智能儀器儀表產業(yè)發(fā)展調研報告

智能儀器儀表產業(yè)發(fā)展調研報告

加強產業(yè)變革趨勢和重大技術的預警，加強對顛覆性技術替代傳統產業(yè)拐點的預判，及時布局新興產業(yè)前沿技術研發(fā)，在信息、制造、生物、新材料、能源等領域，特別是交叉融合的方向，加快部署一批具有重大影響、能夠改變或部分改變科技、經濟、社會、生態(tài)格局的顛覆性技術研究，在新一輪產業(yè)變革中贏得競爭優(yōu)勢。重點開發(fā)移動互聯、量子信息、人工智能等技術，推動增材制造、智能機器人、無人駕駛汽車等技術的發(fā)展，重視基因編輯、干細胞、合成生物、再生醫(yī)學等技術對生命科學、生物育種、工業(yè)生物領域的深刻影響，開發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術，發(fā)揮納米技術、智能技術、石墨烯等對新材料產業(yè)發(fā)展的引領作用。瞄準世界科技前沿和產業(yè)變革趨勢，聚焦國家戰(zhàn)略需求，按照創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈加強系統整合布局，以國家實驗室為引領，形成功能完備、相互銜接的創(chuàng)新基地，充分聚集一流人才，增強創(chuàng)新儲備，提升創(chuàng)新全鏈條支撐能力，為實現重大創(chuàng)新突破、培育高端產業(yè)奠定重要基礎。氣體監(jiān)測設備行業(yè)未來發(fā)展趨勢（一）氣體監(jiān)測設備向智能化、復合化方向發(fā)展近幾年，我國的微電子、計算機、精密機械、高密封、特種加工、集成、薄膜、網絡、納米、激光、超導、生物等高新技術高速發(fā)展。在技術跨越式發(fā)展的行業(yè)背景下，下游客戶向氣體監(jiān)測設備供應商提出了更快、更準、更穩(wěn)的要求，如速度更快、靈敏度更高、穩(wěn)定性更好、樣品量更少、檢測微損甚至無損、遙感遙控距離更遠、使用更方便、成本更低廉、無污染等，氣體監(jiān)測設備向智能化和復合化方向發(fā)展成為行業(yè)主要趨勢之一。氣體監(jiān)測設備智能化是指在氣體傳感器中嵌入微處理器，使儀器具有自動校準和故障顯示功能。在軟件設計上基于模糊理論和神經元網絡，實現對氣體種類的識別和濃度的推斷。氣體監(jiān)測設備復合化是指氣體檢測儀器致力于能進行多參數測試，多種氣體檢測，如將不同類型的傳感器集成在一塊芯片上，可同時測試氣體的濃度、壓力、溫度和流速等，從而更全面地反映被測氣體在特定環(huán)境中所顯示的特性。（二）氣體監(jiān)測設備與物聯網技術進一步融合物聯網是繼計算機和互聯網之后，全球信息技術產業(yè)發(fā)展的第三次驅動力。當前，信息產業(yè)正處于由移動互聯網向物聯網轉型的關鍵時期。物聯網技術持續(xù)創(chuàng)新并與工業(yè)融合，推動了傳統產品、設備、流程和服務向數字化、網絡化、智能化發(fā)展的進程，加速重構產業(yè)發(fā)展新體系。與此同時，隨著傳感器、新一代信息通信、云計算等新技術的突破，物聯網下游應用熱點逐步成熟落地，物聯網迎來跨界融合、集成創(chuàng)新和規(guī)?；l(fā)展的新階段。物聯網成為經濟社會綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的關鍵基礎和重要引擎，在行業(yè)領域的應用不斷深入，氣體監(jiān)測設備與物聯網技術進一步融合。根據賽迪顧問發(fā)布的《2019-2021年中國物聯網市場預測與展望數據》，我國物聯網市場規(guī)模發(fā)展快速，年均增速達到20%以上。我國氣體監(jiān)測設備行業(yè)內企業(yè)主要為貿易型企業(yè)和生產型企業(yè)，貿易型企業(yè)主要代理國際知名品牌產品。由于傳感器產業(yè)檔次偏低、技術創(chuàng)新能力較差，國內傳感器產業(yè)呈現低端過剩、中高端被國外壟斷的市場格局，因此生產型氣體監(jiān)測設備供應商多采用進口品牌的傳感器模組，國內傳感器技術滯后成為影響產業(yè)發(fā)展的關鍵。