仪表中长期科技发展规划 （讨论稿） 1 总体思思路与研研究框架架 1.1 总总体思想想 先进制制造业的的规模和和水平是是衡量一一个国家家综合实实力和现现代化程程度的主主要标志志。当代代经济最最发达的的国家，仍仍然是制制造业最最发达的的国家。美美国的强强大主要要是因为为它有发发达的先先进成套套装备制制造业。美美国先进进的航天天器、人人造卫星星、飞机机、舰船船、电子子信息设设备和尖尖端科学学仪器等等，是建建立在先先进科学学技术基基础上的的装备制制造工业业部门制制造出来来的。面面对激烈烈的国际际竞争，为为使我国国由一个个“制造造大国”转转变为一一个“制制造强国国”，必必须实施施以信

2、息息化带动动工业化化的战略略，没有有先进的的测量控控制与仪仪器仪表表制造业业的支持持，不可可能完成成这个任任务。 所谓制制造业，就就是通过过加工把把原材料料转化为为产品的的工业，其其增值主主要在加加工过程程中得以以体现；随着制制造业与与信息化化技术融融合、集集成，制制造业价价值链条条中的增增值显著著提高。今今天的制制造业已已经成为为同时对对物质、信信息和知知识进行行处理的的产业。测测量控制制与仪器器仪表作作为对信信息进行行采集、测测量、处处理和控控制的重重要手段段和设备备，对制制造业的的发展具具有先导导作用，同同时也是是改造传传统工业业的必备备手段。在在国民经经济运行行中，仪仪器仪表表是提高高

3、劳动生生产率的的倍增器器，对国国民经济济有着巨巨大的辐辐射作用用和影响响力。美美国商业业部国家家技术和和标准研研究院（ NISST ）提提出的报报告称：美国 90 年代仪仪器仪表表工业产产值只占占工业总总产值的的 4% ，但但它对国国民经济济（ GGNP ）的影影响面却却达到 66% 。 测量控控制与仪仪器仪表表已成为为促进当当代生产产的主流流环节，在在现代工工业中的的投资占占有相当当比重。例例如重大大工程项项目的投投入，仪仪器仪表表平均占占 8 112% 的设备备投资。 测量控控制与仪仪器仪表表是国防防现代化化装备的的重要组组成部分分。仪器器仪表的的测量控控制精度度决定了了武器系系统的打打击

4、精度度，仪器器仪表的的测试速速度、诊诊断能力力则决定定了武器器的反应应能力。因因此先进进的、智智能化的的测量控控制与仪仪器仪表表已成为为精确打打击武器器装备的的重要组组成部分分。 测量控控制与仪仪器仪表表还是“新新技术革革命”的的先导和和基础。著著名科学学家门捷捷列夫讲讲过，“科科学是从从测量开开始的”。高高新技术术的发展展对测量量控制与与仪器仪仪表的依依赖程度度越来越越大。测测量控制制与仪器器仪表是是高技术术集成产产物，是是发展高高技术必必需的及及重要的的技术手手段和基基础。现现代测量量控制与与仪器仪仪表从一一个重要要方面体体现了国国家高技技术和高高技术产产业发展展的水平平。 要突出出重点，

5、有有所为、有有所不为为。发展展对先进进的测量量控制与与仪器仪仪表制造造业有突突破性重重大带动动作用的的仪器仪仪表及其其关键技技术，有有效解决决测量控控制与仪仪器仪表表制造业业的关键键问题。目目前，仪仪器仪表表是装备备制造业业中外贸贸逆差最最大的行行业， 20000 年年 111.2 亿美元元， 220011 年为为 300 亿美美元， 20002 年年为 550 亿亿美元， 20003 年年为 662 亿亿美元， 20004 年年预计 90 亿美元元，国内内对进口口需求来来势之猛猛，非常常规所料料。因此此，增强强国内生生产的仪仪器仪表表在大工工程中的的配套能能力，减减少国内内制造业业和大工工程

6、对仪仪器仪表表的进口口需求，必必须予以以优先考考虑。 要统一一领导，大大力协同同，要在在中央领领导下，充充分发挥挥自然科科学和社社会科学学专家的的作用、部部门的作作用、企企业特别别是大型型骨干企企业和民民营高科科技企业业的作用用。 要面向向世界、面面向未来来，搞开开放式研研究。注注意吸收收借鉴世世界各国国的先进进经验，先先进技术术。 1.2 总总体目标标 测测量控制制与仪器器仪表产产业的总总体目标标是：在在未来 15 年内，必必须充分分利用我我国经济济高速发发展和巨巨大的市市场优势势，结合合测控技技术的深深化研究究，大力力推进新新技术、新新工艺在在仪器仪仪表中的的应用研研究，掌掌握各类类仪器仪

7、仪表的设设计、生生产工艺艺等关键键技术，满满足国民民经济、人人民健康康和国防防安全在在生产、科科研、应应用各个个方面对对测量控控制与仪仪器仪表表的需求求，减少少进口，扩扩大出口口，使我我国的测测量控制制与仪器器仪表产产业总体体水平与与国际水水平差距距缩短到到 3 至 55 年；测量控控制与仪仪器仪表表产业的的工业自自动化仪仪表和控控制系统统、科学学仪器、医医疗仪器器、电测测和计量量仪器、各各类专用用仪器仪仪表、相相关传感感器和元元器件及及材料等等领域约约 300% 的的产品达达到国际际同期先先进水平平，国内内生产的的仪器仪仪表在大大工程中中的配套套能力达达到 880% 以上。 1.3 研研究框

