4測量控制與儀器儀表科技未來需求
科技未來需求是確定測量控制與儀器儀表業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展重點的基礎。總的來說，在工業(yè)生產(chǎn)中，儀器儀表是“倍增器”。在科學研究中，儀器儀表是“先行官”。在軍事上，儀器儀表是“戰(zhàn)斗力”。此外，現(xiàn)代儀器儀表在當今社會還發(fā)揮出“物化法官”的重要作用。同時，儀器儀表在試驗教學、氣象預報、大地測繪、診治疾病、指揮交通、探測災情等社會生活許多領域都有廣泛應用，需求遍及“農輕重、海陸空、吃穿用”無所不在。下面主要從未來17年,國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和國防安全的戰(zhàn)略目標，分析測量控制與儀器儀表科技的未來需求：
A、國民經(jīng)濟的發(fā)展要改變產(chǎn)品擋次低、技術含量低、主要靠數(shù)量增加的粗放式發(fā)展模式，走以質取勝的集約式發(fā)展之路，必須廣泛采用信息技術，用信息化帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。測量控制與儀器儀表是信息技術的重要組成部分，在實現(xiàn)“精確工業(yè)”、“精細農業(yè)”…的過程中有巨大的需求。
B、科學技術是第一生產(chǎn)力，科教興國已成為既定國策。大力加強科研和建立以企業(yè)為主的技術創(chuàng)新體系，提高自主開發(fā)和自主創(chuàng)新能力，測量控制與儀器儀表科技必須先行。
C、面對世界超級大國的超強“精確打擊”軍力，為了國家的國防安全，部隊的快速反應能力和武器的精確打擊能力急需提高，對作為軍事上戰(zhàn)斗力的測量控制與儀器儀表科技同樣有巨大的需求。
D、面對資源短缺、水資源危機、生態(tài)環(huán)境惡化的嚴峻局面，要保障人民健康和社會的可持續(xù)發(fā)展，必須加強生命科學、食品安全、環(huán)境保護、公共安全(包括反恐、反毒)、商品質檢、臨床醫(yī)學、醫(yī)藥科學等領域的研究和發(fā)展，從而增加對測量控制與儀器儀表科技的未來需求。
5測量控制與儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向、重點項目建議
根據(jù)國民經(jīng)濟、科學研究、國防建設、社會發(fā)展各方面對測量控制與儀器儀表的需求，綜合關鍵共性技術部分作為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，提出重點項目建議。
5.1測量控制與儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向建議
《2006-2020年》期間，我國測量控制與儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向是：
5.1.1工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)
A.以石油、化工、鋼鐵、電力、交通運輸、國防安全、環(huán)保、輕工、水利等重大工程項目為依托，致力于新一代主控系統(tǒng)及其綜合自動化開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，主要包括集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和以工業(yè)計算機為基礎的開放式控制系統(tǒng)、工業(yè)生產(chǎn)中的質控體系等;國內生產(chǎn)的產(chǎn)品，2010年要滿足50%的大型系統(tǒng)，2020年要能滿足85%的大型系統(tǒng)。
B.先進控制、優(yōu)化軟件開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術，主要包括先進控制技術、過程優(yōu)化技術、實時監(jiān)控軟件平臺、信息集成軟件平臺、系統(tǒng)集成技術等;2010年要具有“交鑰匙”自控系統(tǒng)30%的能力，到2020年，50%的工程項目做到“交鑰匙”。
