工业探测器产业发展研究报告

工业探测器产业发展研究报告

以加快推进农业现代化、保障国家粮食安全和农民增收为目标，深入实施藏粮于地、藏粮于技战略，超前部署农业前沿和共性关键技术研究。以做大做强民族种业为重点，发展以动植物组学为基础的设计育种关键技术，培育具有自主知识产权的优良品种，开发耕地质量提升与土地综合整治技术，从源头上保障国家粮食安全；以发展农业高新技术产业、支撑农业转型升级为目标，重点发展农业生物制造、农业智能生产、智能农机装备、设施农业等关键技术和产品；围绕提高资源利用率、土地产出率、劳动生产率，加快转变农业发展方式，突破一批节水农业、循环农业、农业污染控制与修复、盐碱地改造、农林防灾减灾等关键技术，实现农业绿色发展。力争到2020年，建立信息化主导、生物技术引领、智能化生产、可持续发展的现代农业技术体系，支撑农业走出产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代化道路。发展新材料技术围绕重点基础产业、战略性新兴产业和国防建设对新材料的重大需求，加快新材料技术突破和应用。发展先进结构材料技术，重点是高温合金、高品质特殊钢、先进轻合金、特种工程塑料、高性能纤维及复合材料、特种玻璃与陶瓷等技术及应用。发展先进功能材料技术，重点是第三代半导体材料、纳米材料、新能源材料、印刷显示与激光显示材料、智能/仿生/超材料、高温超导材料、稀土新材料、膜分离材料、新型生物医用材料、生态环境材料等技术及应用。发展变革性的材料研发与绿色制造新技术，重点是材料基因工程关键技术与支撑平台，短流程、近终形、高能效、低排放为特征的材料绿色制造技术及工程应用。发展生态环保技术以提供重大环境问题系统性技术解决方案和发展环保高新技术产业体系为目标，形成源头控制、清洁生产、末端治理和生态环境修复的成套技术。加强大气污染形成机理、污染源追踪与解析关键技术研究，提高空气质量预报和污染预警技术水平；加强重要水体、水源地、源头区、水源涵养区等水质监测与预报预警技术体系建设；突破饮用水质健康风险控制、地下水污染防治、污废水资源化能源化与安全利用、垃圾处理及清洁焚烧发电、放射性废物处理处置等关键技术；开展土壤污染机制和风险评估等基础性研究，完善土壤环境监测与污染预警关键技术；加强环境基准研究；开展环境监测新技术和新方法研究，健全生态环境监测技术体系。提高生态环境监测立体化、自动化、智能化水平，推进陆海统筹、天地一体、上下协同、信息共享的生态环境监测网络建设。突破生态评估、产品生态设计和实现生态安全的过程控制与绿色替代关键技术。开发环境健康风险评估与管理技术、高风险化学品的环境友好替代技术，开展重大工程生态评价与生态重建技术研究。在京津冀地区、长江经济带等重点区域开展环境污染防治技术应用试点示范，促进绿色技术转移转化，加强环保高新技术产业园区建设，推动形成区域环境治理协同创新共同体。开发生态环境大数据应用技术，建立智慧环保管理和技术支撑体系。力争实现生态环保技术的跨越发展，为我国环境污染控制、质量改善和环保产业竞争力提升提供科技支撑。气体监测设备行业技术水平及技术特点（一）气体监测设备行业技术水平气体监测设备行业客户购买、使用的终端产品主要为气体探测器和报警控制器，该类智能仪器仪表的技术水平较为依赖传感器的性能水平。我国传感器行业发展主要经历三个阶段，第一阶段以仿制为主的试制阶段，行业技术水平、产品标准及性能质量相对落后；第二阶段行业处于引进、消化国外先进技术及国内自行设计、开发相结合的发展阶段，产品标准逐步向国际标准靠拢，企业加工制造工艺及设备有了明显改进；第三阶段，行业进入以企业自主开发设计为主、吸收国外先进技术并重的发展阶段，国产传感器技术参数接近国际同类产品水平。