8、架架 在在深入分分析研究究我国测测量控制制与仪器器仪表产产业现状状和国际际发展趋趋势及我我国国民民经济、人人民健康康和国防防安全对对测量控控制与仪仪器仪表表需求基基础上，对对测量控控制与仪仪器仪表表中的工工业自动动化仪表表和控制制系统、科科学仪器器、医疗疗仪器、电电测和计计量仪器器、各类类专用仪仪器仪表表、相关关传感器器和元器器件及材材料等领领域提出出未来发发展的方方向和重重点产品品，对一一些重大大科技项项目提出出建议。 2 测量控控制与仪仪器仪表表科学技技术的范范围、国国际发展展趋势及及特点 2.1 测测量控制制与仪器器仪表科科学技术术的范围围 根根据国际际发展的的潮流和和我国的的现状，目目

9、前认识识到的测测量控制制与仪器器仪表科科学技术术的范围围主要包包括 工业自自动化仪仪表、控控制系统统及相关关测控技技术 科学仪仪器及相相关测控控技术 医疗仪仪器及相相关测控控技术 信息技技术电测测、计量量仪器及及相关测测控技术术 各类专专用仪器器仪表及及相关测测控技术术 相关传传感器、元元器件、制制造工艺艺和材料料及其基基础科学学技术 2.2 测测量控制制与仪器器仪表的的国际发发展趋势势及特点点 2.2.11 测量量控制与与仪器仪仪表的国国际发展展趋势 数数字技术术的出现现把模拟拟仪器仪仪表的测测量控制制精度、灵灵敏度、速速度及可可靠性提提高了几几个量级级，为实实现测量量控制自自动化打打下了良

10、良好的基基础。计计算机的的引入，使使仪器的的功能发发生了质质的变化化，从个个别参量量的测量量转变成成测量整整个系统统的特征征参数，从从单纯的的接收、显显示转变变为控制制、分析析、处理理、计算算与显示示输出，从从用单个个仪器进进行测量量转变成成用测量量系统进进行测量量。 990 年年代，测测量控制制与仪器器仪表科科技的突突破性进进展是仪仪器仪表表智能化化程度的的提高； DSSP 芯芯片的大大量问世世，使仪仪器仪表表数字信信号处理理功能大大大加强强；微型型机的发发展，使使仪器仪仪表具有有更强的的数据处处理能力力和图像像处理功功能；现现场总线线技术是是九十年年代迅速速发展起起来的一一种用于于各种现现

11、场自动动化设备备与其控控制系统统的网络络通信技技术， Intternnet 和 IIntrraneet 技技术也将将进入控控制领域域。现代代仪器仪仪表产品品将向着着计算机机化、网网络化、智智能化、多多功能化化的方向向发展，跨跨学科的的综合设设计、高高精尖的的制造技技术使它它能更高高速、更更灵敏、更更可靠、更更简捷地地获取被被分析、检检测、控控制对象象的全方方位信息息。未来来 100 年，更更高程度度的智能能化应包包括理解解、推理理、判断断与分析析等一系系列功能能，是数数值、逻逻辑与知知识的结结合分析析结果。利利用物理理学的新新效应和和高新技技术及其其成就开开发新型型高灵敏敏度、高高稳定性性、强

12、抗抗干扰能能力传感感器技术术和测量量控制仪仪器仪表表。如：利用高高温超导导量子干干涉器（ SGUUID ）开发发计量测测试仪器器、物理理学测试试仪器、地地学和地地质学仪仪器、化化学分析析仪器、医医学仪器器、无损损材料检检验仪器器等。利利用椭偏偏技术来来检测光光纤、光光学玻璃璃等，它它与近场场光学相相结合，不不仅可以以测量表表面精细细结构，同同时根据据近场光光学反射射偏振信信息可以以分辨出出被测物物体的材材料，这这是目前前实验研研究新探探索。将将可调谐谐稳频激激光光谱谱仪的技技术用于于高精密密的几何何量与机机械量和和多种无无形态量量的测量量，开发发新一代代微型光光纤激光光干涉仪仪，它的的测量范范

13、围可以以从纳米米到几米米或更大大的范围围，分辨辨率可达达 100nm ；它还还可用于于称重，研研制新型型电子天天平、高高分辨率率的压力力计等。发发展纳米米测量技技术，建建立纳米米计量测测试标准准，这是是当今在在计量与与测量技技术研究究中十分分活跃的的课题。由由于以信信息技术术为代表表的高新新科学技技术的突突飞猛进进，科学学分析仪仪器正在在经历一一场革命命性的变变化，传传统的光光学、热热学、电电化学、色色谱、波波谱类分分析技术术都已从从经典的的化学精精密机械械电子结结构、实实验室内内人工操操作应用用模式，转转化为光光、机、电电、算（计计算机）一一体化、自自动化的的结构，并并正向实实时的现现场、在

14、在线方向向和更名名副其实实的智能能系统发发展（带带有自诊诊断、自自控、自自调 、自自行判断断决策等等高智能能功能）。促促进科学学仪器的的工作原原理、设设计思想想、设计计方法发发生明显显变化的的关键技技术主要要有：（ 1 ）微微分析技技术即分分析仪器器的微型型化和微微量化，其其共性技技术有微微控技术术、微加加工技术术、微检检测技术术、微光光源、微微光学系系统、微微传感器器等，应应用上述述技术的的分析仪仪器有微微流控制制芯片、芯芯片实验验室、微微近红外外光谱仪仪等。（ 2 ）新新型生物物、化学学传感技技术，将将生物芯芯片技术术，新型型化学传传感技术术，智能能传感器器技术应应用于分分析仪器器的研制制

15、。（ 3 ）成成像技术术包括广广义成像像，纳米米级超高高分辨成成像，图图像信息息处理等等，具体体的领域域有核磁磁共振技技术、图图像自动动分析及及综合技技术、光光谱成像像技术、近近场光学学成像技技术等。（ 4 ）仪仪器的联联用技术术，通过过信息分分离、专专用软件件接口技技术，实实现多学学科技术术间的联联用，以以实现复复杂系统统的痕量量成份分分析、结结构分析析、形态态分析等等综合分分析，如如：色谱谱质谱谱联用、色色谱光光谱联用用等。多多台仪器器、多个个实验室室结合的的综合分分析管理理系统（ LIMMS, Labboraatorry IInfoormaatioon MManaagemmentt Sy