C.智能儀表、采用現(xiàn)場總線技術與實時工業(yè)以太網(wǎng)技術的檢測儀表、執(zhí)行器與變送器、成套專用控制裝置和成套專用優(yōu)化系統(tǒng)的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化;2010年國內生產(chǎn)的產(chǎn)品品種和價值均要達到70%，2020年達到85%。
5.1.2科學儀器
2010年老產(chǎn)品要更新?lián)Q代，國內生產(chǎn)的產(chǎn)品品種和價值達到市場需求的50%，2020年達到75%。重點圍繞生命科學、農業(yè)和食品、材料科學、環(huán)境與能源等直接關系到人類生存和發(fā)展的各學科和領域的需求，加強引進消化、自主研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。要加快科學儀器在線化和固態(tài)化的進程，進一步提高科學儀器的功能，擴大科學儀器的應用領域`。
A.量大面廣的通用儀器
重點解決色譜、光譜、質譜、電化學等各類通用儀器的穩(wěn)定和可靠性，開發(fā)高靈敏檢測器和高精度傳感器，進一步提高儀器的技術水平和設計制造能力。
B.特定領域的專用儀器
農產(chǎn)品品質和食品營養(yǎng)成分檢測、農藥及殘留量檢測、土壤速測等農業(yè)和食品專用儀器;海洋儀器;大氣、水和固體廢棄物安全監(jiān)測和預警用成套環(huán)境專用儀器，各種災害監(jiān)測儀器;生命科學用分離分析儀器及面向醫(yī)療單位包括中小醫(yī)院的各種生化分析儀器;計量儀器;航天儀器等。
C.有自主知識產(chǎn)權和特色的新型儀器
重點發(fā)展各種微分析儀器、智能儀器、聯(lián)用儀器、虛擬儀器、成像儀器及相關技術和部件。
D.科學儀器軟件和支撐系統(tǒng)
著重發(fā)展各種科學儀器應用軟件、標準化數(shù)據(jù)處理軟件，提供使用可靠、擴展性強的通用型科學儀器開發(fā)平臺和儀器測控數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及支撐系統(tǒng)。
5.1.3醫(yī)療儀器
2010年國內生產(chǎn)的產(chǎn)品品種和價值達到市場需求的50%，到2020年達到70%。
A.開發(fā)研制醫(yī)用光學儀器，包括內窺鏡、眼科光學儀器、手術顯微鏡等。
B.以全數(shù)字化成像、高檔黑白超和彩超、新型換能器為研發(fā)關鍵技術的超聲醫(yī)用儀器。
C.研究開發(fā)數(shù)字化核磁、X線影像系統(tǒng)，高溫超導型核磁共振系統(tǒng)，精細手術和微創(chuàng)手術系統(tǒng)等大型醫(yī)療儀器及臨床信息系統(tǒng)。
D.研究開發(fā)高能智能化腫瘤治療大型儀器系統(tǒng)，包括數(shù)字化控制系統(tǒng)、高能管技術、放療模擬定位機改造，以及多光闌系統(tǒng)等關鍵技術。
E.結合面向社區(qū)、家庭的小型化和便攜式醫(yī)療儀器遠程通信和網(wǎng)絡化的發(fā)展，加強預防醫(yī)療系統(tǒng)及疾病控制系統(tǒng)的研究開發(fā)。
5.1.4電測儀器與自動測試系統(tǒng)
A.精密數(shù)字電表、自動測試技術與系統(tǒng)集成技術，網(wǎng)絡化技術;2010年生產(chǎn)線關鍵工序配備自動化監(jiān)測儀器，在線檢測和故障診斷系統(tǒng)，滿足20%的企業(yè)建立整機自動化檢測系統(tǒng)，2020年，50%的企業(yè)建立整機自動化測試系統(tǒng)，實現(xiàn)在線自動檢測，發(fā)展微機智能檢測。
B.通信、計算機、網(wǎng)絡測量技術、集成電路測量儀器及自動測試系統(tǒng);
C.微波，毫米波測量儀器及測試系統(tǒng);
D.數(shù)字電視、廣播、多媒體測試技術、測量儀器及測試系統(tǒng);
E.航天航空自動測試系統(tǒng)及設備;
F.可大量出口的電測儀器儀表;如電度表、數(shù)字萬用表等。
5.1.5計量測試儀器
