谭久彬院士：强化仪器学科发展，支撑国家测量与仪器产业体系构建

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，荣幸地邀请到了会议主席——哈尔滨工业大学谭久彬院士，就我国国家测量体系与仪器产业体系的构建现状与建议展开分享。

建立健全国家测量体系迫在眉睫

谭久彬院士指出，我国在中低端向中高端制造业转型升级的过程中，面临严峻的挑战与显著短板，尤其是高端装备发展的支撑体系尚未健全。具体而言，首要问题在于国家测量体系的缺失，它是确保高精尖装备核心技术创新与产品质量飞跃提升的基石。

“我国测量领域的先驱王大珩院士曾指出，国际先进国家在精密装备领域的投入中，测量装备占比高达三分之一，这一比例凸显了测量手段对于提升装备制造水平的重要性。为夯实这一基础，我们亟需建立健全国家测量体系及其配套的仪器产业体系。然而，从我国当前的投入现状来看，测量装备的投入比例远低于国际先进水平，甚至难以达到总投入的十分之一。这种投入不足导致我们虽有强烈的发展愿望，并在不懈努力，但缺乏坚实基础的支撑，使得转型升级之路显得尤为艰难。

进一步分析，国家质量基础（NQI）的构建是实现这一转型的关键所在。NQI由标准、计量与合格评定三个要素组成，它们相互依存，共同支撑起制造业的质量体系。然而，我国在这三个方面均存在明显的短板，尤其是标准体系的发展滞后与工业测量能力的薄弱，严重制约了国家质量基础的建设。

为了弥补这些短板，我们必须加大对人才的培养力度。国家测量体系与国家仪器产业体系的建设，离不开高素质、专业化的科研与技术人才。当前，我国虽已有部分高校开设了仪器科学与技术学科，但无论从数量还是质量上，均难以满足快速发展的需求。因此，扩大该学科的覆盖范围，提升培养层次，鼓励更多高校设立硕士、博士点，成为当务之急。

我们也在不断呼吁，加快国家测量体系的构建步伐。这一体系应包括国家计量体系与广泛分布于制造领域的测量企业与单位。同时，我们还需要积极培育和发展服务型测量企业与专用仪器企业，以提供更加精准、高效的测量解决方案与专用仪器，为制造企业的转型升级提供有力支持。”

场景化支持仪器产业体系构建

谈及我国仪器产业发展，谭久彬院士强调，构建完整的仪器产业体系需要长期的积累，其核心在于国家的持续大力度投入，以催生出众多微型及小型仪器创新企业，并精心培育一个有利于中小企业成长的健康生态。当前，国家正逐步增强对仪器产业发展的重视，但相较于集成电路等产业，其复杂性与多样性更为显著。集成电路产业路径清晰，通过大规模投资构建从设计到制造、测试、封装的完整生产线，虽细分繁多但总体框架清晰。而仪器产业则不然，其涵盖的仪器种类数以万计，每种仪器的市场需求量各异且相对有限，难以单独形成庞大的产业规模。因此，仪器产业的发展依赖于成千上万家专注于不同细分领域的小型企业，它们各自产量有限，产值不高，给政府的支持策略带来了挑战。

“针对这一现状，我们提议采用场景化支持策略。以航空发动机产业为例，为提升其整体产业链质量，我们应系统梳理从原材料到零部件、部件、分系统直至最终产品的全链条中所需的各类测量参数。这一过程要求我们在每一个制造环节都配备专用的测量仪器，通过详尽分析确定所需的仪器种类与数量。随后，政府可聚焦于几个关键应用场景，如设定两个五年规划期，集中资源投入到这些场景中，推动其核心测量技术的突破与仪器设备的升级。随着这些关键场景的质量提升，将直接带动高精尖装备整体质量的提升，进而发挥示范效应，逐步辐射并带动其他相关场景的发展。”

以德国为鉴：提升对测量技术与仪器重要性的认知

进一步剖析我国仪器产业与发达国家的差距，谭久彬院士谈到：“当前，我们面临的一个严峻挑战是，企业家、技术专家及总工程师等关键群体对测量技术与仪器平台构建的重要性认识不足。我多次在报告中强调，我国在测量技术及其对高精尖装备质量提升的重视程度方面，尚未达到德国1887年的自我觉醒水平。德国曾因产品质量问题遭英国市场抵制，并因此深刻反思，意识到没有精密测量，就没有精密产品。随后，德国建立了具有现代意义的国家计量院（PTB），构建起完善的国家测量体系，不仅推动了制造业的标准化与规范化，还极大地促进了仪器产业的蓬勃发展，孕育了蔡司、海德汉等世界知名仪器品牌。

在全球仪器行业的顶尖企业中，美国、德国、日本等国占据显著优势，这与其在高精尖装备制造及创新技术领域的领先地位密不可分。通过多年的研究与分析，我们得出一个明确的结论：凡是科技强国，都是仪器强国；凡是制造强国，都是仪器强国；凡是质量强国，都是仪器强国。因此，我国若要实现这些领域的飞跃，必须加大对仪器科技与产业的投入与发展力度。

德国的经验告诉我们，对测量技术的深刻认识与及时行动至关重要。反观我国，长期以来的人才培养体系多聚焦于一般精度制造，对精密及超精密制造中测量的关键性认识不足。随着制造精度的提升，测量的投入占比显著增加，特别是在超精密制造阶段，几乎占据总投入的一半。以光刻机为例，其制造难度之大，根源在于缺乏迭代数据，而这些数据正是通过精密测量获得的。荷兰ASML公司光刻机制造的成功，便是对此最好的诠释——其庞大的研发团队中，近半人员专注于测量调试与精度控制。

因此，我们必须正视当前的认识不足，深入学习德国等国的成功经验，加大对测量技术与仪器产业的投入与支持，以测量为基石，推动我国科技、制造与质量的全面进步。”