技术中心
 
 

多维信息科技推动仪器仪表事业的革命性发展

   日期:2007-05-16     作者:管理员    

  关键词:信息 多维信息 信息科技 仪器仪表

  多维信息科技的兴起和发展,对仪器仪表事业(科技、产业和应用)的发展施加了极大的压力,同时也推动了仪器仪表事业从单维信息"瞎子摸象"式的巢囚中跳出来、朝向多维信息科技新方向发生革命性的发展。

  本文拟就多维信息科技的内涵、其发展的必要性、可行性以及将推动仪器仪表事业革命性发展的趋势做简单阐述;同时也对我国仪器仪表事业应如何适应、投入多维信息科技发展潮流,提出一些建议。

  一 什么是多维信息科技

  传统的单维信息科技通过单一通道、单一空间对复杂对象(物质、运动、反应、过程、进出口、国际财经、社会分配、国际政治和军事态势变化等)获取单一信息,然后予以处理、传输或应用。进入新世纪以来,科技、产业、文化、社会发展面目大变,学科交叉融合、大生产高度自动化、高速化,环境及资源、能源形势日益复杂化甚至超越国界相互影响,科技国际化、经济全球化、全球网络化等。传统信息技术的"单打一"或"瞎子摸象"式的思维和技术手段已经远远不适应新时代发展需要了。

  1. 多维信息科技的内涵

  多维信息科技的内涵十分丰富,简略来说大致包

括以下方面:

  (1)多维信息的获取:通过多通道、多角度、多空间手段(例如新检测方法、新传感技术、新数据处理手段等),寻求同时、快速、全面的搜索、采集、记录复杂多变、多相关的综合动态信息;多维信息获取的思维和手段不能靠现有单维信息获取技术、手段(器件、仪器)的简单叠加或"并联",而应在新思维指导下探索新理念和新途径,尤其重要的是应"以软带硬"探索新模型、新算法,突破学科界限应用最新科技成果、发展最佳数学工具和计算软件,在此基础上研发全新的多维信息获取"硬件"(如全新概念的多维、多通道传感器、全新工作原理的仪器仪表等)。

  (2)多维信息的处理、传输:这方面的内涵主要属于所谓的"软科学",探索多维信息处理的新模型、新算法、新软件,在建模、计算、消噪、抗扰、有效信息提取、放大、表达、统计、评估、联网、交换、存取等方面建立全新的思维和手段。

  (3)多维信息的应用:针对新世纪的全新需求,探索全新的信息应用模式,对有效多维信息实现有针对性的自动分类、梳理、反馈、联线联网、可视化显示、"傻瓜化"自动检测、动态连续反馈控制、无人值守或遥控应用、现场或在线应用等。应该指出,多维信息应用将会全面地改变传统信息应用状态,不但会提高应用效率满足各领域全新的应用需求,而且能全面提高各领域信息化发展水平、推动信息化进程。

  多维信息科技发展当然离不开"硬件"(如传感科技、仪器仪表科技等)的相应发展,但发展多维信息科技的基础已经不再是"能源"、"资源"、也不是"制造能力"、"低成本优势",而是人的"智力优势",即人才、人的大脑和知识水平、创新能力。

  2. 发展多维信息科技的必要性、可行性及今后发展趋势

  如前所说,进入21世纪以来全球范围进入了人类历史上从未有过的发展阶段,科技国际化、经济全球化的发展潮流冲破了国界的限制,封闭、孤立、"老死不相往来"的"国"、"家"已经限制不了大交流、大相关的潮流,洲际超音速飞行、因特网、高速高效大产业、全球资源能源交往、全球投资和金融融合等20世纪没有或少见的"新奇"已经遍及全球。21世纪的"信息大爆炸",不但要求快速、全面、真实、动态地反映复杂、多变、多维、多相关的自然和人类一切活动及其变化的海量信息,而且人类社会可持续发展本身也造成愈来愈多的多维信息获取、处理和应用问题。

