儀器儀表自動化技術的發展和實施策略探討

宋程姣 王伊凡

[摘? ? 要]隨著我國科技的快速發展，電子行業也迅速發展。尤其進入21世紀，信息化、智能化理念的提出更是加速了各行各業創新發展的步伐。在這樣的背景下，也讓儀器儀表在各個領域的應用逐漸朝著自動化、智能化的方向發展。當下，儀器儀表在各類電子設備、監控體系中得到了廣泛的應用，并發揮著重要的作用。而且隨著社會需求范圍和數量的增加，對于電子器件效率和性能的要求也隨之提升，這無疑對儀器儀表自動化技術的創新提出了更高的要求。在經濟社會科技高速發展的背景下，儀器儀表自動化技術的發展對于社會生產效率的提升、生產安全性的提高以及經濟增長步伐都起到了關鍵性的作用。基于此，積極探索儀器儀表自動化技術發展的創新道路，持續探討應對儀器儀表自動化技術發展過程中出現問題的策略是十分必要和有意義的。

[關鍵詞]儀器儀表;自動化技術;發展;策略

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）04–0–03

Discuss the Development and Implementation Strategy of Instrumentation Automation

Song Cheng-jiao，Wang Yi-fan

[Abstract]With the rapid development of science and technology in my country， the electronics industry is also developing rapidly. Especially since the beginning of the 21st century， the concept of informatization and intelligence has accelerated the pace of innovation and development in all walks of life. In this context， the application of instrumentation in various fields has gradually developed towards automation and intelligence. At present， instrumentation automation has become an inevitable development trend， and has been widely used in various electronic equipment and monitoring systems， and plays an important role. And with the increase in the scope and quantity of social demands， the requirements for the efficiency and performance of electronic devices also increase， which undoubtedly puts forward higher requirements for the innovation of instrumentation automation technology. It can even be said that in the context of the rapid development of economic and social science and technology， the development of instrumentation automation technology has played a key role in the improvement of social production efficiency， the improvement of production safety and the pace of economic growth. Based on this， it is very necessary and meaningful to actively explore the innovative path of instrumentation automation development and continue to discuss strategies to deal with problems in the development of instrumentation automation.

[Keywords]instrumentation; automation; development; strategy

自動化的儀器儀表中包含了很多自動化元件，同時根據其應用范圍的不同自動化儀器儀表的功能也不盡相同。近年來，我國科技已經呈現出多領域、全方位發展趨勢，無論是信息技術、電子技術、人工智能等技術的發展都對儀器儀表自動化起到了積極的促進作用，也為儀器儀表自動化指明了發展方向。然而，在取得這一系列成績的同時，依然要正視當下儀器儀表自動化發展過程中的問題以及與發達國家之間的差距。這也意味著我國的儀器儀表自動化還有很大的上升和發展空間，因此，深挖問題和差距產生的原因，從而找到制約儀器儀表自動化快速發展的因素，并有針對性地進行改進和創新，這是決定儀器儀表自動化技術發展的關鍵，也是行業創新發展的方向。

1 儀器儀表自動化概述

1.1 儀器儀表自動化的概念

儀器儀表自動化就是由多種自動化元件進行組合，從而在這些元件共同作用下發揮出自動化功能的技術，而儀器儀表是實現自動化功能的主要技術工具。目前，自動化儀器儀表已經在眾多領域實現的有效應用，如針對流量、壓力以及溫度的測量等。自動化儀表也因為其良好的自動化控制能力在工業生產、電力系統等行業和領域得到了廣泛的應用。C6876215-5A0D-44EA-BABD-BB320D8AA915

自動化儀器主要由三個功能模塊構成：①傳感器。傳感器承擔著信號采集和控制的功能，通過傳感器能對儀器儀表的運行環境進行有效感知，從而為后續自動控制提供依據。②變送器。變送器是儀器儀表中最重要的組件，其作用是對從傳感器接收到的模擬信號進行分析和處理成相應的電信號，再輸送到對應的分析元件中。③顯示器。其功能是將通過前期分析處理過的數據直觀地顯示在儀表盤對應的功能區。因此，儀表盤就是結果的呈現和輸出單元。

儀器儀表自動化技術的蓬勃發展極大提升了我國的工業化水平，其應用范圍也得到了進一步擴大。如應用在環境監測領域的儀器儀表，能夠實現對我國大氣環境、水環境等的自動檢測，極大緩解了我國環境污染問題，為推動節約型社會以及綠色生態發展提供了有利推動。而工業儀器儀表的使用，更是推動了工業自動化技術的發展。

1.2 儀器儀表自動化發展的意義

實際上儀器儀表自動化發展的最大意義在于實現自動化控制，以微電子技術為依托，以系統內部設計為原則，實現系統的分散管理集中控制。以DCS，即分散控制系統或分布式計算機控制系統為例，利用儀器儀表自動化技術，實現對不同單元原件的控制，從而實現對系統內部結構的控制，最終實現分散、分層控制、集中管理的目的。

