我国进口科研仪器维修维护发展现状与趋势
科研仪器是探索未知世界、发现自然规律、实现技术变革的重要基础条件,是突破科学前沿、解决经济社会发展和国家安全重大科技问题的重要分析手段,是促进科技创新、拓展认知疆域的重要工具,是推进高水平科技自立自强的重要基石和保障[1]。习近平总书记在中共中央政治局就加强基础研究进行第三次集体学习时强调,要打好科技仪器设备、操作系统和基础软件国产化攻坚战,鼓励科研机构、高校同企业开展联合攻关,提升国产化替代水平和应用规模,争取早日实现用我国自主的研究平台、仪器设备来解决重大基础研究问题[2]。目前,我国基础研究“两头在外”的问题仍然突出[3],科研仪器受制于人的局面并未发生根本性转变[4]。随着我国高校和科研院所持续加大购置科研仪器,与科研仪器配套的试剂、耗材、软件和维修维护被“卡脖子”的问题也愈发突出。
2018年12月,北京核磁共振中心发布了《关于终止与布鲁克中国区业务往来的声明》,引起社会对进口科研仪器维修维护工作的关注。因德国布鲁克公司倚仗其在高频核磁共振波谱仪具有垄断地位,对我国高校院所核磁共振波谱仪的维修设置了诸多不平等条款,给予不公正待遇,如在维修过程不单独更换损坏零部件、零部件售价过高、产品存在质量问题、拒不履行合同、维修工程师缺乏专业知识和技能等[5]。
由于科研仪器维修维护工作长期未能得到足够重视,进口科研仪器的维修依赖国外仪器进口厂商,因此费用高、效率低的情况较为普遍,影响了我国科研仪器长期稳定持续运行[6]。本文梳理了目前我国大型科研仪器维修维护现状,分析维修维护工作存在的问题短板,探究解决路径。
1 科研仪器维修维护现状
1.1 高度依赖国外仪器厂商
根据国家科技基础条件资源调查数据,截至2023年底,我国高校院所拥有原值50万元以上大型科研仪器13.9万台(套),其中进口科研仪器超过75%[7-8]。进口仪器来自全球70多个国家,其中美国、德国、日本的占比分别为35.4%、13.3%和8.1%(图1)。按照不同原值区间看:在50万~200万元区间,从美国、德国、日本进口的仪器占比分别为36.1%、12.5%和7.6%;在200万~500万元区间,从美国、德国、日本进口的仪器占比分别为33.9%、16.4%和10.6%;在500万~ 1 000万元区间,从美国、德国、日本进口的仪器占比分别为26.8%、18.5%和8.6%;原值超过1 000万元的仪器,从美国、德国、日本进口的占比分别为19.8%、18.4%和7.7%(表1)。

图1 高校院所科研仪器来源国数量分布

质谱仪、色谱仪、热分析仪、X射线仪器等9类分析仪器的进口占比均超过85%。原值超过500万元的高端科研仪器主要来自美国、德国、日本的厂商,如:电子显微镜主要来自美国赛默飞世尔、日本电子、日本岛津;光学显微镜主要来自德国蔡司、德国徕卡、日本奥林巴斯、日本尼康;高频核磁共振波谱仪主要来自德国布鲁克、美国瓦里安、日本电子。
1.2 维修维护是厂商利润核心
根据实验分析仪器咨询公司(Strategic Directions International,SDI)统计数据,2022年全球科研仪器市场约750亿美元。国际科研仪器巨头垄断特征明显,相应的维修维护服务中不平等条约和不公正待遇较为常见。国外厂商对科研仪器维修维护的垄断主要体现为:一是控制零部件供应商。仪器厂商要求零部件供应商提供特殊制式的零部件,并且相关零部件只能通过厂商销售。二是控制已损坏零部件。仪器厂商维修仪器后,将已损坏零部件统一回收,不允许高校院所持有这批零部件,避免已损坏零部件流入国内相关企业仿制。三是不向未获授权的仪器维修商提供零部件。美国赛默飞世尔、安捷伦、丹纳赫、梅特勒-托利多、沃特世、珀金埃尔默等公司,德国蔡司、布鲁克等公司,日本岛津、电子、日立、尼康、奥林巴斯等公司均在高端科研仪器维修上形成了垄断。
国外仪器厂商将维修维护作为主要的利润增长点。根据美国安捷伦公司公开数据,在中国大陆科研仪器相关业务中,仪器耗材、配件和维修维护服务收入超过40%,已超过整机销售收入,同时,仪器维修维护收入在各项收入中也是增速最快。
1.3 仪器维修经费不足
