赛博体育协同发力 精准施策——推动我国仪器仪表行业高质量发展

      |      2023-06-08 08:12:52

  赛博体育行业门类多、产品品种多、产业链复杂、技术保障特殊(如量值溯源),是仪器仪表区别于其他大型机电装备的重要特征。在我国国民经济行业分类中,仪器仪表行业属于制造业大类,分6个中类、20个小类,分类情况如表1所示。

  另外在专用设备制造业中的“医疗诊断、监护及治疗设备制造”也有部分仪器仪表行业内容。仪器仪表行业协会统计产品情况时,参考了仪器仪表制造业的小类,主要统计了工业自动控制系统及装置、电工仪器仪表、绘图计算及测量仪器、实验分析仪器、试验机、供应用计量仪器仪表、光学仪器、衡器、大地测绘专用仪器、电子测量仪器、医疗仪器以及其他仪器仪表等,在名称上与行业分类描述稍有区别,统计的细分仪器仪表产品见附表1。

  针对科学仪器设备产品,我们国家还有大型科学仪器设备的分类与代码标准,标准将大型科学仪器分为18类通用大型科学仪器和13类专用大型科学仪器,每类科学仪器的代表性产品分别如附表2和附表3所示。仪器仪表产业链结构十分复杂,下游涉及工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、社会生活等众多领域,产业链上游涉及多种电子元器件、有机与无机材料、机电配件、通信、软件和其他各类部件等,还有区别于其他行业且必需的第三方保障技术体系(如计量、认证等)。

  我国仪器仪表行业有70多年的发展历史,先后经历了民营、国营、资本化运作等阶段。“十二五”以来,仪器仪表行业发展得到了更加系统的国家支持,国家自然科学基金委设置了“重大科研仪器研制”专项,科技部设立了“重大科学仪器设备开发”专项,工信部在多项发展政策中引导和支持仪器仪表企业实施企业升级和技术改造。目前我国已基本解决了仪器仪表的品种问题,但是我们应清醒地认识到,我们国家的仪器仪表开发长期处于跟踪的状态,基础研究薄弱,产品聚集在中低端,高端仪器仪表和前沿引领性的科学仪器大量依赖进口,而且我们自主开发的仪器仪表普遍反应不好用。面对当前新的经济和科技形势,以及万物互联的时代需求,仪器仪表行业必须充分认识自身发展的现状与问题,针对这些问题,结合我国国情,从顶层设计、行业管理、技术创新和产业发展四个方面进行深入思考,并从行业生态、服务平台、原始创新和质量基础等方面提出发展建议,以期这些建议能为该行业的政策规划、产业提升和企业发展等方面提供有价值的参考。

  仪器仪表行业生态体系健全与制度完善应是首要任务。主管部门、行业组织、研发机构和企业等各层级、“政产学研用金智媒”各主体要全面协同参与,近些年国家在顶层设计和产业政策方面做了很多工作,出台了科技成果转化、产业链协同、采购和税收等行业利好政策,建议下一步重点要放在创新、监督、服务等体系短板方面,使仪器仪表的生态体系更加完善。

  在创新体系建设方面,要根据国家科技创新和经济建设需求,处理好长远发展和近期成效的关系。统一布局科研专项、基地和人才培养、技术创新引导基金等,合理协调、彼此互补,建立企业和专业研发机构并行的“双主体”创新体系,发挥各类重点实验室、创新中心和工程中心等在技术创新方面的作用,解决可靠性、稳定性、高精度、工艺、批量化校准等不适合中小企业主导的基础共性技术问题。对于高端仪器仪表技术,国家要发挥有形之手的作用,更大力气地支持企业与研究单位联合,突破中高端产品所需的基础工艺、工具工装、零部件、质控软硬件、标校技术等,以高端产品开发引领技术创新,缩短国际差距,赢得用户信任。

  在监督服务体系建设方面,鼓励国家级企业技术中心与高等院校、科研机构合作,共建国产高端仪器仪表检验检测试验基地和共性工艺(镀膜、焊接、热处理等)开发平台,积极开展企业标准体系建设服务、测试等行业支撑技术研究与检验检测、标准认证与符合性评估等监督工作。注重仪器仪表行业监督体系的运行与考核建设,从法律法规赛博体育、标准行规等方面推动仪器仪表行业监督与服务的规范化。

