21世纪对科技发展排头兵_分析仪器的新挑战

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制作衣架2006年第2期
进入21世纪以来,全世界都在说中国崛起了,其实我们还面临很多“非确定性”的难题,今后的路要怎么走?是否仍然是“摸着石子过河”?!
中国是一个发展中的大国,所遇到的难题会远远超过小国,如中国人口占世界人口的1/4,粮食就是个大问题,虽然由于科学技术的进步,当前农业方面能够自给自足,但自然灾害会造成不可预计的损失;在资源和能源方面,过去说中国地大物博,但这是相对一定时间和一定的消费水平而言,如果按照平均先进的概念,我们现在正面临着矿石、石油等资源的贫乏;而农业水平也并不理想,环境污染严重,净洁水源、土壤和空气已然影响到人的健康生活,这些都是我们面临着的如何增强国力的根本性问题。
我认为资金、固定资产都是财富的标记,但并不能充分代表生产力和潜力,目前我们需要科学地分析自己的底,如我国对地面的探测深度仅为5km,但美国已达到15km的水平,因此我们并不清楚还有多少地下资源;地上有多少资源其实也不太清楚,如有多少水资源可以利用?又有多少由于不合理使用造成的浪费,如何治理?农业方面目前的地力普查还是凭老经验,不同的土壤适于种什么和使用什么肥料最有效也不清楚,这些都要靠先进的分析技术来解决普查问题。
牵引带
要了解我们的资源,提高利用率,解决环境污染问题,实现良性的可再生循环生产等。所有这些,都离不开分析仪器,这就是为什么说发展科学仪器是重中之重,其核心则是分析仪器。因此国家从“九五”规划到“十五”规划都将分析仪器列为重点发展项目。
目前我们分析技术还很落后,分析仪器更落后,尽管我们进口了许多国外“先进”的分析仪器,但应用水平差,方法手段落后,只有招架还无法谈还击与创新。我们现在仅仅是在点上有些产品,在面上的工作还差得很远。
同志提出“政治一定要建立在经济基础上”,这是一个很大的转变,我们搞技术引进,接受国外先进的技术,确实取得了成绩,但严格讲来,我们是拿市场换技术,而我们得到的技术实在太少太少,其因果教训还有待探究。技术引进是一条路,但不是唯一的路。“十六大”以后,国家提出了自主创新,我们一定要结合国情,走自主创新之路。
现在国家最急需解决的问题主要是农业、能源、资源、环保和交通等,而我们过去在这些方面的议题立项往往不是从社会发展的需要出发,考核、监督的方式也是“虚”的多,所以一定要在这方面转向,这是21世纪中国科学技术工作的一个主要转向。
20世纪70年代后期,生命科学及纳米技术的研究成为众所瞩目的新浪潮,这是新兴的高新技术。高新技术往往会对过去我们所熟悉的规律带来变化,它会影响到农业、工业,尤其是在衣食、环境及
人与自然的和谐等方面引起重大变革,这对我们来说也是一个新的大课题。因此,如何组织完成这个课题,将其变成生产力并影响经济,同时在信息管理、控制、调节等方面都要有改革,这对我们分析仪器工作者来说乃是一项义不容辞而且无法回避的挑战。
21世纪对科技发展排头兵—分析仪器的
中国仪器仪表学会分析仪器学会(北京100045)朱良漪
编者按:朱良漪先生是我国仪器仪表行业的创始人之一,也是分析仪器行业的主要创始人与学术带头人,现任中国仪器仪表学会分析仪器学会名誉理事长。他通过50多年对我国分析仪器现状的观察、研究和实践,提出了一些问题,对今后如何发展我国的分析仪器,也提出了他自己的看法。《中国仪器仪表》杂志将本文带给读者,希望各行业的仁人志士都来关心中国的仪器仪表,为振兴中国仪器仪表献计献策。
新挑战
121世纪中国面临的新技术挑战
综述SUMMARY
ca1703中国仪器仪表
现代分析仪器很难用一句话说明白,下面是众多
权威对现代分析仪器的论述。
世界自进入21世纪以来,人类所面临的挑战是
前所未有的,环境污染和生态问题、危害生命的流行病
问题,以及恐怖主义问题等等,无一不对人类的生存带
来了史无前例的挑战。如果没有新的分析测试方法、技
术和全新的仪器,不能更高、更全面、更灵敏、更可
