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熱電偶：我國儀器儀表產業現狀與機遇
儀器儀表是工業生產的“倍增器”、科學研究的“先行官”、軍事上的“戰斗力”、現代生活的“物化法官”，雖然近年來有了長足的發展，但我國在中高端產品的技術研發和市場化技術方面還需要持續發力。
儀器儀表是用于檢查、測量、控制、分析、計算和顯示被測對象的物理量、化學量、生物量、電參數、幾何量及其運動狀況的器具或裝置。按照國家統計局的產業分類，儀器儀表行業包括工業自動控制系統裝置、電工儀器儀表、光學儀器、實驗室儀器、分析儀器、試驗機、工業用儀表、環境監測專用儀器儀表等20個小專業。
儀器儀表廣泛用于鋼鐵、石油、化工、航空航天、汽車等各行各業，是工業生產的“倍增器”，是科學研究的 “先行官”，是軍事上的“戰斗力”，是現代生活的“物化法官”，是中國制造走向“中國智造”的關鍵和核心，同時也是建設世界科技強國的基石。作為計量測試的手段，儀器儀表是提升我國計量測試水平最重要的環節。
我國儀器儀表行業現狀
隨著我國國民經濟的快速發展和高新技術產業的迅速成長，我國儀器儀表行業近年來一直保持比較好的增長態勢，產業規模已經成為國際上行業規模最大的國家之一，也是發展中國家儀器儀表行業規模最大、產品品種最齊全的國家。
特別是2019年，我國儀器儀表行業規模繼續擴大，全年走勢先抑后揚，營收和利潤均為正增長，并且均高于機械工業和全國工業平均增幅。全年規模以上企業為4 948家，營業收入8 315億元，同比增長6.52%;利潤總額858億元，同比增長5.12%。2019年，全行業進口528億美元，增長1.29%;出口325億美元，增長7.62%，逆差約203億美元。
上海儀器儀表行業現狀
上海是我國儀器儀表行業的發源地，歷史上產業規模和技術創新能力一直走在全國的前列，對全行業的發展曾起到重要的引領作用。近年來，行業調整、技術人才大量流失、國外儀表大量沖擊國內市場、國內企業研發投入不夠等原因制約了行業的快速發展，與其他省市相比總的銷售規模略有下降。
雖然上海儀器儀表行業的銷售規模從原來的龍頭下降到第七、第八位，但是上海儀器儀表產品總體在全國仍處于較高的技術水平，其科技創新水平與能力整體優于全國平均技術水平，至今在某些子行業仍舊保持優勢地位，如自動化儀表、科學儀器等。
自動化儀表領域的許多國際知名企業都在上海有生產工廠或研發中心，如ABB、艾默生、科隆、施耐德、通用電氣、西門子等。同時，上海有上海自動化儀表有限公司、上海寶信軟件股份有限公司、上海新華控制技術(集團)有限公司、上海儀電(集團)有限公司等一批國有和民營的知名自動化企業，以及原行業歸口研究院所上海工業自動化儀表研究院，這些為上海自動化儀表的創新奠定了基礎。上海在控制系統與軟件、流量、控制閥、物位儀表等方面具有很強的競爭優勢。
上海的科學儀器在全國有著悠久的發展歷史，自20世紀50年代以來，一直處于國內領先地位，產業經過長期以來的技術培育和技術積淀，已掌握了一些前沿科學儀器的關鍵技術。但是，與全國科學儀器產業發展整體相比，規模以上企業比較少。不過，上海以光學測量和檢測、光纖傳感技術、照明技術和光學成像等為核心技術的相關產品在全國占有領先地位，電化學產品占市場的主導地位。
我國儀器儀表產業發展面臨的挑戰
我國儀器儀表發展規模雖然不斷擴大，但是一直存在基礎研究薄弱、產品可靠性和穩定性低、以中低端產品為主等問題，高端儀器儀表、核心零部件等長期依賴進口。我國儀器儀表產品一直處于進出口貿易逆差的狀態，逆差都在150億美元以上，2018年、2019年更是連續2年逆差超過200億美元，是機械制造業中逆差最大的行業之一。