  在服务体系建设方面,通过建立第三方公共服务平台,开展行业基础共性技术研究和行业服务,为政府规划管理提供精准支撑。服务平台需要研发积累可靠性等行业基础共性技术,具备标准化、知识产权、计量、检测和技术推广等公共服务能力,为国产仪器仪表制造商提供可靠性及稳定性等的优化改进建议和方案,为政府部门系统梳理全产业链的问题,推动行业技术理论、工艺、标准、检测和计量等共性基础技术服务体系不断完善,以及人才培养体系的不断完善。

  为解决当前国产仪器用户“不想用”、“不愿用”的现状,国家已出台了一些让用户“敢用”的支持政策。例如,2019年工业和信息化部发布的《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2019年版)》(工信部装函〔2019〕428号)中,首次将高端仪器纳入重大技术装备首台(套)保险补偿政策支持,加大对重点创新产品的支持力度,这些政策切实促进了国产仪器仪表产业的发展,但是对用户主观能动性的调动尚显不足。

  政府部门联合引导的“制造商+用户”发展模式是值得推广与探索的有效模式。这种模式的基本思路是行业主管部门与用户主管部门先要达成共识,再通过政策联合引导,以问题为导向,精准协同投入部门资源,鼓励和支持重点工程用户与仪器仪表企业深度绑定,联合攻关与共同开发,促进仪器仪表制造商的基础技术研发与用户需求互动发展,是一种产业链各环节互融共生、分工合作、利益共享的一体化组织模式。“十三五”期间,我国通过“工业强基工程”积极开展仪器仪表行业重点产品和工艺的研发,例如,2019年工业和信息化部公布的《2019年度工业强基工程重点产品、工艺“一条龙”应用计划示范企业和示范项目名单》(工信厅规函﹝2020﹞2号)中,在轨道交通、机械、汽车、船舶等领域积极展开仪器仪表产品与服务应用推广。联合开发过程中会产生科技攻关难题,这些难题又会通过多种渠道反馈,获得精准支持和解决。该模式已取得积极成效,是政策体系协同的良好探索,给国产仪器仪表产品的性能改进提供了机会,值得推广应用。

  由于仪器仪表行业与各行各业均息息相关,应在不同行业主管部门之间建立联席机制,强化政策制度体系之间的协调部署。用好政策制度,鼓励用户参与产品开发,长线规划攻关科学仪器关键核心零部件,优先支持研发依赖进口的、空白的仪器仪表产品,引导重视制造工艺和共性技术积累。在政府层面有效精准配置国家资源,开展全链条设计,从原理创新、基础研发、工程化、产业化等方面,建议科技部、工信部、国家自然科学基金委、国家发改委、教育部等全链条统筹部署技术研发和产业化投入,优先考虑满足我国国民经济安全和国防建设的重大战略需求,推动量大面广、共性急需的仪器仪表技术研发与产业化转化。建议央地资源度协同,地方政府应优化资源配套模式,避免重复支持研发和建设,一方面可以将地方资源纳入国家专项统筹部署地方定向任务,另一方面也可对中标国家项目的地方企业给予保障性配套。

  我国仪器仪表行业应加强专门的行业管理公益机构的建设,统一联系和支撑该行业的各政府管理部门。该机构应负责收集、汇总行业数据、监督行业发展态势,及时了解行业各层面的技术经济现状和问题,进而给国家相关政策规划的制定和调整提出针对性建议;该机构还要负责行业发展预测,要让该行业前瞻性配合整个国民经济的发展,而不是国家、社会突然有重大需要时才能获得脉冲式的支持和发展。例如高流量呼吸湿化治疗仪、高频呼吸机、体外膜肺氧合机(ECMO)等高端医疗仪器设备不仅大量缺乏而且过分依赖进口,在新冠疫情爆发期间才获得社会高度关注和国家相关支持,但是远水解不了近渴;另一方面,额温枪、红外测温仪等中低端医疗仪器市场也被疫情引爆,疯狂囤货,哄抬物价,乱象衍生。这次疫情暴露的上述问题充分说明,我国仪器仪表行业需要有专门的管理机构全面掌握行业数据,完善技术和产业体系建设,强力服务行业发展,才能使仪器仪表行业正常应对类似突发状况。

