“產品投產應用三年以來，增加產值3600余萬元，增加利稅1900余萬元，銷售收入年遞增近40%，預期五年內增加利潤6000萬～8000萬元，增加稅收5000萬～6000萬元。” 對于重型機械制造企業而言，這組數字或許微不足道，而對于以多品種、小批量為特點的中小型儀器產品生產企業———北京光學儀器廠來說，卻是一個突破性的跨越。這一切得益于“現代儀器制造柔性研發平臺的創建及系列產品開發與應用”技術項目。 由中國機械工業聯合會推薦，北京機械工業學院、北京光學儀器廠、北京信息工程學院、北京京航公司等單位共同承擔的“現代儀器制造柔性研發平臺的創建及系列產品開發與應用”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平臺研制的基礎上，由具有自主知識產權的光電分析儀器、傳感器及檢測儀器、設備安全監控系統等柔性系統，并由應用系列系統開發出的一系列現代儀器裝備及產品組成。 該項目的主要完成人之一、北京光學儀器廠總工程師李福林接受中國工業報記者專訪時指出，新產品應用部門涉及機械、環保、國防、航天、材料、石化等有關國計民生的許多行業，對促進我國現代儀器產業及裝備制造業的振興和發展具有重要作用。 同標準產品價格不及國外四分之一 目前，“現代儀器制造柔性研發平臺的創建及系列產品開發與應用”這一科研成果已應用于國內多個行業骨干企業，對相關行業技術發展拉動力較大；新產品一經問世便得到用戶廣泛好評，批量生產后供不應求。 對產品的應用現狀與前景的評判，用戶企業無疑最有發言權。 據大慶油田有限責任公司第一采油廠相關負責人介紹，他們使用了由北京光學儀器廠生產的“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動力學問題等，也進行一些常規的分析測試。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需要；二是儀器精準性、重復性高，利用熱重分析方法，對催化劑失活的原因分析準確可靠，根據失重點特性，為催化劑的研制和再生提供了理論依據；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的失重量，是研究和評價渣油和瀝青這類高沸點、難揮發物質熱性能的參考方法；四是儀器控制系統軟件界面集成化程度高，通訊接口通用可靠，根據用戶的要求，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品的四分之一，實現的熱分析試驗功能卻幾乎達到了國外產品的標準。同時，熱分析技術的利用也為這些企業提高了技術水平，創造了很大的經濟效益。 業內專家認為，像第一采油廠這樣年產千萬噸以上的特大型石油生產國有企業，對原油品質的檢驗與控制非常重要。該系列產品的應用不僅為這一行業帶來了很大的經濟效益，更為行業產業安全提供了有力保障。 該系列產品的產業安全保障作用在軍工企業體現得更為明顯。我國某航天企業主要承擔測試及分析技術的應用研究工作，包括承擔有關運載火箭及航天器的研制、發射和運行等任務。 該單位2005年購買了新型光柵單色儀、分光光度計等產品，主要用于有關物質（材料、氣體、液體等物質）的成分檢測與分析，新型產品已用于運載火箭及航天器所用材料、航天器內部環境、外層空間環境等的成分檢測與分析。 該企業使用報告顯示，使用新型光柵單色儀及分光光度計產品分別具有以下優點： 單色儀設計合理，功能齊全，測量精度高，接口靈活方便；技術先進，自動化、智能化和網絡化水平高；儀器的初始化時間短，掃描速度快，節約了測試時間；提供的系統軟件界面美觀，集成度高，可操作性好，能夠顯示掃描曲線及曲線管理保存，數據可用其他格式導出，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。 該企業認為，分光光度計能夠滿足其較高的應用需求，能夠達到國外先進產品的技術水平，通過使用該產品為企業的科學研究提供了有關研究條件和實驗裝備，為我國航天事業的發展做出了貢獻。” 軟硬件資源的共享與有機融合 儀器制造業在我國機械制造領域屬于小行業，卻體現著大智慧。 業內人士認為，面對國外產品占據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在：從國家和產業需求出發，通過產學研合作，在國家、地方及企業等科研項目的支持下，實現了對儀器系統的快速集成創新和柔性開發，顯著提升了儀器產品研發的技術水平，縮短了開發周期，降低了開發成本，提高了儀器制造企業適應市場的快速動態響應能力。 