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關鍵詞:生物農業,戰略新興產業,生物育種技術,發展戰略
中圖分類號:S-1 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2011)09-1939-03
Development Strategy of Hubei Bio-agriculture as Emerging Industries of
Strategic Importance
MEN Yu-ying,YAN Hui-chao,SHENG Jian-xin,TANG Hua-bo,LIN Hong
(Hubei Academy of Scientific and Technical Information,Wuhan 430071,China)
Abstract: The international industry developments and trends of bio-agriculture was studyed in the perspective of emerging industries of strategic importance. The situation of bio-agriculture industry in typical domestic provinces was summarized. Meanwhile, the focus advantages and problems of the development of bio-agriculture industry in Hubei was analyzed deeply. Based on these, the priority areas and main countermeasures of developing bio-agriculture industries in Hubei province was put forward.
Key words: bio-agriculture industries; emerging industries of strategic importance; bio-breeding; development strategy
當今世界正處在信息經濟時代,人類所面臨的貧困人口增加、食品短缺等問題的解決或緩和,都直接或間接地與現代生物技術有著密切的關系。生物農業作為現代農業與生物技術的結合體,是農業發展到生物經濟時代的一種必然趨勢,是現代生物技術最重要的應用領域之一。隨著人類對農業生物技術認識的不斷深入,相關國家紛紛把農業生物技術作為提高國家農業競爭力的突破口,生物農業成為全球倍受關注的熱點[1,2]。
1國際生物產業發展動態與趨勢
生物技術的高速發展為農業科技革命和農業發展帶來了契機,它不僅加快了傳統農業向現代農業轉變的進程,而且在保障食物安全、保護環境、尋求替代能源等方面發揮著巨大的作用[3]。當前許多國家在生物農業產業方面的意識空前提高,希望通過整合產業資源、完善產業鏈條、搶占產業上游謀求對產業鏈的掌控和壟斷。
1.1國際生物農業產業發展動態
生物產業以再生性資源為主要原料,能源需求較少,污染性低,是創造綠色GDP的產業,兼具知識經濟和循環經濟的雙重特征。自1983年首批轉基因植物如煙草、馬鈴薯問世,特別是1996年轉基因大豆等研制成功并實現環境釋放以來,國際農業生物技術發展迅猛。目前,世界生物技術正處于大規模產業化的初始階段,但加速生物產業發展已經成為世界許多國家經濟社會發展的戰略重點。過去10年,世界各國在發展生物農業方面的投資增長了10倍[4]。
為了爭奪未來農業生物技術產品市場,許多國家制訂和采取了一系列政策法規及重大支持措施,聚集和培養人才、投入大量資金,以鼓勵和推動生物技術的研究和開發。如美國的“面向21世紀的生物技術”計劃,日本的官、產、學一體化推進21世紀的生物技術計劃等,中國的“863高技術發展計劃”,歐洲的“尤里卡計劃”,都把農業生物列為優先領域,力圖占據生物農業的技術前沿。
跨國公司現已成為生物農業的主體。2009年全球轉基因作物的種植面積達到1.34億hm2,占到全球農作物總種植面積的9%,1996~2009年期間增長了80倍,并預測2015年種植面積將達到2.00億hm2。全球生物種子市場的價值高達105億美元,其中轉基因玉米、轉基因大豆和轉基因棉花種子市場以每年10%~15%的速度增長[5]。
