試驗機行業(yè)發(fā)展概述

　試驗機是測試、評定和研究材料、零部件、整機（整車）和各類工程項目的物理性能、機械（力學(xué)）性能、工藝性能、安全性能、舒適性能的試驗儀器和設(shè)備，是科學(xué)儀器眾多種類中很重要的一類測試儀器。

　　試驗機對材料及其制成品、零部件、整機（整車）、工程項目的性能檢測和試驗、質(zhì)量控制和質(zhì)量保證起著不可替代的作用；對各類工程科學(xué)理論研究和工程項目的實施起著極其重要的保障作用；多數(shù)試驗機產(chǎn)品還屬于計量器具，對保證和維持我國長度、力值、硬度量值的準(zhǔn)確和溯源具有舉足輕重的作用。

　　長期以來，試驗機作為很重要的一類科學(xué)儀器，被廣泛地應(yīng)用于冶金、建筑、航天、航空、機械、交通、國防軍工、水利、電力、石油、化工、輕工、紡織等行業(yè)的國家重點實驗室、工業(yè)實驗室、計量室、質(zhì)檢機構(gòu)和制造業(yè)的生產(chǎn)線及各類工程現(xiàn)場。科研院所、大專院校、質(zhì)檢計量機構(gòu)、各類企業(yè)構(gòu)成了試驗機的用戶群。

　　按照GB/T4754—2002《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》的規(guī)定，試驗機制造業(yè)屬于儀器儀表行業(yè)的一個小類。試驗機主要包括以下產(chǎn)品：金屬材料試驗機、非金屬材料試驗機、力與變形檢測儀器、動平衡機、振動臺、沖擊臺與碰撞臺、無損檢測儀器、摩擦、磨損、潤滑與工藝試驗機、包裝件試驗機、大型結(jié)構(gòu)試驗機、汽車試驗設(shè)備、各種環(huán)境模擬試驗裝置及其功能附件等。

　　試驗機產(chǎn)品特點是多品種、小批量，用戶個性化要求多。這是集機、光、電、液和計算機技術(shù)于一體的高技術(shù)產(chǎn)品，涉及到的學(xué)科范圍非常廣泛。

　　2　試驗機行業(yè)發(fā)展簡要回顧

　　我國試驗機制造業(yè)自建國以來，從無到有，不斷發(fā)展壯大，已經(jīng)走過了六十年的歷程。

　?。?）解放前的舊中國，幾乎沒有企業(yè)生產(chǎn)制造試驗機產(chǎn)品，更談不上形成一個產(chǎn)業(yè)。

　　（2）新中國建立后受到了以美國為的西方國家經(jīng)濟技術(shù)的封鎖。為擺脫西方國家的封鎖，加快我國經(jīng)濟技術(shù)和國防工業(yè)發(fā)展的步伐，1949年10月20日，我國*個試驗機專業(yè)生產(chǎn)廠家——長春儀器廠（長春材料試驗機廠）誕生，標(biāo)志著中國試驗機制造業(yè)的開始。

　　1959年3月，經(jīng)國家有關(guān)部門批準(zhǔn)，*機械工業(yè)部材料試驗機研究所在長春成立，標(biāo)志著我國開始獨立自主地開展試驗機制造技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)。到1979年建國30周年，長春、天水、濟南、上海、萊州、汕頭、丹東、蘇州等地成為試驗機的重點生產(chǎn)區(qū)域，主要生產(chǎn)企業(yè)約30家左右，初步形成了一個試驗機制造行業(yè)。產(chǎn)品以仿制國外產(chǎn)品為主，主要有機械式、液壓式的試驗機及其附具、硬度計、摩擦磨損試驗機、振動臺、動平衡機、超聲探傷儀、X射線探傷儀等。多數(shù)屬低端產(chǎn)品，技術(shù)含量不高，生產(chǎn)規(guī)模也不大，估計在5000萬元～1億元之間（無準(zhǔn)確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)）。國內(nèi)試驗機行業(yè)的興起和發(fā)展減輕了西方國家對我國經(jīng)濟技術(shù)封鎖所產(chǎn)生的影響，對我國國民經(jīng)濟建設(shè)和國防事業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進作用。