計量測試儀器是保證設備產(chǎn)品質量，提高產(chǎn)品創(chuàng)新能力的不可或缺的手段。我國計量測試儀器的落后，在一定程度上制約了我國制造業(yè)的發(fā)展。隨著科學技術發(fā)展，國際上新的基于高新技術的基準標準不斷出現(xiàn)。加入WTO后，我國的計量水平與國際水平的一致性變得越來越重要。必須使我國的計量能力保持與我國經(jīng)濟發(fā)展相適應的水平。因此，開展重要的計量基準的研究也是振興裝備業(yè)的重要組成部分。
A.基于量子物理的計量基標準的建立，包括交流約瑟夫森電壓基準、量子化霍爾電阻基準和單電子隧道效應電流基準構成的現(xiàn)代電學計量基標準等;
B.量子計量基標準所需的量子計量器件的研制，包括交、直流約瑟夫森電壓陣列器件，交、直流量子化霍爾電阻器件和超導量子干涉器等;
C.先進機械制造中、微電子制造業(yè)中的幾何量在線計量儀器，包括：視覺傳感器和其它在線測量傳感器;光電式數(shù)字化無導軌在線三坐標測量機;大尺寸三維空間坐標現(xiàn)場校準等;
D.遠程計量校準，包括：在線測量儀器動態(tài)校準和量值溯源等。
5.1.6傳感器、元器件、制造工藝及儀表材料
A.用于現(xiàn)場總線及智能化儀表的壓力、溫度、流量、液位等新型傳感器;用于環(huán)保等領域的多功能傳感器;生物傳感器;智能傳感器;航天航空領域需求的微型化傳感器等;
B.元器件：特殊彈性元件;計數(shù)器;儀表專用電路(ASIC)和厚膜電路;測控模塊、接插件;測量系統(tǒng)的插件機箱;
C.儀表材料重點研究開發(fā)薄膜化、小型化、纖維化、粉體化、復合化、多功能化、材料—元件一體化、智能化等各種新材料;納米材料;功能陶瓷材料。
5.1.7測量控制與儀器儀表基礎技術
A.新工藝，如微米/納米制造工藝等;
B.提高穩(wěn)定性和可靠性的共性技術;
C.系統(tǒng)集成應用軟件技術;
D.測量控制網(wǎng)絡化應用技術;
E.大型、精密和超精密制造中的測量控制技術，包括特大型及關鍵零件制造中的測量控制技術，亞微米到納米級的細微制造中的測量控制技術，數(shù)字化、智能化制造中的測量控制技術等;
F.工業(yè)控制通信協(xié)議標準技術，共性基礎標準技術等。
5.2測量控制與儀器儀表科技發(fā)展重點項目建議
從測量控制與儀器儀表各領域相互關系、共性問題以及我國國民經(jīng)濟、科學研究、國防建設、社會發(fā)展全局進行戰(zhàn)略研究，測量控制與儀器儀表科技發(fā)展重點項目建議如下：
(1)新型傳感器及信息獲取技術;
(2)與國家重點工程相配套的過程控制系統(tǒng)和測控裝備及其系統(tǒng)集成技術;
(3)精確制造中的測量控制技術及儀器儀表;
(4)科學儀器中的微分析儀器及其關鍵技術;
(5)數(shù)字化醫(yī)療儀器及其關鍵技術;
(6)基于現(xiàn)代量子物理的計量基標準系統(tǒng)。
5.2.1新型傳感器及信息獲取、傳感技術
傳感技術不僅是檢測的基礎，它也是控制的基礎。這不僅因為控制必須以檢測輸入的信息為基礎;并且是由于控制達到的精度和狀態(tài)，必需感知，否則不明確控制效果的控制仍然是盲目的控制。信息獲取、傳感技術是所有測量控制儀器儀表的基礎技術;新型傳感器是發(fā)展高水平測量控制儀器儀表的基礎。傳感技術已成為制約測量控制儀器儀表發(fā)展的瓶頸。
新型傳感器及信息獲取、傳感技術主要是客觀世界有用信息的檢測，它包括有用被測量敏感技術，涉及各學科工作原理、遙感遙測、新材料等技術;信息融合技術，傳感器制造技術等。信息融合技術涉及傳感器分布，微弱信號提取(增強)，傳感信息融合，成像等技術;傳感器制造技術涉及微加工，生物芯片，新工藝等技術。
新型傳感器及信息獲取、傳感技術具體項目的立項宜同重大工程項目相結合。
5.2.2與國家重點工程相配套的過程控制系統(tǒng)和測控裝備及其系統(tǒng)集成技術
工業(yè)發(fā)達國家高新技術儀器儀表產(chǎn)品品種約占總品種數(shù)的75%，而國內還不到20%。工業(yè)自動化儀表和控制系統(tǒng)的儀表品種國內滿足率，一般性工程項目達80%，大型工程項目還不到50%，與國家重點工程相配套的過程控制系統(tǒng)和測控裝備主要解決智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蝕、全密封、防爆等有特殊要求的自動化儀表品種。主要包括符合現(xiàn)場要求的各類傳感器及檢測儀表，實時流程分析儀器及在線分析技術，新型現(xiàn)場控制系統(tǒng)，e網(wǎng)控制系統(tǒng)，以工業(yè)控制計算機、可編程控制為基礎的開放式控制系統(tǒng)及先進控制技術，特種測控裝備和測控技術，系統(tǒng)成套集成技術等。
