發布時間：2021-03-12所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：文章簡要介紹了精密儀器設備的作用，分析了相關關鍵技術發展概況，剖析了與國外發達國家的差距，結合十三五時期發展規劃，探討了精密儀器設備的發展路徑。 關鍵詞：精密儀器裝備;發展戰略 精密儀器裝備廣泛應用于科研等領域，大量具有世界先進水平的精
摘要：文章簡要介紹了精密儀器設備的作用，分析了相關關鍵技術發展概況，剖析了與國外發達國家的差距，結合十三五時期發展規劃，探討了精密儀器設備的發展路徑。
關鍵詞：精密儀器裝備;發展戰略
精密儀器裝備廣泛應用于科研等領域，大量具有世界先進水平的精密儀器，是實現制造大國向制造強國轉變的必要基礎。目前國內精密儀器產業發展與國外存在巨大差距。重大科學儀器設備研發項目以國家戰略目標為導向，建設創新型國家，迫切需要進一步加強重大科學儀器設備的研發創新。我國科學儀器設備發展面臨由于基礎薄弱帶來的巨大挑戰。必須從國家戰略層面探索發展路徑，創造良好環境。
1精密儀器裝備的作用
中國科學院院士王大珩總結儀器的作用說，儀器儀表是科研的先行官，軍事的戰斗力。在科研最高榮譽諾貝爾獎中，近1/3的物理化學家那個與儀器緊密相關，現代科研中，儀器是科研的重要內容，沒有激光干涉引力波天文臺就不能成功探測引力波[1]。
精密儀器裝備對國民經濟有巨大的拉動作用，為自動化及流程分析，需要大量種類繁多的分析檢測儀器完成。90年代初，儀器儀表工藝總產值對國民經濟的影響達66%，工藝生產中應用大量的精密裝備，機床，工業機器人等實現各種以往人工無法完成的任務。
精密儀器裝備在軍事領域的應用，極大的提高了偵查效率，偵查衛星活躍在太空中，精確制導技術大幅提高了戰術打擊成功率。激光制導炸彈對目標的有效性是傳統炸彈的200倍。使用激光制導炸彈的次數約為總攻擊次數的10%。越戰期間，美軍出動采用常規炸彈的飛機873架次，未能炸毀大橋，采用激光制導智能炸彈，第一次攻擊就成功摧毀目標。無論科技發展，或是國民經濟建設，都精密儀器都發揮不可替代的作用。
2各國精密儀器裝備的發展
各國將精密儀器裝備作為重要戰略行業支持發展。美國經濟地位受到中日的激烈競爭，但始終保持高技術領域的領先優勢，美國政府仍為高新技術發展提供支持。美國科學基金會《NSF2020愿景》開發可用于生物技術等領域的新儀器。NSF設立了主要科學儀器設備計劃，地球科學儀器設備等計劃，美國衛生部，國防部等部門均有多種儀器計劃。
日本文科部省自1995年開始制定科學基本計劃，基于因特網，大力推進學術研究，先進科學儀器計劃主要包括納米材料研究儀器平臺計劃，高端基礎研究科學儀器共享平臺建設計劃。
德國教育研究部資助高校使用大型儀器進行高水準的基礎研究。英國科技辦將研究，研究設施作為資助目標，建立工程與自然科學研究理事會，針對重要的儀器設備形成系列儀器設備路線圖。
3中國精密儀器裝備的發展現狀
新中國成立以來十分重視精密儀器研制工作，1950年在中科院設立儀器館，為現中科院光學儀器精密機械研究所，《國家中長期科技發展規劃綱要》明確將科學儀器創新作為優先發展戰略領域，2011年，財政部設立國家重大科學儀器設備開發專項資金[2]。
大型科研儀器方面，2013年，由科技部計劃司編制的《國家重點科技基礎條件資源調查報告》首次公布，統計表明，中國大型科研儀器未完全擺脫主要依靠國外進口的尷尬局面，購置設備進口比例達78%，在生物醫藥等新型領域進口比率近90%。
2016年中國集成電路進口超2000億美元，目前廣泛應用的深紫光刻機被阿斯麥，尼康等公司壟斷，2017年一季度財務報告顯示，EUV系統進口未交貨定單總價值超23億歐元。英特爾公司，臺灣積體電路制造等公司大規模應用14nm工藝，中芯國際集成電路公司制造工藝僅能達到28nm。
2015年中國機床消費總額達275億美元，德日意等國家生產機床60%以上用于出口，中國機床行業從只能生產簡易皮帶，到成為世界第一機床生產國進步巨大，但目前仍是世界最大的機床進口國。高檔機床基本依靠進口，一套復雜數控系統軟件包的費用接近母雞費用。
