全产业链标准化高质量发展 推进科学试验表征仪器创新
2022年11月，由中国科协主办，中国检验检测学会承办的“科学试验用仪器设备高层次专家研讨会”上，中国工程院院士，国际钢铁工业分析委员会终身荣誉主席，钢研纳克检测技术有限公司首席科学家、中实国金国际实验室能力验证研究中心主任王海舟院士，从标准化的角度，提出了推进国产科学仪器发展的系统思路，希望对科学仪器同仁们有更多启发。分析测试百科网和中国检验检测学会测试装备分会现场做了采访报道。
支撑产业高质量发展 标准化发展战略研究
从2013年开始，中国工程院、科技部国家自然基金委员会、工信部、国家标准委员会支持了一系列战略咨询项目。在科学实验表征标准领域，与科学试验仪器相关的战略咨询项目累计有十几个，取得三方面的重要成果：一、确立了标准化的理论基础；二、构建了CSTM标准化与标准化评价体系；三、提出了支撑材料产业高质量发展的标准化和标准化评价发展战略。
王海舟院士在“科学试验用仪器设备高层次专家研讨会”发言
标准化的理论基础主要包括三个概念：标准化熵减理论；标准化矩阵式结构理论；标准化多维交织链网构型理论。而构建CSTM材料与试验标准化体系是国家标准改革的代表性事件，它打破了行业界限，并下设26个不同领域的委员会。CSTM的愿景和使命是：构建国际一流的标准化组织和国际知名高端专业化评价机构。
第三大成果提出支撑材料产业高质量发展的标准化及标准化评价发展战略，同科学实验仪器的发展密切相关。
该战略以材料产业作为切入点和示范，系统表述产业标准化的发展战略，提出了以标准化及标准化评价为载体，全产业链“四链”融合，推动材料产业高质量发展的战略。其中，“四链”分别指创新链驱动、标准化链牵引、有效数据链依托、产业链升级，它们同仪器制造业均有密切的相关性。
在该战略基础上，提出了支撑产业高质量发展的标准化路线图，又可分成三大方面：
（一）构建“四全”标准化体系。构建全产业链、全流程、全生命周期、全域的标准化体系。王海舟院士举例说，现在大家常说的“短板”、“缺失”、“断链”，意味着标准是点状的，没有形成链条；所以标准化体系要“四全”，形成对时间域、环境域、空间域和参数域全覆盖的体系。
（二）遵循“四性”原则的标准化技术路线。技术路线要遵循研究设计的合理性、生产工艺的稳定性、产品质量的符合性和服役性能的适用性，这“四性”是标准化的技术路线。
（三）形成“三系列”的标准化实施路径。实施路径可以从三个角度阐述：首先，要以系统、专业的评价作为导引；其次，评价要以一系列的事实标准为基础。
标准要系列化，需要从设计-生产工艺流程-产品-服役，从原料到产品服役全生命周期，各个环节形成一系列标准。比如：一个高铁车轮生产，收集整理的直接相关标准是800多项，在企业实际适用的事实标准是有154项。在梳理过程中，就会发现标准缺失、不成体系及很多断点需要实现标准化，这就给创新带来机会、给标准的制定带来机会。
第三，以系统的有效数据链为依托。从原料到生产各个工艺段，每一个节点都要有数据。仪器设备是有效数据链重要的支撑，所以要梳理有效数据链，哪些节点断链？哪些无法表征？哪些技术目前还不行？用原来的表征方法、表征技术、表征仪器还不能满足要求的有哪些？发现问题后，要提取和改进、优化、创新、解决有效数据的问题。
所有的节点参数都要有标准，都要有数据对应，证实其满足相关标准规定要求，形成全域映射式专业标准化评价实施路径，从实现全面产业产品的高质量。
“四全”“四性”“三系列”是支撑产业构成发展的路线图，标准是文本规定，标准化是从研究制定标准到推广应用再到实施评价，整个流程叫做标准化过程，进而实现创新接入，推动包括表征技术、工艺、制造等相关技术升级，产业高质量发展。