工業(yè)和信息化部發(fā)布《基礎電子元器件產業(yè)發(fā)展行動計劃（2021—2023年）》，明確指出重點發(fā)展小型化、低功耗、集成化、高靈敏度的敏感元件，溫度、氣體、位移、速度、光電、生化等類別的高端傳感器，新型MEMS（微機電系統）傳感器和智能傳感器，微型化、智能化的電聲器件。以漢威科技、四方光電、翼捷股份為代表的行業(yè)內企業(yè)，不斷加大在氣體傳感器領域的研發(fā)投入，已經取得了一定的成果，相關產品陸續(xù)進入產業(yè)化階段。在政策的鼓勵扶持和市場需求的持續(xù)增長推動下，國產傳感器市場進入快速發(fā)展軌道。加強國家重大科技設施建設聚焦能源、生命、粒子物理和核物理、空間和天文、海洋、地球系統和環(huán)境等領域，以提升原始創(chuàng)新能力和支撐重大科技突破為目標，依托高等學校、科研院所布局建設一批重大科技基礎設施，支持依托重大科技基礎設施開展科學前沿問題研究。加強運行管理，推動大科學裝置等重大科技基礎設施與國家實驗室等緊密結合，強化大科學裝置等國家重大科技基礎設施績效評估，促進開放共享。圍繞生態(tài)保障、現代農業(yè)、氣候變化和災害防治等國家需求，建設布局一批野外科學觀測研究站，完善國家野外觀測站體系，推動野外科學觀測研究站的多能化、標準化、規(guī)范化和網絡化建設運行，促進聯網觀測和協同創(chuàng)新。發(fā)展高效安全生態(tài)的現代農業(yè)技術以加快推進農業(yè)現代化、保障國家糧食安全和農民增收為目標，深入實施藏糧于地、藏糧于技戰(zhàn)略，超前部署農業(yè)前沿和共性關鍵技術研究。以做大做強民族種業(yè)為重點，發(fā)展以動植物組學為基礎的設計育種關鍵技術，培育具有自主知識產權的優(yōu)良品種，開發(fā)耕地質量提升與土地綜合整治技術，從源頭上保障國家糧食安全；以發(fā)展農業(yè)高新技術產業(yè)、支撐農業(yè)轉型升級為目標，重點發(fā)展農業(yè)生物制造、農業(yè)智能生產、智能農機裝備、設施農業(yè)等關鍵技術和產品；圍繞提高資源利用率、土地產出率、勞動生產率，加快轉變農業(yè)發(fā)展方式，突破一批節(jié)水農業(yè)、循環(huán)農業(yè)、農業(yè)污染控制與修復、鹽堿地改造、農林防災減災等關鍵技術，實現農業(yè)綠色發(fā)展。力爭到2020年，建立信息化主導、生物技術引領、智能化生產、可持續(xù)發(fā)展的現代農業(yè)技術體系，支撐農業(yè)走出產出高效、產品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現代化道路。系統布局高水平創(chuàng)新基地瞄準世界科技前沿和產業(yè)變革趨勢，聚焦國家戰(zhàn)略需求，按照創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈加強系統整合布局，以國家實驗室為引領，形成功能完備、相互銜接的創(chuàng)新基地，充分聚集一流人才，增強創(chuàng)新儲備，提升創(chuàng)新全鏈條支撐能力，為實現重大創(chuàng)新突破、培育高端產業(yè)奠定重要基礎。發(fā)展清潔高效能源技術大力發(fā)展清潔低碳、安全高效的現代能源技術，支撐能源結構優(yōu)化調整和溫室氣體減排，保障能源安全，推進能源革命。發(fā)展煤炭清潔高效利用和新型節(jié)能技術，重點加強煤炭高效發(fā)電、煤炭清潔轉化、燃煤二氧化碳捕集利用封存、余熱余壓深度回收利用、淺層低溫地能開發(fā)利用、新型節(jié)能電機、城鎮(zhèn)節(jié)能系統化集成、工業(yè)過程節(jié)能、能源梯級利用、互聯網+節(jié)能、大型數據中心節(jié)能等技術研發(fā)及應用。發(fā)展可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用技術，重點加強高效低成本太陽能電池、光熱發(fā)電、太陽能供熱制冷、大型先進風電機組、海上風電建設與運維、生物質發(fā)電供氣供熱及液體燃料等技術研發(fā)及應用。發(fā)展智能電網技術，重點加強特高壓輸電、柔性輸電、大規(guī)?？稍偕茉床⒕W與消納、電網與用戶互動、分布式能源以及能源互聯網和大容量儲能、能源微網等技術研發(fā)及應用。