数显长量仪

近日，第3届高端测量仪器国际论坛暨第13届精密工程测量与仪器国际会议（IFMI & ISPEMI 2024）在山东青岛成功举办。会议邀请各国精密工程测量与仪器领域的高层科学家、专家与业界领袖，就国际精密工程测量与仪器领域面临的重大机遇、重大科学问题和关键技术问题展开深入研讨，展望其未来发展方向和技术路线等。会议期间，仪器信息网特别策划了专访环节，荣幸地邀请到了中国计量学会秘书马爱文，就我国精密测量仪器产业发展现状与建议、精密测量技术未来发展方向、制造业转型升级面临的挑战等话题展开分享。国产精密测量仪器产业发展面临瓶颈马爱文秘书长表示，“国内精密测量仪器的发展正面临瓶颈期。从更宏观的视角审视，精密测量技术是社会发展水平的缩影。我们过去常言，测得准才能造得精。这意味着，只有不断推进高精度测量仪器的研发与应用，才能引领产品向更高质量、更高精度迈进。以机械制造业为例，要实现高精尖产品的制造，其背后的工业母机必须具备远超产品本身的精度标准，而测量技术则需再上一层楼，至少达到母机精度的三分之一以上额外精度，方能确保产品的质量。然而，不可否认的是，我国在机械加工领域，包括精度、可靠性等方面，仍面临诸多挑战，这也在一定程度上折射出我国精密测量仪器及其技术与国际先进水平之间的显著差距。更为严峻的是，国际上的高精度产品禁运政策，如同一道无形的壁垒，严重制约了我国多个产业，尤其是高精度仪器仪表产业的发展。但我坚信，挑战与机遇并存，中华民族自古以来便以坚韧不拔、勇于探索著称，面对重重困难，我们定能迎难而上，研发出具有自主知识产权的高精度测量仪器，满足社会高质量发展的迫切需求。”多措并举，推动精密仪器产业高质量发展马爱文秘书长进一步谈到：“推动精密仪器产业的全面发展，需采取多维度策略，首要且核心的是计量测试技术的坚实基础。2018年国际单位制迎来重大变革，将七个基本量被定义于基本物理常数之上，为全球测量技术领域树立了统一的基准线。然而，要精准定义这七个基本量、构建坚实的计量基准体系，仍面临漫长且艰巨的探索之路。鉴于此，国家应聚焦基础研究，攻克计量基准难题，研发高精度仪器，为技术转化与社会应用奠定基础。同时，仪器仪表产业需加大科研投入，加速成果转化，将创新应用于实践。国家与产业界共同努力，才能推动我国精密仪器产业的蓬勃发展。高精密测量仪器的性能，实为整个产业技术水平的集中展现。其内部集成的芯片、精密齿轮及诸多基础零部件，其性能与品质直接决定了仪器的测量精度。这些部件共同构建了一个精密而复杂的产品系统，而系统性问题的解决，如误差调控，便成为推动仪器仪表产业向前发展的关键所在。以激光干涉仪为例，其高精度的实现同样依赖于多元零部件的精密配合。因此，零部件的质量、设计思路、制造工艺等因素，均对精密测量仪器的整体精度产生影响。中国若要在高精度测量仪器领域取得突破，不仅需计量部门的不懈努力，更需整个产业链上下游的协同提升。近年来，我持续关注国产仪器与国外同行在性能与市场上的差距。从设计等多个维度来看，国产仪器已在众多领域展现出替代进口产品的强劲实力。然而，在稳定性和可靠性方面，国产仪器及设备存在一定短板。以机床制造为例，德国机床采用经过30年应力消除的钢材制作导轨，以确保长期精度稳定，而国内企业往往难以达到这种高标准，甚至存在直接使用未经充分应力消除的钢材制作导轨的情况。这直接导致机床在使用一两年后，因应力变化而影响测量精度，发生精度漂移。此现象并非个例，也广泛存在于各类精密测量与测试设备中。国产设备在初期往往表现出色，但长期使用后精度下降的问题较为突出。尽管国家已建立了严格的检定校准制度作为外部保障，但提升设备自身的稳定性和可靠性才是治本之策。此外，在科研领域，前沿理论的探索与现场实际应用的紧密结合也至关重要。