我國儀器儀表行業(yè)設計理念應當直面六個重大問題
日期：2024-12-23 04:47
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摘要：
近年來，我們引進了大批的國際上高水平的儀器儀表，不僅對國內測量儀器的設計研制、元器
件、生產(chǎn)工藝帶來了強烈的沖擊，更是對我國儀器儀表的設計理論和制造方法的巨大震動。設計理
念上的差距，是產(chǎn)品缺乏競爭力的源頭，如果我們不從源頭改變目前現(xiàn)狀的話，這種差距將會越來
越大。
與國外先進的設計理念和方法相比，我們在哪些方面需要狠狠地下功夫呢？
件、生產(chǎn)工藝帶來了強烈的沖擊，更是對我國儀器儀表的設計理論和制造方法的巨大震動。設計理
念上的差距，是產(chǎn)品缺乏競爭力的源頭，如果我們不從源頭改變目前現(xiàn)狀的話，這種差距將會越來
越大。
與國外先進的設計理念和方法相比，我們在哪些方面需要狠狠地下功夫呢？
一、要重視可靠性設計
可靠性（Realizab ility）理論廣泛應用于工程技術的各個領域，其分支——可靠性分析和
設計更是在先進的智能式儀器儀表設計中得到重視和應用。我們必須深刻認識到高水平的產(chǎn)品離開
高可靠性做保證就是廢品。國外先進的智能式儀器儀表，在設計階段就十分注意可靠性的分析與設
計。運用可靠性分配理論，將可靠性指標從系統(tǒng)整機到部件級、元器件級逐級分配，從而使整機的
可靠性得到保證。
當某一部分的可靠性指標無法滿足時，可采用冗余設計方案來實現(xiàn)。從一些可靠性設計的流程
圖可以看出，儀表設計中一般采用并聯(lián)冗余法。在高可靠性場合（可靠性R≥0．999）時，尤其是
計算機控制系統(tǒng)中，也采用冗余法。
國外智能式儀表不僅注重儀表本身的可靠性設計，并對使用可靠性也要加以設計考慮。一般電
子儀器儀表產(chǎn)品的可靠性屬于指數(shù)分布，而機械加工件多的儀表其可靠性屬于正態(tài)分布，實際計算
起來并不很復雜。我國的儀表設計應對此加以重視，這是產(chǎn)品質量的一個重要關鍵環(huán)節(jié)。
可靠性（Realizab ility）理論廣泛應用于工程技術的各個領域，其分支——可靠性分析和
設計更是在先進的智能式儀器儀表設計中得到重視和應用。我們必須深刻認識到高水平的產(chǎn)品離開
高可靠性做保證就是廢品。國外先進的智能式儀器儀表，在設計階段就十分注意可靠性的分析與設
計。運用可靠性分配理論，將可靠性指標從系統(tǒng)整機到部件級、元器件級逐級分配，從而使整機的
可靠性得到保證。
當某一部分的可靠性指標無法滿足時，可采用冗余設計方案來實現(xiàn)。從一些可靠性設計的流程
圖可以看出，儀表設計中一般采用并聯(lián)冗余法。在高可靠性場合（可靠性R≥0．999）時，尤其是
計算機控制系統(tǒng)中，也采用冗余法。
國外智能式儀表不僅注重儀表本身的可靠性設計，并對使用可靠性也要加以設計考慮。一般電
子儀器儀表產(chǎn)品的可靠性屬于指數(shù)分布，而機械加工件多的儀表其可靠性屬于正態(tài)分布，實際計算
起來并不很復雜。我國的儀表設計應對此加以重視，這是產(chǎn)品質量的一個重要關鍵環(huán)節(jié)。
二、注重維修性設計
維修性（Maintain ability），不僅包括使用中產(chǎn)品的維修，還包括生產(chǎn)階段儀器的校準
功能、調試功能和維修功能等技術指標，維修性必須在設計階段加以保證。國外智能儀器儀表，具
有較高的維修度，使其便于生產(chǎn)調試和維修，包括在設計中實施于自動檢測系統(tǒng)。這樣設計的產(chǎn)品
給用戶在測量和使用過程中提供了極大的方便性。
維修性（Maintain ability），不僅包括使用中產(chǎn)品的維修，還包括生產(chǎn)階段儀器的校準
功能、調試功能和維修功能等技術指標，維修性必須在設計階段加以保證。國外智能儀器儀表，具
有較高的維修度，使其便于生產(chǎn)調試和維修，包括在設計中實施于自動檢測系統(tǒng)。這樣設計的產(chǎn)品
給用戶在測量和使用過程中提供了極大的方便性。
三、先進的設計手段和方法
國外智能儀器儀表的設計，廣泛使用現(xiàn)代化的設計手段，如邏輯分析儀、計算機輔助設計系統(tǒng)