穩(wěn)步發(fā)展核能與核安全技術及其應用，重點是核電站安全運行、大型先進壓水堆、超高溫氣冷堆、先進快堆、小型核反應堆和后處理等技術研發(fā)及應用。實施科技冬奧行動計劃，為奧運專區(qū)及周邊提供零碳/低碳、經濟智慧的能源解決方案。影響氣體監(jiān)測設備行業(yè)發(fā)展的有利因素及不利因素（一）影響氣體監(jiān)測設備行業(yè)發(fā)展的有利因素1、國家政策支持氣體監(jiān)測設備行業(yè)發(fā)展氣體監(jiān)測設備行業(yè)屬于資金和技術密集型行業(yè)，具有產品品種豐富、檢測原理復雜等特點，因而技術含量、勞動力成本等是決定產品和品牌競爭優(yōu)勢的關鍵因素。氣體監(jiān)測設備行業(yè)的發(fā)展，不僅代表我國制造業(yè)發(fā)展水平的提高，而且有利于改善員工工作環(huán)境，降低氣體安全事故發(fā)生的概率，保障人身和財產安全。因此，國家政策大力支持氣體監(jiān)測設備行業(yè)發(fā)展。2019年住房和城鄉(xiāng)建設部修訂《石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》，設計規(guī)范擴大有毒氣體的范圍，增加對于氣體檢測儀器的設置要求，通過國家強制要求增加下游行業(yè)內企業(yè)對于氣體監(jiān)測設備的需求。2021年7月發(fā)布的《關于加快培育發(fā)展制造業(yè)優(yōu)質企業(yè)的指導意見》，支持參與制造業(yè)創(chuàng)新中心、國家工程技術研究中心等創(chuàng)新平臺建設，承擔國家重大科技項目、重大技術裝備創(chuàng)新發(fā)展工程。依托優(yōu)質企業(yè)組建創(chuàng)新聯合體或技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟，開展協同創(chuàng)新，加大基礎零部件、基礎電子元器件、基礎軟件、基礎材料、基礎工藝、高端儀器設備、集成電路、網絡安全等領域關鍵核心技術、產品、裝備攻關和示范應用。隨著中國制造產業(yè)的發(fā)展、材料科學基礎原理和工藝水平的迅速提升，中國氣體監(jiān)測設備行業(yè)企業(yè)的整體制造技術逐漸提升，部分優(yōu)質企業(yè)產品水平接近世界先進水平，眾多氣體監(jiān)測設備在質量、性能上并不比國外先進企業(yè)的同類產品差，全產業(yè)的率逐步提升。氣體監(jiān)測設備主要下游市場為化工、石油業(yè)、燃氣、制藥等工業(yè)行業(yè)和民用領域。近年來，隨著供給側結構性改革和傳統工業(yè)領域的產業(yè)升級，我國化工、石油領域逐步實現了去低端產能，提高產品質量和行業(yè)發(fā)展效率的高質量發(fā)展。因此，下游行業(yè)良好的發(fā)展勢頭將會為氣體監(jiān)測行業(yè)發(fā)展提供廣闊空間。在石油化工產品生產工藝過程中的半成品、中間體、各種溶劑、添加劑、催化劑、試劑等，絕大多數屬于易燃可燃性物質，以及爆炸性物質，如原油、天然氣、汽油、液態(tài)烴、乙烯、丙烯等。國內原油產量在2018年結束下降趨勢并開始逐步攀升，2021年原油產量達到1．99億噸，同比增長2．1%，龐大的原油產量必然帶來對于生產過程中有毒有害氣體的檢測和安全預防需求。2020年重點化學品生產總體實現較快增長。全國乙烯產量2160萬噸，比上年增長5．2%；純苯產量1042萬噸，增長8．6%；甲醇產量4984萬噸，增長4．7%；涂料產量2549．1萬噸，增長2．6%；化學試劑產量2824．2萬噸，增長4．5%?；瘜W品產量的提升帶來了生產過程中對于氣體監(jiān)測的龐大需求。除此之外，根據《中國天然氣發(fā)展報告（2021）》數據顯示，我國天然氣產量連續(xù)四年增長超百億立方米，新增儲量再創(chuàng)新高，十三五時期累計建成長輸管道4．6萬千米，全國天然氣管道總里程達到約11萬千米。十三五時期，新增天然氣發(fā)電裝機4102萬千瓦，2020年氣電總規(guī)模達到9802萬千瓦，與2015年相比增幅達71．9%。天然氣屬于易燃易爆氣體，隨著管道建設和發(fā)電裝機量的不斷增加，對于氣體監(jiān)測設備的需求也將持續(xù)增加。