根据国家科技基础条件资源调查数据,我国高校院所原值50万元以上大型科研仪器的总原值超过2 000亿元。按照教育部《高等学校仪器设备管理办法》(教高〔2000〕9号)规定,购置大型仪器设备的可行性论证报告应说明欲购仪器设备附件、零配件、软件配套经费及每年所需运行维修费的落实情况[9-10]。按照高校院所仪器维修维护平均投入为仪器总原值的3%~5%计算,我国高校院所科研仪器维修维护市场为年均60亿~100亿元。根据中国仪器仪表学会分析仪器分会统计,我国高校院所进口科研仪器的维修业务有80%以上均交给进口厂商的售后维修部门,仅有10%由国内第三方维修企业负责,其余为高校院所自行维修。相比而言,美国高校仪器维修业务中,原仪器厂商维修与第三方维修的比例为2∶1[11]。
2023年,科技部相关单位对43家高校院所的52个科研仪器公共服务平台经费收支情况进行了调研,这些平台的年度经费总额为3.10亿元,支出总额约为3.08亿元。经费来源中,20%为稳定性财政经费,60%为仪器开放共享收入,其余为竞争性科研项目。有60%的平台反映存在较大经费缺口;有35%的平台反映仪器维修维护经费不足,已影响科研仪器的正常运行。
高校院采购进口仪器签订的合同中,厂商普遍将3~5年仪器维修保养作为合同内容,因此这部分售后服务完全由进口仪器厂商决定,导致服务质量难以保证、服务价格虚高,高额的仪器维修费用已成为高校院所的重负[12]。
按照现行科研经费管理规定,科研仪器维修主要依赖单位自有资金、科技项目的间接经费、仪器对外服务收费等经费渠道,但这些经费不足以负担全部科研仪器维修支出。同时部分单位由于仪器购置经费充足,导致出现仍购置相似仪器取代维修的现象。甚至有些科研人员强调为避免科研项目停滞,同类型仪器需配备2~3台。2022年政策贴息鼓励高校院所购置科研仪器的情况下,某高校当年使用贴息贷款购置的仪器规模超过该单位过去10年仪器规模的总和,但购买的多数仪器并非最高端仪器,而是已有的配置。
1.4 国内企业发展情况
进口科研仪器的国内自主维修目前还处在成长阶段,整个行业发展不够成熟。根据中国仪器仪表学会分析仪器分会2022年的统计,我国现有从事进口科研仪器维修的第三方维修维护企业300余家、工程师2 000余人。这些企业大多由在国外仪器厂商从事过仪器维修维护的工程师离职创办,服务范围主要集中在维修色谱仪、质谱仪、光谱仪等,是市场保有量大、仪器原理工艺相对简单的科研仪器,对于中高端质谱仪、高频核磁共振波谱仪等,国内尚不具备可靠的维修维护能力。原因一方面是国内维修企业为了生产发展需要保持稳定盈利,中低端仪器维修盈利稳定;另一方面高端仪器维修难度较大,零部件库存管理和维修工程师配备困难。
国内科研仪器维修工程师严重不足。目前高水平仪器维修工程师一般为清华大学、天津大学等高校精密仪器系毕业生,具备扎实的仪器专业理论基础,且在进口仪器厂商从事相关研究和维修工作超过5年。受行业收入偏低、工作环境较差等因素的影响,人才严重短缺、流失严重。同时,我国缺乏稳定的维修工程师培养体系,维修工程师基本来自国外仪器厂商的售后团队,国内企业一般只招收成熟的仪器维修工程师,不开展维修工程师培养工作。
为应对国外仪器厂商对零部件控制,国内科研仪器维修企业主要采取针对性方式突破:一是购买欧美二手仪器,用以拆卸零部件;二是拆卸老旧仪器关键零部件,获取仪器厂商长期未更新的零部件;三是由国内供应链对进口仪器零部件进行仿制、加工、生产;四是保留进口仪器的核心零部件,其余零部件用国产零部件更换。
部分高校院所虽然知道进口厂商维修存在较多问题,但仍选择国外厂商维修,主要原因是:国内第三方维修行业不成熟,一些企业维修能力不足;高校院所为规避责任和对仪器管理缺乏专业性,只能片面依靠国外原厂提供技术支持。
此外,我国科研仪器报废处置环节存在浪费现象,一些高端仪器作为废金属按照重量回收。因为需要报废仪器的仪器维修公司和二手仪器公司,不在行政事业单位国有报废固定资产集中回收处置单位清单中,难以获取报废仪器,而在清单中的回收公司不具备仪器回收能力,只能按普通废弃物处理[13]。如原值350万元的安捷伦液相色谱三重四极杆离子阱气质联用仪,报废后把机械泵、高真空泵、离子源、离子透镜、四级杆、电子倍增器等部件回收再利用,价值超过20万元。如果按照金属废品处理,价值不超过2 000元。
2 科研仪器维修维护主体定位