2 我國儀器儀表自動化發展現狀

隨著科技的發展以及工業化水平的提升，人們對儀器儀表自動化技術的給予了更多的期待，從國家和政府的角度，無論是資金、技術還人力都也都給予了足夠的支持和幫助，為儀器儀表行業的發展奠定了堅實的基礎。在這樣的背景下，儀器儀表自動化技術發展迅速，無論是應用范圍還是應用效果都取得了較大的突破。然而，相比于發達國家，我國無論是儀器儀表相關產品還是儀器儀表自動化技術都存在一定的差距，尤其表現在我國儀器儀表自動化技術智能化水平不高這個方面。因此，為了盡快縮短與發達國家的差距，從根本上提升儀器儀表自動化整體水平，實現儀器儀表自動化技術全方位發展，積極推動技術創新是必然的選擇。具體來說，我國現階段儀器儀表自動化技術發展有以下幾方面的特征。

（1）從整體發展情況來看，當下我國的儀器儀表行業已經進入一個全新的、平穩的發展階段，無論從技術創新還是相關設備的改進都呈現出更高的穩定性和可靠性。尤其是隨著我國經濟發展速度的加快以及工業化水平的提升，我國的儀器儀表技術的發展勢頭迅猛。特別是隨著我國對于儀器儀表設備以及產品需求量的增加，更是進一步推動了我國儀器儀表行業的發展。目前，我國的儀器儀表相關產品已經占有全球市場的巨大份額，并且呈現出增長的趨勢。

（2）市場需求的增加，也加劇了儀表企業之間的競爭。隨著市場經濟體制的不斷完善以及行業的發展，當今的儀器儀表市場較之以往已經朝著規范化、系統化的方向發展，企業規模逐漸擴大，完善的行業規范已經建立，這些都推動了儀器儀表行業逐漸集中化和規模化發展。經過了激烈的競爭和市場淘汰，部分技術落后的、體制不健全的企業已經退出行業競爭，少數規模小的企業通過合并重新進入市場，從而建立起一種全新的格局。少數技術先進、規模較大的企業成了行業的引領者，帶領其他中小型企業共同發展，從而形成一種良性競爭、共同發展的市場氛圍，進而成為推動儀器儀表行業發展的中堅力量。

（3）隨著我國科技的發展，我國對于儀器儀表相關技術的研究和探索已經取得了突破性的進展，從現有技術水平來看，已經達到了國際水平。一方面，表明國家對于儀器儀表技術創新的鼓勵和扶持已經取得了極大的成效。另一方面，也說明我國對于推動全球儀器儀表技術的發展做出了突出的貢獻。我國在很多高精尖儀器設備研發工作中更是取得了驚人的成就，極大填補了我國在這技術領域的空白。相信隨著研究的深入，我國將在儀器儀表技術創新方面取得更大的成績、發揮更大的潛能。

3 儀器儀表自動化技術存在的主要問題

我國的儀器儀表自動化技術已經取得了極大的發展和進步，但依然有一定的發展和提升空間，如自主創新成果占比較少。我國的儀器儀表自動化技術雖然發展迅速，但儀器儀表行業發展之初，很多的技術和經驗都要依靠國外，雖然我們一直在積極探索自主研發道路，但想完全擺脫對國外技術的依賴，還需要一個過程。近年來，國家針對儀器儀表科技型企業投入了更多資金和人力，以持續推動自主研發工作的開展，取得了一系列的成果。然而，技術的研發更需要實踐應用的印證，因此，要完全實現自主研發技術的應用還需要持續的努力。

從現有的儀器儀表產品和設備制造情況分析，以中低端產品居多，高端產品占比小，產品自主創新意識不足。而造成這種局面的原因也是多方面的，技術創新、儀器設備的完善不僅需要更高端技術人才的主導和參與，更需要足夠的資金扶持，尤其是自主研發，更需要大量資金的支持，而這些也都是當下和未來一段時間儀器儀表自動化技術發展所需要的。

4 儀器儀表自動化未來的發展方向

4.1 智能化

信息技術的快速發展，帶動了社會全面朝著信息化、網絡化以及智能化的方向發展。在這樣的背景下，也為儀器儀表自動化技術的創新發展提供了重要的技術依據和支持。相關研究人員正在探索儀器儀表智能化發展道路，這不僅儀器儀表行業順應信息時代發展的表現，更是行業發展的需要，同時也為儀器儀表技術的發展提供了更好的選擇，促進儀器儀表行業多元化發展。比如，自動化儀器儀表技術于通信技術、微處理技術等先進技術的融合探索和發展，就極大地提升了儀器儀表自動化程度，有效避免了傳統技術模式下，由于自動化程度不高導致的儀器儀表使用年限短、儀器故障發生頻發、零部件損耗程度高等問題，而這些問題的出現直接影響儀器儀表效能的發揮，甚至限制了自動化儀器儀表在生產中效率的提升。而融入了新技術的儀器儀表自動化技術，不僅極大緩解或者避免了傳統模式下對儀器設備的損耗，同時由于智能技術的融入，還極大提升了用戶使用的體驗感。用戶不僅可以結合自身需求選擇相應的自動化元件，從而使各類元件與智能化系統有效融合，進而達到最佳的效果，實現儀器設備的智能化、個性化管理。除了在控制系統內部實現智能化之外，多系統融合的智能化也將是儀器儀表自動化發展的方向。C6876215-5A0D-44EA-BABD-BB320D8AA915