　　在此期間，作為我國試驗機行業(yè)*一家*科研事業(yè)單位，長春試驗機研究所對推動試驗機行業(yè)的技術(shù)進步做出了重大貢獻。在二十世紀(jì)六十年代，長春試驗機研究所曾將科研成果（如硬度計等）無償轉(zhuǎn)讓給生產(chǎn)企業(yè)，極大地促進了試驗機制造業(yè)的發(fā)展。1976年，長春試驗機研究所在全國儀器儀表與自動化裝備展覽會上展出的電子試驗機、電液伺服疲勞試驗機、1300℃高溫真空沖擊試驗機、1600℃高溫真空蠕變試驗機、聲發(fā)射檢測儀等產(chǎn)品代表了我國試驗機行業(yè)當(dāng)時的技術(shù)發(fā)展水平。長春材料試驗機研究所以其試驗機行業(yè)歸口研究所的身份，開展了試驗機行業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化工作、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的編制工作，建立了試驗機行業(yè)技術(shù)情報網(wǎng)，設(shè)立了材料試驗機測試中心站、編輯出版了我國試驗機行業(yè)專業(yè)技術(shù)刊物——《材料試驗機》（現(xiàn)名《工程與試驗》），對我國試驗機行業(yè)的技術(shù)發(fā)展起到重大的推動作用。

　　（3）改革開放后的30年（1979～2009），尤其是后20年（1989～2009），試驗機行業(yè)同其他行業(yè)一樣，發(fā)生了重大變化，取得了重大發(fā)展。重大發(fā)展是由于對外開放、計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)變的重大變化而引起的。重大發(fā)展主要表現(xiàn)為：

　　①人力作為可由市場配置的資源能夠自由流動，使得科技、管理人才可以走出高等院校、研究院所、國有企業(yè)進入市場創(chuàng)辦試驗機民營生產(chǎn)企業(yè)。據(jù)不*統(tǒng)計，1989年，全國生產(chǎn)試驗機的廠家接近50家。到2009年，規(guī)模化以上企業(yè)接近80家，而規(guī)模化以下企業(yè)，保守估計已達到200家以上。我國試驗機生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量堪稱世界*。

　?、谠囼灆C生產(chǎn)企業(yè)的資本結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化。到目前為止，全國除個別試驗機生產(chǎn)企業(yè)還處于國家

　　控股外，都進行了資本結(jié)構(gòu)上的改制，成為民營或股份制企業(yè)。截止到2008年底，深圳新三思（已被美國MechanicalTesting&Simulation并購）、濟南試金、蘇州蘇試、蘇州東菱科技、上海華龍、丹東奧龍等民營公司年銷售收入已接近或超過1億RMB，成為試驗機行業(yè)較大規(guī)模的企業(yè)。體制上的改變促使企業(yè)的運行機制更加適應(yīng)市場經(jīng)濟發(fā)展的需要，促進生產(chǎn)規(guī)模的迅速擴大。統(tǒng)計資料顯示，我國試驗機行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值從1989年的3億元RMB左右上升到2008年的40億元RMB（76家規(guī)模化以上企業(yè)的數(shù)據(jù)）。76家規(guī)模以上企業(yè)2008年的銷售額也接近40億元RMB。如果加上其他小企業(yè)的數(shù)據(jù)，到2009年底，試驗機行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值和銷售收入約在50億RMB左右。

