“整機研制雖必要，核心攻關(guān)更重要”

                   ——中科院安徽光機所環(huán)境光學(xué)儀器成功研發(fā)之路 

    “這是調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜道邊機動車尾氣在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要采用先進的激光光譜方法、波長調(diào)整和二次諧波檢測技術(shù)進行數(shù)據(jù)處理，具有高選擇性、高靈敏度和快速響應(yīng)等特點，主要用于安裝在道邊監(jiān)測行駛中機動車污染物質(zhì)的種類及濃度。我們與一家公司合作生產(chǎn)，受到環(huán)保部門的歡迎。目前銷售情況良好，成為合作公司的主打產(chǎn)品。”

    “這是差分光學(xué)吸收光譜空氣質(zhì)量自動監(jiān)測儀。采用根據(jù)國家環(huán)保局及美國環(huán)境保護組織（USEPA）推薦的監(jiān)測方法研制，可以過遙控進行自檢、校零、校標及自動測量功能，而無需進行人工現(xiàn)場干預(yù)，可以對大氣進行24小時不間斷的自動監(jiān)測，測量結(jié)果自動記錄，并可通過聯(lián)網(wǎng)線路傳入中心監(jiān)測室，已經(jīng)投入應(yīng)用。合作公司盡這一個產(chǎn)品的年產(chǎn)值達到了很高分額。”

    “這是光譜法煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。儀器采用紫外光譜光度吸收法的原理，利用二氧化硫的紫外特征吸收光譜來測量二氧化硫的濃度。儀器適于在無人值守的工業(yè)環(huán)境對煙道二氧化硫排放量進行實時在線監(jiān)測，也可在現(xiàn)場進行即時采樣測量。該儀器檢測精度高、不需頻繁定標、無消耗品可進行長期在線測量。”

    “大氣污染監(jiān)測激光雷達主要用于監(jiān)測大氣中污染物質(zhì)的種類、濃度及其空間分別的隨時間變化。”

    2007年春暖花開的一個早晨，記者達到合肥科學(xué)島中科院安徽光機所。該所環(huán)境光學(xué)監(jiān)測研究室主任魏慶農(nóng)，推開一扇又一扇門，一一介紹他們研發(fā)成功和正在研制的一系列光學(xué)儀器。所有這些儀器幾乎都是國家急需的產(chǎn)品，市場前景看好。

    這些系列環(huán)境光學(xué)儀器的出現(xiàn)及其在在市場上創(chuàng)造的良好業(yè)績，與中國整個儀器儀表市場絕大部分被外國產(chǎn)品占據(jù)分額的現(xiàn)狀，形成了鮮明對比的格局。難道安徽光機所研發(fā)的這些產(chǎn)品是世界上獨一無二的，國際上沒有同類產(chǎn)品？

創(chuàng)新開拓科研之路

    據(jù)環(huán)境光學(xué)與技術(shù)重點實驗室常務(wù)副主任劉建國研究員介紹，安徽光機所建所30多年，為我國的激光科學(xué)發(fā)展作出過重大貢獻。然而在一段時間里，面臨著生存與發(fā)展的問題，尤其是與院內(nèi)兄弟研究所在爭取國家重大任務(wù)中，存在專業(yè)相近，惡性競爭的局面。隨著科技體制的改革與調(diào)整，特別是院知識創(chuàng)新工程帶來的機遇，安光所領(lǐng)導(dǎo)班子與時俱進，堅決按照新時期的辦院方針調(diào)整學(xué)科方向、開展特色工作，將“國家重大戰(zhàn)略需求”和“學(xué)科發(fā)展前沿”結(jié)合起來，不斷優(yōu)選創(chuàng)新領(lǐng)域，凝煉創(chuàng)新目標，終于確定了“環(huán)境光學(xué)與監(jiān)測技術(shù)”這一學(xué)科方向和戰(zhàn)略目標。

    研究所意識到，環(huán)境問題是全球可持續(xù)發(fā)展中的大問題，它關(guān)系到人類的生存和健康，是一個永恒的主題。我國雖然是發(fā)展中國家，但在環(huán)境問題上已呈現(xiàn)出后工業(yè)化國家的特征。但我國的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)相對落后，基本上處于手動、半自動狀態(tài)；高檔的環(huán)保儀器大都要從國外進口，投資和運行費用過高，難以滿足我國環(huán)保自動監(jiān)測的需要，中國的環(huán)保事業(yè)急切的呼喚高科技環(huán)境監(jiān)測儀器的問世。

    安光所在大氣光學(xué)、激光光譜學(xué)、激光技術(shù)等領(lǐng)域有著優(yōu)勢。在知識創(chuàng)新工程的推動下，他們選擇了國家急需的實時在線環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備為突破口，由劉文清研究員為學(xué)科帶頭人，1998年組建“環(huán)境監(jiān)測研究室”，2001年組建“環(huán)境光學(xué)與遙感監(jiān)測技術(shù)研究中心”，部署了十多個領(lǐng)域前沿的研究項目，在“替代進口的高檔常規(guī)環(huán)境監(jiān)測、開發(fā)新一代環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備、開拓創(chuàng)新性環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”三個層面上，深入開展研究工作。 “十五”期間，資源環(huán)境技術(shù)首次納入國家863計劃，安徽光機所的研究項目得到了863計劃資源環(huán)境領(lǐng)域的支持。通過5年的時間，他們結(jié)合國家科研任務(wù)，通過自主創(chuàng)新，研發(fā)了系列化先進環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備，建立了我國城市大氣污染時空分布監(jiān)測技術(shù)平臺，并在北京石景山區(qū)、廣州、上海等重要城市開展了綜合科學(xué)觀測實驗和系統(tǒng)示范，探討區(qū)域大氣污染防護和治理中需要采用的監(jiān)測技術(shù)路線，進一步解決了產(chǎn)業(yè)化過程中的關(guān)鍵技術(shù)。