针对仪器设备在不同应用环境下的性能变化，特别是测量精度的波动及其对最终结果的潜在影响，亟需深入探究。当前，我国计量体系已臻完善，国家计量院专注于计量基准的研究，各省计量院则负责计量标准的制定。同时，众多高校与科研院所也在测量技术领域深耕细作。我们应凝聚各方智慧与力量，共同推动高精度测量技术及仪器的研发与转化进程，以切实满足企业及社会发展的实际需求。当前，国家高度重视这一领域的协同发展，通过NQI等支撑项目，积极促进产学研深度融合，确保企业界的广泛参与。”AI与量子测量赋能精密测量技术发展聚焦精密测量技术，仪器厂商正积极拥抱人工智能（AI）技术，通过深度融合与创新应用，实现测量精度与效率的双重提升。对此，马爱文秘书长认为，人工智能与精密测量之间相辅相成，不可分割。精密测量借助人工智能的算法优化，显著提升了测量精度；然而，若过度聚焦于人工智能，可能导致对测试技术基础工艺及零部件材料研究的忽视，从而限制了测量技术的整体进步。因此，他强调两者应形成良性的互动循环，人工智能为精密测量提供算法支持，精密测量则为人工智能算法提供精确数据，共同推动整个系统性能的大幅提升。在探讨精密测量的未来发展方向时，马爱文秘书长则表示：“量子测量技术无疑是一个极具潜力和前瞻性的领域。随着2018年国际单位制中七个基本单位全面基于基本物理常数重新定义，人类社会正式迈入了量子时代，极大地促进了量子测量技术的发展。量子测量技术，简而言之，是利用量子、原子、分子等微观粒子作为测量工具，依托其独特的物理特性（如体积小、能量高、带电性、磁性等）来精确感知和测量外界环境的变化。这一技术因其极高的灵敏度，在精密测量领域展现出前所未有的优势，被视为未来发展的重要方向。然而，量子测量仍需攻克诸多技术难题，如离子干涉、离子阱的精确控制、单控温色芯技术的突破等。这些技术挑战要求我们在研发过程中不断创新，攻克难关，以实现量子测量技术的突破与应用。尽管如此，量子测量的潜力和价值不容忽视。它将成为人类认知世界、利用自然规律的重要工具。因此，我衷心希望仪器仪表产业能够紧跟量子测量技术的发展步伐，积极投入研发创新，推出具有自主知识产权的量子测量产品与设备。”精密测量：筑牢数字化与智能化转型的基石2024年3月，工信部等七部门联合印发《推动工业领域设备更新实施方案》，围绕推进新型工业化，以大规模工业设备更新为抓手，实施制造业技术改造升级工程，以数字化转型和绿色化升级为重点，推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。针对此重大举措，马爱文秘书长发表了深刻见解：“数字化转型是一个多维度、深层次的变革过程。基于我在工业计量与测量领域的研究，以及对众多工业企业的实地考察，我深刻体会到，我国工业发展尚处在1.0至2.0的初级阶段，数字化与智能化水平与国际前沿存在显著差距，这主要受限于历史工业基础薄弱。然而，值得注意的是，国内大型企业已积极投身数字化、智能化、网络化转型，并初显成效，特别是在汽车制造业中，智能化技术的应用彻底革新了这一传统行业。关于精密测量技术，对于大多数工业企业而言，当前或许并不需要过于高端的测量设备；但在高端装备制造领域，如芯片制造与航空航天关键部件（如齿轮）的制造中，高精度测量仪器不可或缺。这种高精度需求推动了精密测量技术的发展，反过来精密测量技术也促进了工业企业的智能化与快速化进程。传感器作为智能化的基石，其高精度制造同样离不开先进测量技术的有力支撑。因此，精密测量技术与工业智能化之间形成了相辅相成、共同发展的良性循环。工信部最新推出的大规模设备更新政策，旨在通过优化生产工艺与流程，引领工业企业借助数字化转型实现制造质量的提升。