1.2國際生物農業產業發展趨勢
目前,國際上利用植物轉基因技術已經培育出一大批高產優質的超級農作物新品種,動物克隆技術已經基本成熟,為改良和培育新的動物品種開辟了新的途徑。畜禽疫苗、生物獸藥的研究使用,將構筑動物防疫新體系,大幅提升人類對高致病性禽流感、口蹄疫等重大疾病的防御與控制能力[6]。牛、豬、魚等動物生長激素以及新型飼料添加劑的應用,將大幅度提高畜牧業生產經營效益。
21世紀是生物技術的世紀。生物技術作為新的農業科技革命的“推進器”,正在悄然拓展和創新農業功能,進而為國民經濟持續健康發展提供持久而強勁的動力。現代農業生物技術產業化雖然還處在起步階段,但隨著愈來愈多的生物技術產品從實驗室走向實際應用,進人商品化階段,農業生物產業正呈現出農業應用延伸化、產業規模擴大化、產業發展國際化等特點。這主要是因為農業生物產業已經成為一種高度社會化的產物,而且集成化程度越來越高,規模愈來愈大,乃至成為國家規模甚至國際規模。例如,美國、法國、英國、德國、日本、丹麥、意大利、中國等許多國家都參與了人類基因組計劃(Human genome project,HGP)研究,耗資數十億美元。由此可見,生物農業正在成為一種世界性大規模集成化的協作研究對象。
2我國生物產業布局及發展現狀
自“863計劃”實施以來,我國農業生物產業取得了較快的發展,生物技術育種、生物農藥、生物肥料、獸用疫苗、生物飼料等領域已經進入國際先進行列[7]。國家發展與改革委員會在“十一五”期間選擇性地分批建設了一批國家生物產業基地和國家高技術產業基地。截至目前,已認定了石家莊、長春、深圳、長沙、廣州、上海、北京、青島、武漢、成都、昆明、重慶12個國家生物產業基地,以及哈爾濱、德州、泰州、鄭州、通化、南寧、西安、天津、南昌、杭州10個生物產業領域國家高技術產業基地,并計劃逐步增多。
我國的生物技術產業20多年來從無到有,獲得了很多成果。中國是全球主要的轉基因作物種植國,目前主要集中在轉基因抗蟲棉、雜交水稻和飼料添加劑等領域,年增長速度最快的產業領域依次為飼料添加劑、轉基因抗蟲棉、雜交水稻[8-10]。目前,國家已經明確把生物育種產業納入七大戰略性新興產業,各省紛紛大力發展生物農業產業。
3湖北省生物農業發展的基礎
湖北省生物農業產業在國家有關部門支持下,越來越受到省委省政府及其職能部門的高度重視,并且經過科研人員十幾年的努力取得了積極進展,具有較強的產業發展優勢。
3.1生物資源豐富,生物育種技術領先
湖北省植物、動物、生物質和中藥資源豐富。共有植物資源9 000多種、野生脊椎動物893種、濕地野生脊椎動物441種,擁有一大批特有資源和國家保護動植物。微生物、動植物種質資源和試驗標本等自然資源建設居國內領先地位,是我國重要的種質資源中心。這些豐富的生物資源為發展生物農業產業提供了基礎保障。同時,動植物新品種培育與良種產業化位居全國前列,先后誕生了世界第一條克隆魚、我國第一頭試管豬和第一個轉基因植物新品種。
3.2科技人才優勢明顯,產業技術支撐體系完善
湖北省是農業科教大省,具有科技人才優勢。在生物產業方面,具有上百家生物技術研究開發機構,集聚了一大批生物技術研究開發人員,其中“兩院”院士14人,同時建有國家重點實驗室5個、部委開放實驗室17個、重點工程(技術)中心4個、博士后科研工作站10個和省級重點實驗室22個、省級工程技術研究中心27個,是我國最大的農業科研基地之一和兩大植物基因研究中心之一;已建成的全國首家認證的P3實驗室和正在建設的生物安全P4實驗室,使我省在高致病性病毒研究方面位居全國乃至亞洲前列。
3.3生物產業發展初具規模,逐步形成生物產業群
湖北省目前從事農業生物技術開發的企業近200家,從業人員約5萬人,出現了一批中小型科技企業,開發的產品在國內及國際市場上具有一定影響。湖北是我國最大的獸用和魚用藥研發和產業化基地、最大的生物農藥基地。武漢國家農業科技園區聚集了生物肥料、生物農藥、生物獸藥、生物飼料等一批生物農業企業。2007年6月,國家發展與改革委員會正式批復建設“武漢國家生物產業基地”。目前,湖北省初步形成了以大專院校、科研院所為依托,以武漢為中心,以宜昌、荊門和荊州,鄂州、黃石和黃岡為東西兩翼的“一主兩翼”發展格局。在武漢,以國家級生物產業基地為重點,先后建立了關南、南湖、吳家山、沌口、江夏等生物產業基地,為湖北省生物農業產業發展提供了重要載體。僅“武漢國家生物產業基地”內就擁有生物農業企業39家。2010年4月,世界最大的基因測序機構――華大基因落戶“武漢國家生物產業基地”。同時,一個集生產、研發、示范、展示和應用生物科技成果的湖北最大生物農業科技園區已在湖北崇陽投建。
