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加强产学研协同合作,提升国产科研仪器研发水平

科普小知识2022-07-28 15:27:48
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加强产学研协同合作,提升国产科研仪器研发水平

图为国家自主研发的大型高端科研仪器设备——郭守敬望远镜。中国科学院国家天文台提供图纸

一个国家科研仪器的研发水平不仅反映了其科研实力,而且在很大程度上决定了基础科学研究的广度和深度。目前,中国对科研仪器进口的依赖没有根本改善,科研仪器短板的开发亟待完成。

科学仪器的研发不仅需要理论创新,还需要产学研合作,并有良好的制度和机制保障。我们应该如何加强国内科研仪器?

科研仪器的研发应考虑用户和应用市场的需求,提高其实用性。

大学和研究机构是科学仪器特别是高端科学仪器的重要研发力量。

一些高端科学研究仪器的发展往往依赖于理论创新。中国科学院电气工程研究所研究员肖立业认为,为了在我国高端科研仪器的发展上取得突破,我们必须加强原始创新。面对世界上比较成熟的科研仪器,我国要赶上来并不容易。通过理论创新,我们开发了自己的一系列高端科学仪器,既能满足国内需求,又能用于国外科研,形成了“你需要我,我需要你”的局面。

高端科学研究仪器的发展不仅需要深厚的科学基础,还需要坚实的工业基础。

中国电子科技集团第四十一研究所首席研究员年富顺表示,由于中国的科技水平和产业基础仍落后于世界先进水平,关键材料、器件、工艺和设计方法仍然不足,导致仪器设备的可靠性和稳定性无法满足用户要求,产品缺乏竞争力。

“一些科学研究往往只是第一项,而不是第二项。要做好研究工作需要最好的仪器和设备,所以对仪器的要求非常高。”中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所研究员杨说,如果仪器的性能指标和稳定性不够,很难满足科研需要。

年富顺认为,应加强高端科研仪器产业的基础设施建设,提高技术水平,优化设计,开放仪器产业链,改变关键核心部件被他人控制的局面,高端仪器的整个产业链应该是自主可控的。

专家还建议大学和研究机构设立项目来制造科学研究仪器。有时结果并不像预期的那样。其原因不仅受技术水平的限制,还与项目的组织和运作方式有关。

根据年复顺的分析,我国科研仪器发展的长期产学研合作机制还不够完善。目前,国家仪器研究项目主要由大学和研究机构承担,企业承担的相对较少。近年来,虽然各方都认识到需求应该驱动研发,但在科研仪器的生产、研究和使用相结合方面的合作程度仍然相对较浅,有时还存在“相匹配”的现象。

据报道,中国大部分研发项目采用“牵头单位+合作单位”的模式。专家认为,这一模式似乎涵盖了生产、教育和研究等多种力量,但事实上,由于生产、教育和研究之间的概念和偏好不同,往往很难达成共识,这往往导致实际操作中的大打折扣。

“一些科学仪器的研发以技术指标为导向,很少考虑用户的可靠性、可操作性和使用体验。因此,一些发达的高端科学仪器缺乏应用市场,最终被搁置一旁。”年富顺说。

中国科学院科技战略咨询研究所副所长张峰认为,要制定科研仪器的长远发展规划,制定相关重点领域高端科研仪器的技术路线图,加快自主研发和国产化进程。同时,建设高水平的科学仪器研发基地,推动形成产学研合作创新的有效机制,通过集聚效应形成高端科学仪器的共同技术平台,加快本土化进程。

“应加强科研机构和企业之间的协调和联系,以促进高端科研仪器从实验样机到工业化产品的进程。对开展科研开发和科学仪器国产化的企业,要给予政策支持和资金支持。”张峰说。

集中有限资金,培育大型仪器企业,提升国内仪器市场竞争力

根据国际惯例,企业是科研仪器研发的主体。“中国的研发企业主要集中在中低端市场,技术水平低,产品同质化严重。有些人甚至熬过了价格战。”北京科技战略决策咨询中心研究员易通说。

易通认为,我国科研设备企业普遍规模小且分散,普遍缺乏自主开发新产品的能力,创新也面临较大的资金压力。

据统计,中国80%的科研仪器制造商都是小微企业,而且大多成立时间较短。相比之下,许多国外科研仪器企业已经有几十年甚至几百年的历史,积累了完整的研发和管理经验。

年富顺介绍,中国仪器企业不超过10家,主营业务超过10亿元人民币。以电子测量仪器为例,全国年销售额超过10亿元的企业只有一家,年销售额超过1亿元的企业不超过5家。此外,高端科研仪器的研发周期较长,一般需要5-10年,而从基础研究到产品应用的培育周期大约需要10年。中国大多数仪器制造企业缺乏这种研发能力,培养市场耐心。

对此,年富顺建议集中有限资金培育大型仪器企业和有特色的“无形冠军”企业,培育一批有影响力的尖端仪器企业,打造世界知名仪器品牌,进一步提升国内仪器市场竞争力,做大做强中国仪器行业。

易通认为,一些非技术因素也影响着国内科研仪器的发展。例如,过去,为了满足国内对高端仪器的需求,如果某些相关仪器不能在中国生产或其性能不能满足需求,将对类似的进口仪器给予关税优惠。

易通表示:“很难界定国产产品的性能是否满足需求。少数投标人甚至故意提高一些性能指标要求,将国内仪器拒之门外。这导致出于同样目的需要对国内仪器征税,而进口仪器则免交一些税,进一步削弱了国内科研仪器的竞争力。”

“我们还可以对科研设备企业实行退税政策,并监督后续研发资金的返还,迫使企业进一步加大研发投入。同时,通过家电下乡补贴的方式来补贴企业的创新,也有望提高企业的研发积极性。”易彤说。

完善高校科研院所评估体系确保工程技术人才成长

发展科研仪器,人才储备是关键。然而,中国仍然缺乏完整的人才储备。

“制造仪器属于工程技术的研发,而且通常不好送论文。起初很难赚钱,工业化需要更多的投资。此外,仪器的研发需要很高的技术水平,需要多年的积累,门槛相对较高,而且一般都没有经过严格的培训,可能做不好。”杨表示,目前我国的评估体系普遍是以纸质为主,所以开发仪器有点吃力不讨好。

据专家介绍,德国的大学科研机构配备了比较完善的工程技术人才,人才的成长也得到很好的保障。稳定的人才队伍支持科研仪器的不断研发。

长期以来,我国的科研文化有一种“重科研轻支持”的倾向。科研仪器的开发是科研活动的重要支撑工作,科研人员需要更加重视科研仪器的开发。”小叶莉说。

高层次创新人才的缺乏也是我国仪器企业面临的难题。年富顺说,以电子测量仪器行业为例,目前整个行业的员工人数不足1万人,比同行业的一家大型外企的员工人数还要少,人才素质和创新能力更是相差悬殊。

如何提高高端科研仪器的人才储备?肖立业建议,可以适当改变大学和研究机构的科研评价体系,以确保工程技术人员的成长,并激励更多人从事仪器研发。

“国家应加大对仪器人才培养的资金投入。例如,近年来,中国在购买进口冷冻电子显微镜上花了很多钱,所以最好试着花一些钱来培养研究和开发冷冻电子显微镜的人才。否则,就不可能制造出相关的科学研究仪器。”杨对说道。