一、制約我國科學儀器產業技術進步的主要問題
近年來我國科學儀器產業取得了長足的進步,但是產業技術水平和產業規模仍與國外存在較大差距,中高端儀器設備長期依靠進口的局面未得到根本改變。隨著外資企業推進本土化建設戰略,我國的科學儀器產業群面臨巨大挑戰。目前,我國科學儀器產業技術創新活動面臨的主要問題包括:
(1)原創性儀器的研發能力嚴重不足
我國科學儀器絕大多數是從仿制國外儀器起步的。而國外儀器從原理性研究、開發、生產和應用方法的建立,已有著一整套完整體系,保證了原創性科學儀器的不斷出現。我國即使仿制成功,由于先天不足,導致始終處于跟蹤模仿的階段,難以出現原創性科學儀器成果。
(2)復雜系統的設計與總成能力比較欠缺
科學儀器技術原理復雜,組件多,工藝要求高。對于一些大型分析儀器(如質譜等),其設計與總成往往存在很大問題。即使對于原理和結構相對簡單的儀器,由于需要面向應用領域形成集成應用系統,也造成集成系統的復雜性大大增加。需采用模塊分割,集中多方力量在統一規劃、標準指導下共同攻關。
(3)先進制造技術對科學儀器技術進步起到支撐作用弱
科學儀器是一門綜合性很強的學科,制造技術是影響我國科學儀器性能、水平和成本的主要瓶頸之一。先進制造不僅包括整機組裝,更包括各類關鍵零部件,如各類自動分析設備中的泵、閥、檢測器件和傳感器等。先進制造保障可靠性和精度的共性技術。目前,由于我國先進制造能力未能形成對科學儀器的支撐,,造成關鍵零部件主要依賴于進口,制約了科學儀器產業技術的整體水平。
(4)高性能材料已成為科學儀器技術進步的瓶頸之一
材料是影響大多數科學儀器的關鍵因素之一。這種影響體現在儀器制造過程對結構材料的需求,也包括儀器使用過程中對特種功能材料的需求。例如對于分析儀器而言,如色譜柱的填料,生物分析技術中的抗體、酶、微生物,化學分析中的試劑配方等都是影響儀器性能的重要材料。
(5)系統應用方法和解決方案與科學儀器技術推廣的之間的相互制約
我國科學儀器系統的應用方法開發上存在明顯不足。由于無法證明儀器的適用性,無法指導用戶的使用,不能提供較多可供參考的應用方案,影響到科學儀器的應用推廣。這一問題同時影響了科學儀器水平和質量的提高。為了使我國的科學儀器能可靠、有效地解決實際問題,推動我國科學儀器產業做強做大,需要根據不同行業的應用需求,開展應用方法和整體解決方案的開發。
(6)科學儀器產業技術亟需加強標準化建設
科學儀器設備技術門類繁多,應用行業廣,因此科學儀器的標準化一直是制約科學儀器發展的難題之一。由于絕大多數企業以企標為依據,企標又以企業自身能力為基礎,因此對設備配套集成與儀器應用都形成了巨大的障礙;另外由于在儀器制造、使用等環節缺乏相應的國家標準或者行業規范,造成科學儀器產品質量良莠不齊,儀器用戶無所適從的局面。這既不利于國產儀器的推廣,也使國外儀器更具市場優勢。因此,加強標準化建設是科學儀器產業發展的當務之急。
二、構建科學儀器產業技術創新鏈,規劃產業技術發展方向,促進科學儀器產業技術進步
長三角科學儀器產業技術創新戰略聯盟(以下簡稱聯盟)自2009年11月成立以來,深入調研科學儀器產業狀況,努力規劃產業技術發展方向,構建產業技術創新鏈。
科學儀器產業作為國家戰略性、支撐性產業,其基本特點是:
——科學儀器的原理和核心技術具有互通性,科學儀器的應用面向各行業領域,應用行業對儀器儀表提出了不同的技術要求。
——科學儀器是精密設備,制造技術是提高科學儀器創新績效的重要保障,同時科學儀器也能為制造技術提供支撐。
——科學儀器依托科學原理,面向應用行業,涉及多學科領域,不同原理和技術需求會催生出不同類型的科學儀器,其創新活動是復雜的系統工程。
基于上述特點,科學儀器產業技術創新鏈相對較長。這一創新鏈是以應用需求為導向,以科學原理方法設計為基礎,以先進制造為保障,采用系統工程原理開展儀器設計與開發活動,針對具體的應用領域,通過系統集成、應用實驗等方式實現解決方案。針對不同的應用領域,其產業技術創新鏈均應遵循這一路徑。這也意味著,科學儀器產業技術創新鏈是由平行排列的多條“產學研用”路徑所組成。