  因此,新世纪发展多维信息科技的必要性是不言自明的。

  在20世纪后期科技、产业、文化和社会全球化大发展成果基础上,发展多维信息科技也具备了必要的科技知识条件及必需的物质条件。例如现代应用数学的发展提供了诸如快速傅立叶变换(FFT)、小波变换、神经网络、仿真分析等实用信息数学处理工具,高速大容量微处理器和存储器等技术和器件则为海量动态信息的采集、处理、存储提供了基础。近10余年来计算软件的发展已为多维信息科技发展准备了最有用的储备;微纳科技、MEMS科技、超精细硅工艺技术、生物传感和分子器件技术等理论和工艺进展为多维信息科技的实施及相关器件和仪器的开发准备了现实条件;在一些具体科技和社会信息理论和技术领域,也已有不少新理论、新基础成果,例如"化学计量学"的开发和完善推动了光电化学分析科技(如近红外光谱分析)等多维信息科技的发展,"计量经济学"等则为社会经济综合信息分析处理、全球化经济体系的建立和完善提供了精确定量的基础。

  所以,现在提出发展多维信息科技的可行性也是不用再怀疑的。

  至于今后多维信息科技的发展趋势,可以简略地归结为:

  (1)多维信息科技的理论基础将不断得到拓展和完善;

  (2)多维信息科技的技术和产

业发展,将成为今后应用广泛、市场前景庞大的各种新科技、新产业不断发展的基础,因此各国都会给予极大重视、今后将会有更好的发展前景。

  (3)多维信息科技的应用,是其发展的主要方面,随着理论和产业的发展,拓展多维信息科技应用面的广度和深度,将成为今后较长期的发展趋势,尤其在专门领域中开发专用、高效多维信息科技应用技术和专用化的仪器仪表将会受到广泛重视。

  3. 发展多维信息科技必将推动仪器仪表事业发生革命性的发展

  多维信息科技是新思维、新发展的产物,不是传统仪器仪表的"量变",而是脱胎换骨的"质变"发展。因此,多维信息科技的发展必然会推动仪器仪表事业发生革命性的发展。

  首先,仪器仪表要跃升到能适应多维信息科技需求的崭新阶段,能获取空间、时间、组元等多维信息并予以处理、传输、实现特定的应用,就不能再是传统的单传感(单功能探头)、单通道、单维系统。必须探索可在多维空间工作、能多通道、多元动态地获取多维信息的仪器仪表,必须探索、开发全新思维和相应的理论和技术基础;全新的仪器仪表也不能仅仅只完成观测、信息采集任务,必须兼具信息获取-反馈-控制的闭环功能。

  其次,传统仪器

仪表单纯的光-机-电系统(或简单加上计算机)的"硬件"系统不能适应多维信息科技需求多元、多变、动态(实时)测控的要求,全新仪器仪表必须是"软硬兼具"的综合系统,而且"软"体系将愈来愈成为新仪器仪表的核心、不但对仪器仪表的功能、性能指标起决定性作用甚至是决定仪器仪表的应用性和成本的最大因素。"仪器仪表=A/D,D/A+CPU+Software"的说法虽不全面但也从某种程度上说明了发展趋势。适应多维信息科技和应用要求的新仪器仪表也必然具备"虚拟仪器仪表"特点,可以随应用状态和要求的改变而重新组合、获得新系统、新功能和新性能。

  适应多维信息科技要求的新仪器仪表必然不再是单机(仪)孤立工作、信息不能交互传输的老样子,必然是能联网(局域以太网、Internet网等)的网络化仪器仪表。

  为适应多维信息科技时代的具体应用要求,传统仪器仪表的通用特性(例如"万能工具显微镜")也必然会向可在适当范围内适当变化(虚拟化)的专用特性方向发展;通用性的仪器仪表虽还有应用场合,但专用仪器仪表将会愈来愈上升、成为主要发展方向。

  适应多维信息科技发展的仪器仪表还肯定会从传统仪器仪表的"实验室设备"向能适应现场、在线工作需求的方向发展,上天入地、在线、在位无人值守、自动观测、自我检测、自我调整、联网信息交互传输的新仪器仪表将成为发展主流。

