“產(chǎn)品投產(chǎn)應(yīng)用三年以來，增加產(chǎn)值3600余萬元，增加利稅1900余萬元，銷售收入年遞增近40%，預(yù)期五年內(nèi)增加利潤6000萬～8000萬元，增加稅收5000萬～6000萬元?！? 對于重型機械制造企業(yè)而言，這組數(shù)字或許微不足道，而對于以多品種、小批量為特點的中小型儀器產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)———北京光學(xué)儀器廠來說，卻是一個突破性的跨越。這一切得益于“現(xiàn)代儀器制造柔性研發(fā)平臺的創(chuàng)建及系列產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用”技術(shù)項目。 由中國機械工業(yè)聯(lián)合會推薦，北京機械工業(yè)學(xué)院、北京光學(xué)儀器廠、北京信息工程學(xué)院、北京京航公司等單位共同承擔(dān)的“現(xiàn)代儀器制造柔性研發(fā)平臺的創(chuàng)建及系列產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用”項目榮獲2007年度國家科技進步獎二等獎。 與其他獲獎項目不同，該項目是基于柔性研發(fā)平臺研制的基礎(chǔ)上，由具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光電分析儀器、傳感器及檢測儀器、設(shè)備安全監(jiān)控系統(tǒng)等柔性系統(tǒng)，并由應(yīng)用系列系統(tǒng)開發(fā)出的一系列現(xiàn)代儀器裝備及產(chǎn)品組成。 該項目的主要完成人之一、北京光學(xué)儀器廠總工程師李福林接受中國工業(yè)報記者專訪時指出，新產(chǎn)品應(yīng)用部門涉及機械、環(huán)保、國防、航天、材料、石化等有關(guān)國計民生的許多行業(yè)，對促進我國現(xiàn)代儀器產(chǎn)業(yè)及裝備制造業(yè)的振興和發(fā)展具有重要作用。 同標準產(chǎn)品價格不及國外四分之一 目前，“現(xiàn)代儀器制造柔性研發(fā)平臺的創(chuàng)建及系列產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用”這一科研成果已應(yīng)用于國內(nèi)多個行業(yè)骨干企業(yè)，對相關(guān)行業(yè)技術(shù)發(fā)展拉動力較大；新產(chǎn)品一經(jīng)問世便得到用戶廣泛好評，批量生產(chǎn)后供不應(yīng)求。 對產(chǎn)品的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景的評判，用戶企業(yè)無疑最有發(fā)言權(quán)。 據(jù)大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠相關(guān)負責(zé)人介紹，他們使用了由北京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的“WCT型微機差熱分析儀器”，主要利用這種儀器來測定原油分離中使用的多組分催化劑的成分以及對渣油和瀝青進行吸氧老化試驗，建立試樣熱性能方面的特性等工作。同時，針對各種無機材料的熱分解過程和反應(yīng)動力學(xué)問題等，也進行一些常規(guī)的分析測試。總的來說，采用此儀器進行試驗，主要有以下特點： 一是儀器的測量精度達到了國家標準，達到了該單位的科研和生產(chǎn)需要；二是儀器精準性、重復(fù)性高，利用熱重分析方法，對催化劑失活的原因分析準確可靠，根據(jù)失重點特性，為催化劑的研制和再生提供了理論依據(jù)；三是采用此儀器能同時獲得試樣的TG、DTG、和DTA曲線，各組分的起始和終止失重溫度及相應(yīng)的失重量，是研究和評價渣油和瀝青這類高沸點、難揮發(fā)物質(zhì)熱性能的參考方法；四是儀器控制系統(tǒng)軟件界面集成化程度高，通訊接口通用可靠，根據(jù)用戶的要求，能輸出不同的測試分析報告。該人士認為，該儀器的性價比高，價格卻不及國外同類產(chǎn)品的四分之一，實現(xiàn)的熱分析試驗功能卻幾乎達到了國外產(chǎn)品的標準。同時，熱分析技術(shù)的利用也為這些企業(yè)提高了技術(shù)水平，創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟效益。 業(yè)內(nèi)專家認為，像第一采油廠這樣年產(chǎn)千萬噸以上的特大型石油生產(chǎn)國有企業(yè)，對原油品質(zhì)的檢驗與控制非常重要。該系列產(chǎn)品的應(yīng)用不僅為這一行業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟效益，更為行業(yè)產(chǎn)業(yè)安全提供了有力保障。 該系列產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)安全保障作用在軍工企業(yè)體現(xiàn)得更為明顯。