　?、凼袌龅膶ν忾_放使得國外試驗機制造企業(yè)大舉進入國內(nèi)市場。美國、日本、德國等發(fā)達國家試驗機制造企業(yè)幾乎全部登陸中國試驗機市場。國內(nèi)試驗機生產(chǎn)廠家在面對國內(nèi)同行的激烈競爭中同時參與了同國外同行的競爭。市場殘酷的競爭使得國內(nèi)試驗機產(chǎn)品的技術(shù)水平有了很大的提高，產(chǎn)品的質(zhì)量也有了顯著的提升，取得了可喜的業(yè)績。

　　靜態(tài)力學(xué)性能測試儀器的典型產(chǎn)品——電子試驗機、液壓試驗機的測量、控制技術(shù)實現(xiàn)了重大突破。力值、位移的測量技術(shù)全部由機械式改為電子式；基于微處理器技術(shù)（含基于DSP技術(shù)）的國產(chǎn)控制器全面裝備了電子試驗機和液壓試驗機。在計算機被廣泛用于試驗機的同時，應(yīng)用程序（試驗軟件）也得到了快速發(fā)展，并在不斷改版升級和完善。大部分國產(chǎn)電子試驗機和微機控制液壓試驗機的性能指標(biāo)已和同類產(chǎn)品的性能指標(biāo)接近，其中部分國內(nèi)產(chǎn)品的性價比已優(yōu)于國外產(chǎn)品。正因為如此，近幾年來，國外同類產(chǎn)品的進口量在大幅度下降，且其價格也隨之大幅下降?；贒SP技術(shù)的電液伺服動靜試驗機控制器的研制成功，基于全數(shù)字化技術(shù)的高頻疲勞試驗機等產(chǎn)品的投入市場標(biāo)志著國產(chǎn)動態(tài)力學(xué)性能測試儀器的關(guān)鍵技術(shù)有了較大的提高。多通道協(xié)調(diào)加載動靜態(tài)力學(xué)性能測試系統(tǒng)和多自由度實際工況模擬試驗系統(tǒng)的開發(fā)有較快進展，有些產(chǎn)品已開始投入國內(nèi)市場并被用戶選用。硬度計的制造技術(shù)在采用CCD技術(shù)、微處理器技術(shù)、屏顯技術(shù)進行參數(shù)測量、數(shù)據(jù)處理、測量過程控制、結(jié)果顯示等方面都有較明顯的進展。

　　常規(guī)硬度計成為試驗機行業(yè)出口量較大的一種產(chǎn)品。里氏硬度計不但統(tǒng)領(lǐng)了國內(nèi)市場，而且在市場也占有相當(dāng)大的份額。有些試驗機制造商推出了很多非金屬材料力學(xué)性能測試儀器，如：溶體流動速率儀、塑料管材沖擊試驗機、乳膠高速機械穩(wěn)定性測定儀、全缺口蠕變試驗機等，其中有的產(chǎn)品已出口到歐美等國。大噸位（如20噸、35噸）電動振動臺的研制成功標(biāo)志著我國環(huán)境模擬試驗儀器制造技術(shù)有了較快的發(fā)展。動平衡機國產(chǎn)電控箱的性能指標(biāo)和穩(wěn)定性有了較大的提高；大噸位、高速動平衡機的研發(fā)也有一定的進展，有些新的產(chǎn)品推出；國產(chǎn)全自動去重動平衡機已開始小批量投放國內(nèi)市場。零部件性能、整機整車性能檢測裝置的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售發(fā)展很快，如：汽車離合器、減震器、彈簧、傳動軸、曲軸、方向盤、安全帶等零部件性能檢測裝置、整車碰撞臺等整車性能試驗裝置、鐵路客車的轉(zhuǎn)向架性能檢測裝置等等。其中部分檢測裝置是在線檢測設(shè)備，已成為生產(chǎn)過程中質(zhì)量檢測和質(zhì)量保證的一個*的環(huán)節(jié)。在無損檢測儀器制造領(lǐng)域，用于工業(yè)探傷的X射線實時成像檢測系統(tǒng)、全數(shù)字化的超聲波探傷儀、智能多功能渦流檢測儀等產(chǎn)品發(fā)展很快，技術(shù)水平有了較大的提高。尤其是在輻射成像技術(shù)領(lǐng)域，我國自主研發(fā)的大型貨物/車輛檢查系統(tǒng)、行李檢查系統(tǒng)、液體安全檢查系統(tǒng)等產(chǎn)品以其的性價比居世界水平。