在產業發展的同時，我們也應該清醒地認識到面臨的新挑戰。
一是國產儀器整機的技術指標、性能參數等方面指標總體低于國外同類產品。雖然有些產品的某些主要技術指標可以達到或接近國外儀器指標，但是由于國內企業對產品的制造技術、工藝的掌握能力的缺乏，沒有很好地掌握或吃透儀器儀表中大量的關鍵制造技術，在引進技術的基礎上進行技術創新能力又不強，普遍存在產品在技術指標、應用性能等方面都低于國外先進的同類產品。
二是國產的科學儀器功能部件和附件的性能和水平與國外產品有較大差距。我國精密加工和元器件產品基礎薄弱，圍繞儀器儀表產業的專業化配套能力不足，造成產品的功能部件和附件的工藝、質量水平不高，影響儀器儀表整體技術效果和檢測能力。
三是國產儀器儀表的可靠性、穩定性問題突出。國內企業對高性能產品的技術掌握不夠，低價格市場競爭使企業對產品成本投入不夠，工藝水平和行業基礎差，使一些已經多年生產的國產儀器在可靠性和穩定性方面不及國外同類產品，使用戶對國產儀器產生極大的不信任。
四是儀器儀表的智能化水平不高，產品適用性不好。隨著信息化的發展，儀器的自動化、智能化、集成化是當前儀器發展必不可少的條件，也是減少誤差、提高效率、提高精度、擴大用途的良好途徑。國內企業對產品的應用認識不深，對用戶應用研究不夠，在產品的功能輔件、應用軟件和應用操作上存在不足，往往只關注主機或者只生產裸機，造成了國內產品應用范圍窄或者應用不便，影響了國產儀器的推廣應用。
根據上述分析，不難看出，穩定性、可靠性、性價比等方面的問題比較突出，這些也是我國裝備制造業的一個共性問題。雖然很多企業不惜重金投入研發、引進了先進制造設備、加強了基礎管理工作，但整個生產鏈的精益化、智能化程度仍有待提高，大部分產品的穩定性、可靠性、綜合性價比與國外產品依然差距明顯。
我國儀器儀表產業發展面臨的機遇
在全球化、世界經濟中心東移的大背景下，面對2020年復雜多變的大環境尤其是全球新型冠狀病毒肺炎疫情的持續影響，我國儀器儀表發展中可能會出現各種不確定性，出口預期受影響比較大。由于我國將增強內循環建設，內需拉動將成為儀器儀表產業發展的主要動力，同時新基建也將推動儀器儀表技術的發展。
●新基建推進儀器儀表新技術
2020年3月以來，國家大力推進新型基礎設施建設。新基建是以新發展理念為引領，以技術創新為驅動，以信息網絡為基礎，面向高質量發展需要，提供數字轉型、智能升級、融合創新等服務的基礎設施體系。新基建主要包含5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能、工業互聯網等七大領域，涉及通信、電力、交通、數字等多個社會民生重點行業。
儀器儀表及其核心部件作為通信測試、裝備運維、智能感知和大數據獲取的重要保障，將推動儀器儀表行業加快新產品的技術開發，開展測試要求、可靠性方法、通信傳輸、安全要求等基礎共性技術研究，以滿足新基建發展需要。
●新需求催生儀器儀表新產業
以信息技術為核心的新一輪產業革命是信息與遠程通信、移動互聯網等高新技術與制造業的深度融合。近年來，我國大力推進的智能制造、智慧城市、智能交通、智能樓宇等將帶動儀器儀表與信息技術的深度融合，結合“一帶一路”、供給側改革、“互聯網+”等國家政策和宏觀經濟的需要，有效地推進行業結構調整、轉型升級，充分利用行業現有條件和基礎，加快智能制造、智能化(數字化)工廠(車間)、智慧城市(智慧水務、智慧燃氣、智慧交通、智慧醫療等)等重點方向所需要的智能化產品的產業化步伐和系統集成能力，發展形成新的產業，逐步改變流程工業自動化與離散工業自動化、流程工業用傳感器與離散工業傳感器、實驗室儀器與在線科學儀器發展不平衡的狀況。
●國產替代帶來儀器儀表新發展