4.2 數字化

數字化是信息時代的特征之一，并且已經逐漸滲透到各個領域。具體到儀器儀表領域，數字化理念的出現為儀器儀表技術的更新、功能的完善以及對于整個儀器儀表技術的發展都起到了極大的推動作用。以數字化為特征的信息技術與自動化技術的融合發展，帶領儀器儀表技術走進現代化數字控制時代，為儀器儀表自動化技術的創新發展提供了技術支持和思想指引，從而使自動化儀器儀表技術得到進一步優化，信息資源的呈現方式更加多元化。

5 儀器儀表自動化實施策略

5.1 確保資金的投入

儀器儀表自動化技術的出現和發展對于生產效率的提升、生產力水平的提高以及推動經濟社會的發展都起到了積極的作用。當下我國的儀器儀表自動化技術的發展而言，較之以往已經有了根本性的提升，從實際應用的效果來看，也取得了實質性的效果，但仍有差距。因此，持續探索和鉆研儀器儀表自動化技術是唯一的選擇。在這個過程中，自然離不開資金的扶持，以確保研究和實踐工作的順利開展。尤其對于新技術研發后的應用，還需要對設備進行完善，而實踐應用也需要應用、反饋和調整的過程。這些也都有足夠的資金保障。基于此，資金可以說是儀器儀表自動化技術更新和發展的基礎。

5.2 技術人員的培養

對于高科技產業而言，其生存和發展的關鍵除了資金支持之外，更重要的就是人才。而人才匱乏也是當下很多企業技術創新工作無法有效開展的重要原因之一，對于儀器儀表自動化技術發展而言，是一項專業性極強的工作，對于技術人員的要求不僅體現在基本專業知識的掌握層面，更要具備極強的創新意識和探索能力，同時還要對信息技術、通信技術等現代化技術有深刻的認識和較好的應用能力。只有具備了這些能力的人才能更好地推進儀器儀表自動化技術的發展工作。因此，對于儀表領域來說，要將人才培養和引進作為常態化工作開展，不斷為儀器儀表自動化建設和發展吸納和培養人才。一方面，重視人才培養，建立完善的培養體系，做好物質保障工作。通過加強行業間交流、學習等方式，為技術人員提供接受新知識、新技術的機會。另一方面，注重人才引進，建立完善的晉升和獎勵機制，留住人才，并且能最大限度地發揮出人才的潛能，為技術創新提供保障。

5.3 持續提升員工整體素質

對于任何一個行業或者領域來說，為了實現行業穩定、可持續發展，技術創新都是必然選擇。但技術創新并不是某一個人或者是某一些的事，而是一項系統、復雜的工程，需要行業全體人員的參與和配合。因此，持續提升員工整體素養是實現儀器儀表自動化技術創新發展的關鍵。實際上，儀器儀表領域是一項對專業性要求極高的行業，對于工作人員的要求不僅體現在專業技能上，更要求豐富的經驗，從而才能實現自動化技術的應用。所以，對于企業來說，除了要注重對技術人員的培養和培訓之外，更要注重員工整體知識結構的完善以及專業素養的提升。在全企業、全領域范圍內建立起一種積極探索、創新的良好氛圍，并且不斷在工作人員中挖掘有潛力的員工，使其成為推動技術創新的主力，為自動化技術的應用提供有效助力。此外，企業要有針對性地對員工開展培訓和學習，針對技術人員、研發人員、操作人員以及設備保養維修人員要制定系統的培訓方案和計劃，使所有人員都能在各自的領域有所成長和收獲，實現行業整體素質的提升。

6 結束語

面對當前飛速發展的社會和科技，國際間的競爭已經轉變為科技和人才的競爭。在這樣的背景下，實現行業發展的關鍵就在技術創新。對于儀表行業而言，同樣也面臨著創新和發展的難題，而儀器儀表自動化發展不僅能夠實現對傳統生產模式的創新，更極大提升了生產效率，因此，也是促進儀表行業發展的關鍵。基于此，對于當下的儀表行業而言，既要正視我國與發達國家之間的差距，更要積極探索促進儀器儀表自動化技術創新發展的道路，為推動行業發展奠定良好基礎。

參考文獻

[1] 何飛.自動化儀器儀表行業的現狀及發展趨勢[J].科技與創新，2016（20）：40.

[2] 李永青.自動化與儀器儀表行業的現狀及發展趨勢[J].建筑工程技術與設計，2018（5）：3057.

[3] 王曉東.我國自動化儀器儀表的發展現狀及趨勢初探[J].中國科技投資，2017（8）：252.

[4] 趙嘉瑋.儀器儀表自動化的發展和實施策略[J].通信世界，2021，28（4）：257-258.C6876215-5A0D-44EA-BABD-BB320D8AA915