智能儀器儀表技術應用及展望

范佳樂

摘要：高新技術的迅猛發展，為生命科學的研究和應用提供了新的途徑，對儀器儀表的要求越來越高，不斷促進了儀器儀表產業的科技發展，環保、交通、醫藥以及通訊等各行業普遍運用了智能化儀器儀表。本文就目前智能儀器儀表行業發展現狀和需求進行了分析，并就儀器儀表的未來發展趨勢和應用前景進行了展望。

關鍵詞：智能；儀器儀表；特點

“十二五”時期，得益于國家一系列產業政策的大力支持，極大的推動了智能儀器儀表的發展。2018年，是貫徹落實十九大精神的開局之年，是實施“十三五”規劃承上啟下的關鍵之年，中國經濟由高速增長愈來愈注重高質量發展。智能化時代的背景中機遇與挑戰并存，抓住機遇，迎接挑戰，必將帶來儀器儀表行業整體水平的不斷提升。

一、我國儀器儀表行業現狀分析

經過改革開放40多年的積淀，我國的儀器儀表市場競爭格局悄然發生改變。新經濟時代下，即使全球受金融風暴的影響，儀表行業的增長速度也并沒有放緩。近年來，隨著環境監測、食品檢測、生物醫藥的需求劇增，儀器儀表在其應用領域正釋放出廣闊的發展空間，儀器儀表制造業的營收總額保持良好增長趨勢。據國家統計局統計，2017年，儀器儀表制造業實現利潤總額869.1億元，同比增長16.8%。從統計局公布的數據來看，儀器儀表制造業的營收總額持續創新高。

但是，在我國制造業經濟進入新常態的大背景下，儀器儀表制造業也面臨著不容忽視的問題，即舊動能已經乏力而新動能尚未形成。儀器儀表行業要實現新舊動能轉換，首要解決的問題就是創新能力不足、科技含量偏低等問題。近年來，一些儀器儀表企業通過科技創新，掌握核心技術，走上高質量發展道路。比如，西安定華電子自主發明的外測液位測量技術及系列產品，在國際上首次實現從容器外對容器內液體液位的真正隔離、精確測量。在2018年舉行的2017年度國家科學技術獎勵大會上，該技術榮獲國家技術發明獎二等獎。

二、儀器儀表行業的發展需求

隨著市場需求的不斷增加，傳統儀器儀表已漸漸跟不上現代化、信息化社會的步伐，智能化儀表的優勢愈發明顯，在滿足客戶檢測需求、適應市場發展趨勢上表現的越發突出。

（一）操作自動化

計算機技術的飛速發展，以數據硬件為支撐，通過軟件來完成數據的分析和顯示，組成了較為完整的測量儀器，儀器儀表的操作中更多的應用了模糊控制、多媒體技術、人工神經元網絡、人機交互等新技術，即使在無人值守的情況下，通過虛擬現實技術也能夠實現自動校準和診斷、自動轉換等功能。

（二）數字化和智能化

隨著微電子技術的不斷發展，儀器儀表產業中微處理器的應用越來越普及，儀器儀表的數字化、智能化水平不斷得到提高。比如高精度智能變送器的核心采用最新的微處理技術使其性能指標不斷提高，能夠實時測量出檢測元件受溫度變化、靜壓的影響。

（三）多功能性發展

智能儀器儀表可以實現更強大的多功能性，一般智能儀器采用的是GPIB通用總線、RS485、RS232C串行總線等，通過將多個獨立的智能儀器組成一個通用平臺，建立多功能網絡，再利用不同的軟件，形成功能不同的可以滿足較復雜測試任務的儀器和系統。比如函數發生器具有很寬的頻率范圍，它在測試功能上提供了行之有效的解決方案，具有脈沖發生器、頻率合成器、任意波形發生器等各項功能，被廣泛應用于醫學、通訊、工業控制等領域。

三、智能儀器儀表廣泛滲透到各行各業

智能儀器儀表引領了儀器儀表產業今后發展的主流和方向，已被廣泛地應用于人民生活中，涉及到工農業、電力、交通運輸、國防、文教衛生等各個方面，在國民經濟建設各行各業的運行過程中發揮著極為重要的作用。比如，在現代國防建設技術裝備中儀器儀表已成為重要的組成部分，儀器儀表和計算機占到中國航天工業的固定資產的三分之一；儀器開支已占到運載火箭全部研制經費的一半左右。隨著科技的發展，裝備的智能化水平在不斷提高，有關資料顯示，儀器校準在工程設備總投資中的比重已占到18%左右；寶鋼推行的一貫質量管理，將三分之一的技術裝備投資經費用于購置儀器和自控系統，滿足其現代化生產技術的需求。

云技術的廣泛應用，智能儀器儀表和計算機已初步實現了共融，目前正走入第五代云智慧儀器CSI（Cloud Smart Instrument）的時代。從VI到CSI的完成，基于云技術、物聯網等新技術與儀器儀表的結合，進一步提升了工作效率和資源利用率，為儀器儀表行業的現代化發展指明了前進方向。

四、儀器儀表企業并購重組帶來新的市場格局

知名儀器儀表企業都不同程度的有著并購的案例，如何發揮優勢不斷壯大自身，應該引起我國儀器儀表行業深思。2017年第四季度，一些儀器儀表知名企業通過并購，強強聯合以期占領更多的市場。比如：工業自動化廠商歐姆龍1.57億美元收購英國邁思肯；貝因美集團重磅收購美國權威醫學檢測平臺；E+H完成對Blue Ocean Nova的收購；騰德集團完成收購德國萊茵TUV食品分析實驗室等。隨著一次次并購完成，巨頭們規模是越來越大，優勢也越來越明顯。在以先進技術為基石的行業大環境中，合理的并購也必不可少，相信未來國產儀器企業的大手筆并購也將會越來越多。

總之，智能儀表技術及應用還需要經歷一個較為漫長的成熟發展期，我們要懷著信心和勇氣敢于做“第一個吃螃蟹的人”，把智能化儀器儀表的功能發揮最大化，智能儀器儀表作為國家的基礎性、戰略性產業必將隨著國家政策導向和國民經濟整體發展蓬勃壯大。

參考文獻：

[1]應懷樵.“云智慧”時代的第三次工業革命正在走來——從“軟件制造儀器”到“軟件制造一切”[C].全國振動工程及應用學術會議，2012.

[2]范曉紅.淺談智能儀器儀表技術的發展及其應用[J].數字技術與應用， 2014（5）.

[3]儀器儀表_互動百科.