3.4生物產業支持力度加大,發展環境日益優化
湖北省先后出臺了一系列政策文件,編制了《湖北省生物產業發展規劃(2008-2015年)》,加大對生物農業產業園區的支持力度,推進全省優勢特色生物農業產業聚集發展;啟動了全省大型科學儀器共享平臺和科技信息共享平臺建設,有效提升了生物農業產業發展的公共服務能力;生物產業發展的投融資體系不斷完善,初步形成了有利于生物農業產業發展的優化環境。目前已有近百家風險投資機構及相關中介服務機構落戶武漢。
3.5生物產業目前存在的主要問題
湖北省總體上存在生物農業企業實力不強、自主創新能力較弱、產業核心競爭力缺乏,成果、企業、市場之間有效溝通及連接的橋梁和機制仍然不暢等問題。多方面的因素限制了湖北省農業生物技術成果的轉化,從而呈現出如下主要問題:其一,生物育種產業正處于產業發展初期,農業生物育種體系還不完備,生物技術自主創新能力還有待提升;其二,生物肥料產品缺乏創新支持,應用效果不穩定,適用作物或適用地區不盡合理,綜合效益難以發揮;其三,獸用疫苗產業發展相對滯后,產品的附加值低,新產品的轉化能力不足,產業化程度不高,國內市場占有率較低;其四,生物農藥在整個農藥行業中所占份額相當有限,生產水平及質量與發達國家相比還有較大差距,仿制國外產品多,原創性拳頭產品少;其五,雖然生物飼料(添加劑)的生產與銷售一直處于全國前列,有一批在行業內有較大影響力的企業,但生物飼料新產品的創制能力仍較差,科技含量低、產品質量不穩定及市場混亂等。
4對湖北省生物農業發展的建議
4.1更新觀念,占領未來經濟發展制高點
大力發展生物農業這一戰略型新興產業,將生物農業產業的發展作為農業產業結構調整的重點,對生物農業的產業發展給予高度關注和重點扶持,大力支持生物技術創新、成果轉化及產業化。充分發揮政府對戰略性新興產業的引導和推動作用,在政策法規、體制機制等方面營造有利于產業發展的良好環境。
4.2加強產業平臺建設,拓展融資渠道
設立專項資金扶持生物技術創新體系建設和研發條件改善,加強武漢國家生物產業基地及武漢國家農業科技園區等生物農業產業發展平臺建設。同時,積極引導企業和社會資金更多投向生物農業產業領域,逐步使企業成為生物農業研究開發及產業化投入的主體。
4.3合理配置資源,促進產學研有效結合
根據湖北省現有的生物農業產業基礎及現代農業產業鏈發展需求,應積極建立產業技術創新戰略聯盟,強化相關重點實驗室和工程(技術)中心建設,鼓勵校企合作,促進生物產業上下游的緊密結合。同時,盡快孵化生物農業領域成熟配套的技術和工藝,加速具有商業發展前景的技術和產品的商品化和產業化。
4.4立足湖北省實際,培育產業龍頭企業
應圍繞促進現代農業發展和保障糧食安全,加快動植物新品種開發,做好技術儲備,加速生物農業技術的研發和應用,加強生物育種創新能力和育種基地建設,加大重要糧油作物、畜禽水產和林木花卉新品種研發和大規模應用,著力提升種業競爭力;積極推廣生物農藥、生物肥料、生物疫苗、生物飼料等綠色農用投入品;大力培育生物產業龍頭企業,使生物農業企業發展位居全國領先水平。
參考文獻:
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關鍵詞:環境監測;計算機技術;環境質量
一、環境監測技術的概念及發展現狀
所謂環境監測,是指通過對影響環境質量因素的代表值的測定,確定環境質量及其變化趨勢。環境監測包括化學監測,物理監測,生物監測以及生態監測。
近年來,環境監測系統持續不斷的發展與完善,從先前的單一環境分析到今天的物理監測、生物監測、生態監測等,再從間斷性的監測到自動連續監測。不僅如此,在監測范圍方面也在不斷擴大。至今為止,已經可以監測到全國各個地區。環境監測技術經過長期以來的發展,已經逐步形成了符合我國特色的規范制度以及環境質量標準與方法測試。
但不得不承認,近年來環境污染問題越來越明顯,與國際先進的技術水平相比,我國的監測技術還處于劣勢地位,具體表現在環境監測的體制、經費、整體素質以及監測技術配套等。
二、環境監測技術的發展趨勢
(一)計算機技術的應用
我國對計算機技術已經普遍利用,同時信息技術也在環境監測中廣泛應用,其中尤其是無線傳感器技術的應用與plc技術的應用。
