儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和實(shí)施策略探討

宋程姣 王伊凡

[摘? ? 要]隨著我國(guó)科技的快速發(fā)展，電子行業(yè)也迅速發(fā)展。尤其進(jìn)入21世紀(jì)，信息化、智能化理念的提出更是加速了各行各業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的步伐。在這樣的背景下，也讓儀器儀表在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸朝著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。當(dāng)下，儀器儀表在各類電子設(shè)備、監(jiān)控體系中得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮著重要的作用。而且隨著社會(huì)需求范圍和數(shù)量的增加，對(duì)于電子器件效率和性能的要求也隨之提升，這無(wú)疑對(duì)儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新提出了更高的要求。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)科技高速發(fā)展的背景下，儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)效率的提升、生產(chǎn)安全性的提高以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)步伐都起到了關(guān)鍵性的作用。基于此，積極探索儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新道路，持續(xù)探討應(yīng)對(duì)儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的策略是十分必要和有意義的。

[關(guān)鍵詞]儀器儀表;自動(dòng)化技術(shù);發(fā)展;策略

[中圖分類號(hào)]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）04–0–03

Discuss the Development and Implementation Strategy of Instrumentation Automation

Song Cheng-jiao，Wang Yi-fan

[Abstract]With the rapid development of science and technology in my country， the electronics industry is also developing rapidly. Especially since the beginning of the 21st century， the concept of informatization and intelligence has accelerated the pace of innovation and development in all walks of life. In this context， the application of instrumentation in various fields has gradually developed towards automation and intelligence. At present， instrumentation automation has become an inevitable development trend， and has been widely used in various electronic equipment and monitoring systems， and plays an important role. And with the increase in the scope and quantity of social demands， the requirements for the efficiency and performance of electronic devices also increase， which undoubtedly puts forward higher requirements for the innovation of instrumentation automation technology. It can even be said that in the context of the rapid development of economic and social science and technology， the development of instrumentation automation technology has played a key role in the improvement of social production efficiency， the improvement of production safety and the pace of economic growth. Based on this， it is very necessary and meaningful to actively explore the innovative path of instrumentation automation development and continue to discuss strategies to deal with problems in the development of instrumentation automation.

[Keywords]instrumentation; automation; development; strategy

自動(dòng)化的儀器儀表中包含了很多自動(dòng)化元件，同時(shí)根據(jù)其應(yīng)用范圍的不同自動(dòng)化儀器儀表的功能也不盡相同。近年來(lái)，我國(guó)科技已經(jīng)呈現(xiàn)出多領(lǐng)域、全方位發(fā)展趨勢(shì)，無(wú)論是信息技術(shù)、電子技術(shù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展都對(duì)儀器儀表自動(dòng)化起到了積極的促進(jìn)作用，也為儀器儀表自動(dòng)化指明了發(fā)展方向。然而，在取得這一系列成績(jī)的同時(shí)，依然要正視當(dāng)下儀器儀表自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中的問(wèn)題以及與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。這也意味著我國(guó)的儀器儀表自動(dòng)化還有很大的上升和發(fā)展空間，因此，深挖問(wèn)題和差距產(chǎn)生的原因，從而找到制約儀器儀表自動(dòng)化快速發(fā)展的因素，并有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，這是決定儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，也是行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的方向。

1 儀器儀表自動(dòng)化概述

1.1 儀器儀表自動(dòng)化的概念

儀器儀表自動(dòng)化就是由多種自動(dòng)化元件進(jìn)行組合，從而在這些元件共同作用下發(fā)揮出自動(dòng)化功能的技術(shù)，而儀器儀表是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能的主要技術(shù)工具。目前，自動(dòng)化儀器儀表已經(jīng)在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的有效應(yīng)用，如針對(duì)流量、壓力以及溫度的測(cè)量等。自動(dòng)化儀表也因?yàn)槠淞己玫淖詣?dòng)化控制能力在工業(yè)生產(chǎn)、電力系統(tǒng)等行業(yè)和領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。C6876215-5A0D-44EA-BABD-BB320D8AA915

自動(dòng)化儀器主要由三個(gè)功能模塊構(gòu)成：①傳感器。傳感器承擔(dān)著信號(hào)采集和控制的功能，通過(guò)傳感器能對(duì)儀器儀表的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行有效感知，從而為后續(xù)自動(dòng)控制提供依據(jù)。②變送器。變送器是儀器儀表中最重要的組件，其作用是對(duì)從傳感器接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行分析和處理成相應(yīng)的電信號(hào)，再輸送到對(duì)應(yīng)的分析元件中。③顯示器。其功能是將通過(guò)前期分析處理過(guò)的數(shù)據(jù)直觀地顯示在儀表盤對(duì)應(yīng)的功能區(qū)。因此，儀表盤就是結(jié)果的呈現(xiàn)和輸出單元。

儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的蓬勃發(fā)展極大提升了我國(guó)的工業(yè)化水平，其應(yīng)用范圍也得到了進(jìn)一步擴(kuò)大。如應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的儀器儀表，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)我國(guó)大氣環(huán)境、水環(huán)境等的自動(dòng)檢測(cè)，極大緩解了我國(guó)環(huán)境污染問(wèn)題，為推動(dòng)節(jié)約型社會(huì)以及綠色生態(tài)發(fā)展提供了有利推動(dòng)。而工業(yè)儀器儀表的使用，更是推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

1.2 儀器儀表自動(dòng)化發(fā)展的意義

實(shí)際上儀器儀表自動(dòng)化發(fā)展的最大意義在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，以微電子技術(shù)為依托，以系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)為原則，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分散管理集中控制。以DCS，即分散控制系統(tǒng)或分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為例，利用儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同單元原件的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制，最終實(shí)現(xiàn)分散、分層控制、集中管理的目的。

2 我國(guó)儀器儀表自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科技的發(fā)展以及工業(yè)化水平的提升，人們對(duì)儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的給予了更多的期待，從國(guó)家和政府的角度，無(wú)論是資金、技術(shù)還人力都也都給予了足夠的支持和幫助，為儀器儀表行業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這樣的背景下，儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，無(wú)論是應(yīng)用范圍還是應(yīng)用效果都取得了較大的突破。然而，相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)無(wú)論是儀器儀表相關(guān)產(chǎn)品還是儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)都存在一定的差距，尤其表現(xiàn)在我國(guó)儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)智能化水平不高這個(gè)方面。因此，為了盡快縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，從根本上提升儀器儀表自動(dòng)化整體水平，實(shí)現(xiàn)儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)全方位發(fā)展，積極推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新是必然的選擇。具體來(lái)說(shuō)，我國(guó)現(xiàn)階段儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展有以下幾方面的特征。

（1）從整體發(fā)展情況來(lái)看，當(dāng)下我國(guó)的儀器儀表行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)全新的、平穩(wěn)的發(fā)展階段，無(wú)論從技術(shù)創(chuàng)新還是相關(guān)設(shè)備的改進(jìn)都呈現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性和可靠性。尤其是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快以及工業(yè)化水平的提升，我國(guó)的儀器儀表技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭迅猛。特別是隨著我國(guó)對(duì)于儀器儀表設(shè)備以及產(chǎn)品需求量的增加，更是進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)儀器儀表行業(yè)的發(fā)展。目前，我國(guó)的儀器儀表相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)占有全球市場(chǎng)的巨大份額，并且呈現(xiàn)出增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

（2）市場(chǎng)需求的增加，也加劇了儀表企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的不斷完善以及行業(yè)的發(fā)展，當(dāng)今的儀器儀表市場(chǎng)較之以往已經(jīng)朝著規(guī)范化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展，企業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，完善的行業(yè)規(guī)范已經(jīng)建立，這些都推動(dòng)了儀器儀表行業(yè)逐漸集中化和規(guī)?；l(fā)展。經(jīng)過(guò)了激烈的競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)淘汰，部分技術(shù)落后的、體制不健全的企業(yè)已經(jīng)退出行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，少數(shù)規(guī)模小的企業(yè)通過(guò)合并重新進(jìn)入市場(chǎng)，從而建立起一種全新的格局。少數(shù)技術(shù)先進(jìn)、規(guī)模較大的企業(yè)成了行業(yè)的引領(lǐng)者，帶領(lǐng)其他中小型企業(yè)共同發(fā)展，從而形成一種良性競(jìng)爭(zhēng)、共同發(fā)展的市場(chǎng)氛圍，進(jìn)而成為推動(dòng)儀器儀表行業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量。

（3）隨著我國(guó)科技的發(fā)展，我國(guó)對(duì)于儀器儀表相關(guān)技術(shù)的研究和探索已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，從現(xiàn)有技術(shù)水平來(lái)看，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際水平。一方面，表明國(guó)家對(duì)于儀器儀表技術(shù)創(chuàng)新的鼓勵(lì)和扶持已經(jīng)取得了極大的成效。另一方面，也說(shuō)明我國(guó)對(duì)于推動(dòng)全球儀器儀表技術(shù)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。我國(guó)在很多高精尖儀器設(shè)備研發(fā)工作中更是取得了驚人的成就，極大填補(bǔ)了我國(guó)在這技術(shù)領(lǐng)域的空白。相信隨著研究的深入，我國(guó)將在儀器儀表技術(shù)創(chuàng)新方面取得更大的成績(jī)、發(fā)揮更大的潛能。