16、ysteem ）已已经推广广应用；仪器可可以上网网、制造造厂商可可与全球球用户或或用户之之间实现现信息交交流，厂厂商对用用户正在在使用的的仪器进进行远距距诊断、指指导正确确使用或或提出维维修指导导，各同同类仪器器用户或或相同分分析工作作用户直直接进行行数据、情情报共享享、仪器器的远程程校准和和量值溯溯源等已已指日可可待。测测量控制制与仪器器仪表在在生物、环环保、医医学等有有关人的的生存、发发展领域域的应用用日新月月异，现现代高科科技军事事方面的的发展也也促进了了测量控控制与仪仪器仪表表的应用用拓展，灵灵敏、准准确的现现场毒物物检测、生生命保障障任务也也大大扩扩大了测测量控制制与仪器器仪表的的应

17、用领领域。 2.2.22 仪器器仪表科科技发展展的特点点 根根据上述述测量控控制与仪仪器仪表表的国际际发展趋趋势，可可以总结结测量控控制与仪仪器仪表表科技发发展具有有以下主主要特点点： 技术指标标不断提提高 就就如奥林林匹克运运动的口口号是更更高、更更快、更更强一样样，测量量控制与与仪器仪仪表在提提高测量量控制的的技术指指标和功功能上是是永远的的追求，测测量控制制与仪器器仪表的的技术指指标水平平是一个个国家测测量控制制与仪器器仪表水水平的量量化标志志。以扩扩大检测测范围指指标来说说，如电电压从纳纳伏 1000 万伏伏；电阻阻从超导导至 110 114 ；谐波波测量到到 511 次；加速度度从

18、110 -4 100 4 g ；频率测测量至 10 12 HZ ；压力力测量至至 100 8 Pa 等；温温度测量量从接近近绝对零零度至 10 8 等。以以提高测测量精度度指标来来说，工工业参数数测量提提高至 0.002% 以上，航航空航天天参数测测量达到到 0.05% 以上上，计量量精度和和科学仪仪器达到到的精度度更是与与时俱进进。以提提高测量量的灵敏敏度来说说更是向向单个粒粒子、分分子、原原子级发发展。提提高测量量速度（响响应速度度），静静态 00.1 00.022ms ，动态态为 11us 。提高高可靠性性，一般般要求为为 2 55 万小小时，高高可靠要要求 225 万万小时。稳稳定性

19、( 年年变化 ) 00.055%( 高精度度仪器 ) 或或 00.1%( 一一般仪器器 ) 。提高高产品环环境适应应性，根根据不同同用户的的要求，有有高温、高高湿、高高尘、腐腐蚀、振振动、冲冲击、电电磁场、辐辐射、深深水、雨雨淋、高高电压、低低气压等等条件下下的适应应性。 大量采用用新的科科研成果果和高新新技术 测测量控制制与仪器器仪表作作为人类类认识世世界、改改造世界界的第一一手工具具，是人人类进行行科学研研究和工工程技术术开发的的最基本本工具。人人类很早早就懂得得“工欲欲善其事事，必先先利其器器”的道道理，新新的科学学研究成成果和发发现如信信息论、控控制论、系系统工程程理论，微微观和宏宏观

20、世界界研究成成果及大大量高新新技术如如微弱信信号提取取技术，计计算机软软、硬件件技术，网网络技术术，激光光技术，超超导技术术，纳米米技术等等均成为为测量控控制与仪仪器仪表表科学技技术发展展的重要要动力。仪仪器仪表表不仅本本身已成成为高技技术的新新产品，而而且利用用新原理理、新概概念、新新技术、新新材料和和新工艺艺等最新新科技成成果集成成的装置置和系统统层出不不穷。 测量单元元微小型型化、智智能化 测测量控制制与仪器器仪表大大量采用用新的传传感器、大大规模和和超大规规模集成成电路、计计算机及及专家系系统等信信息技术术产品，不不断向微微小型化化、智能能化发展展，从目目前出现现的“芯芯片式仪仪器仪表

21、表”，“芯芯片实验验室”、“芯芯片系统统”等看看，测量量单元的的微小型型化和智智能化将将是长期期发展趋趋势。从从应用技技术看，微微小型化化和智能能化测量量单元的的嵌入式式连接和和联网应应用技术术得到重重视。 测控范围围向立体体化、全全球化扩扩展，测测量控制制向系统统化、网网络化发发展 随随着仪器器仪表所所测控的的既定区区域不断断向立体体化、全全球化甚甚至星球球化发展展，仪器器仪表和和测控装装置已不不再呈单单个装置置形式，它它必然向向测控装装置系统统化、网网络化方方向发展展。例如如一个大大型水电电站的测测控系统统，仅检检测大坝坝安全性性的传感感器就达达数千个个，此外外各个发发电机组组状态及及水位

22、情情况的检检测控制制点（ I/OO 测控控点）将将超过万万点，要要达到大大型水电电站的正正常发电电和送电电，必须须将各个个测控点点的测控控装置形形成一个个有机的的测控网网络系统统。又例例如卫星星测控系系统，运运载火箭箭上配置置的各种种传感器器就达到到数千，而而卫星上上各种测测控装置置构成一一个完整整的自动动测控系系统，然然后和多多个地面面站的测测控系统统构成一一个广域域测控系系统。 便携式、手手持式以以至个性性化仪器器仪表大大量发展展 随随着生产产的发展展和人民民生活水水平的提提高，人人们对自自己的生生活质量量和健康康水平日日益关注注，检测测与人们们生活密密切相关关的各类类商品、食食品质量量的