由于国内传感器行业起步较晚，设计经验少，制造工艺精度较低，主要产品集中在半导体、催化燃烧等较为传统的传感器，只有极少数厂商具备红外气体传感器和PID原理传感器的研发及生产能力，美国、德国、日本等发达国家在传感器领域仍处于技术领先地位。气体监测设备需要根据零配件物理性的差异、工艺变化、质量要求及设备的精度变化等特点设计生产，除传感器因素外，其技术水平主要体现在设备的设计、制造、软件编程和整体集成等环节，在终端产品的应用过程中主要体现在检测气体种类、检测方式、响应时间、精度以及防爆等级和防护等级等方面。本行业内企业的智能技术研发水平与工业设计能力较大程度上决定了其产品在市场上的竞争力。因此，发展自有专利和专有技术，提高企业的创新、自主开发能力，是企业增强自身竞争力、抢占市场份额的关键因素。具有研发实力的企业才能够逐步扩展气体监测设备的应用范围以及设备的功能，推动行业内技术水平不断提高和升级。（二）气体监测设备行业技术特点传感器是气体监测设备的核心元器件，传感器的特性极大程度上决定产品的质量，其中气体传感器的稳定性、灵敏度、功能性和可靠性是关键衡量指标。气体传感器能否在规定的工作条件和时间内（寿命期内）保持零点和输出信号，在允许变化范围内是判断气体传感器稳定性的关键，也是气体监测设备保持长寿命的关键；同时，气体传感器对被测气体是否具有检测能力也很重要，通过单位浓度被测气体时传感器的输出信号值或传感器在被测气体中的输出值与空气中输出值之比，可以判断传感器的灵敏度和气体监测设备的敏感度；气体传感器是否具备识别不同种类气体的能力即交叉灵敏度也是衡量产品性能的重要指标，功能性越强的气体传感器能检测的气体种类越高；除此之外，气体传感器在规定的环境条件、工作条件下和规定的时间内（寿命期内），完成规定传感功能的能力也非常关键，传感器的可靠性是气体监测设备保持高效长期运作的基础和保障。气体传感器的综合性能对于气体监测设备的影响非常深远，极大程度上决定了气体监测设备的产品质量和寿命，传感器的技术进步也有利于推动气体监测设备的技术升级和产品更新换代，推动行业的健康发展。近年来，用于生产气体监测设备的壳体、有色金属、线材、电子分立元件等原材料和气体传感器已经逐渐标准化，产品规格和技术水平相对成熟；而在以气体传感器的生产工艺特征为基础的定制化研发设计方面，需要本行业的企业具备算法设计领域的专业知识，主要包括编程设计、电气元件、控制系统、系统集成等技术。模块化设计是气体监测设备结构设计的有效方法，重要性也逐渐凸显。随着自动化、智能化要求日益提高，气体监测设备的系统结构越来越复杂，通过对多种气体传感器的功能进行分析，分解出不同的技术模块和产品模块，可以大大缩短气体监测设备的设计周期。同时，运用模块化设计技术，可以方便地实现气体传感器内部功能的整合、外部功能的扩展，既保持了成熟气体传感器产品的内在优势，又提高了柔性化的设计能力，拓宽了产品创新发展的空间，使气体监测设备产品系列更加丰富，功能更加完善，能够快速应对市场的变化，满足下游不同领域客户多元化的市场需求。因此，只有具备模块化生产能力的气体监测设备供应商才能够不断丰富产品种类，满足下游客户多元化、个性化的产品需求，提高行业内的竞争力和知名度。随着气体监测设备行业的发展，除气体传感器因素外，气体监测设备的技术水平还表现为检测仪器仪表电路的设计及软件技术、结构与工艺等方面，科学的设计能大大提高设备的通用程度，对产品的功耗、功能、集成程度产生重要影响。