  同时,该机构要不断强化为行业企业,尤其是中小企业,提供共性技术服务的能力。仪器仪表企业是该服务平台的技术输入方,仪器仪表的原理和设计属于企业的“know-how”,但是在制造、测试、标准和计量等共性技术和平台方面,应由该机构承担建设或统筹行业资源发展,提高行业资源利用效率,同时不断积累行业共性技术。仪器仪表用户为该服务平台的技术需求方,平台要具备量化需求的能力,探索通过采取会员制度等措施,吸引和留住仪器仪表用户。平台肩挑供需两侧,逐渐形成良好的“用户+共性服务平台+中小企业群”的发展模式,加快仪器仪表由技术创新到产品化的推进速度,解决国产仪器仪表能用但不好用的共性问题。

  仪器仪表行业需要世界级的仪器仪表制造龙头企业。龙头企业掌握产品定价话语权,主导制定行业国际国内标准,引领行业发展方向,肩负开拓市场、科技创新和带动上游产业链的重任,有明显的行业人才和资金吸引力,以及带动区域经济发展的辐射带动作用。我国应该选取工业基础好、市场需求大、进口依赖强的仪器仪表制造门类,从政策、金融、财税、人才和技术等行业生态核心要素出发,持续培育和发展仪器仪表制造型龙头企业。图1为2019年我国仪器仪表行业产品进出口统计,分类参考行业协会统计分类依据,我国近五年的仪器仪表产品进出口趋势与此类似。结合统计数据,应该重点在电子测量仪器、医疗仪器、工业自动控制系统及装置、实验室分析仪器、光学仪器等仪器仪表细分行业里持续培育制造型龙头企业。

  另外,更重要的是,仪器仪表行业必需大力发展单项冠军企业。“单项冠军”是指在某些特定细分产品市场,生产技术或工艺国际领先,某类产品市场占有率位居全球/全国前列的企业。仪器仪表产业具有多品种、小批量、定制化、高科技、高水平的特点,非常符合“单项冠军”的理念。美国一半以上的仪器技术创新由中小仪器企业完成,德国有一批几十年甚至上百年的“专、精、特”仪器企业。我们应该充分发挥龙头企业的吸附效应,以及共性服务平台的支撑作用,持续培育一批源部件、探测器与传感器、分析分离控制部件等仪器仪表核心零部件的单项冠军企业,一方面解决我国仪器仪表“空心化”的问题,另一方面与仪器仪表整机制造龙头企业相互依托,形成优势互补的产业集群格局。

  在行业人才吸引力不足的情况下,政府应出面引导。强化政产学研协同机制,高校、科研院所和产业界应共同参与国家科技和产业规划的制定,兼顾基础前沿技术、共性关键技术和产业化技术,统筹中央、地方和企业资源,设立一定比例的地方和企业定向委托任务,在绩效评价中增加企业和用户评价的权重,引导和持续支持高校、科研院所的高层次人才团队,长期固定为企业开展服务。科技部最近印发了《关于科技创新支撑复工复产和经济平稳运行的若干措施》(国科发区〔2020〕67号),《关于开展科技人员服务企业专项行动的通知》(国科办函智〔2020〕59号)等鼓励科技人员服务企业的规范性文件,仪器仪表企业可以参考调整人才策略。仪器仪表企业要创新发展问题的解决模式,积极参与国家和地方政府、高校和科研院所的研究规划和人才培养,用企业问题引导研究方向和人才教育,为能够解决企业问题的科研人员提供必要的研发经费,面向在读博士和在站博士后设立短期就业岗位和薪酬福利待遇,将高校和科研院所的研究团队固化为企业长期外聘的“技术部门”。高校和科研院所要鼓励企业参与测控与仪器专业的人才培养,建立共同研究和联合培养制度,要将科技人员服务仪器仪表企业情况作为职称评审、岗位竞聘、学位评定、人才遴选等的重要依据。