1.無線傳感器技術。無線傳感器的主要構成有:傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊等。在環境監測當中無線傳感器主要用于網絡建設,由于無線傳感器有多個節點,通過這些節點逐步將數據傳送到Internet網絡當中,在環境監測技術中主要經過傳輸網絡基站Internet網絡,通過得到的數據進行匯總。
2.plc技術。這里所指的plc,其實就是可編程邏輯控制器,它是由自動化、計算機以及通信技術結合而成的控制技術。在環境監測中可以用于戶外作業,如監測河流水位等。
(二)生物技術的應用
生物技術在環境監測技術中的應用主要指以下兩方面:
1. PCR技術。PCR技術是最現代的一種生物技術。它是在體外合成特異DNA的一種過程。其原理與生物體內DNA的復制非常相似,主要提供DNA體外復制原料,這些原料為DNA聚合酶、模板核酸、寡核苷酸引物等。采用這種技術可以在環境監測中掌握動植物的遺傳基因以及基因變異等內容。
2.生物大分子標記物環境質量檢測。采用這一技術可以有效揭示不同地區的環境質量變化。因為生物大分子具有特異性和預警性以及實用性的特點,對分子適應等生態環境變化可以直觀的顯現出來。
(三)3S環境監測技術
這里的3S包括:遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)和全球定位系統(GPS)技術。3S環境監測技術有要用于水資源的管理與濕地環境保護等。其中在流域水文模擬與生態耗水測量等方面最為明顯,可以有效保護水資源。3S環境監測技足以成為環境監測技術的綜合體,其中包括了有關適合環境監測的部分技術以及通信技術和網絡技術,它們的結合不僅實現了環境監測的可視化處理,還可以對其進行定量與定向觀測。
三、環境監測技術的發展對策
(一)嚴格按環境監測技術規范、方法的規定執行
對于環境監測工作而言,必須嚴格按照有關標準、規范、質量體系文件等準則,只有這樣才能保證環境監測質量。近年來,我國就環境問題頒發了多部監測技術規范文件,這些文件都進一步細化了監測工作中的細節問題,從而使監測工作有章可循,保證監測數據的準確度。因此,在實際的監測工作中,必須嚴格按相關規范、方法的規定執行。
(二)統籌兼顧、構建現代化環境監測平臺
環境問題涉及到各行各業,如工業、交通以及其他事業性單位,這些行業有必要參與到環境監測工作中來,如共同參與污染源的總量監測等。另外,監測部門除了擔負環境要素經常性監測和評價、環境污染事故調查和環境測試技術研究外,還應對環境監測進行有效合理的規劃,如監督、協調、指導等工作。
(三)建立高素質的環境監察和環境監測隊伍
環境監察工作隊伍的人員需要具備豐富的業務知識和管理能力,對環境科學和現代化科學技術必須掌握,而且對環境有關的法律法規有所了解等。此外,監察人員在具備業務知識的同時,還需要解決一系列復雜的環境問題,因此其業務水平與文化層次必須經過培訓和教育,使之更好的做好監察工作。
環境監測隊伍與環境監察隊伍相比,要求專業技術能力更強,所以對于專業知識的學習更應該不斷更新,提高自身的綜合能力。環境監測與其他工作相比,其技術要求非常高,而且性質較為復雜,所以環境監測人員必須及時掌握和運用新的技術,使自己成為多學科的高素質人才。
(四)建立科學的環境監察與環境監測聯動機制
1.建立環境監察與環境監測的科學發展關系。要想建立環境監察與環境監測的科學發展關系,必須在立法或修訂環保法律、法時將兩者的職責有機地結合起來,使之能夠互相配合、協調統一,提高環境保護工作效能。
2.建立可行的環境監察與環境監測運行辦法??尚械沫h境監察與環境監測運行辦法,首先應該有明確的分工,同時還要互相支持配合;其次,要使環境監察與環境監測間的信息共享和傳遞;最后,環境監察與環境監測之間應該經常性的聯系,增加工作的透明度,共同討論工作計劃等,否則很難從根本上提高工作效率和工作質量。
3. 建立環境監察與環境監測工作協調發展新模式。保護環境必須建立在環境監察和環境監測工作協調發展的基礎上,因此在實際工作中,一定要充分利用環境監測的科學資源,將監測工作技術發揮出來,及時調整工作思路,將環境保護法律、法規全面落實,使環境監察與環境監測工作不斷發展。
總之,保護環境一定要將環境監測工作做好,從觀念到技術上適應社會發展形勢,順應時代潮流,不斷推動環境監測事業健康有序的發展,最終將我們共同的家園保護好!