23、仪器器仪表，预预防和治治疗疾病病的各种种医疗仪仪器是今今后发展展的一个个重要趋趋势。科科学仪器器的现场场化、实实时在线线化，特特别是家家庭和个个人使用用的健康康状况和和疾病警警示仪器器仪表将将有较大大发展。 3 现状、差差距及原原因 3.1 现现状 目目前，绝绝大部分分国产仪仪器仪表表产品的的技术水水平处于于国际上上九十年年代初、中中期的水水平。中中低档产产品品种种基本齐齐全，能能够批量量生产，且且质量稳稳定；例例如，电电工仪器器仪表在在国内市市场占有有率达 95% ，并并有 113% 产品出出口。深深圳市每每年生产产数字万万用表达达 7000 万万台，出出口世界界 900 多个个国家，中中低

24、档数数字万用用表的产产量占世世界总产产量的 80% 。少少数中高高档产品品，已接接近国际际水平。在在工程应应用技术术方面，已已经能够够承担一一部分国国家重大大工程仪仪器仪表表系统成成套工作作。如 60 万千瓦瓦火电机机组， 3500 万吨吨 / 年炼油油装置， 200000mm 3 /h 空分装装置、核核电站常常规岛控控制系统统等，开开始摆脱脱国家重重大工程程全部被被国外公公司垄断断的局面面。但在在高技术术含量的的自动化化仪表及及系统、科科学测试试仪器、传传感器元元器件等等产品的的竞争上上，国内内仪器仪仪表行业业基本上上都处于于相当被被动的境境地。总总体上说说， 220033 年国国内仪器器仪

25、表市市场需求求旺盛，增增长迅速速。受电电站、汽汽车、公公用设施施工程、住住宅建设设和国际际市场回回暖等影影响，工工业自动动化仪表表与控制制系统、车车用仪表表、电水水气用计计量仪表表和中低低档光学学仪器等等增长迅迅速。按按国家统统计局和和有关行行业部门门统计， 20003 年年国内生生产仪器器仪表销销售总额额为 9921 亿元，与与上年度度同期相相比增长长 255.8% 。其其中过程程控制系系统与检检测仪表表为 1174 亿元，同同期相比比增长 29.9% ；科学学仪器为为 1554 亿亿元，同同期相比比增长 40.18% ；环环保仪器器约为 16 亿元，同同期相比比增长 35.6% ；电能能计

26、量仪仪表为 1800 亿元元，同期期相比增增长 336.33% ；医疗仪仪器超过过 800 亿元元，同期期相比增增长 111.99% 。而而据国家家海关和和有关行行业部门门统计， 20003 年年，我国国仪器仪仪表行业业出口商商品总值值 299.4 亿美元元，与上上年度同同期相比比增长了了 522.6% ； 20003 年年仪器仪仪表的进进口金额额为 991.55 亿美美元，与与上年度度同期相相比增长长了 667.88% 。其其中过程程控制系系统与检检测仪表表为 116.77 亿美美元，科科学仪器器（包括括实验分分析仪器器和光学学仪器）为为 288.8 亿美元元，医疗疗仪器为为 100 亿美美

27、元。根根据上述述数据，中中国仪器器仪表 20003 年年的市场场总需求求量为：国内生生产仪器器仪表 20003 年年销售总总额国国内生产产仪器仪仪表 220033 年出出口销售售总额 + 220033 年仪仪器仪表表的进口口金额 = 9921 229.44 8.33 + 91.5 8.3 = 9221 2444.002 + 7559.445 = 14436.43 （亿元元）。其其中人民民币与美美元的比比价 = 1: 8.3 。因因此，可可以毫不不夸张地地说，我我国对仪仪器仪表表的需求求量的二二分之一一是由进进口产品品满足的的（实际际占 552.887% ），国国外公司司的中档档产品以以及许多多

28、关键零零部件占占有了国国内 660% 以上的的市场份份额，大大型和高高精度的的仪器仪仪表几乎乎全部依依赖进口口。 3.2 差差距 3.2.11 技术术方面的的差距 技技术方面面的差距距主要体体现在： 产品的的可靠性性较差。对对基础技技术和制制造工艺艺的研究究不够，一一些影响响可靠性性的关键键技术，如如精密加加工技术术、密封封技术、焊焊接技术术等至今今还没有有得到很很好解决决，导致致产品（特特别是高高档产品品）的性性能不够够稳定和和可靠。现现有国内内高档产产品的可可靠性指指标（平平均无故故障运行行时间）与与国外产产品相比比，大致致要相差差 1 22 个数数量级。 产品的的性能、功功能落后后。现有

29、有国内产产品在测测量精度度上要与与外国产产品相差差 1 个数量量级。在在功能上上，目前前外国产产品智能能化程度度相当高高，通过过对原始始信息的的数字处处理，更更好地排排除了外外部干扰扰对信息息影响，提提高了产产品的耐耐环境性性和测量量真实性性。而国国内现有有产品智智能化程程度还较较低。另另外，产产品的网网络化在在国外已已经进入入实用阶阶段，而而我国基基本上处处在起步步阶段。 产品技技术更新新的周期期慢。当当今国外外产品的的更新周周期大约约在 22 3 年年。新技技术的储储备往往往可以提提前到十十年。而而我国企企业往往往通过引引进外国国技术来来实现一一代产品品的更新新，引进进后又不不能很好好消化

30、吸吸收，在在新产品品开发方方面原创创性成果果很少。一一些采用用新原理理的产品品，在我我国还处处于空白白状态。科科研院所所在跟踪踪新技术术方面虽虽然有成成果，但但与企业业结合产产业化相相当艰难难。 缺乏针针对使用用对象而而开发的的专用解解决方案案。国外外近年测测量控制制与仪器器仪表的的发展趋趋势是开开发仪器器仪表与与应用对对象紧密密结合的的软件产产品，最最终向用用户提供供个性化化的解决决方案。例例如针对对 600 万千千瓦火电电机组的的机组性性能计算算软件，炼炼油工艺艺的优化化软件，专专门用于于医疗仪仪器的图图形处理理软件等等。我国国企业在在这方面面尚未形形成产业业。 3.2.22 企业业综合实