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靠、更方便地获取研究、生产、社会、环境等领域中全
方位的信息,要战胜这些挑战,几乎是不可能的。
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4.1市场导向与计划、规划的矛盾
回到分析仪器上,从50年代末我们要发展分析技术,开始引进。在一定时期,引进技术确实提高了我们的水平,也发展了品种,培养锻炼了人才。但是后来很多人认为用消费刺激生产,大力发展第三产业。虽然生活的衣食住行必须要上,但是生产与生活的比例关系绝不可忽视。同时,单一的以产值来评价成就也不合适,结果造成比例失调,产生振荡反复,使得外国的装备、外国的制造业、材料工业都进来了。幸好我们有强大的“内需”阻尼能力,没有被洋风暴吹倒。因此我们不要忘记“有计划按比例地发展”这一条重要的杠杆与平衡能力。
再者我们过去是计划经济,现在是市场经济,是靠市场导向。既称为市场导向就应重新制定以“国”为本的规则,我们对仪器仪表投入实在太少,原本的国营企业,如北京分析仪器厂、上海分析仪器厂及南京分析仪器厂又都化整为零,北京分析仪器厂就化成为过百个小企业,只能搞重复、低水平的产品。而所谓支持课题又往往给了科研和高校,而不是以增强企业实力为目的,课题虽说完成,工艺、材料、测试手段并未落实,在这一点上我们并未真正了解美、德、日等先进国家的做法(包括A、B制与备案制),再加上人才流失,很少人愿意到工厂来苦干。低价竞争必然水平下降,反而使得国外产品大量涌入。国家对高科技产业没有从政策上给予扶植,而是单向地鼓励外商到中国办厂,将最优惠政策给了外商,这对我们是很不公平的竞争。这种竞争只能以降低生产技术水平来谋生存,所以要提倡公平竞争,达到双赢和众赢。4.2科学技术与生产力之间的矛盾
科学技术和生产力究竟是谁先发展,谁带动了谁,这本无需争论。科学技术最终还是要落实到产品和完成任务的能力上,国际上都是以市场为主,市场就要有产品(包括工程),产品以设计制造为主,以企业和工程为主。我们现在不是说科技不领先,但是基础性的研究要有一定的比例,一般国际上高科技的理论和基础的研究投入占10% ̄15%。我们现在搞的课题与企业和工程要求距离很远。另外有些高科技课题属于探索性的,在国民经济中只是起到指导作用,要发挥作用其路途还很长。同样,企业和工程要受市场的约束,我们做出的产品技术水平低,是受综合国力的影响,如果问什么是竞争力,其外围加工、特殊材料、元件以及组织管理和人力等都得考虑,一定时期所做出的产品当然不如国外的,大家再不用就无法改进和创新。所以说有了用户才有制造,有了制造才有高科技,这样才能建立一个良性循环。最近我们已有许多有水平的分析仪器被国外看中已批量出口,但是并未打上“MadeinChina”字样。
回顾“九五”规划到“十五”规划,国家已经认识到科学仪器的重要性,在很多场合国家领导人都把科学仪器,尤其是分析仪器摆在重要位置。过去科学仪器的研发主要在科学研究单位及高等院校等。现在我们发现有些变了,中央提出科研开发应该以企业为主,以市场为导向。过去我们对国外了解得不全面,以为高技术就是在科学研究单位,其实要将科学技术变为生产力,主体是在企业。而企业应结合国家的需求使社会经济为国家服务。现在一辆汽车中已有30%的成本用在仪表与控制,特别是分析仪器与电子控制仪器,如分析燃烧是否完善,润滑油是否纯净、粘度如何,车内开启空调时必须有氧分析仪来保证安全等。4.3如何评价投入与产出
投入与产出应以效益为标准,而不能以金钱为唯一标准。首先要保证一套装备、一个流水线,一个工程项目必须要及时、安全、平稳,然后再讲经济,再讲优化。现在中国煤矿是能源的首要,但事故频出。有数据表明,2003年美国百万吨煤矿事故死亡人数为0.039人,而中国百万吨煤矿事故死亡人数是美国的100倍。我国缺少对煤矿发生事故前兆的监测,最近煤炭部与北京东西电子分析仪器厂共同研制出以谱仪机理为核心进行综合多点、多指标分析,已列为国家发改委重点发展项目。可是煤矿的开采不仅是可燃气体爆炸,还有风、水以及塌方、回填、反耕等问题,乃是一个大的系统工程,到处都离不开新的分析手段与数据的积累和相关分析。