　　滿足用戶個性化要求的各類試驗裝置、儀器、系統(tǒng)發(fā)展很快，如：生物力學(xué)性能試驗裝置、大型結(jié)構(gòu)試驗機、恒溫恒濕、鹽霧環(huán)境試驗機、巖土力學(xué)模型試驗機等。這說明，試驗機的應(yīng)用、服務(wù)領(lǐng)域正在向外延伸。老產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度也在加快，如：電子蠕變試驗機正以較快的速度取代杠桿式蠕變試驗機。

　　在充分估價試驗機行業(yè)技術(shù)發(fā)展的同時，應(yīng)該看到：我國試驗機產(chǎn)品同國外同類產(chǎn)品相比較，絕大多數(shù)產(chǎn)品處于中低檔水平。各類工程科學(xué)理論研究和工程性能試驗所需技術(shù)含量高的試驗儀器，供應(yīng)的主渠道還是依賴于進口，如全自動電子試驗機、多通道動靜態(tài)力學(xué)性能測試系統(tǒng)、多自由度實際工況模擬試驗系統(tǒng)（如汽車道路模擬試驗系統(tǒng)）、汽車發(fā)動機冷熱態(tài)多參數(shù)采集測試系統(tǒng)、可用于金屬材料硬度和微納米性能測試的儀器化壓痕試驗機等。有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：多年來，試驗儀器的年進口總額接近國內(nèi)試驗機生產(chǎn)企業(yè)的年銷售總額。近幾年，有些試驗機產(chǎn)品的進口量還在以兩位數(shù)的高速率持續(xù)增長，試驗儀器是進口產(chǎn)品的主流。這說明：國內(nèi)試驗機生產(chǎn)企業(yè)的自主創(chuàng)新能力低，與國外發(fā)達國家的試驗機制造企業(yè)的創(chuàng)新能力相比較有著較大的差距。同時還應(yīng)該看到：盡管部分國產(chǎn)力學(xué)性能試驗儀器的技術(shù)指標(biāo)達到了國外同類產(chǎn)品的水平，但產(chǎn)品的可靠性與國外同類產(chǎn)品比較，具有較明顯的差距，仍需花大氣力進一步提高。部分或者說大部分國產(chǎn)力學(xué)性能試驗儀器的工藝水平還需進一步改進和提升。力學(xué)性能試驗儀器的應(yīng)用軟件在結(jié)構(gòu)、功能等方面與國外同類產(chǎn)品的應(yīng)用軟件相比較，差距很大。對此問題，業(yè)內(nèi)認識不是很充分，重視不夠。試驗機的夾具、附件品種少，限制了試驗機整機功能的發(fā)揮和擴展。

　?。?）在此期間，試驗機行業(yè)工作取得了明顯的進步。1980年，中國儀器儀表學(xué)會試驗機分會宣告成立。試驗機分會曾多次成功舉辦了試驗機制造技術(shù)的學(xué)術(shù)交流活動，組織了對美、英、日、德等國同行的技術(shù)座談和技術(shù)交流。試驗機分會和長春試驗機研究所合辦出版的科技期刊——《工程與試驗》（原名曾為：《材料試驗機》、《試驗技術(shù)與試驗機》）成為試驗機制造業(yè)和試驗機用戶進行學(xué)術(shù)交流的平臺，有力地推動了試驗機行業(yè)的技術(shù)進步。1986年，經(jīng)原國家標(biāo)準(zhǔn)局批準(zhǔn)，國家試驗機產(chǎn)品監(jiān)督檢驗測試中心在長春試驗機研究所建立。20多年來，國家試驗機產(chǎn)品監(jiān)督檢中心做了大量質(zhì)檢、測試、監(jiān)督工作，對試驗機產(chǎn)品質(zhì)量的提升起到了重要的作用。1988年，經(jīng)原國家標(biāo)準(zhǔn)局批準(zhǔn)，全國試驗機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC122）成立。到2008年止，由全國試驗機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC122）組織制修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)41項、機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)78項，共計119項。這些標(biāo)準(zhǔn)的實施對我國試驗機行業(yè)的健康發(fā)展起到了非常關(guān)鍵性的作用。