參考文獻:
[1]楊惠峰.淺談環境監測技術的發展和創新[J].數字技術與應用,2010(11).
生物化學工程(又叫生化工程或生物化工)是化學工程與生物技術相結合的產物。生物化工是生物技術的重要分支。與傳統化學工業相比,生物化工有某些突出特點:①主要以可再生資源作原料;②反應條件溫和,多為常溫、常壓、能耗低、選擇性好、效率高的生產過程;③環境污染較少;④投資較?。虎菽苌a目前不能生產的或用化學法生產較困難的性能優異的產品。由于這些特點,生物化工已成為化工領域重點發展的行業。
1.世界生物化工行業的現狀
生物化工發展至今已經歷了半個多世紀,最早主要是生產抗生素;隨后,是為氨基酸發酵、舀體激素的生物轉化、維生素的生物法生產、單細胞蛋白生產及淀粉糖生產等工業化服務。自20世紀80年代起,隨著現代生物技術的興起,生物化工又利用重組微生物、動植物細胞大規模培養等手段生產藥用多肽、蛋白、疫苗、干擾素等。而且,生物化工的應用已涉及到人民生活的方方面面,包括農業生產、化輕原料生產、醫藥衛生、食品、環境保護、資源和能源的開發等各領域。隨著生物化工上游技術——生物工程技術的進步以及化學工程、信息技術(IT)和生物信息學(bioinformatics)等學科技術的發展,生物化工將迎來又一個嶄新的發展時期。
生物化工行業經過50多年的發展,已形成了一個完整的工業體系,整個行業也出現了一些新的發展態勢。下面簡要描述生物化工行業的現狀。
1.1工業結構
由于生物化工涉及面廣,涉及的行業多,所以從事生物化工的企業較多。據報道,90年代中期,美國生物化工企業有:000多家,西歐有580多家,日本有300多家。近年來,雖然由于行業競爭日趨激烈,生物化工企業有較大幅度減少,但與生命科學(主要指醫藥和農業生化技術)諸侯割據的局面相比,生物化工行業依然是百花齊放,百家爭鳴。既有象諾華、捷利康等從事生命科學的世界性大公司,也有象DSM、諾和諾德等大型的精細化工公司,當然也有在某一方面有專長的小公司如Altus等。而且,由于世界大公司正把注意力向生命科學部分轉移,生物化工行業百花齊放的局面在很長一段時間內不會有什么改變。
1.2產品結構
傳統的生物化工行業主要是指抗生素(如青霉素等)、食品(如酒精、味精等)等行業,而在目前,它已幾乎滲透到人民生活的各方面如醫藥、保健、農業、環境、能源、材料等。同時,生物化工產品也得到了極大的拓展:醫藥方面有各種新型抗生素、干擾素、胰島素、生長激素、各種生長因子、疫苗等;氨基酸和多肽方面有賴氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、脯氨酸等以及各種多肽;酶制劑有160多種,主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、青霉素酶、過氧化氫酶等;生物農藥有Bt、春日霉素、多氧霉素、井崗霉素等;有機酸有檸檬酸、乳酸、蘋果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亞麻酸、透明質酸等。還有微生物法1,3.丙二醇、丙烯酞胺等。
目前,全球生物化工年銷售額在400億美元左右,每年約以7%~8%的速率增長。從產品結構來看,生物化工領域生產規模范圍極廣,市場年需求量僅為千克級的干擾素、促紅細胞生長素等昂貴產品(價格可達數萬美元/g)與年需求量逾萬噸的抗生素、酶、食品與飼料添加劑、日用與農業生化制品等低價位產品(部分價格不到:美元/g)幾乎平分秋色。高價位的產品市場份額在50%~60%,低價位的產品市場份額在40%~50%。而且,根據近年來生物化工的發展趨勢及人們對醫藥衛生的重視來看,高價位產品的發展速率高于低價位產品。
1.3技術水平
生物化工經過80年代以后的蓬勃發展,不僅整個行業技術水平有大幅度提高,而且許多新技術也得到廣泛應用。
1.3.1發酵工程技術已見成效