該項目針對儀器制造具有高技術、多品種和小批量的特點，首次提出面向現代儀器制造的柔性研發系統理念IFDS（InstrumentationFlexibleDevelopingSystem），創建了一種可兼容、可擴展、可升級的開放式柔性研發平臺體系。 柔性研發平臺以光機電一體化技術、現代傳感及檢測技術、智能化監測分析技術等為核心技術，借助先進的儀器設備資源，構建了適合現代儀器系統研發的柔性集成體系，并通過信息交換機制、系統接口、總線控制和網絡互聯實現了軟硬件資源的共享和有機融合，為傳統儀器系列產品的技術改造和提升、新型現代化智能化儀器系統的自主創新設計和快速柔性研發提供了新的模式和技術裝備. 為了讓讀者更直觀地了解該項目所涉產品的技術組成及應用特點。記者選取了該項目中比較典型的相關產品簡要介紹。 產品之一：基于虛擬儀器的一體化熱分析儀器系統和膨脹儀器系統的研發———利用研發平臺提供的虛擬儀器系統、新型微處理器開發系統、數據處理系統、智能分析軟件包及配套儀器設備等有關研發的環境和資源，完成了該產品的研發工作。 產品之二：智能化測色儀器系統的研發———利用研發平臺提供的新型微處理器開發系統、數據處理及智能分析軟件包、光電測控系統及配套儀器設備等有關研發的環境和資源，完成了該產品的研發工作。 研制的新型全自動智能測色色差計采用了數字化智能化、光機電一體化和新工藝等先進技術，提高了儀器的數字化、智能化、自動化和集成化水平。 產品之三：基于嵌入式控制系統光柵單色儀系統研發———利用研發平臺提供的嵌入式微處理器開發系統、數據處理及智能分析軟件包、光機電系統及配套儀器設備等有關研發的環境和資源，完成了該產品的研發工作。設計的光柵單色儀控制系統采用新型的設計方法及制作工藝，顯著提升了新系統的數字化、集成化、自動化和智能化水平。 產品之四：嵌入式雙光束紫外可見分光光度計的研發———利用研發平臺提供的WindowsCE操作平臺、嵌入式微處理器開發系統、數據處理及智能分析軟件包、光機電系統及配套儀器設備等有關研發的環境和資源，完成了該產品的研發工作。 主要參數優于國外同類技術 中國儀器儀表行業協會副理事長朱明凱指出，“現代儀器制造柔性研發平臺的創建及系列產品開發與應用”，無論是參數設計，還是相關產品制造，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。 據介紹，該項目以數字化、智能化測控技術為核心，以研制的研發平臺作為開發手段，完成了具有自主知識產權的光電分析儀器系列產品的改造、提升和開發，增強了自主創新能力，與當前國內外同類技術主要參數、效益、市場競爭力相比較，都具有較強的優越性。從相關產品性能看： 熱分析儀、膨脹儀系列產品———此前，國內外尚無采用虛擬儀器技術的同類產品。該項目首先開發了基于虛擬儀器的該類系列產品：利用虛擬儀器資源明顯提高了數字化智能化和網絡化水平；新系統分析準確、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，同類產品往往人工操作，操作繁瑣，附加人為誤差；現有自動化產品采用低檔單片機，功能單一，精度低且不穩定。該產品構建了以高檔嵌入式系統為核心的測控單元，提高了可靠性和測量精度，首先在同類產品上實現計算機配色、智能數據處理、大屏幕漢字顯示及主機與便攜機聯結等。 光柵單色儀和分光光度計———受體積和成本所限，傳統產品采用普通單片機，難以利用系統微機分析資源。該產品首先在同類產品上構造實時多任務集成化操作環境并構成嵌入式處理器為核心的測控系統，系統具有單片機體積和成本又能利用系統微機數據處理資源。 與此同時，李福林坦誠，該項目基礎工藝研發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、熱分析等相關領域的研發水平還有待提升。 中國機械工業聯合會點評 為適應我國儀器現代制造業的振興和發展，該項目研究從市場需求出發，以光機電一體化和數字化智能化測控技術作為核心技術，以研制完成的研發平臺作為技術裝備，為傳統光電分析儀器系列產品的改造、提升和開發提供了數字化、智能化、集成化、自動化和網絡化先進技術，增強了自主創新能力、核心競爭力和可持續發展能力，促進了國產新一代光電分析儀器產品的技術進步。 該研究成果在數字化、智能化技術分析層次提升了行業主要骨干企業主導產品的技術水平和開發能力，成功地開發了具有自主知識產權的系列光電分析儀器新型系列產品。 研究成果體現了產品化和產業化趨勢，取得了顯著的經濟效益和社會效益。 目前，新產品已廣泛應用于環境保護、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、家電及材料教學等行業。