長期以來，我國的核電、能源、石化等重點行業應用的儀器儀表以進口產品為主，國產產品由于主要是中低端產品、產品的可靠性和穩定性差等原因很難進入。雖然我國一直在推行國產化，但是力度不夠大。隨著目前國際政治形勢、中美貿易摩擦以及世界經濟格局的演變，以國家重點產業和國防建設的安全、自主、可控為契機，我國推進重點產品核心技術自主化進程，力爭基本形成國家大型工程項目、重點應用領域自控系統和精密測試儀器的基本保障能力以及重大科技項目所需要的自控系統和精密測試儀器基礎支撐能力。從保證信息安全的角度出發，國產化替代成為大勢所趨，這將給國產儀器儀表以更多的市場機會，所以國內儀器儀表中“專、精、特、新”企業的好產品將能搶占先機，迎來一輪發展的“東風”。
新中國成立以來，我國儀器儀表的發展經歷了從無到有的儀器儀表工業體系建立時期、從有到全的成長壯大時期、從全到大的高速成長時期、從大到強的新常態時期，走出了一條從仿制到自行設計、從技術引進到消化吸收、從合資合作到全面開放、從國內市場走向國際市場的成長之路。無論是國家大型工業裝備和工業控制，還是涉及民生的食品安全和水電氣計量，無論是教學科研，還是國防軍事，都有我國自主研制的儀器儀表在大顯身手。目前，我國儀器儀表產業還很年輕，發展的道路還很漫長。可喜的是，國內市場對儀器儀表需求旺盛、國家政策不斷激勵中國制造業實現自我創造和自主創新。然而，國產儀器整體水平與國際先進技術仍有較大差距，弱勢地位明顯，行業迫切需要優化提升。當前，從中央到地方，各級政府對儀器儀表發展予以高度重視，充分發揮政策優勢和資金導向，為國產儀器的發展創造條件。我們相信，有各級政府的政策支持，有社會各界對國產儀器儀表的理解和信任，有眾多儀器儀表生產制造企業的艱辛努力，不遠的將來，國產儀器一定能夠不負眾望，為我國成為世界科技強國奠定堅強的基石，為我國科技事業發展和國民經濟建設承擔新的重任。
武麗英，中國儀器儀表行業協會自動化儀表分會、上海儀器儀表行業協會秘書長，長期從事儀器儀表相關行業工作。
文/武麗英
本文來自《張江科技評論》
儀器儀表是用于檢查、測量、控制、分析、計算和顯示被測對象的物理量、化學量、生物量、電參數、幾何量及其運動狀況的器具或裝置。按照國家統計局的產業分類，儀器儀表行業包括工業自動控制系統裝置、電工儀器儀表、光學儀器、實驗室儀器、分析儀器、試驗機、工業用儀表、環境監測專用儀器儀表等20個小專業。
儀器儀表廣泛用于鋼鐵、石油、化工、航空航天、汽車等各行各業，是工業生產的“倍增器”，是科學研究的 “先行官”，是軍事上的“戰斗力”，是現代生活的“物化法官”，是中國制造走向“中國智造”的關鍵和核心，同時也是建設世界科技強國的基石。作為計量測試的手段，儀器儀表是提升我國計量測試水平最重要的環節。
我國儀器儀表行業現狀
隨著我國國民經濟的快速發展和高新技術產業的迅速成長，我國儀器儀表行業近年來一直保持比較好的增長態勢，產業規模已經成為國際上行業規模最大的國家之一，也是發展中國家儀器儀表行業規模最大、產品品種最齊全的國家。
特別是2019年，我國儀器儀表行業規模繼續擴大，全年走勢先抑后揚，營收和利潤均為正增長，并且均高于機械工業和全國工業平均增幅。全年規模以上企業為4 948家，營業收入8 315億元，同比增長6.52%;利潤總額858億元，同比增長5.12%。2019年，全行業進口528億美元，增長1.29%;出口325億美元，增長7.62%，逆差約203億美元。
上海儀器儀表行業現狀
上海是我國儀器儀表行業的發源地，歷史上產業規模和技術創新能力一直走在全國的前列，對全行業的發展曾起到重要的引領作用。近年來，行業調整、技術人才大量流失、國外儀表大量沖擊國內市場、國內企業研發投入不夠等原因制約了行業的快速發展，與其他省市相比總的銷售規模略有下降。