　　1989年，中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會試驗儀器分會成立。20年來，試驗儀器分會開展了豐富多彩的行業(yè)活動，努力發(fā)揮試驗機生產(chǎn)企業(yè)與政府之間的橋梁作用，對試驗機行業(yè)的健康有序發(fā)展做出了一定的貢獻。

　?。?）此期間，試驗機行業(yè)科技創(chuàng)新體系發(fā)生了重大變化。1999年7月1日，按國家科技體制改革的相關(guān)規(guī)定，試驗機行業(yè)*的一個*科研機構(gòu)——長春試驗機研究所作為國務(wù)院十部委所屬242家科研機構(gòu)之一轉(zhuǎn)制為國有企業(yè)。自此，試驗機行業(yè)的技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新*由企業(yè)承擔(dān)，企業(yè)成為產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的主體。這一事件標(biāo)志著試驗機行業(yè)的科技創(chuàng)新體制發(fā)生了重大變化。

　　3　試驗機行業(yè)發(fā)展展望

　　展望未來，在市場經(jīng)濟發(fā)展的進程中，我國試驗機行業(yè)必將會有更大的作為。

　　（1）對試驗機制造企業(yè)而言，未來10年～20年的發(fā)展關(guān)鍵取決于企業(yè)的自主創(chuàng)新能力的提升。試驗機制造企業(yè)自身R&D的戰(zhàn)略目標(biāo)、科技人員和科研經(jīng)費的投入、科研手段的配備與提升必須落實。沒有自主創(chuàng)新的*技術(shù)就沒有產(chǎn)品市場的話語權(quán)。在研究R&D戰(zhàn)略目標(biāo)時，應(yīng)注意解決好當(dāng)前制約行業(yè)技術(shù)發(fā)展的幾個問題：

　?、僮冃螠y量技術(shù)是試驗機行業(yè)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)之一。國外一些同行在變形測量技術(shù)的研發(fā)上已經(jīng)取得了新的明顯的進展。試驗機行業(yè)應(yīng)盡快在非接觸式變形測量技術(shù)和全自動變形測量技術(shù)上有所突破，這對促進試驗機行業(yè)的技術(shù)發(fā)展是非常有意義的；

　?、谶M一步提高動靜態(tài)力學(xué)性能試驗機控制器的技術(shù)性能，使其數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的性能*達到或超過國外同類產(chǎn)品的性能，同時提高產(chǎn)品的工藝水平，保證整機的可靠性達到國外同類產(chǎn)品的水平；

　　③充分重視并投入大量的人力、資金，大力加強試驗機應(yīng)用軟件的開發(fā)、升級、創(chuàng)新，使國產(chǎn)應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu)更加合理，功能更加強大，操作更加方便，改版升級更加快捷，加快縮短同國外試驗機應(yīng)用軟件的差距；

