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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。

2022年10月27日，深圳市中科先见医疗科技有限公司（后称“中科先见”）在南昌举行的第十九届中国国际检验医学暨输血仪器试剂博览会（CACLP）展会上发布了国内首款完整生物信息挖掘产品系统。该产品由面向分子核酸的全集成一体化数字PCR系统芯弃疾®JX-P系列和面向高灵敏蛋白质测的单分子免疫检测系统芯弃疾®JX-E系列组成，本次系统展示了中科先见及合作伙伴中国科学院深圳先进技术研究院近十年的原始创新及工程化研发成果。在本次展会上，中科先见CEO、中科院深圳先进院研究员吴天准博士为大家展示了最新发布的两款仪器：“基于芯弃疾® JX-8P芯片的全自动数字PCR仪”和“基于芯弃疾® JX-1E芯片的单分子免疫分析仪”。这两款仪器将其专利半导体技术与生物医疗检测技术深度融合，采用同一系统架构，分别面向分子和免疫两大市场的高灵敏检测应用，其部分性能指标已达到国际先进水平。同时，中科先见也是业内首家同时布局单分子核酸和蛋白超灵敏检测的企业，并将在未来进一步芯片化、集成化，实现对单分子/单细胞（核酸/蛋白/细胞）的低成本、超灵敏、全自动检测。吴天准博士深耕半导体及生物医学领域逾15年，长期致力于半导体技术与医疗器械的跨界创新，领导开发了一系列BioMEMS与微流控芯片的核心技术，拥有超过100项国内外专利，主持及常务主持各类科研/产业化项目金额达1.8亿。他介绍了如何以半导体的数字化技术为IVD检测产品提供全新的视角和解决方案。吴天准博士进行了精彩的分享随后，中科先见营销总监任浩凡和研发总监张雷分别介绍了全自动数字PCR仪和单分子免疫分析仪在科研/临床中应用和布局，并展示了最新项目进展。未来公司将重点布局上游市场，提供高端器械及芯片的核心解决方案，助力肿瘤液体活检、病原检测和产前诊断等多个相关研究应用领域。目前这两款产品已与国内的著名医院、临床研究机构等单位开展科研及临床方面的合作，并获得IVD领域的重要客户验证，将来可对外提供OEM/ODM技术服务。本次发布会不仅吸引了众多从业者和上下游客户的关注，现场还有多家医院、医疗器械经销商向中科先见表达了明确的合作意愿。中科先见作为中国科学院深圳先进技术研究院一级持股的高科技医疗器械企业，在生物芯片+医疗领域有深厚的积累，致力于打造出半导体和生物医疗互联互通的操作系统，开发基于跨界创新半导体芯片的高灵敏‍‍‍‍传感的三类高端医疗器械，包括数字PCR/单分子免疫系统等。另外，公司还成立子公司深圳市勃望初芯半导体科技，旨在为高端医疗器械细分行业提供国内首创的多样化、先进的医疗半导体芯片解决方案，填补国内医疗芯片的上游空白。芯弃疾®系列产品，提供高通量、自动化、多指标、低成本解决方案中科先见创始人吴天准表示，本次芯弃疾®系列产品核心技术是中科先见及中科院团队历经近十年技术沉淀，多学科交叉所实现的真正拥有全套自主知识产权的产品。截至目前，中科先见产品相关技术已申请及授权的专利接近30项。预计2023年底，公司将完成20余项国内发明专利的申请和5例全球范围内PCT专利的申请。芯弃疾®-JX-8P全自动数字PCR仪芯弃疾® JX-1E单分子免疫分析仪对比以往的医疗检测产品和高精度的生物信息挖掘产品，芯弃疾®系列产品拥有的最大优势是简易性和通用性。目前，生物信息挖掘和医疗检测的需求80%集中在细胞、蛋白、核酸分子层面。相关科室如果想要具备上述检测能力，需要购买进口流式细胞仪、电化学发光、数字PCR/测序仪以及相关的检测试剂盒，同时需要对操作人员进行培训。这种情形下科室需要花费数千万元的成本。而本次发布的芯弃疾®系列产品是可以在细胞、蛋白、核酸层面通用化、高灵敏检测的产品，并且能够满足低丰度、珍稀样本、3~5μL样本的测试场景，节省用户综合成本接近80%。此外，参与测试的样本体积从以往的动辄几百μL变为现在的几μL。因此，在微观尺度上，分子间的运动特性发生变化，使得以往至少需要近20分钟的免疫测试，现在测试时间缩短一半，大幅提升了检测的精准性与效率。在操作层面，芯弃疾®系列产品采用便捷的一键操作模式，实现“样本进结果出”的即时检测。对用户而言，芯弃疾®系列产品比采用传统模式的产品节省80%左右的后期操作、维护及保养成本，不仅降低了操作难度，提升了操作的简易性，同时减少了综合成本，降本增效提质明显。瞄准小型化、个人化、家庭化商业场景，纵深拓展重疾早筛和精准诊断市场关于未来规划，吴天准表示，在国家鼓励医疗器械创新的大背景以及精准医疗和个性化用药等利好的推动下，芯弃疾®系列产品的市场将持续扩容。芯弃疾®生物信息挖掘系统产品，借助通用、创新、精确、快速和低成本的优势，助力整个万亿级医疗检测市场发展。他同时指出，芯弃疾®系列产品面对的市场不再是单一的“存量”或者“增量”市场，而是在“存量”提升的基础上，进一步挖掘“增量”空间，将在医疗检验各个细分领域乃至类似医疗检验的CGT等细分领域进行更深入的市场开发和产品创新。再者，借助国家“十四五”规划中明确的“医工协同”模式，以及今年NMPA和国家医保总局的一系列利好政策，相信原始创新、十年磨一剑的芯弃疾®系列产品的未来将会不可限量。在接下来商业化过程中，中科先见将基于当前芯弃疾®JX-P/JX-E系列产品对市场的深耕和洞察，进一步完善家庭化商业产品芯弃疾®JX-C的芯片化与自动化，以补足中心化PCR 实验室难以覆盖的家庭碎片化检测需求，最终实现重疾早筛及精准诊断产品的“高灵敏+低成本+简易性”布局。粤港澳大湾区国创中心分子诊断联合实验室、分子诊断企业联合创新中心正式揭牌除了发布重磅产品，在此次展会上，中国科学院深圳先进技术研究院—深圳市中科先见医疗科技有限公司的分子诊断联合实验室，以及粤港澳大湾区国家技术创新中心分子诊断中试线的企业联合创新中心也一并正式揭牌。该联合实验室将围绕高灵敏核酸/蛋白检测的微流控、方法学和检测系统等关键技术开展为期三年的共同开发。同时揭牌的还有粤港澳大湾区国创中心分子诊断企业联合创新中心。该创新中心基于十四五期间的国家级产业转化载体，对外开展联合开发、医疗芯片整体解决方案合作、OEM产品开发、市场合作等全方位合作模式，以先进的体外检测技术赋能分子诊断等IVD领域，推动粤港澳大湾区的高端IVD医疗器械快速发展！

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