雖然上海儀器儀表行業的銷售規模從原來的龍頭下降到第七、第八位，但是上海儀器儀表產品總體在全國仍處于較高的技術水平，其科技創新水平與能力整體優于全國平均技術水平，至今在某些子行業仍舊保持優勢地位，如自動化儀表、科學儀器等。
自動化儀表領域的許多國際知名企業都在上海有生產工廠或研發中心，如ABB、艾默生、科隆、施耐德、通用電氣、西門子等。同時，上海有上海自動化儀表有限公司、上海寶信軟件股份有限公司、上海新華控制技術(集團)有限公司、上海儀電(集團)有限公司等一批國有和民營的知名自動化企業，以及原行業歸口研究院所上海工業自動化儀表研究院，這些為上海自動化儀表的創新奠定了基礎。上海在控制系統與軟件、流量、控制閥、物位儀表等方面具有很強的競爭優勢。
上海的科學儀器在全國有著悠久的發展歷史，自20世紀50年代以來，一直處于國內領先地位，產業經過長期以來的技術培育和技術積淀，已掌握了一些前沿科學儀器的關鍵技術。但是，與全國科學儀器產業發展整體相比，規模以上企業比較少。不過，上海以光學測量和檢測、光纖傳感技術、照明技術和光學成像等為核心技術的相關產品在全國占有領先地位，電化學產品占市場的主導地位。
我國儀器儀表產業發展面臨的挑戰
我國儀器儀表發展規模雖然不斷擴大，但是一直存在基礎研究薄弱、產品可靠性和穩定性低、以中低端產品為主等問題，高端儀器儀表、核心零部件等長期依賴進口。我國儀器儀表產品一直處于進出口貿易逆差的狀態，逆差都在150億美元以上，2018年、2019年更是連續2年逆差超過200億美元，是機械制造業中逆差最大的行業之一。
在產業發展的同時，我們也應該清醒地認識到面臨的新挑戰。
一是國產儀器整機的技術指標、性能參數等方面指標總體低于國外同類產品。雖然有些產品的某些主要技術指標可以達到或接近國外儀器指標，但是由于國內企業對產品的制造技術、工藝的掌握能力的缺乏，沒有很好地掌握或吃透儀器儀表中大量的關鍵制造技術，在引進技術的基礎上進行技術創新能力又不強，普遍存在產品在技術指標、應用性能等方面都低于國外先進的同類產品。
二是國產的科學儀器功能部件和附件的性能和水平與國外產品有較大差距。我國精密加工和元器件產品基礎薄弱，圍繞儀器儀表產業的專業化配套能力不足，造成產品的功能部件和附件的工藝、質量水平不高，影響儀器儀表整體技術效果和檢測能力。
三是國產儀器儀表的可靠性、穩定性問題突出。國內企業對高性能產品的技術掌握不夠，低價格市場競爭使企業對產品成本投入不夠，工藝水平和行業基礎差，使一些已經多年生產的國產儀器在可靠性和穩定性方面不及國外同類產品，使用戶對國產儀器產生極大的不信任。
四是儀器儀表的智能化水平不高，產品適用性不好。隨著信息化的發展，儀器的自動化、智能化、集成化是當前儀器發展必不可少的條件，也是減少誤差、提高效率、提高精度、擴大用途的良好途徑。國內企業對產品的應用認識不深，對用戶應用研究不夠，在產品的功能輔件、應用軟件和應用操作上存在不足，往往只關注主機或者只生產裸機，造成了國內產品應用范圍窄或者應用不便，影響了國產儀器的推廣應用。
根據上述分析，不難看出，穩定性、可靠性、性價比等方面的問題比較突出，這些也是我國裝備制造業的一個共性問題。雖然很多企業不惜重金投入研發、引進了先進制造設備、加強了基礎管理工作，但整個生產鏈的精益化、智能化程度仍有待提高，大部分產品的穩定性、可靠性、綜合性價比與國外產品依然差距明顯。
我國儀器儀表產業發展面臨的機遇
在全球化、世界經濟中心東移的大背景下，面對2020年復雜多變的大環境尤其是全球新型冠狀病毒肺炎疫情的持續影響，我國儀器儀表發展中可能會出現各種不確定性，出口預期受影響比較大。由于我國將增強內循環建設，內需拉動將成為儀器儀表產業發展的主要動力，同時新基建也將推動儀器儀表技術的發展。