科研仪器的运行和管理涉及多个市场主体,仪器的维修维护不能也不应由单一主体完成,需要高校和科研院所、进口仪器生产厂家、第三方维修维护企业、国产仪器厂商共同合作完成。国外仪器生产厂家的维修维护服务价格和质量难以满足高校院所需求,高校院所急需国内企业具备进口科研仪器的自主维修维护能力,但由于维修维护市场存在缺乏足够竞争、市场规模不足、企业数量较少、市场进入门槛较高等原因,造成科研仪器维修市场发展不充分,国内企业尚不具备完全的自主维修维护能力。因此,在科研仪器维修维护工作中,亟需发挥各主体作用,共同推进相关工作。
高等学校和科研院所既是仪器拥有方,又是仪器维修技术的提供方。在维修维护工作中,对于简单故障应具备自主维修能力,对于复杂故障应具备一定辨别判定能力,对于部分维修维护企业和国产仪器企业面临的技术问题具备一定解决技术问题能力。
第三方维修维护企业应是进口仪器厂商维修部门的备份,具备部分仪器类型和部分厂商型号的维修能力。相比于进口仪器厂商维修部门,具有维修价格较低、维修质量较好、维修响应速度较快的特点。同时,第三方维修维护企业应强化与高等学校和科研院所合作,在实验队伍培训、仪器零部件储备等方面对高等学校和科研院所有所支撑。
国产仪器厂商具备一定同类型进口仪器维修维护能力,可以为第三方维修维护企业和高校院所提供仪器零部件机械加工服务。此外,国产仪器厂商一方面为进口仪器提供维修维护服务,同时在服务过程中,推进国产仪器在高校院所的替代。
3 科研仪器维修维护工作进展
3.1 成立专业委员会
2023年4月24日,中国科学院生物物理研究所、中国科学院植物研究所联合国内30余家高校院所、国产仪器厂商、第三方维修维护企业,成立了中关村国基条件科技资源共享服务创新联盟科研仪器维修维护专业委员会(以下简称“专委会”)[14]。专委会旨在加强与科研仪器自主创新等工作的有机衔接,促进实验技术人才和仪器研制维修人才培养,助力仪器及关键核心零部件研发和国产仪器应用推广。专委会作为高校院所和相关企业沟通的桥梁纽带:一方面主动服务科技工作大局,积极开展科研仪器维修维护工作,增强仪器运行保障能力;另一方面推动服务模式创新,发挥市场机制作用,充分调动高校院所仪器维护队伍和第三方仪器维修维护企业的积极性,提升维修维护服务的质量和效率。在成立不足1年时间内,专委会在扩大成员单位数量、组织维修维护能力调研、开发仪器维修维护共享服务平台、开展高校院所与第三方维修企业供需对接活动、组建高校院所科研仪器自主维修示范基地、筹备高端科研仪器维修工作组等方面开展了大量工作。
3.2 上线维修维护共享服务平台
高校院所和维修维护企业缺乏有效的供需对接渠道,是制约仪器自主维修的主要问题之一。目前供需双方主要是通过“口口相传”的方式,存在传递信息不对称且效率较低的情况。甚至在一些单位,不同课题组同型号仪器使用的维修维护供应商为国内多家企业。
鉴于此,在梳理国内科研仪器维修维护企业的维修能力基础上,在科技部建立的科研设施与仪器国家网络管理平台,开辟科研仪器维修维护栏目,将维修维护能力信息向高校院所相关需求方进行信息展示。目前国家网络管理平台主要展示了质谱仪、光谱仪、色谱仪、显微镜及图像分析仪器等8种主要分析仪器维修维护能力清单,为高校院所提供了原厂维修之外的新选择[15]。
此外,专委会成员单位,喀斯玛(北京)科技有限公司和广州仪速安电子科技有限公司作为科技平台型企业,分别建设了科研仪器维修维护在线平台,汇聚整合了京津冀、华南地区科研仪器第三方维修企业信息、仪器零部件信息和部分高水平仪器维修工程师信息,同时开发维修维护供需对接功能。高校和科研院所仪器管理使用人员通过平台查询、搜索、联系相关维修队伍,有效提高了供需双方对接效率。
3.3 形成维修维护示范基地
针对高校和科研院所不愿尝试、不敢尝试仪器自主维修和第三方企业维修的情况,专委会从参与意愿高、有稳定固定维修经费投入、科研仪器具备较强代表性等角度出发,遴选了哈尔滨工业大学、北京科技大学、华东师范大学、中国农科院生物技术研究所、中国科学院西安光机所等5家单位,作为首批科研仪器维修维护示范基地。一方面,采用示范基地建设运行的方式,增强高校院所与第三方维修维护企业合作,保障仪器稳定运行;另一方面,有助于第三方维修维护企业扩展服务范围,加速相关业务向同类型单位拓展。