31、实力方面面的差距距 企业综合实实力方面面的差距距主要表表现在： 行业规规模小，测测量控制制与仪器器仪表行行业的总总产值较较低。不不仅是绝绝对量小小，在经经济总量量中的比比例也很很小。 20003 年年国内仪仪器仪表表总产值值仅占国国内生产产总值（ GDPP ）的的 0.82% ，国国内工业业总产值值的 11.799% 。而而据美国国商业部部国家技技术和标标准研究究院（ NISST ）提提出的报报告称：美国 90 年代仪仪器仪表表工业产产值占工工业总产产值的 4% 。仪器器仪表行行业的企企业绝大大多数是是中小企企业。全全行业有有规模以以上企业业 18887 个，年年销售额额超过 10 亿元的的不

32、足 15 个，行行业职工工总数为为 511 万，缺缺乏综合合实力强强的“旗旗舰”企企业。国国内企业业的单项项产品市市场运作作能力较较强，但但缺乏综综合实力力。在人人力、财财力上都都不能在在市场上上与外国国跨国集集团抗衡衡。因此此，在市市场竞争争方面处处于弱势势。企业业缺乏大大型工程程的工程程能力。 企业劳劳动生产产率低。由由于仪器器仪表属属于高科科技产业业，低劳劳动力成成本的作作用不明明显。国国内企业业管理水水平普遍遍低于外外国企业业，因此此，制造造高技术术含量产产品的企企业，劳劳动生产产率远低低于外国国企业。 企业技技术开发发投入普普遍不足足。由于于国内企企业几乎乎全部是是中、小小型企业业，

33、在人人力、财财力方面面都不能能支持足足够的、长长期的技技术创新新投入。以以科学仪仪器为例例 ，一一般国外外公司的的开发投投入占销销售额的的 100% ，而而我国仅仅占 33% 。 3.3 原原因 造造成以上上差距的的主要原原因是 运行机机制不能能适应市市场经济济发展的的要求。在在发展的的过程中中，一批批国家投投资的骨骨干企业业面临产产品老化化、技术术人员流流失的严严峻局面面，生产产与经营营困难；一批机机制创新新、运行行灵活的的企业正正在逐步步成为新新的亮点点，但多多半尚未未能掌握握先进核核心技术术，创新新成果少少，还不不能与外外国大公公司抗衡衡。 产、学学、研、金金（融）、政政（府）、用用（户

34、）有有机结合合的体制制和政策策没有形形成。测测量控制制与仪器器仪表是是典型知知识密集集、技术术密集型型产品，敏敏感于高高科技发发展，是是多种高高新技术术融合的的综合体体，因此此，产、学学、研、政政、金、用用的有机机结合就就显得十十分重要要。条块块分割，各各自为战战，低水水平重复复，难以以形成合合力，缺缺乏有效效的引导导。科研研成果产产业化率率低的问问题仍然然十分突突出。 缺乏国国家强有有力的研研究支援援体制。测测量控制制与仪器器仪表行行业品种种多、批批量小，需需要长期期的、坚坚持不懈懈的投入入。但目目前投资资总量不不足且投投资效益益不佳。投投资途径径分散，难难以集中中重点。课课题的选选定和研研

35、究成果果的公正正且透明明的评价价体制尚尚不完善善。企业业既不能能像外国国那样完完全按照照市场经经济规则则参与竞竞争，又又缺乏包包括研究究资源的的战略投投资、新新技术市市场化所所需要的的市场环环境的整整顿等国国家战略略。 此此外，缺缺乏高层层次的复复合型人人才和熟熟悉、精精通各学学科交叉叉的综合合型人才才，也是是造成差差距的一一个重要要原因。 国国际上测测量控制制与仪器器仪表行行业技术术发展十十分迅速速，我们们如果不不能在一一些关键键技术和和产品上上有所突突破，对对我国国国民经济济发展的的独立性性、完整整性和安安全性都都会产生生深远的的影响。 4 测量控控制与仪仪器仪表表科技未未来需求求 科科技

36、未来来需求是是确定测测量控制制与仪器器仪表业业发展战战略和发发展重点点的基础础。总的的来说，在在工业生生产中，仪仪器仪表表是“倍倍增器”。在在科学研研究中，仪仪器仪表表是“先先行官”。在在军事上上，仪器器仪表是是“战斗斗力”。此此外，现现代仪器器仪表在在当今社社会还发发挥出“物物化法官官”的重重要作用用。同时时，仪器器仪表在在试验教教学、气气象预报报、大地地测绘、诊诊治疾病病、指挥挥交通、探探测灾情情等社会会生活许许多领域域都有广广泛应用用，需求求遍及“农农轻重、海海陆空、吃吃穿用”无无所不在在。下面面主要从从未来 17 年 , 国民民经济、社社会发展展和国防防安全的的战略目目标，分分析测量量

37、控制与与仪器仪仪表科技技的未来来需求： AA 、国国民经济济的发展展要改变变产品挡挡次低、技技术含量量低、主主要靠数数量增加加的粗放放式发展展模式，走走以质取取胜的集集约式发发展之路路，必须须广泛采采用信息息技术，用用信息化化带动传传统产业业的发展展。测量量控制与与仪器仪仪表是信信息技术术的重要要组成部部分，在在实现“精精确工业业”、“精精细农业业” 的过过程中有有巨大的的需求。 BB 、科科学技术术是第一一生产力力，科教教兴国已已成为既既定国策策。大力力加强科科研和建建立以企企业为主主的技术术创新体体系，提提高自主主开发和和自主创创新能力力，测量量控制与与仪器仪仪表科技技必须先先行。 CC

