江超華老師,教授級高級工程師,1958年-1986年任教於北京大學化學系,多年來一直從事X射線衍射儀的研發工作,持續設計研發了多款X射線衍射儀,開發了X射線衍射儀的計算機控制系統。1986年江老師負責研發的X射線衍射儀獲得了國家教育委員會頒發的科技進步二等獎,並由北大儀器廠投產,江老師也調到儀器廠負責衍射儀的研發和生產管理。1998年退休後,江老師依然不斷對X射線衍射儀進行改進,並創辦了布萊格科技(北京)有限公司,從事X射線衍射儀的生產、維修和升級改造。2003年底,江老師將新研製的國內新型X射線衍射儀一次性轉讓給了北京普析通用儀器有限責任公司,並協助普析通用成功的實現了X射線衍射儀的產業化。2006年江老師創辦了北京北達燕園微構分析測試中心,面向社會各行業提供衍射分析服務。
近日,儀器信息網編輯採訪了江超華高工,請他為我們介紹了半個世紀以來研發X射線衍射儀的故事、同普析通用的合作以及對於國產科學儀器發展的看法。
江超華高工和他研製的XD-3型X射線衍射儀(普析通用儀器公司生產)
日積月累,全面掌握X射線衍射儀器製造技術
「1958年從北大化學系畢業後,我留系擔任助教,負責專業實驗課。當時國內條件比較困難,在實驗室裡大大小小的問題都得自行設法解決:平時儀器壞了要自己維修,實驗課沒有相應的成套儀器,就利用已有的一些基礎儀器和零部件,拆拆補補來搭建。後來,到文革期間,我們幾個要好的同事又去了工廠實驗室工作,依然與實驗室儀器打交道。」
「到1970年,北大參加當時燃化部組織的一項潤滑油加氫催化劑研究項目,到蘭州煉油廠參加「會戰」,我負責衍射分析。然而當時煉油廠裡沒有可供研究工作隨時使用的X射線粉末衍射儀,不過有一臺富餘的測角儀。於是我回到學校,找了一些閒置的舊部件,基於已有的多年實驗室工作經驗的積累,回到蘭州後,很快我就搭建成功了自己的第一臺衍射儀,滿足了當時工作的急需。這次工作經歷,使我明白了大型成套的高級儀器並不神秘,只要對其工作原理及每個組成部分都非常熟悉,構建一臺儀器並不難。」
「1972年項目結束後回到北大,當時北大化學系還沒有X射線衍射儀,而國家外匯又十分緊張,因而我萌生了立足國內,生產X射線衍射儀的念頭。於是便從設計開始,依靠北大儀器廠的加工製造能力和校內多專業的綜合優勢,成功製造了一臺X射線衍射儀。」
「上世紀70年代,隨著計算機技術的興起,科學儀器隨之有了很大的改觀。我決心要緊跟儀器技術的發展,研發計算機化的衍射儀,將模擬控制系統轉為數字控制系統。但數字控制在國內,當時是十分新鮮的先進技術,相關的技術書籍都甚少。好在北大的學科環境很好,只要想學習,就可以找到可以請教、求助的人。由於北大寬鬆、積極的科研氛圍,我的追求沒有遇到什麼障礙,可以全身心的投入自己所熱衷的衍射儀研發工作。我想國內生產衍射儀,可以為國家節省一大筆在當時是十分寶貴的外匯;我認為國家要實現富強,必須有能力生產製造先進的科學儀器。我從最基本的彙編語言開始學習編程技術,掌握了基本的計算機接口技術,在多方的協作下,1982年完成了國內第一臺計算機控制與處理的X射線粉末衍射儀的研製。」
「1986年,我們研發的計算機控制的衍射儀獲得了國家教育委員會頒布的國家進步二等獎。獲獎後北大決定將其在校儀器廠投產。此後我也調到了儀器廠,負責衍射儀的改進和產品管理,一直到1998年退休。」