因此，化工、石油、天然氣等下游行業(yè)的穩(wěn)步高質量發(fā)展，帶動了氣體監(jiān)測設備行業(yè)的發(fā)展。2、全民安全意識提升，民用易燃易爆、有毒有害氣體監(jiān)測設備市場潛力巨大氣體泄漏導致的爆炸和中毒事故頻發(fā)，政府的安全知識宣導以及居民教育水平的提升，均促進全民氣體安全意識的增強，對于民用易燃易爆和有毒有害氣體的檢測需求逐步提升，市場潛力巨大。隨著煤改氣工程的順利實施和清潔能源的普及，居民在日常生活的過程中，普遍存在因錯誤操作導致的有毒易燃氣體泄漏情況，易燃氣體遇到明火甚至是少量火星，都可引起火災，造成人身和財產損失。有毒氣體在短期內的迅速過量積聚，同樣可能造成窒息和中毒事件的發(fā)生。氣體泄漏導致的安全事故帶來了沉痛的代價，也促進了全民安全意識的覺醒和提升，因此，民用易燃易爆和有毒有害氣體監(jiān)測設備市場具有巨大的市場潛力，將會推動氣體監(jiān)測設備行業(yè)規(guī)模新增長。3、物聯網技術日趨成熟將為氣體監(jiān)測設備帶來新的機遇近年來，物聯網行業(yè)發(fā)展動能不斷豐富，技術和應用創(chuàng)新層出不窮，已形成高速發(fā)展的必然之勢。物聯網行業(yè)的發(fā)展，增加了對于感知端氣體監(jiān)測設備的需求，為氣體監(jiān)測設備行業(yè)的發(fā)展帶來全新機遇。根據全球移動通訊系統協會（GMSA）發(fā)布數據顯示，我國物聯網連接數預計從2019年的36億增長至2025年的80億，對于感知層邊緣智能設備的需求不斷增加，促進了氣體監(jiān)測設備的應用。物聯網智能化發(fā)展促進應用層價值顯現，隨著物聯網應用的行業(yè)滲透面不斷加大，數據實時分析、處理、決策和自治等邊緣智能化需求增加。據IDC相關數據顯示，未來超過50%的數據需要在網絡邊緣側分析、處理和存儲。邊緣智能的重要性獲得普遍重視，行業(yè)正在積極探索邊側智能化能力提升和云邊協同發(fā)展，作為物聯網的邊緣智能監(jiān)測設備，氣體監(jiān)測設備行業(yè)將實現新的跨越式發(fā)展。（二）影響氣體監(jiān)測設備行業(yè)發(fā)展的不利因素1、氣體監(jiān)測設備行業(yè)人才短缺和技術經驗不足氣體監(jiān)測儀器儀表屬于機電一體化產品，產品復雜度較高，涉及計算機技術、信息技術、機械技術、電子技術、控制技術、光學技術等專業(yè)學科知識，產品的研發(fā)需要多領域綜合技術人才。氣體監(jiān)測行業(yè)的優(yōu)秀技術人才是支撐業(yè)務與技術快速發(fā)展的核心資源，而優(yōu)秀技術人才的培養(yǎng)需要花費較長的周期。本行業(yè)的快速發(fā)展使得內部高水平人才培養(yǎng)遠遠跟不上業(yè)務規(guī)模增長速度和研發(fā)技術水平的需求，經驗豐富的優(yōu)秀人才亦相對缺乏，在一定程度上影響了行業(yè)的發(fā)展。2、氣體監(jiān)測設備行業(yè)內企業(yè)發(fā)展需要大量資金支持隨著國民經濟的發(fā)展和環(huán)保政策的嚴格，各下游領域對于氣體監(jiān)測設備的需求不斷攀升，本行業(yè)內企業(yè)在進行產能擴張和產線升級等項目建設時，普遍存在融資金額小、渠道單一和能力較弱的問題。面臨這些困難，除了政府政策支持和企業(yè)自身努力發(fā)展以外，還需要市場或政府的資金注入，以滿足產業(yè)進一步發(fā)展和開拓所急需的研發(fā)、擴大再生產資金需求。發(fā)展新材料技術圍繞重點基礎產業(yè)、戰(zhàn)略性新興產業(yè)和國防建設對新材料的重大需求，加快新材料技術突破和應用。發(fā)展先進結構材料技術，重點是高溫合金、高品質特殊鋼、先進輕合金、特種工程塑料、高性能纖維及復合材料、特種玻璃與陶瓷等技術及應用。發(fā)展先進功能材料技術，重點是第三代半導體材料、納米材料、新能源材料、印刷顯示與激光顯示材料、智能/仿生/超材料、高溫超導材料、稀土新材料、膜分離材料、新型生物醫(yī)用材料、生態(tài)環(huán)境材料等技術及應用。發(fā)展變革性的材料研發(fā)與綠色制造新技術，重點是材料基因工程關鍵技術與支撐平臺，短流程、近終形、高能效、低排放為特征的材料綠色制造技術及工程應用。加強基礎研究協同保障完善基礎研究投入機制，提高基礎研究占全社會研發(fā)投