38、、面面对世界界超级大大国的超超强“精精确打击击”军力力，为了了国家的的国防安安全，部部队的快快速反应应能力和和武器的的精确打打击能力力急需提提高，对对作为军军事上战战斗力的的测量控控制与仪仪器仪表表科技同同样有巨巨大的需需求。 DD 、面面对资源源短缺、水水资源危危机、生生态环境境恶化的的严峻局局面，要要保障人人民健康康和社会会的可持持续发展展，必须须加强生生命科学学、食品品安全、环环境保护护、公共共安全（包包括反恐恐、反毒毒）、商商品质检检、临床床医学、医医药科学学等领域域的研究究和发展展，从而而增加对对测量控控制与仪仪器仪表表科技的的未来需需求。 5 测量控控制与仪仪器仪表表产业发发展方向

39、向、重点点项目建建议 根根据国民民经济、科科学研究究、国防防建设、社社会发展展各方面面对测量量控制与与仪器仪仪表的需需求，综综合关键键共性技技术部分分作为产产业的发发展方向向，提出出重点项项目建议议。 5.1 测测量控制制与仪器器仪表产产业发展展方向建建议 20006-220200 年期期间，我我国测量量控制与与仪器仪仪表产业业发展的的方向是是： 5.1.11 工业业自动化化仪表与与控制系系统 AA. 以以石油、化化工、钢钢铁、电电力、交交通运输输、国防防安全、环环保、轻轻工、水水利等重重大工程程项目为为依托，致致力于新新一代主主控系统统及其综综合自动动化开发发和产业业化，主主要包括括集散控控

40、制系统统、现场场总线控控制系统统和以工工业计算算机为基基础的开开放式控控制系统统、工业业生产中中的质控控体系等等；国内内生产的的产品， 20110 年年要满足足 500% 的的大型系系统， 20220 年年要能满满足 885% 的大型型系统。 BB. 先先进控制制、优化化软件开开发与产产业化技技术，主主要包括括先进控控制技术术、过程程优化技技术、实实时监控控软件平平台、信信息集成成软件平平台、系系统集成成技术等等； 220100 年要要具有“交交钥匙”自自控系统统 300% 的的能力，到到 20020 年， 50% 的工工程项目目做到“交交钥匙”。 CC. 智智能仪表表、采用用现场总总线技术术

41、与实时时工业以以太网技技术的检检测仪表表、执行行器与变变送器、成成套专用用控制装装置和成成套专用用优化系系统的开开发与产产业化； 20010 年国内内生产的的产品品品种和价价值均要要达到 70% ， 20220 年年达到 85% 。 5.1.22 科学学仪器 220100 年老老产品要要更新换换代，国国内生产产的产品品品种和和价值达达到市场场需求的的 500% ， 20220 年年达到 75% 。重重点围绕绕生命科科学、农农业和食食品、材材料科学学、环境境与能源源等直接接关系到到人类生生存和发发展的各各学科和和领域的的需求，加加强引进进消化、自自主研究究、开发发和产业业化。要要加快科科学仪器器

42、在线化化和固态态化的进进程，进进一步提提高科学学仪器的的功能，扩扩大科学学仪器的的应用领领域 。 AA. 量量大面广广的通用用仪器 重重点解决决色谱、光光谱、质质谱、电电化学等等各类通通用仪器器的稳定定和可靠靠性，开开发高灵灵敏检测测器和高高精度传传感器，进进一步提提高仪器器的技术术水平和和设计制制造能力力。 BB. 特特定领域域的专用用仪器 农农产品品品质和食食品营养养成分检检测、农农药及残残留量检检测、土土壤速测测等农业业和食品品专用仪仪器；海海洋仪器器；大气气、水和和固体废废弃物安安全监测测和预警警用成套套环境专专用仪器器，各种种灾害监监测仪器器；生命命科学用用分离分分析仪器器及面向向医

43、疗单单位包括括中小医医院的各各种生化化分析仪仪器；计计量仪器器；航天天仪器等等。 CC. 有有自主知知识产权权和特色色的新型型仪器 重重点发展展各种微微分析仪仪器、智智能仪器器、联用用仪器、虚虚拟仪器器、成像像仪器及及相关技技术和部部件。 DD. 科科学仪器器软件和和支撑系系统 着着重发展展各种科科学仪器器应用软软件、标标准化数数据处理理软件，提提供使用用可靠、扩扩展性强强的通用用型科学学仪器开开发平台台和仪器器测控数数据系统统以及支支撑系统统。 5.1.33 医疗疗仪器 220100 年国国内生产产的产品品品种和和价值达达到市场场需求的的 500% ，到到 20020 年达到到 700% 。

44、 AA. 开开发研制制医用光光学仪器器，包括括内窥镜镜、眼科科光学仪仪器、手手术显微微镜等。 BB. 以以全数字字化成像像、高档档黑白超超和彩超超、新型型换能器器为研发发关键技技术的超超声医用用仪器。 CC. 研研究开发发数字化化核磁、 X 线线影像系系统，高高温超导导型核磁磁共振系系统，精精细手术术和微创创手术系系统等大大型医疗疗仪器及及临床信信息系统统。 DD. 研研究开发发高能智智能化肿肿瘤治疗疗大型仪仪器系统统，包括括数字化化控制系系统、高高能管技技术、放放疗模拟拟定位机机改造，以以及多光光阑系统统等关键键技术。 EE. 结结合面向向社区、家家庭的小小型化和和便携式式医疗仪仪器远程程通

45、信和和网络化化的发展展，加强强预防医医疗系统统及疾病病控制系系统的研研究开发发。 5.1.44 电测测仪器与与自动测测试系统统 AA 精精密数字字电表、自自动测试试技术与与系统集集成技术术，网络络化技术术； 220100 年生生产线关关键工序序配备自自动化监监测仪器器，在线线检测和和故障诊诊断系统统，满足足 200% 的的企业建建立整机机自动化化检测系系统， 20220 年年， 550% 的企业业建立整整机自动动化测试试系统，实实现在线线自动检检测，发发展微机机智能检检测。 BB. 通通信、计计算机、网网络测量量技术、集集成电路路测量仪仪器及自自动测试试系统； CC. 微微波，毫毫米波测测量仪