「退休之後,我依然沒有停止衍射儀的研發。花了三年的時間,藉助航天部的生產加工能力,研製出一臺從機械到電路和軟體都是全新的新型號X射線衍射儀。隨後註冊成立了布萊格科技(北京)有限公司,主要幫助客戶將舊型號的衍射儀升級改造為計算機控制的先進衍射儀、同時還進行衍射儀的維修和銷售。由於當時正處在一個新老儀器交替的階段,科委也支持儀器技術改造,再者科研經費還不如現在這樣充裕,所以升級改造的項目也比較多。在這個過程中逐漸積累了進行儀器研發的資金,同時也積累了經驗,到2003年我們的儀器就已經做的比較漂亮了,當時一年也能賣出去兩三臺。」
寄望普析,提高國產X射線衍射儀市場佔有率
2003年底,江老師做了一個重要的決定,決定將新研究成功的新型號X射線衍射儀技術一次性轉讓給北京普析通用儀器有限責任公司(以下簡稱「普析」)。究竟是什麼原因讓江老師決定將自己多年工作積累研究成功的新成果轉讓的呢?江老師說:「當時主要的一個想法是期望把國產X射線衍射儀的市場做大,讓更多的人知道國內也能生產現代的X射線衍射儀」。所以在和普析溝通後,就決定將這一技術一次性完全轉讓,並且擔任了普析的顧問,參與培訓銷售和生產技術人員,同時協助解決儀器在生產、銷售中碰到的一些問題。目前,普析的X射線衍射儀用戶已超過100家。」
科學儀器成果的產業化成功率較低,也是困擾不少企業和科研人員的一個問題。江老師和普析的合作能夠取得成功,究竟有何秘訣?江老師表示:「我認為有一點非常重要,就是雙方在合作中都要真誠相待。既然決定了要把技術轉讓給對方,就應該無所保留,並且要盡力和對方一起合作將這個產品做好了,誠心地協助對方做起來。要是『一手交錢,一手交貨』,成不成與我無關,產品就難做成了。而普析也將我當作一個好顧問來對待,雙方彼此間都十分信任、相互尊重。」
「事實證明,產品轉讓之後,有利於將市場做大,也利於自己集中精力從事衍射儀的研發。由於儀器的服務對象主要是科研和教學,對於儀器需求了解最多的其實是用戶。企業人員做研發有一個局限就是對相關儀器技術應用的廣度的了解不易深入,雖然對製造工藝比較擅長,但是不易做出有特色的有創新的東西。我與普析的合作是揚長避短的選擇。自己身處學校的學術氛圍之中,能夠較及時地理解實際應用與科學研究對儀器的前沿需求,有利於從事儀器技術的研發。2003年我們開展了樣品測試服務,專門對外提供X射線衍射分析服務,這樣接觸的用戶面更廣。用戶在儀器應用方面的需求對於儀器的研究可能有很多啟發和促進。只有不斷面臨新的問題,才能提出更好的改進儀器的思路。」
「到了2006年,北京北達燕園微構分析測試中心正式成立,專門面向社會各行業提供衍射分析服務。當初決定開展分析服務一方面是為了和應用保持緊密聯繫,另一方面也是考慮到測試市場的需求。X射線衍射儀和其他通用儀器不同,衍射分析很重要但是對於一個單位未必有很多的分析工作量,而儀器價格又比較貴,所以置備有X射線衍射儀的單位不是很多。再者,面向社會提供衍射分析服務的檢測中心也不多。此外分析測試服務也可以作為一個穩定的收入來源,利於我們維持自己的專業團隊,可以做更多的事。」
困難重重,國產科學儀器發展出路何在?