　?、苤匾暡⒓哟笤囼灆C夾具、附件的開發(fā)力度，增加品種，擴大、延伸試驗機的功能；

　?、菁涌於嗤ǖ懒W(xué)性能動靜態(tài)試驗系統(tǒng)和多自由度實際工況模擬試驗系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)新步伐，加大開發(fā)創(chuàng)新的力度，增加國產(chǎn)試驗儀器品種，提高國產(chǎn)試驗儀器的*。在此進程中，要注重解決好研發(fā)試驗儀器所需解決的一些關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)和基礎(chǔ)部件的制造技術(shù)問題，如密封技術(shù)、降噪技術(shù)、頻響的作動器制造技術(shù)等等；攻克多自由度（多通道）協(xié)調(diào)加載控制技術(shù)；攻克實際工況信息的采集、處理、再現(xiàn)、模擬（仿真）技術(shù)；開發(fā)所需結(jié)構(gòu)合理、功能強大的控制軟件和開放性好的應(yīng)用軟件等等；

　?、迏⒄詹⒏櫹嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)用于金屬硬度和材料參數(shù)測量的儀器化壓痕試驗機、數(shù)字化沖擊試驗機等新產(chǎn)品。參照并跟蹤相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)新型試驗機可能會使試驗機制造商獲得新的經(jīng)濟增長點；

　?、唛_發(fā)全自動試驗機等科研和經(jīng)濟建設(shè)急需的新產(chǎn)品，zui大限度地滿足各類用戶的不同需求。應(yīng)該指出：關(guān)注某一行業(yè)原材料、產(chǎn)品、工程的性能測試、試驗的需求開發(fā)試驗機對制造商來說是非常重要的。這類試驗機在一定時期內(nèi)可能會形成一定的批量。如：用于公路施工的土工瀝青試驗機、用于建材行業(yè)的門窗力學(xué)性能試驗機等。注重加大對近幾年進口量較大產(chǎn)品研發(fā)的力度，加快其產(chǎn)業(yè)化步伐，有效地降低此類產(chǎn)品的進口量。如：某些試驗臺、動平衡機等；

　?、嗉訌妼χ圃鞓I(yè)零部件、整機整車性能在線檢測、試驗裝置、設(shè)備、儀器、系統(tǒng)開發(fā)的力度；加強對各類工程科學(xué)理論研究和工程項目性能試驗所需的試驗裝置、設(shè)備、系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)新力度，擴大行業(yè)的技術(shù)服務(wù)領(lǐng)域。這將是試驗機行業(yè)充滿生命力的廣闊的用武之地；

　　⑨加強對系統(tǒng)集成創(chuàng)新的認識，采用系統(tǒng)集成創(chuàng)新的方式加快大型、、精密測試、試驗儀器的研發(fā)速度。實踐證明，采用上已成熟的基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)部件進行系統(tǒng)集成創(chuàng)新是加快我國精密試驗儀器開發(fā)、加快試驗機行業(yè)技術(shù)進步的有效途徑；⑩注重采用電氣伺服馬達（或線性伺服馬達）作為動力源的各類新型試驗機的研發(fā)。盡管這種技術(shù)正在發(fā)展之中，會有其一定的局限性，但可望能獲得省能源、省空間、降低成本、降低噪聲、清潔環(huán)境、維護簡便的效果。

　?。?）試驗機產(chǎn)品市場的空間還是很大的。多年來，國內(nèi)市場始終有近50%的份額被進口產(chǎn)品所占有，國外的市場容量也是很可觀的，尤其是發(fā)展中國家的市場是很廣闊的。這對于有自主創(chuàng)新能力、市場開拓能力、科學(xué)管理能力的制造企業(yè)而言，是會大有作為的。

　?。?）隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，在有序的競爭中，試驗機制造企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一些積極的變化。名品會造就一批名企，假冒偽劣產(chǎn)品會使其制造者被淘汰出局，一個適度規(guī)模、發(fā)展有序的試驗機行業(yè)會在競爭中形成。可以預(yù)測，經(jīng)過10年～20年的努力，我國試驗機行業(yè)在技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)展上可以基本滿足國內(nèi)市場的需求，并會有批量產(chǎn)品出口，基本趕上或在某些領(lǐng)域超過發(fā)達國家的技術(shù)水平。