慣性儀器儀表產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度加快

日前，由工業(yè)和信息化部軍民結(jié)合推進(jìn)司、中關(guān)村科技園區(qū)管理委員會(huì)主辦，中國(guó)技術(shù)交易所、工業(yè)和信息化部電子科技情報(bào)所共同承辦的“軍轉(zhuǎn)民技術(shù)交易試點(diǎn)”在京啟動(dòng)。

提及“軍轉(zhuǎn)民”不得不讓人想起儀器儀表行業(yè)的慣性儀器儀表。20世紀(jì)50～80年代，我國(guó)的慣性儀器儀表生產(chǎn)企業(yè)主要由航天、航空、電子等所屬的國(guó)有企業(yè)組成。產(chǎn)品主要應(yīng)用在航空航天、艦船、車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)上。而隨著電子工業(yè)的發(fā)展，慣性儀器儀表的應(yīng)用逐步擴(kuò)大。市場(chǎng)的快速發(fā)展，讓此類儀表，逐步的從由軍事專用性轉(zhuǎn)向民用。

慣性儀器儀表產(chǎn)業(yè)是具有綜合性、交叉性的高科技先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)，主要應(yīng)用于敏感運(yùn)動(dòng)體在慣性空間的角運(yùn)動(dòng)、線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而獲取運(yùn)動(dòng)體的姿態(tài)、位置和速度等信息，在航空、航天、航海以及石油、煤炭、汽車制造、機(jī)電工業(yè)、電子技術(shù)、控制科學(xué)和信息科技等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。慣性儀器儀表技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平和國(guó)防實(shí)力的重要標(biāo)志之一。

慣性儀器儀表主要包括最基礎(chǔ)的加速度計(jì)、陀螺儀以及由加速度計(jì)和陀螺儀構(gòu)成的慣性測(cè)量組合和由該組合及結(jié)算單元等構(gòu)成的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。慣性儀器儀表的類型很多，入加速度計(jì)主要有石英撓性加速度計(jì)、液浮擺式加速度計(jì)、微機(jī)電加速度計(jì)、振弦式加速度計(jì)、振梁氏加速度計(jì)等類型。陀螺儀主要有液浮式、動(dòng)力調(diào)諧式、壓電式、微機(jī)電式、光纖式、激光式等類型。

新世紀(jì)我國(guó)面臨著祖國(guó)統(tǒng)一、保衛(wèi)南沙和抵制美國(guó)干預(yù)等復(fù)雜的國(guó)家安全問(wèn)題，導(dǎo)彈武器精確制導(dǎo)對(duì)慣性儀器儀表提出了更高的要求。必須加強(qiáng)國(guó)防建設(shè)，為打贏一場(chǎng)高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭(zhēng)作好一切準(zhǔn)備。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)是核威懾條件下的信息化戰(zhàn)爭(zhēng)。根據(jù)這一戰(zhàn)爭(zhēng)特點(diǎn)，必須重點(diǎn)發(fā)展精確制導(dǎo)武器，實(shí)現(xiàn)中遠(yuǎn)程精確打擊和非接觸作戰(zhàn);大力提高防空、反導(dǎo)、突防、電子和信息作戰(zhàn)體系，加強(qiáng)局部作戰(zhàn)區(qū)域的制空、制海和制電磁權(quán)的作戰(zhàn)能力。慣性儀器儀表發(fā)展是加強(qiáng)武器系統(tǒng)和提高作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵。國(guó)外液浮、氣浮、靜電和動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀的技術(shù)非常成熟，應(yīng)用非常廣泛。目前美國(guó)靜電陀螺儀隨機(jī)漂移優(yōu)于0.001(°)/h，液浮陀螺儀隨機(jī)漂移為0.001(°)/h，動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀隨機(jī)漂移為0.006(°)/h.在航天與導(dǎo)彈應(yīng)用方面，德國(guó)和法國(guó)以撓性陀螺組成的平臺(tái)和捷聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用為主。美國(guó)以撓性和液浮陀螺組成的平臺(tái)和捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用為主。美國(guó)和法國(guó)的激光陀螺技術(shù)已應(yīng)用到航天、航空上，多數(shù)組成捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)。零偏穩(wěn)定性優(yōu)于0.01(°)/h.由于對(duì)機(jī)電陀螺儀的許多誤差項(xiàng)不敏感，并且動(dòng)態(tài)活動(dòng)范圍大，從0.01(°)/h～1000(°)/s，因而激光陀螺儀適用于捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)。與動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀、液浮陀螺儀和靜電陀螺儀的應(yīng)用比例相當(dāng)。光纖陀螺儀是捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的最佳慣性器件。由于易于集成化，成本可大大降低，因而有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