  所以,新世纪的新形势必然会推动传统仪器仪表事业发生革命性的发展,对此我们必须清醒认识、早做准备、迎接变革。

  二 我国仪器仪表事业如何适应、投入多维信息科技发展潮流

  面对新世纪多维信息科技发展潮流,我国仪器仪表事业各部门各领域应积极适应形势、主动投入全球多维信息科技潮流并做出我们的贡献、推动我国仪器仪表事业的全新发展。

  1. 发展多维信息科技,我国已经具备基础、并有一定的优势

  我国改革开放20余年来的发展和进步有目共睹,不但有了强大的经济基础,而且在几乎所有的经济部门和技术领域建立起相当规模的产业群、科技事业,虽总体上仍比较落后,但已有不少基础学科和技术领域跻身世界先进行列;这些都是我们进一步发展的基础。

  就仪器仪表事业而言,我们不但从无到有建立了门类基本齐全的仪器仪表产业群,而且几十年的发展也培养、锻炼了成千上万仪器仪表设计、制造和应用领域的硬件和软件人才队伍。近些年来我国崛起了无数充满创新精神的民营科技、仪器仪表企业,已经成为我国仪器仪表事业新发展的生力军。只要我们确定了发展战略、选定好"有所为"的明确主攻方向、团结组织好海内外华人科技和管理队伍,我们就能做我们想做的事情而且能做出出类拔萃的成果。

  2. 我们应主动、积极投入仪器仪表事业多维信息科技发展潮流

  就仪器仪表事业新时代发展而言,多维信息科技无疑是"有所为"的主攻方向;统一思想、组织力量、分工合作、主动积极投入仪器仪表多维信息科技发展潮流,不但可以彻底改变我国仪器仪表事业"产、学、研、用"各部门分离的状态、顺应全球仪器仪表发展潮流,而且可以培养锻炼我国仪器仪表事业的科技、产业、应用和管理队伍,为我国可持续发展做出新贡献。

  3. 仪器仪表事业"产、学、研、用"各领域都应转变观念、积极主动开展多维信息科技攻关,尤应以企业为主力

  (1)转变观念、认清发展潮流,改变"靠硬件吃饭"老观念。

  传统观念中,仪器仪表属于硬件,即使加了计算机也只不过为了数据采集、处理和存储、没有改变"硬件"的本质。

  在这新世纪,软件的概念已非昔比,已经成为主宰仪器仪表性能、功能、竞争力和使用效果的主要因素。因此,设计和制造人员不熟

悉软件、不会开发新软件,或者应用人员不熟悉软件,都用不好新仪器仪表。所以,无论大学、研究所、企业,要从事新仪器仪表、多维信息科技工作,就必须转变观念、加大软件人力、资金投入(包括新应用数学的学习),新仪器仪表应用人员也应在分析检测专业技能以外加强软件能力。

  (2)培养人才、建立R&D部门,积极主动开展多维信息科技相关的设计思路、数学技术、软件开发、器件(如新型多维传感器件、多维探测器件等)和新仪器研发、仪器仪表应用技术等领域的研究创新和实践探索。

  (3)企业、研发部门应面向用户,与专业用户相结合,充分发挥用户的积极性和创造性;用户也应把研发适用的高科技新仪器仪表当作自己的责任,与企业和研发部门主动结合,共同开发适用的专用、在线、现场多维信息仪器仪表产品。

  (4)独立创新、勇于走前人没走过的路,探索全新仪器仪表工作原理、结构、系统集成、网络体系,创造全新仪器仪表。

  4. 国家支持、产业分工合作、组织力量重点攻关

  国家科技管理部门要充分认识多维信息科技的重要性、前瞻性,在资金、立项、政策、统一协调、市场等方面发挥领导、支持作用;并充分发挥科技领导和组

织作用,必要情况下可组织、协调、开展重点攻关。

  在国家加大科技投入的形势下,应不忘仪器仪表事业的"四两拨千斤"重要作用、实实在在地加大对仪器仪表事业的投入,以及必要的政策扶植。

  三 结束语

  本文提出、呼吁发展多维信息科技及仪器仪表事业的革命性新发展,以适应新世纪全球科技、经济、文化、社会的多元、多变、多相关的新发展及振兴我国仪器仪表事业;文中所阐述的内容,虽为个人所见、但希望能对同行业者和管理者有所参考作用。


 


 
  
  
  
  
 
更多>同类技术
 
全年征稿 / 资讯合作
 
推荐图文
推荐技术
可能喜欢