●新基建推進儀器儀表新技術
2020年3月以來，國家大力推進新型基礎設施建設。新基建是以新發展理念為引領，以技術創新為驅動，以信息網絡為基礎，面向高質量發展需要，提供數字轉型、智能升級、融合創新等服務的基礎設施體系。新基建主要包含5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能、工業互聯網等七大領域，涉及通信、電力、交通、數字等多個社會民生重點行業。
儀器儀表及其核心部件作為通信測試、裝備運維、智能感知和大數據獲取的重要保障，將推動儀器儀表行業加快新產品的技術開發，開展測試要求、可靠性方法、通信傳輸、安全要求等基礎共性技術研究，以滿足新基建發展需要。
●新需求催生儀器儀表新產業
以信息技術為核心的新一輪產業革命是信息與遠程通信、移動互聯網等高新技術與制造業的深度融合。近年來，我國大力推進的智能制造、智慧城市、智能交通、智能樓宇等將帶動儀器儀表與信息技術的深度融合，結合“一帶一路”、供給側改革、“互聯網+”等國家政策和宏觀經濟的需要，有效地推進行業結構調整、轉型升級，充分利用行業現有條件和基礎，加快智能制造、智能化(數字化)工廠(車間)、智慧城市(智慧水務、智慧燃氣、智慧交通、智慧醫療等)等重點方向所需要的智能化產品的產業化步伐和系統集成能力，發展形成新的產業，逐步改變流程工業自動化與離散工業自動化、流程工業用傳感器與離散工業傳感器、實驗室儀器與在線科學儀器發展不平衡的狀況。
●國產替代帶來儀器儀表新發展
長期以來，我國的核電、能源、石化等重點行業應用的儀器儀表以進口產品為主，國產產品由于主要是中低端產品、產品的可靠性和穩定性差等原因很難進入。雖然我國一直在推行國產化，但是力度不夠大。隨著目前國際政治形勢、中美貿易摩擦以及世界經濟格局的演變，以國家重點產業和國防建設的安全、自主、可控為契機，我國推進重點產品核心技術自主化進程，力爭基本形成國家大型工程項目、重點應用領域自控系統和精密測試儀器的基本保障能力以及重大科技項目所需要的自控系統和精密測試儀器基礎支撐能力。從保證信息安全的角度出發，國產化替代成為大勢所趨，這將給國產儀器儀表以更多的市場機會，所以國內儀器儀表中“專、精、特、新”企業的好產品將能搶占先機，迎來一輪發展的“東風”。
新中國成立以來，我國儀器儀表的發展經歷了從無到有的儀器儀表工業體系建立時期、從有到全的成長壯大時期、從全到大的高速成長時期、從大到強的新常態時期，走出了一條從仿制到自行設計、從技術引進到消化吸收、從合資合作到全面開放、從國內市場走向國際市場的成長之路。無論是國家大型工業裝備和工業控制，還是涉及民生的食品安全和水電氣計量，無論是教學科研，還是國防軍事，都有我國自主研制的儀器儀表在大顯身手。目前，我國儀器儀表產業還很年輕，發展的道路還很漫長。可喜的是，國內市場對儀器儀表需求旺盛、國家政策不斷激勵中國制造業實現自我創造和自主創新。然而，國產儀器整體水平與國際先進技術仍有較大差距，弱勢地位明顯，行業迫切需要優化提升。當前，從中央到地方，各級政府對儀器儀表發展予以高度重視，充分發揮政策優勢和資金導向，為國產儀器的發展創造條件。我們相信，有各級政府的政策支持，有社會各界對國產儀器儀表的理解和信任，有眾多儀器儀表生產制造企業的艱辛努力，不遠的將來，國產儀器一定能夠不負眾望，為我國成為世界科技強國奠定堅強的基石，為我國科技事業發展和國民經濟建設承擔新的重任。
武麗英，中國儀器儀表行業協會自動化儀表分會、上海儀器儀表行業協會秘書長，長期從事儀器儀表相關行業工作。
文/武麗英
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