作為一名多年從事科學儀器研發的專家,江老師對於國產科學儀器的發展現狀甚是擔憂。談及國產科學儀器發展現狀,江老師說:「我覺得目前國內的氛圍很不利於國產儀科學器的發展。國家連續兩個五年計劃,科學儀器都是重點項目,但是目前僅在小型普通儀器方面取得了一點成效,而在大型科學儀器方面收效甚微。我國在科學儀器方面基礎本來就十分薄弱,但更主要原因是我們缺乏適當的機制推動國產高、精、尖科學儀器的發展。應該有多樣化的考核體系,現有的考核激勵機制驅動人們一味追求論文的數量,使實驗技術、實驗方法和儀器的研究少有人問津,科研人員缺乏研發科學儀器的動力。以為買來最新的進口儀器,就能夠出一流的科研論文。」
「另外,儀器研發項目的評價應以成果可產業化程度為標準。鑑定評語是國際一流的儀器研發項目見得太多了,但是在國內儀器市場上卻看不到相應的產品!很多科研人員僅以能從國家申請到幾百萬甚至上千萬經費為榮,而不見其為成果的產業化有多少努力,不見其對國家有多少可稱道的成果回饋!現在的儀器設備採購體系也十分不利於國內科學儀器研發能力與製造能力的發展。現在市場開放,儀器採購經費也很寬裕,各種儀器都很容易買到,我們自己就不努力去做了。在儀器採購方面『只買貴的,不買對的』的現象比比皆是。相反,近年我國在國防軍工航天等方面卻有令人矚目的發展,這是因為受外部的圍堵封鎖,只能自己做,反而水平提高了。」
「國產科學儀器想在市場上佔有一席之地並不是依靠單方面的力量能夠實現的。凡是能拿到國家撥款的單位,基本都買進口儀器。一個環境監測站,如果採購國產儀器太多,沒有幾臺進口設備,站長就感到臉上無光。在學校裡,一個設備處長如果每年國家的撥款花不完,政績還會受到影響,很少有同時也用心去推動其校內儀器設備研發的。所以政府得有一定的措施促進國產科學儀器的研發與調整儀器採購的導向。」
「另外我覺得教學儀器也是值得關注的一個市場。現在儀器自動化、智能化程度越來越高,但這並不適合於教學實驗。而且一些學校學生直接動手少操作儀器的機會很少。我們應想辦法讓學生全面的介入儀器的使用,不僅要鼓勵學生親自動手做實驗,還要鼓勵學生去拆卸、拼裝儀器、搭建儀器,這樣才可能吃透儀器的科學原理,我想這對於儀器人才的培養也會有幫助的。所以很有必要將教學儀器和科學儀器適當的分開。教學儀器應該偏重清楚的展示儀器原理和組成,而對儀器性能指標要求並不是很高。這對於國內的儀器企業也是一個機會,但目前學校裡採購儀器基本都是先保證科研儀器的採購,教學儀器市場還有待發展。」
後記
在50多年的時間裡,江老師幾乎將他所有的精力都花費在了X射線衍射儀的研製上,他努力學習掌握各種相關知識,了解新技術、潛心研究改進設計、四處奔走協調衍射儀的研發。他說:「我這一輩子就做了一件事,除了衍射儀以外什麼事情都沒做,我只要一想著衍射儀,其他事情好像都沒有一樣。」但是如今同其他許多大型國產科學儀器一樣,國產X射線衍射儀的發展與進口儀器相比各個方面還有很大的差距,這讓江老師深感遺憾。他說:「國產儀器的發展不是少數人憑熱情所能推動的,剃頭挑子一頭熱是不行的。像我自己,回想起來這五十多年,夠熱心的了吧,可是我們付出的努力和應有的進步不相符。國產儀器的發展面臨著方方面面的困難,而這些不都是企業或者科研人員所能徹底解決的,需要自上而下的齊心協力,需要合適的發展氛圍。」
其實江老師在採訪中談到的國產儀器發展當中面臨的諸多問題,同我們曾經採訪過的許多專家和企業家的看法一致。大家都已發現問題的癥結之所在,但卻無力去改變。或許還有許多像江超華老師一樣的老一輩科研工作者,他們一輩子努力的做著一件事,但無論怎麼努力卻無法實現心中的美好願景。如果不去改變,再過幾個五年,或者再經過一代人的努力,國產科學儀器又會發展成什麼樣子呢?「振興國家的科學儀器產業」還會依然是一個遙不可及的願景嗎?
採訪編輯:秦麗娟