46、器器及测试试系统； DD. 数数字电视视、广播播、多媒媒体测试试技术、测测量仪器器及测试试系统； EE. 航航天航空空自动测测试系统统及设备备； FF. 可可大量出出口的电电测仪器器仪表；如电度度表、数数字万用用表等。 5.1.55 计量量测试仪仪器 计计量测试试仪器是是保证设设备产品品质量，提提高产品品创新能能力的不不可或缺缺的手段段。我国国计量测测试仪器器的落后后，在一一定程度度上制约约了我国国制造业业的发展展。随着着科学技技术发展展，国际际上新的的基于高高新技术术的基准准标准不不断出现现。加入入 WTTO 后后，我国国的计量量水平与与国际水水平的一一致性变变得越来来越重要要。必须须使我国

47、国的计量量能力保保持与我我国经济济发展相相适应的的水平。因因此，开开展重要要的计量量基准的的研究也也是振兴兴装备业业的重要要组成部部分。 AA. 基基于量子子物理的的计量基基标准的的建立，包包括交流流约瑟夫夫森电压压基准、量量子化霍霍尔电阻阻基准和和单电子子隧道效效应电流流基准构构成的现现代电学学计量基基标准等等； BB. 量量子计量量基标准准所需的的量子计计量器件件的研制制，包括括交、直直流约瑟瑟夫森电电压阵列列器件，交交、直流流量子化化霍尔电电阻器件件和超导导量子干干涉器等等； CC 先先进机械械制造中中、微电电子制造造业中的的几何量量在线计计量仪器器，包括括：视觉觉传感器器和其它它在线测

48、测量传感感器；光光电式数数字化无无导轨在在线三坐坐标测量量机；大大尺寸三三维空间间坐标现现场校准准等； DD. 远远程计量量校准，包包括：在在线测量量仪器动动态校准准和量值值溯源等等。 5.1.66 传感感器、元元器件、制制造工艺艺及仪表表材料 AA. 用用于现场场总线及及智能化化仪表的的压力、温温度、流流量、液液位等新新型传感感器；用用于环保保等领域域的多功功能传感感器；生生物传感感器；智智能传感感器；航航天航空空领域需需求的微微型化传传感器等等； BB. 元元器件：特殊弹弹性元件件；计数数器；仪仪表专用用电路 (ASSIC) 和厚厚膜电路路；测控控模块、接接插件；测量系系统的插插件机箱箱；

49、 CC. 仪仪表材料料重点研研究开发发薄膜化化、小型型化、纤纤维化、粉粉体化、复复合化、多多功能化化、材料料元件件一体化化、智能能化等各各种新材材料；纳纳米材料料；功能能陶瓷材材料。 5.1.77 测量量控制与与仪器仪仪表基础础技术 AA. 新新工艺，如如微米 / 纳纳米制造造工艺等等； BB. 提提高稳定定性和可可靠性的的共性技技术； CC. 系系统集成成应用软软件技术术； DD. 测测量控制制网络化化应用技技术； EE. 大大型、精精密和超超精密制制造中的的测量控控制技术术，包括括特大型型及关键键零件制制造中的的测量控控制技术术，亚微微米到纳纳米级的的细微制制造中的的测量控控制技术术，数字

50、字化、智智能化制制造中的的测量控控制技术术等； FF. 工工业控制制通信协协议标准准技术，共共性基础础标准技技术等。 5.2 测测量控制制与仪器器仪表科科技发展展重点项项目建议议 从从测量控控制与仪仪器仪表表各领域域相互关关系、共共性问题题以及我我国国民民经济、科科学研究究、国防防建设、社社会发展展全局进进行战略略研究，测测量控制制与仪器器仪表科科技发展展重点项项目建议议如下： （ 1 ）新新型传感感器及信信息获取取技术； （ 2 ）与与国家重重点工程程相配套套的过程程控制系系统和测测控装备备及其系系统集成成技术； （ 3 ）精精确制造造中的测测量控制制技术及及仪器仪仪表； （ 4 ）科科学仪

51、器器中的微微分析仪仪器及其其关键技技术； （ 5 ）数数字化医医疗仪器器及其关关键技术术； （ 6 ）基基于现代代量子物物理的计计量基标标准系统统。 5.2.11 新型型传感器器及信息息获取、传传感技术术 传传感技术术不仅是是检测的的基础，它它也是控控制的基基础。这这不仅因因为控制制必须以以检测输输入的信信息为基基础；并并且是由由于控制制达到的的精度和和状态，必必需感知知，否则则不明确确控制效效果的控控制仍然然是盲目目的控制制。信息息获取、传传感技术术是所有有测量控控制仪器器仪表的的基础技技术；新新型传感感器是发发展高水水平测量量控制仪仪器仪表表的基础础。传感感技术已已成为制制约测量量控制仪仪

52、器仪表表发展的的瓶颈。 新新型传感感器及信信息获取取、传感感技术主主要是客客观世界界有用信信息的检检测，它它包括有有用被测测量敏感感技术，涉涉及各学学科工作作原理、遥遥感遥测测、新材材料等技技术；信信息融合合技术，传传感器制制造技术术等。信信息融合合技术涉涉及传感感器分布布，微弱弱信号提提取（增增强），传传感信息息融合，成成像等技技术；传传感器制制造技术术涉及微微加工，生生物芯片片，新工工艺等技技术。 新新型传感感器及信信息获取取、传感感技术具具体项目目的立项项宜同重重大工程程项目相相结合。 5.2.22 与国国家重点点工程相相配套的的过程控控制系统统和测控控装备及及其系统统集成技技术 工工业

53、发达达国家高高新技术术仪器仪仪表产品品品种约约占总品品种数的的 755% ，而而国内还还不到 20% 。工工业自动动化仪表表和控制制系统的的仪表品品种国内内满足率率，一般般性工程程项目达达 800% ，大大型工程程项目还还不到 50% ，与与国家重重点工程程相配套套的过程程控制系系统和测测控装备备主要解解决智能能化和高高精度、高高可靠性性、大量量程、耐耐腐蚀、全全密封、防防爆等有有特殊要要求的自自动化仪仪表品种种。主要要包括符符合现场场要求的的各类传传感器及及检测仪仪表，实实时流程程分析仪仪器及在在线分析析技术，新新型现场场控制系系统， e 网网控制系系统，以以工业控控制计算算机、可可编程控控