    很多人都知道，由于穩(wěn)定性和可靠性問題，國產(chǎn)儀器往往難以得到用戶信任，條件好一些地區(qū)或單位仍然愿意花高價買國外產(chǎn)品。安光所研制的環(huán)境光學(xué)監(jiān)測設(shè)備，并沒有逃脫這樣的命運。但在與國外產(chǎn)品的激烈較量中，國產(chǎn)自動監(jiān)測設(shè)備逐漸得到了用戶的青睞。國外進口的設(shè)備在環(huán)境適應(yīng)性方面存在較大的差距，國外技術(shù)人員檢查后說，“中國的大氣質(zhì)量太差，污染太重，儀器很難適應(yīng)。”而目前，國家環(huán)保系統(tǒng)所采購的城市空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)基本上是國產(chǎn)設(shè)備。

    與此同時，系列環(huán)境光學(xué)儀器的研制，不僅保證安徽光機所在環(huán)境光學(xué)學(xué)科方向上高質(zhì)量地完成了一批國家科研課題，而且大大增強了承擔(dān)國家任務(wù)的能力，僅僅在“十一五”開局之年，爭取到國防科工委民用航天項目、國家863重大和重點項目中的多個課題。技術(shù)轉(zhuǎn)移促進了國家先進環(huán)境監(jiān)測技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展， 安徽光機所正在發(fā)展為中國環(huán)境光學(xué)儀器研制的領(lǐng)頭羊。

原理一樣   路徑不同

    實際上，安光所研發(fā)各種環(huán)境光學(xué)儀器，許多在國外都有類似產(chǎn)品，為什么安光所的環(huán)境光學(xué)儀器在開放的中國市場仍能站住腳跟？

    安光所所長劉文清道出了天機。他說，“大部分儀器設(shè)備的工作原理早已為人們所熟知，但要研制成設(shè)備必需要有你自己的技術(shù)路徑，照搬照抄別人就會發(fā)生知識產(chǎn)權(quán)糾紛，而現(xiàn)代分析儀器最核心的部分往往是儀器的軟件和算法，不在于儀器設(shè)備本身”。

    他介紹，安光所的環(huán)境監(jiān)測儀器直接面對的都是國外技術(shù)競爭，在空氣監(jiān)測子站研制之初，一家俄羅斯公司難以相信中國會有如此實力，并斷然懷疑安光所在收發(fā)兼容望遠鏡設(shè)計中采用了他們的技術(shù)路線，但當(dāng)我們給對方傳去德國一位教授很多年前對這種結(jié)構(gòu)的構(gòu)思，以及我們對這一構(gòu)思的改進后，俄方公司發(fā)來了書面道歉函，并希望能與他們在技術(shù)上進行合作，安光所贏得了本屬于自己的發(fā)明權(quán)力。

    再如，采用激光光譜方法的道邊機動車尾氣檢測設(shè)備，只有美國一家公司能夠生產(chǎn)，產(chǎn)品已賣到北京環(huán)保局。安光所在863計劃支持下，研發(fā)成功后，美國人擔(dān)心安光所是否采用了他們的技術(shù)，但看到安光所的產(chǎn)品2001年出現(xiàn)在北京，并表現(xiàn)出比美國產(chǎn)品更加優(yōu)良的性能，美國公司承認那是中國的技術(shù)。

    經(jīng)過系列產(chǎn)品的研發(fā)，安光所光學(xué)儀器的基礎(chǔ)研究和技術(shù)實力得到了進一步提高，與國際上相關(guān)領(lǐng)域的科研機構(gòu)建立了廣泛交流和合作關(guān)系。目前，有國外一些公司很希望與他們合作，但如果外國企業(yè)期望已小量的資金換取技術(shù)和產(chǎn)品的專利權(quán)利，安光所自然拒絕這樣的合作。

    劉文清說，對于部分儀器的研制，他們很需要國家有關(guān)部門的種子基金支持，一旦研發(fā)成功，只要與企業(yè)合作，市場便會做大。

    其中特別重要的是，“眼睛不能盯著國外，產(chǎn)品的研發(fā)不需滿足目前國家的急需。因為產(chǎn)品研發(fā)需要的是技術(shù)互補，系統(tǒng)性集成創(chuàng)新更加重要。就目前而言，中國在做儀器整機研發(fā)的同時，更要重視加大核心技術(shù)的研發(fā)。如數(shù)碼相機，只要CCD技術(shù)掌握了，數(shù)碼相機的問題也就解決了”。

    劉文清還說，“發(fā)達國家總是低端產(chǎn)品拿來中國來生產(chǎn)。這實際上是一種技術(shù)溢出，而我們有時還很高興引來了技術(shù)，殊不知這是他們打算淘汰的技術(shù)。在儀器儀表行業(yè)，同樣的光譜儀，國內(nèi)產(chǎn)品15萬元，而國外產(chǎn)品賣150萬元。我們?yōu)槭裁床荒茉诤诵募夹g(shù)上下功夫？我們做整機，最多只能把人工成本降下來，大量采用國外核心器件則原材料是不可能降下來的，否則達不到相同的性能指標。目前，采用國外部件也導(dǎo)致在中間流通環(huán)節(jié)上的額外開銷。所以，中國應(yīng)該下定決心做高端產(chǎn)品，做核心技術(shù)，在此基礎(chǔ)上投錢研發(fā)整機”。

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