以“四链融合”发展战略为指导，遵循“四全”、“四性”和“三系列”高质量创新发展的标准化路线，产业全链条标准化作为创新链无缝切入的载体。这个标准化过程是成果转化很好的一个途径，通过“四全”“四性”“三系列”路径，激发企业内生动力和创新活力，创新成果自然的无缝接入了，推进科技创新成果的全面转化，系列标准的迭代创新，实现补链、强链和保供。
王海舟院士进一步谈到：“我不太用‘卡脖子’这个词，确实存在‘卡脖子问题’，这需要重点攻关，加强创新投入，突破关键技术难点，破解‘卡脖子’的卡点。但是更多情况，是‘保供’问题。我们产业链自身的‘断点’没有补齐；产业链不成体系；或是由于成本的原因，企业缺乏产业化动力, 企业觉得无利可图，即使国家支持也不愿意做。产业链“断点”的存在，原因是多方面的，有成本的问题、有规模的问题、有需求牵引的问题，还有因为产业意识薄弱，没有形成链条，当然还包括技术水平达不到的原因。所以，产业以四链融合的发展战略为指导，遵循四全四性三系列标准化发展路线，激发企业内生动力，通过补链、强链、‘保供’，来实现我国产业链的自主可控，从而支撑产业质量的全面提升。”
支撑全产业链高质量发展 科学试验表征仪器创新发展
具体到科学试验表征仪器，王海舟院士接下来谈到，贯穿产业全链条中的科学试验表征技术和仪器具有几大特性。首先，它是创新链中最活跃的元素，其次，它是标准化链的重要构成元素，第三，它是有效数据链的数据源的基础，第四，它是产业链升级中补链、强链的重要表征。
我们应从全产业链视角，遵循“四性”原则来设计标准化技术路线，并形成“三系列”的标准化实施路径。研究仪器的技术人员要参与并通过系列的有效数据的梳理，了解整个数据链有哪些缺失，存在哪些问题。这有利于提升现有仪器的质量，实现仪器表征技术方面的创新，形成仪器表征技术的系统解决方案，最后实现仪器的自主保供。
产业链条不同区段的科学试验表征仪器的关注点
王海舟院士还进一步谈到了不同类别的科学试验仪器表征技术的关注点，总体可分为四类。
（一）研究类仪器，强调多功能、新原理、新概念，能解决新问题。这时要通过功能可拓展的仪器构成专业化创新平台。国外有很多创新平台，可以根据问题组合各种各样的平台。国内还缺乏这类创新平台，应该构建可进行功能拓展的、由各类仪器构成的专业化创新平台，具体到很多不同专业，其内涵不同。
（二）流程类仪器，强调实时响应和反馈控制。仪器表征技术具有快速响应和可控制的特点，所以应发展专业化、定制化的在线现场工艺参数控制仪器，服务于各种各样专业的问题。专业化、定制化的附加值非常的高，意味着在某一节点在技术上有更高的要求。这是国内仪器行业的短板，甚至比科学仪器本身更短板。因此需要发展打通生产全链条的，能够快速做出响应的传感器和仪器。
（三）质量控制类仪器，强调精细化，要全指标、分类（或分级）。产品全指标要求专业化高质量仪器。王海舟院士特别提到了质量窄规格/窄窗口的定向筛检仪器：“国外对“窗口期”这个指标控制非常的严，现在的产品都要求实现窄窗口控制技术。定向的窄窗口控制仪器非常重要，在这方面的研究工作将非常集中。
（四）服役类仪器，更关注失效和寿命，因为需要长期跟踪和解析。服役类表征仪器的主要发展方向包括：专业的全生命周期的在役仪器如传感器；模拟服役与寿命预报仪器；失效解析仪器。
总之，要实现全产业链的高质量发展，应以“四链”融合发展战略为指导，遵循“四全”、“四性”、“三系列”的高质量创新发展标准化路线图，推进科学试验仪器表征技术自主创新发展，实现仪器的自主保供。