據估計,全球發酵產品的市場有120~130億美元,其中抗生素占46%,氨基酸占16.3%,有機酸占13.2%,酶占10%,其它占14.5%。發酵產品市場的增大與發酵技術的進步分不開?,F代生物技術的進展推動了發酵工業的發展,發酵工業的收率和純度都比過去有了極大的提高。目前世界最大的串聯發酵裝置已達75m\許多公司對發酵工藝進行了調整,從而降低了生產成本。如ADM(ArcherDanie1sMid1and)和Cargill公司在20世紀90年代初對其發酵裝置進行改造,將以碳水化合物為原料的生產工藝改為以玉米粉為原料,從而降低了生產成本,ADM公司生產的賴氨酸成本比原先降低了一半。
1.3.2酶工程技術有了長足的進步
酶工程技術包括酶源開發、酶制劑生產、酶分離提純和固定化技術、酶反應器與酶的應用。目前世界酶制劑從酶源開發到酶的應用都已進入了良性發展階段,各階段生產企業和用戶關系密切,合作廣泛。據報道,1998年全球工業酶制劑的銷售額為13億美元,預計到2010年將增長到30億美元,每年以6.5%的速率增長。其中食用酶占40%,洗滌用酶占33%,其它(主要是紡織、造紙和飼料等用酶)占27%。
1.3.3分離與純化技術也有很大進步
影響生化產品價格的因素,首當其沖的是分離與純化過程,其費用通常占生產成本的50%~70%,有的甚至高達90%。分離步驟多、耗時長,往往成為制約生產的“瓶頸”。尋求經濟適用的分離純化技術,已成為生物化工領域的熱點。已大規模應用的分離純化技術有:雙水相革取、新型電泳分離、大規模制備色譜、膜分離等。
1.3.4上游技術廣泛應用于下游生產
利用基因工程技術,不但成倍地提高了酶的活力,而且還可以將生物酶基因克隆到微生物中,構建基因菌產生酶。利用基因工程,使多種淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、氨基酸合成途徑的關鍵酶得到改造、克隆,使酶的催化活性、穩定性得到提高,氨基酸合成的代謝流得以拓寬,產量提高。隨著基因重組技術的發展,被稱為第二代基因工程的蛋白質工程發展迅速,顯示出巨大潛力和光輝前景。利用蛋白質工程,將可以生產具有特定氨基酸順序、高級結構、理化性質和生理功能的新型蛋白質,可以定向改造酶的性能,從而生產出新型生化產品。
1.3.5新技術在生物化工中也得到了極大的應用
比如,在超臨界液體狀態下進行酶反應,從而大大降低酶反應過程的傳質阻力,提高酶反應速率。超臨界C02無毒、不可燃、化學情性、易與反應底物分離。利用超臨界CO2取代有機溶劑進行酶反應,具有極大的發展潛力。又比如,微膠羹技術已被廣泛用于動物細胞的大規模培養、細胞和酶的固定化以及蛋白質等物質的分離方面。
2.世界生物化工行業的發展趨勢
2.1工業結構
行業與行業間的劃分將日趨模糊,企業間的合作將加大。目前,許多從事醫藥、農業、環境、能源等方面生產的企業,正在從事生物化工生產。特別是某些從事傳統化工行業的生產廠家,也紛紛涉足生物化工領域。如杜邦公司,長期以來主要從事有機化工和聚合材料的生產,現在正加大生物化工的開發力度,已開發成功了生物法生產1,3-丙二醇工藝,并正在開發用改性大腸桿菌生產己二酸工藝。DSM公司以前主要從事抗菌素方面的生產,現也加大了生物化工的投資力度。
由于生物化工涉及面廣,許多生化公司都有自己的專長,它們之間為了商業利益的合作也非常活躍。此外,隨著從事傳統行業的生產廠家的加入,由于技術與生產方面的原因,它們與從事生物化工開發與生產的企業合作也很頻繁。所有這一切,都使生物化工行業的合作越來越廣泛。如杜邦公司與杰寧科樂公司合作開發用生物法生產1,)丙二醇,進一步生產PTT樹脂。荷蘭的Purac公司與美國Cagill公司合資建設年產3.4萬tL。乳酸裝置,并計劃進一步發展到6.8萬V入DSM公司與美國Maxygen公司簽定了三年的研究合同,以利用Maxygen的DNA重排和分子培養技術,開發在7一ADCA和其它青霉素生產中使用的酶和菌種。2.2產品結構
生物化工產品正向專業化、高科技含量、高附加值方向發展。傳統的低價位產品受到冷落,而高價位產品如生化藥物、保健品、生化催化劑等則備受青睞。許多公司為了追求較高利潤,都將低附加值的產品剝離。如日本武田藥品工業公司不再生產味精,轉而生產其它高附加值的調味品如肌甘酸二鈉(IMP)和鳥甘酸二鈉(GwtP)。另外,生物化工將涉足它以前很少涉足的領域如高分子材料和表面活性劑等。