  我国仪器仪表行业正处在从多品种发展往高品质发展的转型期。经过国家多个五年科技计划的持续支持,我国仪器仪表自主创新能力得到了加强,仪器仪表品种的问题已基本解决。但是国产仪器仪表的推广应用仍受限于可靠性、稳定性等品质问题,因此“十三五”期间的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项特别强调“全链条部署,一体化实施”,要开发“皮实耐用”的仪器,对每个项目的可靠性均提出了量化考核要求。但是针对现阶段我国仪器仪表行业的实际情况,仪器仪表可靠性、计量校准等共性技术研究并不适合企业牵头,不少企业对可靠性认识不足、研究可靠性的经费、硬件、人才准备也不够,出现了疲于应付考核指标验证的问题。建议在后续的仪器仪表科技专项部署中,将仪器的可靠性、计量校准、标准化等共性技术研发任务单独招标,由专业测试、计量、校准和标准化公益机构为企业仪器开发项目精准服务,这样安排的优势在于企业节省人力和物力,公益机构能够不断积累行业共性技术,同时国家和行业资源利用效率得到提高,能有效避免重复建设。

  除了继续跟踪式开发高品质的仪器仪表,还要从源头创新实现跨越发展。在科学技术发展史上,我国错过了19世纪的科学技术大爆发时机,西方发达国家几乎垄断了热力学、光学、电磁学、化学、地质学、生物学、人类学等学科的重大突破,我们国家仪器仪表行业的测试技术自然也长期处在跟踪式发展阶段。但是历史也告诉我们,去罗马的路不止一条,对于同一物质量的测量可以基于不同的原理,可以采用不同的方法,例如表2所示的压力测量方法的统计,一些新的压力测量原理不断被开发和应用。技术可以跟踪,但是创新不能跟踪,我们在解决当前仪器仪表需求的同时,还要着眼未来测试技术。在未来5-10年,专用仪器仪表的基础前沿属性更加明显,因此要注重测试计量技术的基础性创新研究,仪器仪表核心基础部件的开发,以及TRIZ理论(发明问题解决理论)等创新方法在仪器仪表领域的应用教育。当然,我们也要慎重对待原始创新的不确定性和风险。

  为了跳出跟踪国外成熟产品的创新模式,建议加强原始创新的国际合作以及国际力量引入国内的合作,以囯际重大合作项目为抓手,或者联合国际力量参与国内专项研发工作,侧重联合开发国际空白的创新型仪器仪表,使我国与发达国家从新型仪器仪表的基础原理和方法研究阶段就深度绑定,共同推动新型仪器仪表在国内外的技术发展和产业化,最后同步共享技术成果,当然同时也必须配套完善相关知识产权的法律、法规和规章制度。另一方面,应探索智力和知识产权引进新模式赛博体育,积极推动和参与仪器仪表的囯际标准化活动,加强仪器仪表的输入型囯际学术交流和展览活动,优化科技人才到岸政策,将国际上有发展潜力的仪器仪表科技力量引入国内,在本土行业环境下开展仪器仪表技术协同攻关和产业化推广,尽量减少消化吸收的磨合阶段,缩短新型仪器仪表的研发周期。

  仪器仪表产业的标准体系建设要处理好标准类型和技术类别的关系。应在国家、行业标准规范中引导重视仪器仪表的基础共性技术,如测试应用要求、可靠性方法、环境、包装和运输储运、质量控制抽样方法、性能表示、通信传输要求、安全要求等。鼓励利用企业标准规范仪器仪表的“技术诀窍”,避免关键技术因人而存,避免制造水平因人而异,同时把关键核心技术留在企业,做好自我技术保护。积极鼓励协会、学会、标委会走进企业服务,帮助不同产品领域的“尖子”企业建立完善的高水平企业标准化体系,而不是被动地靠某些特定企业向协会学会输出团体标准。在国际标准化方面,建议以囯内仪器仪表行业需求为输出,积极推动和参与囯际标准制订,推动国际力量贡献囯际智慧。