我國某航天企業(yè)主要承擔(dān)測試及分析技術(shù)的應(yīng)用研究工作，包括承擔(dān)有關(guān)運載火箭及航天器的研制、發(fā)射和運行等任務(wù)。 該單位2005年購買了新型光柵單色儀、分光光度計等產(chǎn)品，主要用于有關(guān)物質(zhì)（材料、氣體、液體等物質(zhì)）的成分檢測與分析，新型產(chǎn)品已用于運載火箭及航天器所用材料、航天器內(nèi)部環(huán)境、外層空間環(huán)境等的成分檢測與分析。 該企業(yè)使用報告顯示，使用新型光柵單色儀及分光光度計產(chǎn)品分別具有以下優(yōu)點： 單色儀設(shè)計合理，功能齊全，測量精度高，接口靈活方便；技術(shù)先進，自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平高；儀器的初始化時間短，掃描速度快，節(jié)約了測試時間；提供的系統(tǒng)軟件界面美觀，集成度高，可操作性好，能夠顯示掃描曲線及曲線管理保存，數(shù)據(jù)可用其他格式導(dǎo)出，因此可以使用Matlab等分析軟件對曲線進行進一步的分析處理。 該企業(yè)認為，分光光度計能夠滿足其較高的應(yīng)用需求，能夠達到國外先進產(chǎn)品的技術(shù)水平，通過使用該產(chǎn)品為企業(yè)的科學(xué)研究提供了有關(guān)研究條件和實驗裝備，為我國航天事業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。” 軟硬件資源的共享與有機融合 儀器制造業(yè)在我國機械制造領(lǐng)域?qū)儆谛⌒袠I(yè)，卻體現(xiàn)著大智慧。 業(yè)內(nèi)人士認為，面對國外產(chǎn)品占據(jù)我國高中檔儀器大部分市場的被動局面，該項目研制成功的重大意義體現(xiàn)在：從國家和產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)，通過產(chǎn)學(xué)研合作，在國家、地方及企業(yè)等科研項目的支持下，實現(xiàn)了對儀器系統(tǒng)的快速集成創(chuàng)新和柔性開發(fā)，顯著提升了儀器產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)水平，縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，提高了儀器制造企業(yè)適應(yīng)市場的快速動態(tài)響應(yīng)能力。 該項目針對儀器制造具有高技術(shù)、多品種和小批量的特點，首次提出面向現(xiàn)代儀器制造的柔性研發(fā)系統(tǒng)理念I(lǐng)FDS（InstrumentationFlexibleDevelopingSystem），創(chuàng)建了一種可兼容、可擴展、可升級的開放式柔性研發(fā)平臺體系。 柔性研發(fā)平臺以光機電一體化技術(shù)、現(xiàn)代傳感及檢測技術(shù)、智能化監(jiān)測分析技術(shù)等為核心技術(shù)，借助先進的儀器設(shè)備資源，構(gòu)建了適合現(xiàn)代儀器系統(tǒng)研發(fā)的柔性集成體系，并通過信息交換機制、系統(tǒng)接口、總線控制和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實現(xiàn)了軟硬件資源的共享和有機融合，為傳統(tǒng)儀器系列產(chǎn)品的技術(shù)改造和提升、新型現(xiàn)代化智能化儀器系統(tǒng)的自主創(chuàng)新設(shè)計和快速柔性研發(fā)提供了新的模式和技術(shù)裝備. 為了讓讀者更直觀地了解該項目所涉產(chǎn)品的技術(shù)組成及應(yīng)用特點。記者選取了該項目中比較典型的相關(guān)產(chǎn)品簡要介紹。 產(chǎn)品之一：基于虛擬儀器的一體化熱分析儀器系統(tǒng)和膨脹儀器系統(tǒng)的研發(fā)———利用研發(fā)平臺提供的虛擬儀器系統(tǒng)、新型微處理器開發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、智能分析軟件包及配套儀器設(shè)備等有關(guān)研發(fā)的環(huán)境和資源，完成了該產(chǎn)品的研發(fā)工作。 產(chǎn)品之二：智能化測色儀器系統(tǒng)的研發(fā)———利用研發(fā)平臺提供的新型微處理器開發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及智能分析軟件包、光電測控系統(tǒng)及配套儀器設(shè)備等有關(guān)研發(fā)的環(huán)境和資源，完成了該產(chǎn)品的研發(fā)工作。 研制的新型全自動智能測色色差計采用了數(shù)字化智能化、光機電一體化和新工藝等先進技術(shù)，提高了儀器的數(shù)字化、智能化、自動化和集成化水平。 產(chǎn)品之三：基于嵌入式控制系統(tǒng)光柵單色儀系統(tǒng)研發(fā)———利用研發(fā)平臺提供的嵌入式微處理器開發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及智能分析軟件包、光機電系統(tǒng)及配套儀器設(shè)備等有關(guān)研發(fā)的環(huán)境和資源，完成了該產(chǎn)品的研發(fā)工作。