系統(tǒng)集成技術直接影響測量控制儀器儀表的應用廣度和水平，特別是對大工程、大系統(tǒng)、大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響，它是系統(tǒng)級層次上的信息融合控制技術，包括系統(tǒng)的需求分析和建模技術，物理層配置技術，系統(tǒng)各部份信息通信轉換技術，應用層控制策略實施技術等。在操作人員為多種不同崗位的操作群體情況下，還應包括各級操作人員需求分析技術。系統(tǒng)集成技術還涉及智能控制技術，它要求測控系統(tǒng)以接近最佳方式監(jiān)控智能化工具、裝備、系統(tǒng)以達到既定目標的技術，是直接涉及測控系統(tǒng)的效益發(fā)揮的技術，是從信息技術向知識經(jīng)濟技術發(fā)展的關鍵。智能控制技術可以說是測控系統(tǒng)中最重要和最關鍵的軟件資源。從目前發(fā)展趨勢看，在企業(yè)信息化ERP/MES/PCS三級結構的計算機測控系統(tǒng)中,軟件的價格已超過硬件的3倍。而有關石化、冶金、電力、制藥行業(yè)中自動化測控系統(tǒng)的先進控制軟件價格就超過系統(tǒng)硬件價格。智能控制技術包括仿人的特征提取技術，目標自動辨識技術，知識的自學習技術，環(huán)境的自適應技術，最佳決策技術等。
5.2.3科學儀器中的微分析儀器及其關鍵技術
分析儀器是科學儀器中最重要和發(fā)展最快的組成部分,而微分析儀器包含的微量檢測、微型化、高靈敏度、高分辨率和高智能化內涵，則代表了分析儀器的一個重要發(fā)展趨勢和技術水平，在生命科學、食品安全、環(huán)境保護、公共安全(包括反恐、反毒)、臨床醫(yī)學、醫(yī)藥科學和化工等領域得到越來越多的應用。
微分析儀器及其關鍵技術主要內容：(1)開展高靈敏度、高分辨率、高性能水平的微結構型傳感器研究，將生物芯片技術、新型化學傳感器技術、多組分(多參數(shù))集成傳感器技術應用于分析儀器的研制和開發(fā)。(2)開展分析儀器微型化和相關微分析技術的研究，重點進行微分析儀器使用的共性技術和新技術的研究，如微流控技術、微加工技術、微檢測技術、微光源、全點子分光系統(tǒng)、微分光儀、新型芯片等的研究。(3)過程分析、在線分析使用的微分析儀器及其關鍵技術研究。(4)不同類別分析器聯(lián)用技術的研究。當復雜基體的微量、痕量物質的含量及結構分析對分析對象的分辨能力提出極高的要求，單一的分離技術甚至質譜分離技術均已無法從復雜的信息中分離出所需的有用信息時，需要通過相關不同類別分析器的聯(lián)用技術對物質的成分、結構、形態(tài)甚至綜合形態(tài)進行分析，以便同時獲得原子和分子的信息。
5.2.4精確制造中的測量控制技術及儀器儀表
先進制造業(yè)的規(guī)模和水平是衡量一個國家綜合實力和現(xiàn)代化程度的主要標志。為使我國由一個“制造大國”轉變?yōu)橐粋�“制造強國”，必須實現(xiàn)從傳統(tǒng)制造向精確制造的轉變。精確制造中的測量控制技術是實現(xiàn)制造過程高附加值和產(chǎn)品高品質的保障。精確制造中的測量控制技術及儀器儀表，主要包括：網(wǎng)絡化、協(xié)同化、開放型的測控技術及系統(tǒng)組成，重大工程中的特大型及關鍵零部件成形及加工制造中的測控技術及儀器儀表，精密成形制造及超精密加工制造中的測控技術及儀器儀表，制造過程中的無損檢測技術及儀器儀表，激光加工中的測控技術及儀器儀表，亞微米到納米級微細制造中的測控技術及儀器儀表，智能仿生自適應技術及儀器儀表等。
5.2.5數(shù)字化醫(yī)療儀器及其關鍵技術
以數(shù)字化技術帶動傳統(tǒng)醫(yī)療儀器的發(fā)展，滿足人民健康的需求。發(fā)展重點是數(shù)字化醫(yī)學影像診斷設備，數(shù)字化物理治療和手術設備，數(shù)字化顯微、內窺和激光診療設備，數(shù)字化醫(yī)療信息系統(tǒng)。關鍵技術：生物傳感及數(shù)字成像技術，高能射束監(jiān)控及機器人或機械手操作技術，顯微內窺光學及激光監(jiān)控技術等。