3 儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)存在的主要問(wèn)題

我國(guó)的儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得了極大的發(fā)展和進(jìn)步，但依然有一定的發(fā)展和提升空間，如自主創(chuàng)新成果占比較少。我國(guó)的儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)雖然發(fā)展迅速，但儀器儀表行業(yè)發(fā)展之初，很多的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)都要依靠國(guó)外，雖然我們一直在積極探索自主研發(fā)道路，但想完全擺脫對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴，還需要一個(gè)過(guò)程。近年來(lái)，國(guó)家針對(duì)儀器儀表科技型企業(yè)投入了更多資金和人力，以持續(xù)推動(dòng)自主研發(fā)工作的開(kāi)展，取得了一系列的成果。然而，技術(shù)的研發(fā)更需要實(shí)踐應(yīng)用的印證，因此，要完全實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)技術(shù)的應(yīng)用還需要持續(xù)的努力。

從現(xiàn)有的儀器儀表產(chǎn)品和設(shè)備制造情況分析，以中低端產(chǎn)品居多，高端產(chǎn)品占比小，產(chǎn)品自主創(chuàng)新意識(shí)不足。而造成這種局面的原因也是多方面的，技術(shù)創(chuàng)新、儀器設(shè)備的完善不僅需要更高端技術(shù)人才的主導(dǎo)和參與，更需要足夠的資金扶持，尤其是自主研發(fā)，更需要大量資金的支持，而這些也都是當(dāng)下和未來(lái)一段時(shí)間儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展所需要的。

4 儀器儀表自動(dòng)化未來(lái)的發(fā)展方向

4.1 智能化

信息技術(shù)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了社會(huì)全面朝著信息化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的方向發(fā)展。在這樣的背景下，也為儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了重要的技術(shù)依據(jù)和支持。相關(guān)研究人員正在探索儀器儀表智能化發(fā)展道路，這不僅儀器儀表行業(yè)順應(yīng)信息時(shí)代發(fā)展的表現(xiàn)，更是行業(yè)發(fā)展的需要，同時(shí)也為儀器儀表技術(shù)的發(fā)展提供了更好的選擇，促進(jìn)儀器儀表行業(yè)多元化發(fā)展。比如，自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)于通信技術(shù)、微處理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的融合探索和發(fā)展，就極大地提升了儀器儀表自動(dòng)化程度，有效避免了傳統(tǒng)技術(shù)模式下，由于自動(dòng)化程度不高導(dǎo)致的儀器儀表使用年限短、儀器故障發(fā)生頻發(fā)、零部件損耗程度高等問(wèn)題，而這些問(wèn)題的出現(xiàn)直接影響儀器儀表效能的發(fā)揮，甚至限制了自動(dòng)化儀器儀表在生產(chǎn)中效率的提升。而融入了新技術(shù)的儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)，不僅極大緩解或者避免了傳統(tǒng)模式下對(duì)儀器設(shè)備的損耗，同時(shí)由于智能技術(shù)的融入，還極大提升了用戶使用的體驗(yàn)感。用戶不僅可以結(jié)合自身需求選擇相應(yīng)的自動(dòng)化元件，從而使各類元件與智能化系統(tǒng)有效融合，進(jìn)而達(dá)到最佳的效果，實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的智能化、個(gè)性化管理。除了在控制系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)智能化之外，多系統(tǒng)融合的智能化也將是儀器儀表自動(dòng)化發(fā)展的方向。C6876215-5A0D-44EA-BABD-BB320D8AA915

4.2 數(shù)字化

數(shù)字化是信息時(shí)代的特征之一，并且已經(jīng)逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域。具體到儀器儀表領(lǐng)域，數(shù)字化理念的出現(xiàn)為儀器儀表技術(shù)的更新、功能的完善以及對(duì)于整個(gè)儀器儀表技術(shù)的發(fā)展都起到了極大的推動(dòng)作用。以數(shù)字化為特征的信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的融合發(fā)展，帶領(lǐng)儀器儀表技術(shù)走進(jìn)現(xiàn)代化數(shù)字控制時(shí)代，為儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了技術(shù)支持和思想指引，從而使自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)得到進(jìn)一步優(yōu)化，信息資源的呈現(xiàn)方式更加多元化。