在此过程中，我强烈建议加强对测量仪器与设备的集成应用，将其直接嵌入生产流程，确保产品质量的显著提升。以汽车制造业为例，高精度测量技术是机床与机器人高效运作的关键。只有确保机器人装配精准无误，才能组装出高质量汽车。因此，我们必须将计量与高精度测试技术融入设备更新与工艺改造之中，确保每一次升级都是对品质追求的深刻实践，而非简单的设备替换。此外，国家大力倡导的数字化转型及大数据应用，其根基源自精准的测量技术，特别是稳定可靠的高精度数据。这些数据不仅是提升产品质量的基石，也是节能减排、精细化管理及应对气候变化等战略决策的重要依据。因此，我们呼吁将计量与测试技术贯穿于产品全生命周期的每一个环节，从设计、研发、制造到检验、报废，全程赋能产业升级，减少资源浪费，促进可持续发展。同时，这也为测量仪器制造企业与供应商带来了前所未有的发展机遇，但前提是他们必须持续提供高质量的产品与服务，以满足市场的测量需求。”采访中，马爱文多次强调，精密测量技术不仅是产业升级的基石，更是国家高端科研不可或缺的支撑。作为科学研究的先行者，高精度的测量仪器应广泛服务于各科研领域，提供可靠的测量手段。与此同时，智慧城市、智慧交通、医疗及生命科学等领域都离不开精密的测量设备与仪器。我衷心希望，全国的仪器仪表制造企业能够瞄准社会需求，研发出更多高质量、高性能的测量仪器设备，共同促社会进步与发展。

近日，第3届高端测量仪器国际论坛暨第13届精密工程测量与仪器国际会议（IFMI & ISPEMI 2024）在山东青岛成功举办。会议邀请各国精密工程测量与仪器领域的科学家、专家与业界领袖，就国际精密工程测量与仪器领域面临的重大机遇、重大科学问题和关键技术问题展开深入研讨，展望其未来发展方向和技术路线等。会议期间，仪器信息网特别策划了专访环节，荣幸地邀请到了西安交通大学杨树明教授，就其研究方向、精密测量技术发展趋势以及我国精密测量仪器产业发展现状等话题展开分享。西安交通大学 杨树明教授仪器信息网：请简单介绍下您的研究方向。杨树明教授：我一直聚焦于微纳测量领域，包括在该领域开展基础和应用研究，以及关键技术和装备开发等。近些年来，我们把微纳测量技术应用于芯片检测领域，特别是晶圆缺陷检测设备的研发。在长期技术储备的基础上，我们与企业紧密合作，争取在该领域实现重大突破，推动我国半导体芯片检测技术的自主化进程，解决晶圆缺陷检测的国产化难题。仪器信息网：您如何看待国内外精密测量仪器产业的发展现状？杨树明教授：精密和超精密测量的重要性越来越受到重视，也迎来前所未有的发展机遇，将在制造业转型升级中发挥重要作用，为制造业的提质增效提供有力支撑。然而，我们也应清醒地看到，对于精密测量仪器，国内与国际先进水平之间仍存在显著差距。而缩小这一差距，需要长期的坚持与不懈努力。仪器信息网：国内精密测量仪器产业应如何补齐这一差距？杨树明教授：我觉得人才是核心要素。一方面，该领域专业人才短缺，当前亟需通过提升高校培养规模、鼓励更多高校开设相关专业来加强人才供给；另一方面，构建有效的激励机制与制度保障，从而吸引并留住优秀人才在该领域长期耕耘。这两方面对于补齐我国与国际精密测量技术先进水平之间的差距具有关键作用。另外，要推动我国精密测量技术的蓬勃发展，逐步缩小与国际前沿的差距，并实现超越，我们还需要从多个维度上坚持不懈地努力。仪器信息网：我国在精密测量技术及仪器领域面临哪些挑战？特别是关键核心零部件及供应链方面是否存在瓶颈？杨树明教授：当前，从关键零部件至整机，我们仍面临诸多挑战。例如光源，尽管国内光源性能正逐步提升，但是短波长光源尚且没有完全达到应用要求，市场上尚缺乏适用于晶圆缺陷检测的成熟光源产品。同时，探测器、光学元件等关键零部件与国际先进水平相比，仍存在一定的差距。