目前，气体监测设备的集成化、系统化和智能化趋势明显，已成为市场竞争的关键。集成化主要是指通过对气体监测设备外部电路的整合，以实现同一个电路对多种气体探测信号的处理，将外部电路集成化。在众多应用领域中，为了能够全面、准确地反映客观事物和环境，往往需要同时测量多种变量，如集成有压力、温度、湿度、流量、加速度、化学等不同功能敏感元件的传感器，能同时检测外界环境的多种物理特性或化学特性，进而实现对环境的多参数综合监测。因此，集成化趋势体现为气体监测设备能通过型式设计的改进，将数个气体监测设备的探头集成一个整体，以实现一个模块同时对数种气体进行检测的功能，并且同时测量不同性质的参数，实现综合监测。气体监测设备集成化，不仅能够提高产品的性能，而且可以实现低功耗，降低气体监测设备能源消耗量。系统化和智能化是指通过在传感器中内置微处理器，使其具有自动检测、自动补偿、数据存储、逻辑判断、功能计算等功能，将气体监测设备与电子计算机连接，形成智能系统，以实现对气体检测、分析、控制等方面的自动化处理。在此基础上，智能化传感器能够通过有线传输或无线通讯技术，将大量单体传感器进行集成，使过去处于信息孤岛的传感器实现互联互通和实时数据交换，实现测控系统自动信息处理以及远距离实时在线测量。气体监测设备集成化、系统化和智能化的技术特点丰富了气体监测设备的功能，提高了设备的质量，成为市场竞争的关键。未来，率先实现仪器仪表集成化、系统化和智能化的设备供应商，才能够在激烈的市场竞争中获得先发优势，提高产品的市场份额。智能生产线是指融合机械加工、电气控制、信息系统控制、工业机器人、图像传感技术、微电子等多种学科的先进技术，应用机电一体化，连续实现多个包装功能的有机结合，完成检测与控制、故障诊断与排除等复杂控制；拥有完备产品序列的气体监测设备生产企业，通过工序排布、产品整体设计和生产，可以将各环节的生产能力最大限度发挥；在生产过程检测与控制方面，智能生产线可以运用信息技术，实现气体监测设备生产控制与检测的动态适应；在故障诊断与排除方面，能进行模态分析寻找故障，自动寻找、解决故障，降低故障率，提高设备生产效率。随着国内人力资源成本的提高，气体监测设备供应商在进行设备生产的过程中，需要购置自动化设备来降低人力成本。通过购置自动化的智能产线，可以实现自动化程度的提升和生产效率的提高，减少人为因素干扰，提高生产线运行的稳定性。同时，随着市场竞争的日益加剧，气体监测设备更新换代的周期逐渐缩短，产品种类逐渐丰富，因此需要生产线具有较好的柔和性，以适应下游市场的变化，满足客户多样化的气体监测需求。未来，具有智能化、自动化和柔性化生产线的气体监测设备供应商才能够在激烈的市场竞争中占据主动地位。加强国家重大科技设施建设聚焦能源、生命、粒子物理和核物理、空间和天文、海洋、地球系统和环境等领域，以提升原始创新能力和支撑重大科技突破为目标，依托高等学校、科研院所布局建设一批重大科技基础设施，支持依托重大科技基础设施开展科学前沿问题研究。加强运行管理，推动大科学装置等重大科技基础设施与国家实验室等紧密结合，强化大科学装置等国家重大科技基础设施绩效评估，促进开放共享。围绕生态保障、现代农业、气候变化和灾害防治等国家需求，建设布局一批野外科学观测研究站，完善国家野外观测站体系，推动野外科学观测研究站的多能化、标准化、规范化和网络化建设运行，促进联网观测和协同创新。