54、制为基基础的开开放式控控制系统统及先进进控制技技术，特特种测控控装备和和测控技技术，系系统成套套集成技技术等。 系系统集成成技术直直接影响响测量控控制仪器器仪表的的应用广广度和水水平，特特别是对对大工程程、大系系统、大大型装置置的自动动化程度度和效益益有决定定性影响响，它是是系统级级层次上上的信息息融合控控制技术术，包括括系统的的需求分分析和建建模技术术，物理理层配置置技术，系系统各部部份信息息通信转转换技术术，应用用层控制制策略实实施技术术等。在在操作人人员为多多种不同同岗位的的操作群群体情况况下，还还应包括括各级操操作人员员需求分分析技术术。系统统集成技技术还涉涉及智能能控制技技术，它它要

55、求测测控系统统以接近近最佳方方式监控控智能化化工具、装装备、系系统以达达到既定定目标的的技术，是是直接涉涉及测控控系统的的效益发发挥的技技术，是是从信息息技术向向知识经经济技术术发展的的关键。智智能控制制技术可可以说是是测控系系统中最最重要和和最关键键的软件件资源。从从目前发发展趋势势看，在在企业信信息化 ERPP/MEES/PPCS 三级结结构的计计算机测测控系统统中 , 软件件的价格格已超过过硬件的的 3 倍。而而有关石石化、冶冶金、电电力、制制药行业业中自动动化测控控系统的的先进控控制软件件价格就就超过系系统硬件件价格。智智能控制制技术包包括仿人人的特征征提取技技术，目目标自动动辨识技技

56、术，知知识的自自学习技技术，环环境的自自适应技技术，最最佳决策策技术等等。 5.2.33 科学学仪器中中的微分分析仪器器及其关关键技术术 分分析仪器器是科学学仪器中中最重要要和发展展最快的的组成部部分 , 而微微分析仪仪器包含含的微量量检测、微微型化、高高灵敏度度、高分分辨率和和高智能能化内涵涵，则代代表了分分析仪器器的一个个重要发发展趋势势和技术术水平，在在生命科科学、食食品安全全、环境境保护、公公共安全全（包括括反恐、反反毒）、临临床医学学、医药药科学和和化工等等领域得得到越来来越多的的应用。 微微分析仪仪器及其其关键技技术主要要内容：（ 11 ）开开展高灵灵敏度、高高分辨率率、高性性能水

57、平平的微结结构型传传感器研研究，将将生物芯芯片技术术、新型型化学传传感器技技术、多多组分（多多参数）集集成传感感器技术术应用于于分析仪仪器的研研制和开开发。（ 2 ）开开展分析析仪器微微型化和和相关微微分析技技术的研研究，重重点进行行微分析析仪器使使用的共共性技术术和新技技术的研研究，如如微流控控技术、微微加工技技术、微微检测技技术、微微光源、全全点子分分光系统统、微分分光仪、新新型芯片片等的研研究。（ 3 ）过过程分析析、在线线分析使使用的微微分析仪仪器及其其关键技技术研究究。（ 4 ）不不同类别别分析器器联用技技术的研研究。当当复杂基基体的微微量、痕痕量物质质的含量量及结构构分析对对分析对

58、对象的分分辨能力力提出极极高的要要求，单单一的分分离技术术甚至质质谱分离离技术均均已无法法从复杂杂的信息息中分离离出所需需的有用用信息时时，需要要通过相相关不同同类别分分析器的的联用技技术对物物质的成成分、结结构、形形态甚至至综合形形态进行行分析，以以便同时时获得原原子和分分子的信信息。 5.2.44 精确确制造中中的测量量控制技技术及仪仪器仪表表 先先进制造造业的规规模和水水平是衡衡量一个个国家综综合实力力和现代代化程度度的主要要标志。为为使我国国由一个个“制造造大国”转转变为一一个“制制造强国国”，必必须实现现从传统统制造向向精确制制造的转转变。精精确制造造中的测测量控制制技术是是实现制制

59、造过程程高附加加值和产产品高品品质的保保障。精精确制造造中的测测量控制制技术及及仪器仪仪表，主主要包括括：网络络化、协协同化、开开放型的的测控技技术及系系统组成成，重大大工程中中的特大大型及关关键零部部件成形形及加工工制造中中的测控控技术及及仪器仪仪表，精精密成形形制造及及超精密密加工制制造中的的测控技技术及仪仪器仪表表，制造造过程中中的无损损检测技技术及仪仪器仪表表，激光光加工中中的测控控技术及及仪器仪仪表，亚亚微米到到纳米级级微细制制造中的的测控技技术及仪仪器仪表表，智能能仿生自自适应技技术及仪仪器仪表表等。 5.2.55 数字字化医疗疗仪器及及其关键键技术 以以数字化化技术带带动传统统医

60、疗仪仪器的发发展，满满足人民民健康的的需求。发发展重点点是数字字化医学学影像诊诊断设备备，数字字化物理理治疗和和手术设设备，数数字化显显微、内内窥和激激光诊疗疗设备，数数字化医医疗信息息系统。关关键技术术：生物物传感及及数字成成像技术术，高能能射束监监控及机机器人或或机械手手操作技技术，显显微内窥窥光学及及激光监监控技术术等。 5.2.66 基于于现代量量子物理理的计量量基标准准系统 计计量基标标准是计计量科技技的核心心，是国国家测量量量值溯溯源的源源头。计计量科学学研究的的主要目目的是不不断提高高计量基基标准的的精度和和测量的的准确度度。目前前，国际际上的计计量科技技发展趋趋势是由由实物计计