一、現代儀器儀表的重要作用
當今世界已經進入信息時代，信息技術成為推動國民經濟和科學技術告訴發展的關鍵技術。著名科學家錢學森明確指出：“信息技術包括測量技術、計算機技術和通信技術。測量技術是關鍵和基礎。
現代儀器儀表是對物質世界的信息進行測量與控制的基礎手段和設備，是信息產業的源頭和組成部分。美國商務部1999年報告在關于新興數字經濟部分提出，信息產業包括計算機軟硬件行業、通信設備制造及服務行業、儀器儀表行業。
根據國際發展潮流和我國的現狀，現代儀器儀表按其應用領域和自身技術特性大致劃分為6個大類，即工業自動化儀表與控制系統，科學儀器，電子與電工測量儀器，醫療儀器，各類專用儀器，傳感器與儀器儀表元器件及材料。工業自動化儀表與控制系統，主要指工業，特別是流程產業生產過程中應用的各類檢測儀表、執行機構與自動控制系統裝置。科學儀器主要指應用于科學研究、教學實驗、計量測試、環境監測、質量和安全檢查等各個方面的儀器儀表。電子與電工測量儀表，主要指低頻、高頻、超高頻、微波等各個頻段測試計量專用和儀器儀表。醫療儀器主要指用于生命科學研究和臨床診斷治療的儀器。各類專用儀器指農業、氣象、水文、地質、海洋、核工業、航空、航天等各個領域應用的專用儀器。現代儀器儀表雖然作了大致分類，實際上各類儀器儀表存在著許多交叉，比如農業所用的大量儀器都是科學儀器。
現代儀器儀表在當今社會具有極為重要的作用。
在工業生產中，儀器儀表是“倍增器”。美國商務部國家標準局20世紀90年帶中發布的調查數據表明，美國儀器儀表產業的產值約占紅葉總產值4%，而它拉動的相關經濟的產值卻達到社會總產值66%，儀器儀表發揮出“四兩撥千斤”的巨大的“倍增”作用。事實上，現代化大生產，如發電、煉油、化工、冶金、飛機和汽車制造，離開了只占企業固定資產大約10%的各種測量與控制裝置就不能正常安全生產，更難以創造巨額的產值和利潤。專家們形象地把儀器儀表比喻為國民經濟中的“卡脖子“產業。
在科學研究中，儀器儀表是“先行官“。離開了科學儀器，一切科學研究都無法進行。在重大科技公關項目中，幾乎一半的人力財力都是用于購置、研究和制作測量與控制的儀器設備。諾貝爾獎設立至今，眾多獲獎者都是借助于先進儀器的誕生才獲得重要的科學發現；甚至許多科學家直接因為發明科學儀器而獲獎。據統計，近80年來或諾貝爾獎同科學儀器有關的達到38人。諾貝 爾獎獲得者R.R.Ernse說過：“現代科學的進步越來越依靠尖端儀器的發展。”基因測量儀器的問世，使世界基因研究計劃提前6年完成就是最好的證明。要加快科學研究和高新技術的發展，儀器儀表必須先行。
在軍事上，儀器儀表是“戰斗力”。現代戰爭中，奪取技術優勢已經成為軍事戰略的根本目標。主要目標是全球監視與通信和精確打擊固定及瞬變目標。1991年海灣戰爭美國使用的精密制導炸彈和導彈只占8%，12年后伊拉克戰爭中美國使用的精密制導炸彈和導彈提高了90%以上。這些先進武器都是靠一系列先進的測量與控制儀器儀表系統裝備并實現其控制功能的。1994年美國國防部成立了“自動測試系統執行局”，以統一海路空三軍的測試技術、產品與標準，保證立體作戰方式的有效實施。現代武器裝備，幾乎無一不配備相關的測量控制儀器儀表。
現代儀器儀表還是當今社會的“物化法官”。檢查產品質量，監測環境污染，查服違禁藥物，識別指紋假鈔，偵破刑事案件等，無一不依靠儀器儀表進行“判定”。此外，儀器儀表在教學實驗，氣象預報，大地測繪，交通指揮，探測災情，尤其是越來越受人關注的診治疾病等社會生活許多領域都有著廣泛應用，可以說遍及“吃穿用、農輕重、海陸空”無所不在。