設(shè)計的光柵單色儀控制系統(tǒng)采用新型的設(shè)計方法及制作工藝，顯著提升了新系統(tǒng)的數(shù)字化、集成化、自動化和智能化水平。 產(chǎn)品之四：嵌入式雙光束紫外可見分光光度計的研發(fā)———利用研發(fā)平臺提供的WindowsCE操作平臺、嵌入式微處理器開發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及智能分析軟件包、光機電系統(tǒng)及配套儀器設(shè)備等有關(guān)研發(fā)的環(huán)境和資源，完成了該產(chǎn)品的研發(fā)工作。 主要參數(shù)優(yōu)于國外同類技術(shù) 中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會副理事長朱明凱指出，“現(xiàn)代儀器制造柔性研發(fā)平臺的創(chuàng)建及系列產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用”，無論是參數(shù)設(shè)計，還是相關(guān)產(chǎn)品制造，均達到國際先進水平，項目榮獲2007年度國家科技進步獎二等獎是名至實歸。 據(jù)介紹，該項目以數(shù)字化、智能化測控技術(shù)為核心，以研制的研發(fā)平臺作為開發(fā)手段，完成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光電分析儀器系列產(chǎn)品的改造、提升和開發(fā)，增強了自主創(chuàng)新能力，與當(dāng)前國內(nèi)外同類技術(shù)主要參數(shù)、效益、市場競爭力相比較，都具有較強的優(yōu)越性。從相關(guān)產(chǎn)品性能看： 熱分析儀、膨脹儀系列產(chǎn)品———此前，國內(nèi)外尚無采用虛擬儀器技術(shù)的同類產(chǎn)品。該項目首先開發(fā)了基于虛擬儀器的該類系列產(chǎn)品：利用虛擬儀器資源明顯提高了數(shù)字化智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平；新系統(tǒng)分析準確、體積小、重量輕、成本低、操作方便及界面友好。 光電直讀測色色差計———以往，同類產(chǎn)品往往人工操作，操作繁瑣，附加人為誤差；現(xiàn)有自動化產(chǎn)品采用低檔單片機，功能單一，精度低且不穩(wěn)定。該產(chǎn)品構(gòu)建了以高檔嵌入式系統(tǒng)為核心的測控單元，提高了可靠性和測量精度，首先在同類產(chǎn)品上實現(xiàn)計算機配色、智能數(shù)據(jù)處理、大屏幕漢字顯示及主機與便攜機聯(lián)結(jié)等。 光柵單色儀和分光光度計———受體積和成本所限，傳統(tǒng)產(chǎn)品采用普通單片機，難以利用系統(tǒng)微機分析資源。該產(chǎn)品首先在同類產(chǎn)品上構(gòu)造實時多任務(wù)集成化操作環(huán)境并構(gòu)成嵌入式處理器為核心的測控系統(tǒng)，系統(tǒng)具有單片機體積和成本又能利用系統(tǒng)微機數(shù)據(jù)處理資源。 與此同時，李福林坦誠，該項目基礎(chǔ)工藝研發(fā)水平還有很大的提升空間。同時，項目所包含的部分子項目，如光譜分析、熱分析等相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)水平還有待提升。 中國機械工業(yè)聯(lián)合會點評 為適應(yīng)我國儀器現(xiàn)代制造業(yè)的振興和發(fā)展，該項目研究從市場需求出發(fā)，以光機電一體化和數(shù)字化智能化測控技術(shù)作為核心技術(shù)，以研制完成的研發(fā)平臺作為技術(shù)裝備，為傳統(tǒng)光電分析儀器系列產(chǎn)品的改造、提升和開發(fā)提供了數(shù)字化、智能化、集成化、自動化和網(wǎng)絡(luò)化先進技術(shù)，增強了自主創(chuàng)新能力、核心競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力，促進了國產(chǎn)新一代光電分析儀器產(chǎn)品的技術(shù)進步。 該研究成果在數(shù)字化、智能化技術(shù)分析層次提升了行業(yè)主要骨干企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品的技術(shù)水平和開發(fā)能力，成功地開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系列光電分析儀器新型系列產(chǎn)品。 研究成果體現(xiàn)了產(chǎn)品化和產(chǎn)業(yè)化趨勢，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。 目前，新產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護、生物制藥、航天科技、微電子、材料、紡織、化工、印刷、建筑、冶金、陶瓷、食品、家電及材料教學(xué)等行業(yè)。