基本原则（一）坚持把支撑国家重大需求作为战略任务聚焦国家战略和经济社会发展重大需求，明确主攻方向和突破口；加强关键核心共性技术研发和转化应用；充分发挥科技创新在培育发展战略性新兴产业、促进经济提质增效升级、塑造引领型发展和维护国家安全中的重要作用。（二）坚持把加速赶超引领作为发展重点把握世界科技前沿发展态势，在关系长远发展的基础前沿领域，超前规划布局，实施非对称战略，强化原始创新，加强基础研究，在独创独有上下功夫，全面增强自主创新能力，在重要科技领域实现跨越发展，跟上甚至引领世界科技发展新方向，掌握新一轮全球科技竞争的战略主动。（三）坚持把科技为民作为根本宗旨紧紧围绕人民切身利益和紧迫需求，把科技创新与改善民生福祉相结合，发挥科技创新在提高人民生活水平、增强全民科学文化素质和健康素质、促进高质量就业创业、扶贫脱贫、建设资源节约型环境友好型社会中的重要作用，让更多创新成果由人民共享，提升民众获得感。（四）坚持把深化改革作为强大动力坚持科技体制改革和经济社会领域改革同步发力，充分发挥市场配置创新资源的决定性作用和更好发挥作用，强化技术创新的市场导向机制，破除科技与经济深度融合的体制机制障碍，激励原创突破和成果转化，切实提高科技投入效率，形成充满活力的科技管理和运行机制，为创新发展提供持续动力。（五）坚持把人才驱动作为本质要求落实人才优先发展战略，把人才资源开发摆在科技创新最优先的位置，在创新实践中发现人才，在创新活动中培养人才，在创新事业中凝聚人才，改革人才培养使用机制，培育造就规模宏大、结构合理、素质优良的人才队伍。（六）坚持把全球视野作为重要导向主动融入布局全球创新网络，在全球范围内优化配置创新资源，把科技创新与国家外交战略相结合，推动建立广泛的创新共同体，在更高水平上开展科技创新合作，力争成为若干重要领域的引领者和重要规则的贡献者，提高在全球创新治理中的话语权。气体监测设备行业特有的周期性、季节性、区域性（一）气体监测设备行业周期性气体监测设备产品应用行业广泛，包括石油、化工、冶金、燃气、电力、食品、制药等下游行业，所以行业的周期性不明显。（二）气体监测设备行业季节性气体监测设备行业呈现一定的季节性。一方面与国内客户的采购流程相关，国内客户通常在年初确定采购计划，在年中进行招投标并集中于下半年签订订单，在第四季度完工。另一方面，国内客户（如石油、化工、钢铁、冶金、燃气、采矿、制药等行业客户；商场、加油站等需防火防爆、预防中毒、空气污染等场所）在春节前多存在相关部门的安全检查，客户会在第四季度集中采购和安装气体监测设备以满足检查要求。（三）气体监测设备行业区域性由于气体安全监测设备主要应用于工业行业，在工业经济较为发达的地区，其安全监测设备需求更大，气体监测设备市场具有一定的区域性。构建开放协同的创新网络围绕打通科技与经济的通道，以技术市场、资本市场、人才市场为纽带，以资源开放共享为手段，围绕产业链部署创新链，围绕创新链完善资金链，加强各类创新主体间合作，促进产学研用紧密结合，推进科教融合发展，深化创新，健全创新创业服务体系，构建多主体协同互动与大众创新创业有机结合的开放高效创新网络。发展目标（一）自主创新能力全面提升基础研究和战略高技术取得重大突破，原始创新能力和国际竞争力显著提升，整体水平由跟跑为主向并行、领跑为主转变。研究与试验发展经费投入强度达到2．5%，基础研究占全社会研发投入比例大幅提高，规模以上工业企业研发经费支出与主营业务收入之比达到1．1%；国际科技论文被引次数达到世界第二；每万人口发明专利拥有量达到12件，通过《专利合作条约》（PCT）途径提交的专利申请量比2015年翻一番。（二）科技创新支撑引领作用显著增强科技创新