因此，現代儀器儀表的發展水平，是國家科技水平和綜合國力的重要體現，儀器儀表的制造水平反映出國家的文明程度。為此，世界發達國家都高度重視和支持儀器儀表的發展。前面已經反復提到了美國對發展儀器儀表的重視和支持；日本科學技術廳把測量傳感器技術列為21世紀首位發展的技術；德國大面積推廣應用自動化測控儀器系統，20世紀90年代6年就增加了350%的市場，保證了勞動生產率增長1.9%；歐共體制定第三個科技發展總體規劃，將測量和檢測技術列為15個專項之一。我國政府在國民經濟和社會發展第十個五年計劃綱要中明確提出“把發展儀器儀表放到重要位置”，國家發改委列專項支持儀器儀表的發展，今年國家制定中長期科學和技術發展規劃對儀器儀表也給予了高度的重視。
二、我國儀器儀表產業的現狀
經過幾十年來，特別是近十幾年來的建設與發展，我國儀器儀表已經初步形成產品門類品種比較齊全，具有一定生產規模和開發能力的產業體系，成為亞洲除日本以外第二大儀器儀表生產國。據不完全統計，年產值低于500萬元的企業未列入統計，部分軍工企業和產品未列入統計，2003年我國儀器儀表生產企業總數2232個，工業總產值970億元，銷售收入921億元；包括醫療儀器，工業總產值和銷售收入均突破1000億元。其中，工業自動化儀表與控制系統企業企業總數620個，工業總產值285億元，銷售收入282億元，分別占儀器儀表全行業28%，，28.5%和29%。科學儀器企業總數525個，工業總產值263億元，銷售收入251億元，各項數據大約都占全行業25%左右。電子與電工測量儀器企業總數285個，工業總產值148億元，銷售收入147億元，分別占全行業13%，14%和14.6%。其他各類儀器儀表企業總數、工業總產值和銷售收入占全行業不足34%。
“九五”以來，尤其是近3年來，我國儀器儀表發展很快，形式很好，主要體現在以下幾個方面。
1、儀器儀表行業工業總產值和銷售收入年平均增長率超12%，2003年同比2002年增長率達到26.2%和25.4%;
2、一批技術先進的具有國際競爭力的產品不斷涌現。特別是國產工業控制系統DCS水平顯著提高，已經承接30萬千瓦發電機組60套，一半投入運行良好，并在60萬千瓦發電機組新建工程國際招標中中標，充分具備了國際競爭能力。橫河川儀公司生產的中高檔壓力/差壓變送器年產量突破7萬臺，進入世界前10名。
3、儀器儀表產品進出口貿易迅速增長，2003年進出口總額大121億美元，出口29.5一美元,同比2002年增長52.6%。出口產品中已經包含有技術含量較高的工業控制系統和精密科學儀器。中低端數字萬用表出口占據世界市場60%份額。出口國家不只限是亞洲、非洲、許多產品已經進入歐美市場。
4、我國儀器儀表企業體制發生了巨大的變化，三資企業的迅速發展和民營企業的很快崛起，已經成為儀器儀表的主體。2003年，三資企業銷售收入占全行業40%以上，利潤占全行業53.6%。民營企業緊隨其后，而且加大了投資力度，如正泰集團投資1億元進入工業自動化儀表行業，時代集團兼并了全國最大的試驗機企業濟南試金集團。浙江中控技術（集團）公司、上海新華控制技術公司和北京和利時系統工程公司3家民營企業已經發展成為我國最有實力的工業控制系統公司，年銷售收入均超過5億元，而且發展勢頭很好。應當清醒地看到，雖然我國儀器儀表產業有了較大的發展，但還遠遠不能滿足國民經濟、科學研究、國防建設以及社會發展等各個方面日益增長的迫切需求。我國儀器儀表產品大部分屬于中低端產品，技術水平相當于20世紀90年代初中期國際水平，高端大型儀器幾乎全部依賴進口。2003年我國儀器儀表進口總額91.5億美元，相當于國內全行業總產值73%。除去出口部分，我國國產儀器儀表大約只占據國內市場51.4%的份額，缺口高達一半。當然這是就市場銷售總額而言，但反映出的現狀卻是嚴峻的。