不过，我们在人工智能领域表现亮眼，相关技术在精密测量技术领域的应用，展现了一定的优势。仪器信息网：您如何看待人工智能对精密测量技术的影响？杨树明教授："智能"已成为众多领域关注焦点之一。在测量领域，人工智能影响着测量的标定方法、管理方式和应用领域等，同时人工智能发展又需要测量作为支撑，包括数据如何精确获取、数据处理算法和模型的准确性等。可见，人工智能与精密测量必然相互融合发展。仪器信息网：您认为未来精密测量技术及仪器将沿着哪些方向发展？有哪些新兴技术或应用值得关注？杨树明教授：过去的测量工作主要聚焦于单一物理量，采用单一方法和设备完成。然而，随着测量需求日益多样化与复杂化，测量向着多物理量同步测量的方向迈进，要求测量仪器和设备集成多测头，具有多功能。随着加工精度和尺度从微米级到纳米级再到原子级，精度与尺度的极致追求对测量技术提出了更高要求，而且极端化的工作环境使得传统方法与技术难以胜任。此外，极致精度和极端尺度方面，缺乏标准和测量规范，需要探索新的计量与溯源方法。仪器信息网：您认为大规模设备更新将对国产仪器带来哪些机遇？杨树明教授：这是国产仪器发展的好机会和机遇。国产设备因性能与进口设备存在一定差距，导致市场在选择时往往倾向于进口产品。在当前国际形势下，加上政策支持与国产仪器前期的基础和积累，国产仪器有望加速融入市场，在实际应用中不断迭代升级，逐步提升其性能。这必将促进国产仪器行业的加速发展，并逐步实现国产替代。仪器信息网：在国产替代的大背景下，您认为国产精密测量仪器企业应加强哪些方面的能力建设以提升竞争力？杨树明教授：首先，应加强企业与高校的紧密合作。企业应主动寻求与高校的深度合作，而高校也应积极与企业对接。双方应基于各自的需求与优势，构建协同发展的合作模式。企业应充分利用高校的科研平台与资源优势，在制定未来发展规划时，特别是涉及新技术、新方法时，与高校紧密合作，让高校进行前瞻性研究。实际上，高校也要积极与企业开展紧密合作，与企业携手并进，才能使其成果落地。借此机会，我们诚挚希望与更多企业及高校研究院所携手，共同研发高端测量仪器，为国家解决“卡脖子”技术和产业升级提供技术支撑。

仪器信息网讯 根据岛津公司公布的2012财年展望，公司预计，截至2013年3月31日的2012财年(2012.4.1-2013.3.31)，岛津总收入预计为2670亿日元(约合33.80亿美元)，相比于2011财年2663亿日元(约合33.71亿美元)微增0.3%。 2012财年岛津总收入及各项业务收入情况表 　　岛津最大业务分析及测量仪器2012财年收入预计为1560亿日元(约合19.75亿美元)，2011财年该项业务收入为1533亿日元(约合19.41亿美元)，同比增长1.8%。 　　据岛津公司的2012财年半年报(2012.3.31-2012.9.30)，岛津公司收入1246亿日元(约合15.77亿美元)，相比于去年同期下降了0.6%。分析及测量仪器业务收入709亿日元(约合8.97亿美元)，相比去年同期增长1.4% 其中通用分析仪器销售收入447亿日元(约合5.66亿美元)，同比增长2.4%，而色谱质谱仪器销售收入329亿日元(约合4.16亿美元)，同比下降0.2% 表面分析仪器销售收入41亿日元(约合5190万美元)，同比下降5.8% 环境监测仪器销售收入39亿日元(约合4937万美元)，同比增长1.3% 试验机及无损检测仪器销售收入75亿日元(合约9494万美元)，同比增长2.2%。 2012财年上半年岛津中国区收入情况一览 　　而分析及测量仪器业务中国区上半年收入为142亿日元(约合1.80亿美元)，相比2011财年同期的133亿日元(约合1.68亿美元)增长6.7%。（注：文中日元与美元按1美元=79日元换算） (编译：杨娟)