從不同的行業領域發展現狀可見，中國的精密儀器裝備規模得到極大提高，但相關產業實際存在極大的核心技術危機，低端產能過剩，制造業空心化風險加大，極大影響中國制造業的進步發展。
4國內核心關鍵技術與國外對比
在精密儀器裝備涉及的多個核心關鍵技術中，中國精密儀器裝備整機行業落后，原因在于中國科技基礎的薄弱，中國實驗發展資金投入高于基礎應用研究，但基礎投入的不足導致多種基礎關鍵技術的緩慢發展，產品競爭力不足。中國的科技水平向并跑轉變，必須不斷加強基礎研發投入。才能支撐創新性社會的發展，為國家戰略安全提供可靠的原始創新動力
4.1材料科學
精密儀器裝備系統整體差距源于核心技術落后。材料性能具有決定性的影響，包括光學傳輸材料等功能性材料，及構建儀器本體的結構材料。
反射鏡是大型天文望遠鏡的關鍵技術，目前大口徑望遠鏡反射鏡材料主要有德國肖特極端的微晶玻璃，目前國內用于天文觀測的望遠鏡最大單體口徑僅為2.16m,采用sic材料的Her⁃schel望眼鏡在2009年聲控，長春光學精密機械研究所206年成功研制4msic材料，但難以彌補大口徑反射鏡材料方面的巨大差距。
相關期刊推薦：《化工管理》雜志(月刊)創刊于1986年，是國家新聞出版總署正式批準的唯一化工企業綜合管理類期刊，面向國內外公開發行。主要欄目設置：咨詢、熱點聚焦、專家訪談、產業發展、管理創新、人物企業、領導藝術、管理學堂等。
碳纖維強度拉伸模量是鋼的2～3倍，抗拉強度是鋼的7.9倍，是尖端武器裝備必不可少的戰略基礎材料，但產品應用主要集中于高色粉與釣魚桿等地段產品領域，難以滿足高端產品的碳纖維需求。國內在高彈性碳纖維方面仍有較大差距。國產T8000材料中，直徑測量儀來自日本，表面成分與力學性能測試儀來自英國[3]。
4.2光學技術
光學技術在精密儀器裝備中應用廣泛，在精密儀器裝備領域所需的高性能激光仍主要依賴進口，在工業上廣泛應用的大功率光線激光器，高端產品方面仍需后續市場檢驗。
美國空間監視望遠鏡創新采用曲面焦平面電荷藕元件，在緊湊的體積內，實現6°大視場，一晚能對整個地球同步軌道待進行多次觀測，中國科技長期處于跟跑狀態，在光學設計主要工具軟件基本被國外產品壟斷。
4.3精密機械
精密儀器裝備起源于精密機械，軸承是機械支撐最基礎的部件產品，目前中國軸承行業產品結構，主要是通用軸承。高精度高技術含量的軸承無法與國外企業相比。
美國勞倫斯利福摩爾國家實驗室等在國際超精密加工技術領域久負盛名，中國科學院長春光學精密機械研究所等單位自主研制了系列精密精加工裝備，但整體與國外相比差距較大。
5中國精密儀器裝備的未來發展
對精密儀器裝備的未來發展，從發展戰略與應用領域方面進行探討。精密儀器裝備發展，要開展適應國家科技發展需求的集成創新研究，為確保中國儀器裝備行業競爭力，必須提升裝備關鍵技術自主化水平，國家科技創新規劃將科研儀器設備放到科研條件保障專欄第一位，提出聚焦高端通用與專業重大科學儀器設備研發，提高高端通用科學儀器的產品質量。
精密儀器與裝備發展表現出極端化，集成化，網絡化等趨勢。儀器測量等方面加入更多智能化手段，具有更多的智能化功能，實現一機多能，測量精度等方面要求不斷提高，物聯網應用將越來愈多。
十三五時期，生物醫藥，戰略前沿等戰略新興領域是產業發展的重點，規劃預計產業總產值規模將超過40億萬元，涉及的軌道交通，醫學影像，生物檢測都對精密儀器裝備有巨大的潛在需求。目前國外進口產品成本高昂，發展能夠替代進口設備的國產化精密儀器裝備具有重大市場需求。
6結語
在幾代科技工作者的不懈努力下，中國已成為儀器裝備生產大國，但遠遠不是儀器裝備強國，高端制造中廣泛應用的精密儀器抓昂寶，與國外水平有很大的差距。中國正處于向制造強國轉變的關鍵歷史時期，必須在自主發展精密儀器產業上做好頂層設計，扎實推進，在核心關鍵技術上充分發揮中國社會體制優勢，需要科研機構各方面共同努力。——論文作者：張海濤
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