三軸化、集成化、數(shù)字化、模塊化是光纖陀螺儀的發(fā)展方向。光纖陀螺儀已在美國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)廣泛應(yīng)用。隨著世界經(jīng)濟(jì)與科技的高速發(fā)展，在信息、生物、航空、航天和環(huán)境控制等領(lǐng)域里不斷提出微米化，甚至納米化的更高要求。這一新的微納米技術(shù)必將導(dǎo)致人類認(rèn)識(shí)和改造世界的能力產(chǎn)生重大突破。微米技術(shù)已在慣性技術(shù)領(lǐng)域得到發(fā)展和應(yīng)用。80年代以來(lái)，美國(guó)、日本和西歐一些國(guó)家十分重視微米、納米技術(shù)的研究與發(fā)展。美國(guó)德雷伯實(shí)驗(yàn)室于20世紀(jì)80年代末首先研制出一種新型微硅振動(dòng)陀螺儀，其漂移已達(dá)10(°)/h，近期可接近1(°)/h的實(shí)用階段。目前懸臂梁式可以做到偏置穩(wěn)定性0.1mg以下，量程100g，標(biāo)度因數(shù)誤差0.01%.微硅慣性器件屬低成本、中低精度范圍，在軍民兩用技術(shù)方面將有廣闊的市場(chǎng)。

激光陀螺儀和光纖陀螺儀是新一代的慣性器件激光陀螺儀是利用光程差來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)角速度(Sagnac效應(yīng))。目前高精度激光陀螺儀要求反射鏡的反射率優(yōu)于99.95%，散射率為0.01%～0.02%.標(biāo)度因數(shù)的穩(wěn)定度取決于閉鎖閾值的大小。為了提高激光蛇螺儀的精度，需要采取速度偏頻技術(shù)?，F(xiàn)在，激光陀螺儀已廣泛用于民用飛機(jī)和軍用直升機(jī)，開(kāi)始取代動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀(DTG)。

雖然由于汽車行業(yè)、消費(fèi)電子、石油勘探等領(lǐng)域需求量快速發(fā)展，拉動(dòng)了慣性儀器儀表產(chǎn)業(yè)需求的迅猛增長(zhǎng)。作為慣性制導(dǎo)系統(tǒng)中重要部件的慣性器件在制導(dǎo)武器系統(tǒng)中的應(yīng)用前景非常廣闊。

然而高端慣性儀器儀表屬于禁止出口的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)慣性儀器儀表制造企業(yè)的技術(shù)水平參差不齊。大部分制造企業(yè)技術(shù)落后。手工組裝仍占相當(dāng)大的比重，技術(shù)開(kāi)發(fā)能力不足，在一些重要的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)水平相比于國(guó)際先進(jìn)水平存在較大的差距，主要體現(xiàn)在：技術(shù)積累的差距具有國(guó)際先進(jìn)水平的慣性儀器儀表企業(yè)大多具有較長(zhǎng)的研發(fā)歷史，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)積累形成了技術(shù)優(yōu)勢(shì)。而我國(guó)慣性儀器儀表的主要研發(fā)力量集中于少數(shù)專業(yè)化軍工企業(yè)和科研院所，大多數(shù)廠商研發(fā)歷史短、規(guī)模小，技術(shù)積累與國(guó)際先進(jìn)水平存在差距。

基礎(chǔ)材料的差距高端慣性儀器儀表的研發(fā)需要精密模具和高性能的基礎(chǔ)原材料。目前。我國(guó)的精密五金、塑膠、線材正在逐漸縮小與國(guó)際水平的差距，但精密模具水平以及高性能敏感材料等還有較大差距，制約著我國(guó)慣性儀器儀表技術(shù)水平的提高。