我國儀器儀表落后于國際先進水平，差距是全方位的，包括測量與控制的精度不高，品種短缺，外觀不美等各個方面，但最致命的差距表現在產品的可靠性和穩定性上。使用國產儀器儀表，一次開機成功率普遍不高，使用中維修率卻不低。可靠性和穩定性問題長期得不到根本性解決，成為我國儀器儀表發展中的“瓶頸”，嚴重地阻礙了國產儀器儀表的應用。我國儀器儀表進口90億美元，年年大幅度增加，除了部分用戶確實購置我國短缺的高端大型精密儀器外，不少業主購進的是我國已有的儀器儀表。究其原因，主要就在于可靠性和穩定性不高影響到了國產儀器儀表的可信度。制約國產儀器儀表的可靠性和穩定性的主要原因是：（1）長期忽視了基礎技術的研究和開發；（2）國產通用件和基礎件質量不過關；（3）企業對產品的質量管理和培訓能力。值得欣慰的是，近年來可靠性和穩定性問題得到了極大的重視，狀況有了改善，一批可靠性和穩定性較高的產品不斷問世，國產DCS系統能夠得到廣泛應用就是最好的證明。
三、我國儀器儀表發展的戰略研究
現代儀器儀表在當今社會具有重要的作用和地位。我國儀器儀表的總體發展水平落后發達國家10至15年。面對我國國民經濟、科學技術、國防建設以及社會生活各方面發展的迫切需求，儀器儀表必須加快發展。發展的戰略目標和主要方向是什么？要回答這個問題，必須了解國際儀器儀表的發展趨勢。
數字技術的出現把模擬儀器的精度、分辨力與測量速度提高了幾個量級，為實現測試自動化打下了良好的基礎。計算機的引入，使儀器的功能發生了質的變化，以個別參數的測量轉變成整個系統特征參數的測量；從單純的接收顯示轉變為控制、分析、處理、計算與顯示輸出；從用單臺儀器測量轉變為用測量系統測量；使電子測量儀器在傳統的時域與頻域之外，又出現了數據域測試。上世紀90年代，一個突破性的進展是儀器儀表智能化程度的提高；DSP芯片的大量問世，使儀器儀表數字信號處理功能大大加強；微型機的發展，使儀器儀表具有更強的數據處理能力和圖象處理功能。現場總線技術是90年代迅速發展起來的一種用于各種現場自動化設備與其控制系統的網絡通信技術，Internet和Internee技術也將進入控制領域。現代儀器儀表已經向著計算機化、網絡化、智能化、多功能化的方向發展。跨學科的綜合設計、高精尖的制造技術使之能更高速、更靈敏、更可靠、更簡捷地獲取被分析、檢測、控制時象的全方位信息。分析儀器正在經歷一場革命性的變化，傳統的光學、熱學、電化學、色譜、波譜類分析技術都已從經典的化學精密機械電子結構、實驗室內人工操作應用模式，轉化為光、機、電、算（計算機）一體化、自動化的結構，并向更名副其實的智能系統發展（自診斷自控、自調、自行判斷決策等高智能功能）。由于以信息技術為代表的高新科學技術的突飛猛進，使科學儀器的工作原理，設計思想，設計方法發生了明顯的變化，幾種關鍵的技術是：（1）微分析技術，即分析儀器的微型化和微量化，其共性技術有微控技術、微加工技術、微檢測技術、微光源、微分光光學系統、微傳感器等，應用上述技術分析儀器有微流控制芯片、芯片實驗室、微近紅外光譜儀等。（2）生物、化學傳感器、包括新型傳感技術在分析儀器中的應用，將生物芯片技術、新型化學傳感技術、智能傳感器技術應用于分析儀器的研制。（3）成像技術，包括廣義成像，納米級超高分辨成像、圖象信息處理等，具體的領域有核磁共振技術、圖象自動分析及綜合技術、成像光譜技術、近場光學成像技術。（4）儀器的聯用技術通過信息分離、專用軟件接口技術，實現多種學科技術間的聯用以實現復雜系統的痕量成分分析、結構分析、形態分析等綜合分析，如色譜—質譜聯用、色譜—光譜聯用等。