生化藥物由于附加值高而成為今后生物化工領域發展的重點。1997年生化藥物市場銷售額達130億美元,其中細胞分裂素80億美元,激素30億美元,其它20億美元;就具體藥物而論,促紅細胞生長素35億美元,人胰島素18億美元,粒性白細胞克隆刺激因子16億美元,人生長激素15億美元,小干擾素11億美元。預計今后其市場銷售額還將以8%的速率增長。
在氨基酸方面,雖然用于藥物合成氨基酸的量相對較小,但其發展潛力很大。據報道,500種主要藥物中,有18%含有氨基酸或其衍生物的合成。在藥物合成中,使用最廣泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r對羥基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管緊張素轉化酶(ACE)的合成,匹苯甘氨酸和r對羥基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外,多肽也是今后的發展重點之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽鍵組成的化合物,在臨床上使用非常廣泛,主要用于治療癌癥、HIV病毒和兔疫系統功能減退、對傳統抗生素產生抗體的感染以及疫苗等。全球合成多肽原藥的產量在100kg左右,但銷售額達2.5億~3億美元,而做成制劑的銷售額則達25億~30億美元。多肽原藥需求量的年增長率在10%以上。
碳水化合物方面,用于臨床的碳水化合物受到人們越來越多的關注。但是,用于臨床的碳水化合物結構復雜,如一對單糖,其不同的化學鍵就多達22種。因此,用化學法合成復雜的碳水化合物比較困難,難以實現工業化,而用酶法合成則是一條切實可行的途徑。
作為生化催化劑的酶,也將是今后發展的重點。1997年,生化用催化劑銷售額約1.3億美元,在過去的3~5年間,每年增長速率在8%~9%,預計在未來的3~5年間,將以同樣速度增長。生化催化劑主要用于手性藥物的合成。當前,手性藥物已成為國際新藥研究與開發的新方向之一。
1997年手性藥物制劑世界市場的銷售額為879億美元,占藥品市場的28.3%,到2000年將達到900億美元。在未來的25年內,約有一半的手性藥物要通過生化催化合成,因此,生化催化劑無論從需求量和需求種類來看,都具有很大的發展潛力。
生化表面活性劑由于具有無毒、生物降解性好等優點,今后可能成為表面活性劑的升級換代產品,但目前還處于探索階段。
生物化工在高分子材料、特殊化學品、生物晶片、環保等方面也將有極大的發展潛力。
2.3技術水平
不斷提高菌株活力、發酵水平、生化反應過程、分離純化水平,依然是生物化工面臨的課題。
在菌種開發方面,由于從20世紀70年代以來從自然界中篩選菌種以獲得新的代謝產物的機會明顯減少,人們便考慮利用已知菌種經適當改變其代謝特性后生產新的產品。如日本協和發酵公司已成功地把生產谷氨酸的菌種改為生產色氨酸。
在生化反應器方面,反應器放大一直是一個老大難的問題。因此,利用計算機技術對整個生化反應過程進行數字化處理,從而優化反應過程,是今后的發展方向之一。
在分離純化方面,親和層析受到廣泛重視,并有人研制了一種綜合專家系統軟件包,可在幾分鐘內告知對方被分離物系的分離方法和順序,以便根據產品所需進行取舍。
另外,在生化過程的在線檢測和控制方面,利用生物傳感器和計算機監控,依然是今后的發展方向。
在酶催化反應中將發展有機溶劑中的催化反應。
生物上游技術的發展,將對生物化工產生深遠影響。人們對從病毒、細菌、植物、動物到人類基因組順序測定工作十分重視,并在此基礎上形成了基因許多產品一哄而上,盲目上馬,遍地開花,最終形成惡性競爭,許多企業破產倒閉。在競爭中生存下來的企業,也是元氣大傷,難以進一步組織技術改造。如僅江蘇省停產的發酵生產線就多達上百條。另外,行業內企業間的生產水平相差懸殊,企業技術裝備水平達到20世紀80年代以后國際先進水平的僅占20%~30%,多數處于20世紀60~70年代水平。