分析技术进步很快,以美国为例,其GDP以3%增5分析仪器技术的定位
综述
SUMMARY
中国仪器仪表
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长时,分析仪器技术的上升速度为8%,这说明美国的分析仪器已成为经济增长的排头兵。同时,中国进步也非常快,我国出口分析仪器从1998年的1039万美元到2003年的13228万美
元,5年间中国的出口提升了12.7倍,可是2003年却进口了11亿美元的分析仪器,这不能不说是更加惊人的数字!中国现有的分析仪器兼业制造厂有360家,全制造厂160家。2004年分析仪器的进出口发展速度更快,需求量更大,水平也更高。表1为2004年国内主要分析仪器的供应概况。
现在国际的经济竞争已经从过去的掠夺战争转为技术堡垒的战争。技术堡垒战争中用到的手段基本上与分析技术有关,从生产产量、品种与价格的竞争已到提高技术标准和使用条件的苛刻与垄断,例如指标精度的高低,从最早的%到ppb到现在的ppt,难度提高了很多。以前指标项目少,现在不仅指标项目多,而且要求高,例如我们的茶叶、蔬菜等农产品的出口,国际上就用多种方法和多项指标来卡我们,而我们却很难用相应的手法去衡量他们的产品。总之在当今经济竞争中,很多都与分析技术与分析仪器密不可分,都要通过创新的精密的分析仪器来做到(包括样品的前处理、标样和数据库)。这也是我早先提出的“分析技术仪表化”的内容。
另一方面,我还同时提出过:“分析仪器自动化”的观点。它有两层含义:一是仪器本身的自动化,二是进入在线分析。仪器本身自动化包括操作(从故障诊断、安全可靠、自适应调节等角度出发)、方法和程序自动化,以及“专家指导”和分析结果的数据评估。我认为,当前最重要的是分析仪器必须快速发展进入自动化系统工程的主导地位,即在线监控。目前世界上在90万吨/年乙烯装置,38万吨/年环氧乙烷/
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乙二醇装置中都大量使用了在线分析。它在我国重点石化工业中的投资也已超过DCS一倍,最新型的TOF在线工业质谱分析已成为钢铁和石化的核心手段。
(1)大批量生产走专业化与协作的道路是我们的必由之路,要建立一专多协的体系。这种体系不仅要建立在中国,也应趋于全球化。不是什么都要自己做,我们要做的是心脏部分,具有自主知识产权的部分。
(2)技术不要拘泥于国内,要发展到国际舞台上去,我们要用世界水平来考验我们的成果,这样既能锻炼也能知道差距,不要总拿外国引进到中国的东西来翻版,更重要的是汲取国外先进的方法、技术,关注其发展趋势,消化吸收我们所需要的。
(3)要重视新的领域,新的理论、新的材料、新的工艺方法及新的应用,将最新的技术为我所用,以提升我国技术发展的速度和水平。如推广“Lab.onchips”;纳米材料的等离子喷涂技术提高运动件的寿命与精度。但是材料喷涂后,其分子结合情况怎样,还要用微曲扫描探针来解决。这就可以在解决难题的过程中孕育出我们的新技术与新产品,这也是一种“链”式反应。要善于在利用新技术的过程中不断的发现问题,解决问题并创新。
(4)我们应该对基础理论、发展理论予以重视,从而对发展新技术做好铺垫,打好坚实的基础。
(5)树立产业与应用、基础与动向的良好关系,发展和探索仪器技术、仪器产业与应用之间的相互关系,也要探索基础理论与开发动向的关系,不能只专注产值、产量问题,要考虑到应用效果。
参考文献
1俞维乐.分析仪器类系.分析仪器手册,化学工业出版社,1987:13 ̄19.
2邓勃,王庚辰,汪正范编著.分析仪器与仪器分析概论.化学工业出版社.2005.
3朱良漪.中国分析仪器和传感器产业化的困惑.分析仪器.2004.
4汪正范.近期分析仪器市场发展趋势与预测.中国分析测试协会,2004.
表12004年国内主要分析仪器的供应概况
6发展分析仪器的几项建议
综述
SUMMARY
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