等，這樣可使設計調試效率提高幾十倍甚至數(shù)百倍。因此，我國儀器儀表行業(yè)要重視和執(zhí)行C
AD／C AM的應用工作。
國外智能儀器儀表的設計，廣泛使用現(xiàn)代化的設計手段，如邏輯分析儀、計算機輔助設計系統(tǒng)
等，這樣可使設計調試效率提高幾十倍甚至數(shù)百倍。因此，我國儀器儀表行業(yè)要重視和執(zhí)行C
AD／C AM的應用工作。
四、產(chǎn)品系列化和通用化
國外的儀器儀表制造廠家，其產(chǎn)品系列化工作做得很好。幾乎每一種類型產(chǎn)品，都先后推出系
列產(chǎn)品。有簡單到復雜的功能型系列；有低到高的量程范圍型系列；有儀表附件及接口等不同的附
件系列等。這樣會給用戶帶來巨大的吸引力，而帶來的效益也十分可觀。
先進的智能式儀器儀表，其通用性都很強。這突出反映在絕大多數(shù)產(chǎn)品都有通用接口系統(tǒng)，可
以很方便地將系統(tǒng)互聯(lián)并與計算機組建成自動測試系統(tǒng)，這樣就使得儀器與儀表的用途和使用范圍
大大地擴展了。
國外的儀器儀表制造廠家，其產(chǎn)品系列化工作做得很好。幾乎每一種類型產(chǎn)品，都先后推出系
列產(chǎn)品。有簡單到復雜的功能型系列；有低到高的量程范圍型系列；有儀表附件及接口等不同的附
件系列等。這樣會給用戶帶來巨大的吸引力，而帶來的效益也十分可觀。
先進的智能式儀器儀表，其通用性都很強。這突出反映在絕大多數(shù)產(chǎn)品都有通用接口系統(tǒng)，可
以很方便地將系統(tǒng)互聯(lián)并與計算機組建成自動測試系統(tǒng)，這樣就使得儀器與儀表的用途和使用范圍
大大地擴展了。
五、同步發(fā)展自動測試系統(tǒng)
新型儀器儀表大多是基于微處理機化的智能式設計。這樣人工調試非常困難，有時是不可能
的。因此，自動測試系統(tǒng)就要隨著儀器儀表的發(fā)展而同步研制。有了自動測試系統(tǒng)的強大技術支
持，才能使精心設計的智能式儀表大量生產(chǎn)得到可靠保證。國外知名的儀器和計算機制造廠家，無
一例外地都配備有高水平的自動檢測、自動校準和在線維修技術的功能和系統(tǒng)。
新型儀器儀表大多是基于微處理機化的智能式設計。這樣人工調試非常困難，有時是不可能
的。因此，自動測試系統(tǒng)就要隨著儀器儀表的發(fā)展而同步研制。有了自動測試系統(tǒng)的強大技術支
持，才能使精心設計的智能式儀表大量生產(chǎn)得到可靠保證。國外知名的儀器和計算機制造廠家，無
一例外地都配備有高水平的自動檢測、自動校準和在線維修技術的功能和系統(tǒng)。
六、完善的配套服務設施
智能儀表都配有詳細的使用說明，給出許多實用的操作使用程序，并附有各種可選擇的用于擴
大應用范圍的附件。這些附件的設計都要同主機設計進行一體化考慮，對儀表的易損件和定期更換
件都配套供應，使用戶感到十分方便。這種“軟科學”發(fā)展了，儀器儀表硬件電路的智能化水平就
能迅速提高。這方面英國廠家是一個很好的例證，英國的集成電路工業(yè)較薄弱，但儀表工業(yè)卻很先
進。這主要在于用現(xiàn)代化的設計思想和方案來組織設計用進口元器件所構成的儀表。我國儀器儀表
工業(yè)的現(xiàn)代化，應首先是儀器儀表設計的現(xiàn)代化和智能化，只有這樣才會進入一個良性循環(huán)，使儀
器儀表的設計和生產(chǎn)立足國產(chǎn)化，推動我國儀器儀表工業(yè)的迅速發(fā)展。
智能儀表都配有詳細的使用說明，給出許多實用的操作使用程序，并附有各種可選擇的用于擴
大應用范圍的附件。這些附件的設計都要同主機設計進行一體化考慮，對儀表的易損件和定期更換
件都配套供應，使用戶感到十分方便。這種“軟科學”發(fā)展了，儀器儀表硬件電路的智能化水平就
能迅速提高。這方面英國廠家是一個很好的例證，英國的集成電路工業(yè)較薄弱，但儀表工業(yè)卻很先
進。這主要在于用現(xiàn)代化的設計思想和方案來組織設計用進口元器件所構成的儀表。我國儀器儀表
工業(yè)的現(xiàn)代化，應首先是儀器儀表設計的現(xiàn)代化和智能化，只有這樣才會進入一個良性循環(huán)，使儀
器儀表的設計和生產(chǎn)立足國產(chǎn)化，推動我國儀器儀表工業(yè)的迅速發(fā)展。