此外，多臺儀器、多個實驗室的綜合分析管理系統（LIMS，Laboratory Information Management System）已經推廣應用；儀器可以上網，制造商可以同全球用戶或用戶之間實現信息交流，廠商對用戶正在使用的儀器進行遠程診斷、指導正確使用或提出維修指導，各同類儀器用戶或相同分析工作用戶直接進行數據、情報共享、儀器的遠程校準和量值溯源等已指日可待。分析儀器在生物、環保、醫學、農業、食品等有關人類生存和發展領域的應用日新月異。這些就是國際儀器儀表發展的主要潮流。
根據我國國民經濟和社會發展提出的需求，充分認識到國際儀器儀表發展的趨勢，國家制定儀器儀表發展的戰略目標是：在未來１０到１５年內，充分利用我國經濟高速發展和巨大的市場優勢，大力推進新技術新工藝在儀器儀表中的應用研究，掌握各類儀器儀表的設計、生產工藝等關鍵技術，使我國儀器儀表產業總體水平同國際水平的差距縮短到３至５年，約３０％的產品達到國際同期先進水平，國產儀器儀表在大工程中的配套能力達到８５％以上，在國內市場需求中占領７５％以上的份額。
為了實現這個戰略目標，儀器儀表發展的主要方向是：
１、工業自動化儀表與控制系統以重大工程項目為依托，致力于新一代主控系統及其綜合自動化開發和產業化，主要包括集散控制系統、現場總線控制系統和以工業計算機為基礎的開放式控制系統等。２０１０年要配套５０％大型工程，２０２０年滿足配套８５％大型工程。與此同時，要抓好先進控制、優化軟件發發與產業化技術，包括先進控制技術、過程優化技術、實時臨控軟件平臺、信息集成軟件平臺、系統集成技術等。２０１０年要達到“交鑰匙”自控系統３０％的能力，２０２０年做到５０％工程項目“交鑰匙”。加強智能儀表、采用現場總線技術的檢測儀表、執行器與變送器、成套專用控制裝置和成套專用優化系統的開發與產業化，１０年內能過取代現在進口產品７０％。
２、科學儀器要加快老產品更新換代，２０１０年前替代進口產品５０％，２０２０年達到替代進口產品７５％。重點圍繞生命科學、農業和食品、材料科學、環境與能源等直接關系到人類生存和發展的各學科和領域的需求，加強引進消化、自主研究、開發和產業化。
對于各類色譜、光譜、質譜、電化學等通用儀器，重點解決提高可靠性和穩定性的問題；加快發展各種微分析儀器、智能儀器、聯用儀器、虛擬儀器、成像儀器及相關技術和部件；著重發展各種科學儀器應用軟件、標準化數據處理軟件、提供使用可靠和擴展性強的通用性科學儀器開發平臺及儀器測控數據系統與支撐系統；加強計量儀器的開發和產業化，重點是微電子制造業中的幾何量在線講師儀器，遠程計量校準，以及計量基準的研究。
３、電子與電工測量儀器，要重點發展精密數字電表、自動測試技術與系統集成技術、網絡化技術。到２０１０年生產線關鍵工序能配備自動化監測儀器、在線監測和故障診斷系統，滿足２０％企業建立整機自動化測試系統，２０２０年５０％企業建立整機自動化測試系統，實現在線自動化檢測。要加快發展通信、計算機、網絡測量技術、集成電路測量儀器及系統；航天航空自動測試系統及設備。
４、醫療儀器，重點發展醫用光學儀器；以數字成像、高檔黑白超、彩超、彩超換能器為研發關鍵技術的超聲醫用儀器；Ｘ線圖像處理系統，開放式超導型核磁共振系統等大型醫療儀器和臨床信息系統；高能智能化腫瘤治療大型儀器系統。
５、大力發展各類傳感技術及傳感器的研究開發。
６、加強儀器儀表基礎技術，包括制造工藝如ＭＥＭＳ，提高可靠性和穩定性的共性技術，系統集成應用軟件，測量控制網絡化應用技術等開發研究。