同时,科研仪器维修维护示范基地针对仪器核心零部件研发、仪器分析软件、仪器功能开发等工作,通过与第三方维修维护企业、国产仪器企业合作,借助相关企业较强机械加工能力、电路板设计能力、机械控制能力,共同从仪器维修入手,加速仪器核心零部件的国产化,推进国产科研仪器整机的研发和生产,争取早日实现依靠我国生产的科研仪器设备产生高水平科研成果的目标。
3.4 增强高端科研仪器维修能力
整体上看,国产科研仪器在中低端科研仪器已基本实现自主研制和国产替代。目前国产色谱仪、光谱仪等分析仪器性能指标和可靠性已与国外产品相差不大,广州禾信、武汉牛津、国仪量子等厂商已经能够生产中高端质谱仪、核磁共振波谱仪、扫描电子显微镜,已有大量产品进入高校和科研院所的科研市场。因为这些国产仪器厂商具备生产能力,同类型进口科研仪器的维修维护基本可以实现自主可控,核心零部件均可由相关国产仪器厂商供应链内企业提供。
目前,我国国产仪器厂商尚不具备研发生产冷冻透射电子显微镜、二次离子探针质谱仪等高端科研仪器的能力。这些高端科研仪器单价高,原值普遍都在2 000万元以上,但国内高校和科研院所购买总数不足100台(套),相关高端仪器产业总规模并不大。因此,国产仪器厂商研发生产此类科研仪器收入难以覆盖研发成本,造成此类科研仪器维修维护难以实现自主可控,仪器维修维护工作全部依赖进口仪器厂商。专委会组织北京大学冷冻电镜平台联合浙江大学、中科院生物物理研究所等国内电子显微镜应用优势单位,按照仪器类型、仪器厂商、仪器型号梳理我国高端电子显微镜的维修能力和研发能力,分析我国高端电子显微镜使用团队、维修团队、研发团队情况,为以高端冷冻透射电子显微镜为代表的仪器保障体系建设和仪器配套试剂耗材、零部件自主可控形成解决方案。
4 发展建议
(1)引入竞争机制推动设备维修市场化发展。打破目前科研仪器购置合同中3~5年维修维护服务与仪器购置绑定的现状,仪器维修维护不再与原设备供应商挂钩。一方面降低高校院所科研仪器购置经费,提高科技经费使用效率;另一方面做大维修维护市场规模,给高校院所更大的仪器维修维护的自主权。
(2)依托国家平台支持,强化经费使用效益。围绕科研仪器国产示范、科研仪器自主维修、仪器升级和技术提升等工作,依托高端电子显微镜、高频核磁等高端科研仪器,推进国家大型科学仪器中心发展建设。落实强化科研设施与仪器开放共享后补助经费的执行效果,推动相关经费奖励到实验技术团队,优先用于仪器维修、仪器升级改造、检验检测方法研究等相关工作,进一步提升科研仪器的价值。
(3)推动科研仪器关键零部件的研发和整机的国产化工作。围绕制约科研仪器维修的关键核心零部件,组织高校院所、第三方维修维护企业、国产仪器厂商,形成关键核心零部件的生产能力,引导相关企业建立易损件和核心零部件的备件库。积极引入国产仪器厂商,在维修维护的基础上,推进高校院所科研仪器的国产化工作。
(4)推动完善仪器处置和二手仪器交易机制。一是组织高校院所在仪器报废前将科研仪器核心零部件和关键配件予以保留,形成高校院所之间核心零部件和关键配件的共享机制;二是积极引导第三方维修维护企业和二手仪器企业进入行政事业单位国有报废固定资产集中回收处置单位清单,参与高校院所报废处置工作[16]。
参考文献 (References)
[1] 国务院. 关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见(国发〔2014〕70号)[Z]. 2015.
The State Council the People’s Republic of China. Opinions on the opening up of national major scientific research infrastructure and large scientific research instruments to the society (Guofa〔2014〕 No. 70)[Z]. 2015. (in Chinese)
[2] 习近平主持中共中央政治局第三次集体学习并发表重要讲话[Z/OL]. (2023-02-23)[2023-12-
作者及单位:
岳 琦1,赵长征2,韩玉刚3,王 晋1
1. 国家科技基础条件平台中心,北京 100862
2. 中国科学院 植物研究所,北京 100093
3. 中国科学院 生物物理研究所,北京 100101