研發(fā)投入不足我國(guó)慣性儀器儀表的研制生產(chǎn)企業(yè)普遍立足于為本行業(yè)服務(wù)，缺乏系統(tǒng)性、可持續(xù)性的研發(fā)思路。主要依賴國(guó)家投入，自身無(wú)法保證對(duì)技術(shù)研發(fā)的大規(guī)模投入。

近年來(lái)，隨著汽車工業(yè)、消費(fèi)電子、航空航天、軍事裝備領(lǐng)域的高速發(fā)展，我國(guó)的慣性儀器儀表市場(chǎng)出現(xiàn)了同步增長(zhǎng)，成為全球發(fā)展最快的市場(chǎng)之一。而一些中高端制造企業(yè)經(jīng)過(guò)多年追趕，在研發(fā)和制造水平上與國(guó)際先進(jìn)水平差距逐漸縮小，部分技術(shù)甚至已領(lǐng)先世界水平。

我國(guó)慣性儀器儀表行業(yè)已充分進(jìn)入市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)階段，各企業(yè)面向市場(chǎng)自主經(jīng)營(yíng)，但其市場(chǎng)中高低端產(chǎn)品的發(fā)展不均衡。高端產(chǎn)品主要應(yīng)用于航天、航空、航海、兵器等技術(shù)領(lǐng)域，生產(chǎn)具有品種多、批量大的特點(diǎn)，其生產(chǎn)企業(yè)不過(guò)一兩家，產(chǎn)品的毛利率普遍偏高。而中低端產(chǎn)品毛利率低，新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)相對(duì)滯后。近年來(lái)，出現(xiàn)了引進(jìn)國(guó)外低端產(chǎn)品制造技術(shù)的企業(yè)，其產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車、消費(fèi)電子，產(chǎn)品價(jià)值相對(duì)較低，與國(guó)外大型企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。

目前對(duì)于慣性儀器儀表來(lái)說(shuō)，有利因素正逐漸加多。信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)，以信息化帶動(dòng)機(jī)械化，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展已成為我國(guó)的基本策略。未來(lái)五年正是我國(guó)電子技術(shù)和產(chǎn)品更新?lián)Q代的關(guān)鍵時(shí)期，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持將提高我國(guó)的信息化裝備和系統(tǒng)集成能力。在未來(lái)的五年里，國(guó)內(nèi)慣性儀器儀表的市場(chǎng)前景看好，主要是由于下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，引導(dǎo)需求快速增長(zhǎng)。下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的不斷提升對(duì)慣性儀器儀表行業(yè)提出了新的需求，一些高端產(chǎn)品的生產(chǎn)廠商通過(guò)加大技術(shù)投入，引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，不斷提高產(chǎn)品的技術(shù)性能，開(kāi)發(fā)新型產(chǎn)品來(lái)滿足市場(chǎng)需求。由此技術(shù)領(lǐng)先的廠商可獲得較多的利潤(rùn)，保證對(duì)研發(fā)和設(shè)備的持續(xù)投入，保持優(yōu)勢(shì)地位。同時(shí)，技術(shù)含量的提升也提高了行業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻，避免了行業(yè)內(nèi)的惡性競(jìng)爭(zhēng)，保證行業(yè)的健康發(fā)展。國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)集中速度加快。鑒于產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)的提高，慣性儀器儀表產(chǎn)品的應(yīng)用單位在對(duì)價(jià)格重視的同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量體系建設(shè)提出新的要求，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)實(shí)力、交貨期限、質(zhì)量保障能力都提出了更高的要求，需要規(guī)模相當(dāng)?shù)钠髽I(yè)為其提供配套服務(wù)。因此，小型生產(chǎn)企業(yè)的生存空間越來(lái)越小，優(yōu)勢(shì)企業(yè)的規(guī)模日益壯大，國(guó)內(nèi)慣性儀器儀表產(chǎn)業(yè)的集中度越來(lái)越高。