針對產業技術創新鏈和我國科學儀器關鍵問題分析的基礎上,結合我國各行業發展特點和社會需求,聯盟以行業需求為引導,規劃了4類技術創新方向。其中下述1、2類是以行業需求為導向,構建的2條完整技術創新鏈。下述3、4類是根據產業技術創新鏈上的關鍵節點,設計共性問題的研發方向。具體如下:
(1)在線科學儀器設備和技術
過程工業是我國重要的經濟支柱產業。其中,傳統鋼鐵、化工、煤炭等工業生產領域當前正處于轉型中,迫切需要實現節能減排、安全生產。新興的生物過程技術產業中生物能源、生物制藥、發酵等在國民經濟發展占據越來越重要的地位,涉及行業產值均以億元計,是國家重點支持的發展領域。這些行業均需要在線科學儀器、技術和方法的支持,滿足對生產過程的監測和控制。
(2)應用于公共安全監測的科學儀器設備和技術
隨著全球一體化,地區、國家之間的交流日益增多。公共安全已經成為非常重要社會問題。公共安全主要涉及食品安全、環境監控、疾病預防控制、檢驗檢疫等,以及如毒品、反恐、防爆等國土安全領域。開發相應的速測儀器、確證性儀器,并提出系統集成應用解決方案,不僅具有巨大的經濟效益,同時具有重要的社會效益。
(3)核心技術和關鍵部件
為提高整機開發效率,應構建科學儀器良好的產業技術基礎。這需要對核心技術和關鍵部件進行集中攻關。通過攻關,形成系列化的專有部件和產品,形成對多種類型的科學儀器和系統的廣泛支持,有利于改變當前我國科學儀器產業無序、低效、重復建設狀態。
(4)科學儀器標準化和物聯網集成技術
當前科學儀器標準(包括數字化標準)極其缺乏,極大阻礙了儀器的高端化、增值服務和應用。因此,推動標準的制定、推廣、認證是聯盟的長期策略。此外,標準化的缺位,也是儀器互聯(科學儀器物聯網)的主要障礙之一。聯盟將以物聯網為重點應用背景,開展物聯網集成技術攻關,引導科學儀器行業進入物聯網時代。
三、規范管理模式、加強專職化建設,建立利益共享、風險共擔的聯盟運行機制
聯盟自2009正式運行以來,已有48家成員單位?,F成立了理事會、專家委員會、顧問組、政府工作指導小組和秘書處。其中,理事會由成員單位共同組建,是最高決策機構。聯盟從儀器、分析測試、先進制造、應用行業等領域篩選專家,組建了一支由2名院士領銜共36人組成的專家委員會,對聯盟技術發展方向、重大科研項目、重大設備的引進等進行咨詢決策,審查并確定產業技術發展方向、目標、重點、實施路線,鑒評科學儀器技術與設備的技術水平和應用價值。為了進一步保障聯盟技術發展方向的正確性,聯盟還建設了由9名院士組成的顧問團隊。聯盟秘書處負責執行理事會決議,開展日常管理和科技服務工作。
目前,聯盟擁有260平方米的辦公場地,建立了600多平方米的應用示范中心;秘書處已擁有專職人員6人,兼職8人;開辦了《科學儀器信息簡報》,建設了門戶網站(http://www.c-satisi.org)。累計召開全體理事大會3次,理事長會議3次,專家委員會會議2次,秘書長會議8次,秘書處工作會議36次,開辦科學儀器技術論壇及儀器會展2次。
雖然聯盟工作已有較好進展,但是聯盟還面臨很多問題。主要是:聯盟組織結構還比較松散,聯盟成員單位之間缺乏共同利益的紐帶。
為了有效發揮聯盟優勢,形成技術創新的合力,聯盟今后加強管理、優化運行的主要打算是:
整合聯盟資源,圍繞技術創新鏈,積極爭取縱橫向科技項目,組織拓展聯盟成員儀器產品的國內外市場,開展聯盟內部產學研對接活動,組織制定儀器標準,逐步建立聯盟成員的利益共享機制,不斷增強聯盟的凝聚力。
靈活用人制度,從聯盟內外采用借調、柔性引進等多種方式引進人才,擴充專職化隊伍。強化聯盟秘書處職責,增強秘書處的執行力。
強化聯盟工作運行中的市場化機制,提高成員單位參與的積極性和參與度;建立聯盟“知識產權倉庫”,理順聯盟成員的責、權、利的關系。
積極開展聯盟科技服務業務,包括共性技術成果推廣與服務,整體解決方案的提出、分工與協作,采用第三方實驗室等形式實現系統集成與應用創新,性能評測體系與儀器標準建設等。
