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1、智能仪器仪表行业发展前景预测与投资战略规划报告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。加强学科体系建设。重视数学、物理学、化学、天文学、地学、生命科学等基础学科，推动学科持续发展；加强信息、生物、纳米等新兴学科建设，鼓励开展跨学科研究，促进学科交叉与融合；重视产业升级与结构调整所需解决的核心科学问题，推进环境科学、海洋科学、材料科学、工程科学和临床医学等应用学科发展。各学科论文总量和论文被引用数进一步增长，部分学科学术影响力达到世界领先
2、。一、 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。二、 气体监测设备行业未来发展趋势（一）气体监测设备向智能化、复合化方向发展近几年，我国的微电子、计算机、精密机械、高密封、特种加工、集成、薄膜、网络、纳米、激光、超导、生物等高新技术高速发展。在技术跨越式发展的行业背景下，下游客户向气体监测设备供应商提出了更快、更准、更稳的要求，如
3、速度更快、灵敏度更高、稳定性更好、样品量更少、检测微损甚至无损、遥感遥控距离更远、使用更方便、成本更低廉、无污染等，气体监测设备向智能化和复合化方向发展成为行业主要趋势之一。气体监测设备智能化是指在气体传感器中嵌入微处理器，使仪器具有自动校准和故障显示功能。在软件设计上基于模糊理论和神经元网络，实现对气体种类的识别和浓度的推断。气体监测设备复合化是指气体检测仪器致力于能进行多参数测试，多种气体检测，如将不同类型的传感器集成在一块芯片上，可同时测试气体的浓度、压力、温度和流速等，从而更全面地反映被测气体在特定环境中所显示的特性。（二）气体监测设备与物联网技术进一步融合物联网是继计算机和互联网之后
4、，全球信息技术产业发展的第三次驱动力。当前，信息产业正处于由移动互联网向物联网转型的关键时期。物联网技术持续创新并与工业融合，推动了传统产品、设备、流程和服务向数字化、网络化、智能化发展的进程，加速重构产业发展新体系。与此同时，随着传感器、新一代信息通信、云计算等新技术的突破，物联网下游应用热点逐步成熟落地，物联网迎来跨界融合、集成创新和规模化发展的新阶段。物联网成为经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础和重要引擎，在行业领域的应用不断深入，气体监测设备与物联网技术进一步融合。根据赛迪顾问发布的2019-2021年中国物联网市场预测与展望数据，我国物联网市场规模发展快速，年均增速达到20%以
5、上。我国气体监测设备行业内企业主要为贸易型企业和生产型企业，贸易型企业主要代理国际知名品牌产品。由于传感器产业档次偏低、技术创新能力较差，国内传感器产业呈现低端过剩、中高端被国外垄断的市场格局，因此生产型气体监测设备供应商多采用进口品牌的传感器模组，国内传感器技术滞后成为影响产业发展的关键。工业和信息化部发布基础电子元器件产业发展行动计划（20212023年），明确指出重点发展小型化、低功耗、集成化、高灵敏度的敏感元件，温度、气体、位移、速度、光电、生化等类别的高端传感器，新型MEMS（微机电系统）传感器和智能传感器，微型化、智能化的电声器件。以汉威科技、四方光电、翼捷股份为代表的行业内企业，
6、不断加大在气体传感器领域的研发投入，已经取得了一定的成果，相关产品陆续进入产业化阶段。在政策的鼓励扶持和市场需求的持续增长推动下，国产传感器市场进入快速发展轨道。三、 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25%，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11%；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
7、作用显著增强科技创新作为经济工作的重要方面，在促进经济平衡性、包容性和可持续性发展中的作用更加突出，科技进步贡献率达到60%。高新技术企业营业收入达到34万亿元，知识密集型服务业增加值占国内生产总值（GDP）的比例达到20%，全国技术合同成交金额达到2万亿元；成长起一批世界领先的创新型企业、品牌和标准，若干企业进入世界创新百强，形成一批具有强大辐射带动作用的区域创新增长极，新产业、新经济成为创造国民财富和高质量就业的新动力，创新成果更多为人民共享。（三）创新型人才规模质量同步提升规模宏大、结构合理、素质优良的创新型科技人才队伍初步形成，涌现一批战略科技人才、科技人才、创新型企业家和高技能人才，
8、青年科技人才队伍进一步壮大，人力资源结构和就业结构显著改善，每万名就业人员中研发人员达到60人年。人才评价、流动、激励机制更加完善，各类人才创新活力充分激发。（四）有利于创新的体制机制更加成熟定型科技创新基础制度和政策体系基本形成，科技创新管理的法治化水平明显提高，创新治理能力建设取得重大进展。以企业为主体、市场为导向的技术创新体系更加健全，高等学校、科研院所治理结构和发展机制更加科学，创新机制更加完善，国家创新体系整体效能显著提升。（五）创新创业生态更加优化科技创新政策法规不断完善，知识产权得到有效保护。科技与金融结合更加紧密，创新创业服务更加高效便捷。人才、技术、资本等创新要素流动更加顺畅
9、，科技创新全方位开放格局初步形成。科学精神进一步弘扬，创新创业文化氛围更加浓厚，全社会科学文化素质明显提高，公民具备科学素质的比例超过10%。四、 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
10、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。
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、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