  集群发展有整合产业链各环节的时空优势,是适合仪器仪表行业的发展模式。产业集群内部的单个企业绝大部分属于中小企业,但是整个集群却具有显著的规模优势和很高的市场占有率。政府应从政策和财政上鼓励仪器仪表竞争性企业以及与这些企业互动关联的合作企业、专业化供应商、服务供应商、相关产业厂商和相关机构(如大学、科研机构、制定标准的机构、产业协会等)聚集在特定地域,例如北京、重庆、杭州、西安、丹东、无锡、郑州、承德、苏州等,支持传感器及仪器仪表优势地域开展技术和产业集群发展;或者配合国家推动的大科学装置或高技术产业布局,在北京怀柔、上海张江、粤港澳大湾区等建立科学仪器产业集聚高地,培养一批有国际影响力的龙头仪器企业和有特色的“单项冠军”企业。

  另一方面,必须下大力气培育国产零部件供应商等产业核心企业,尤其是涉及产业安全的、单一来源的仪器仪表核心零部件。仪器仪表行业要有统一的底线思维,即产业链上不能存在“一卡就死”的环节,而核心零部件是仪器仪表产业链上最可能发生该问题的方面。因此,应聚焦重大专项、重大工程需要的仪器仪表,自主攻关其核心零部件。而且核心零部件研发周期很长,一旦确定支持就要持续支持,不能追求短平快。此外,建议从政策、税收等方面,加大对核心零部件与功能部件企业的支持力度,用好“揭榜挂帅”(《关于印发制造业设计能力提升专项行动计划(2019-2022年)的通知》(工信部联产业〔2019〕218号))、“一揽子”和“一条龙”(《工业强基工程实施指南(2016-2020年)》)等支持模式,培育一批能“传承百年”的核心零部件企业。

  鉴于目前仪器仪表行业在国民经济中的地位和现状,决定了行业现阶段得到财政支持的力度相对较小。因此要把有限的财政资金用好、用准,支持共性技术,搭建公共平台,营造健康生态,精准扶持中小企业。

  财政资金要向研究共性技术和具备技术熟化能力的产业公共平台倾斜。仪器仪表的原理和种类繁多,有限的国家财政资金不仅要重点支持国家重大需求的产品研制开发,更要注重培育技术熟化的产业公共服务平台,例如共性的工艺和测试平台,这样的平台能够服务于众多的行业中小企业,平台选定的熟化技术也具有相对高的产业化可行性,社会资本持有者可以通过该平台遴选有潜力的高新技术企业,而且平台本身也比一般仪器仪表企业具有更高的成长空间和投资潜力。

  通过扶持仪器仪表中小企业发展的专项基金、等金融方式,缓解仪器仪表行业的广大中小企业融资困境。虽然社会资本对单个仪器仪表中小企业的兴趣有待提高,但是在信息化社会发展的今天,仪器仪表行业整体具有良好的环境和上升趋势赛博体育,因此国家可以设立更加专业的行业专项引导基金,以宏观的总体正收益前景,吸引社会资本融入该行业专项引导基金。基金会跟踪国家仪器仪表相关科技和产业专项,支持绩效评估为优秀的中小企业项目,针对不同类型的项目采取无偿资助、贴息、过程补助和后补助等不同方式,接续支持其产业化发展,促进国产仪器仪表的产业化推广应用,保证专项金融资金取得投资效益,社会资本自然也会受益。这样的操作模式可撬动地方政府、金融、创投、保险、民营资本等多方资源投入,精准支持仪器仪表行业的公共服务平台和有发展潜力的中小企业,达到多方共赢的目的。

  机械工业仪器仪表综合技术经济研究所一直立足仪器仪表共性基础技术和产业政策研究,服务各级政府和企业用户,承担传感器及仪器仪表、测量控制与自动化等领域综合性科研任务,致力为仪器仪表产业发展贡献智慧和力量,取得了一批被政府和企业认可的研究成果。我国经济社会发展“质量”的可量化、可考核、可计量必须有强大的仪器仪表产业作为支撑,通过我所长期的产业服务经历和大量企业用户调研表明,目前我国该产业的发展远不能满足国家基础研究、经济发展和国防建设等的迫切需求。近期,国际形势的剧烈变化与仪器仪表产业密切相关,战“疫”所需高端传感器和仪器大量依赖进口,新基建又为仪器仪表产业提供了巨大需求市场。在这样的历史与现实双重背景下,我们撰写此文呼吁各方协同发力,精准施策,共同推动我国仪器仪表行业的高质量发展。