5 儀器儀表自動(dòng)化實(shí)施策略

5.1 確保資金的投入

儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展對(duì)于生產(chǎn)效率的提升、生產(chǎn)力水平的提高以及推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展都起到了積極的作用。當(dāng)下我國(guó)的儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而言，較之以往已經(jīng)有了根本性的提升，從實(shí)際應(yīng)用的效果來(lái)看，也取得了實(shí)質(zhì)性的效果，但仍有差距。因此，持續(xù)探索和鉆研儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)是唯一的選擇。在這個(gè)過(guò)程中，自然離不開(kāi)資金的扶持，以確保研究和實(shí)踐工作的順利開(kāi)展。尤其對(duì)于新技術(shù)研發(fā)后的應(yīng)用，還需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行完善，而實(shí)踐應(yīng)用也需要應(yīng)用、反饋和調(diào)整的過(guò)程。這些也都有足夠的資金保障?；诖耍Y金可以說(shuō)是儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)更新和發(fā)展的基礎(chǔ)。

5.2 技術(shù)人員的培養(yǎng)

對(duì)于高科技產(chǎn)業(yè)而言，其生存和發(fā)展的關(guān)鍵除了資金支持之外，更重要的就是人才。而人才匱乏也是當(dāng)下很多企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工作無(wú)法有效開(kāi)展的重要原因之一，對(duì)于儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展而言，是一項(xiàng)專業(yè)性極強(qiáng)的工作，對(duì)于技術(shù)人員的要求不僅體現(xiàn)在基本專業(yè)知識(shí)的掌握層面，更要具備極強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和探索能力，同時(shí)還要對(duì)信息技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)有深刻的認(rèn)識(shí)和較好的應(yīng)用能力。只有具備了這些能力的人才能更好地推進(jìn)儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展工作。因此，對(duì)于儀表領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，要將人才培養(yǎng)和引進(jìn)作為常態(tài)化工作開(kāi)展，不斷為儀器儀表自動(dòng)化建設(shè)和發(fā)展吸納和培養(yǎng)人才。一方面，重視人才培養(yǎng)，建立完善的培養(yǎng)體系，做好物質(zhì)保障工作。通過(guò)加強(qiáng)行業(yè)間交流、學(xué)習(xí)等方式，為技術(shù)人員提供接受新知識(shí)、新技術(shù)的機(jī)會(huì)。另一方面，注重人才引進(jìn)，建立完善的晉升和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，留住人才，并且能最大限度地發(fā)揮出人才的潛能，為技術(shù)創(chuàng)新提供保障。

5.3 持續(xù)提升員工整體素質(zhì)

對(duì)于任何一個(gè)行業(yè)或者領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)行業(yè)穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新都是必然選擇。但技術(shù)創(chuàng)新并不是某一個(gè)人或者是某一些的事，而是一項(xiàng)系統(tǒng)、復(fù)雜的工程，需要行業(yè)全體人員的參與和配合。因此，持續(xù)提升員工整體素養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵。實(shí)際上，儀器儀表領(lǐng)域是一項(xiàng)對(duì)專業(yè)性要求極高的行業(yè)，對(duì)于工作人員的要求不僅體現(xiàn)在專業(yè)技能上，更要求豐富的經(jīng)驗(yàn)，從而才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。所以，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，除了要注重對(duì)技術(shù)人員的培養(yǎng)和培訓(xùn)之外，更要注重員工整體知識(shí)結(jié)構(gòu)的完善以及專業(yè)素養(yǎng)的提升。在全企業(yè)、全領(lǐng)域范圍內(nèi)建立起一種積極探索、創(chuàng)新的良好氛圍，并且不斷在工作人員中挖掘有潛力的員工，使其成為推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的主力，為自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用提供有效助力。此外，企業(yè)要有針對(duì)性地對(duì)員工開(kāi)展培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，針對(duì)技術(shù)人員、研發(fā)人員、操作人員以及設(shè)備保養(yǎng)維修人員要制定系統(tǒng)的培訓(xùn)方案和計(jì)劃，使所有人員都能在各自的領(lǐng)域有所成長(zhǎng)和收獲，實(shí)現(xiàn)行業(yè)整體素質(zhì)的提升。

6 結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)當(dāng)前飛速發(fā)展的社會(huì)和科技，國(guó)際間的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭萍己腿瞬诺母?jìng)爭(zhēng)。在這樣的背景下，實(shí)現(xiàn)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵就在技術(shù)創(chuàng)新。對(duì)于儀表行業(yè)而言，同樣也面臨著創(chuàng)新和發(fā)展的難題，而儀器儀表自動(dòng)化發(fā)展不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新，更極大提升了生產(chǎn)效率，因此，也是促進(jìn)儀表行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵?；诖?，對(duì)于當(dāng)下的儀表行業(yè)而言，既要正視我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，更要積極探索促進(jìn)儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的道路，為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

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