二是產品結構不合理,品種單一,低檔次產品重復生產,不能適應需求。在我國高檔的醫藥生化產品如激素、生長因子、干擾素、藥用多肽等,有的產量很小,有的沒有生產,因此每年都需進口。
三是在生產技術上,工藝、設備不配套,上下游技術不配套,產物的收得率低。我國雖然某些產品如檸檬酸、乳酸等發酵水平較高,但大多數產品的收率都低于國外,酶制劑的活力也明顯低于國外,生化反應器和分離純化技術更是落后國外15~20年。每年都要花費大量資金從國外進口生物反應器、細胞破碎機、分離純化設備及分離介質、生物傳感器和計算機監控設備。
四是有些產品投入產出比達15/=以上,造成嚴重的資源浪費和環境污染。
五是基礎研究薄弱,技術創新能力不強,企業的技術開發、技術吸收能力差,生產發展多數依靠傳統的夕蜒型、粗放型擴大投資的增長模式,效益低、市場競爭力低。
3.2建議針對我國生物化工行業存在的問題,筆者有以下建議:
3.2.1擴大經濟規模,提高競爭力要鼓勵建設大型的生物化工企業集團公司,使之集科研、開發、生產、銷售干一體。尤其要培育一批科技創新型企業。同時,也要鼓勵在某些方面有一定特色的小型技術創新型生化公司的發展,并淘汰一批生產規模小、生產技術落后、沒有市場競爭力的企業,從整體上優化我國生物化工的產業結構。
3.2.2調整產品結構要發展高檔產品,如高檔醫藥生化產品、功能性食品及添加劑(主要有低熱值、低膽固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等產品)、生化催化劑等。另外,也應發展眾多精細化工產品及用化學法無法生產或很難生產的產品,如微生物多糖、生物色素、工業酶制劑、甜味劑、表面活性劑、高分子材料等。
3.2.3節約有限資源,強化環境保護在生化生產組學(genomics)。近年來又在信息學(informatics)的基礎上建立了生物信息學(bioinformatics)。信息學的內容包括信息科學十生物技術十生物工程十生物動力學等的綜合信息系統??梢灶A見,基因組學和生物信息學在生物化工中應用的商業前景極為可觀。
另外,其它行業的新技術如分子蒸餾技術、組合化學(combinatoricalchemistry)等,也將在生物化工中得到應用。
3.我國生物化工的發層現狀及建議
3.1發展現狀
我國生物化工行業經過長期發展,已有一定基礎。特別是改革開放以后,生物化工的發展進入了一個嶄新的階段。目前生物化工產品也涉及醫藥、保健、農藥、食品與飼料、有機酸等各個方面。
在醫藥方面,抗生素得到迅猛發展61998年我國抗生素的產量達到33486h青霉素的產量居世界首位。其它生化藥物中,初步形成產業化規模的有干擾素、白細胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。
在農藥方面,生物農藥品種達12種,主要有蘇云金桿菌、井崗霉素、赤霉素等。其中,井崗霉素的產量居世界第一位。
在食品與飼料方面,作為三大發酵制品的味精、檸檬酸、酶制劑的產量也有很大的增加/1998年味精產量從1990年的22.3萬、增加到56.4萬一檸檬酸產量從1990年的6.13萬、增加到56.4萬一酶制劑從1990年的8.5萬t增加到24萬t。酵母及淀粉糖的產量也有明顯增加。我國的味精生產和消費居世界第一,檸檬酸的生產和出口也居世界第一。另外,1998年乳酸的產量在1.5萬t左右,賴氨酸的產量在2萬t左右,卜蘋果酸的產量在6000t。
在有機酸方面,衣康酸的產量達5000乙我國開發的生物法長鏈二元酸工藝居世界領先地位,目前生產能力達500Va以上,并有數家企業有建設長鏈二元酸生產裝置的意向。
在保健品方面,我國已能用生物法生產多種氨基酸、維生素和核酸等。另外,我國生物法丙烯酞胺的生產能力達到2萬V山與日本同處于世界領先地位。
但是與發達國家相比,我國生物化工行業存在著許多問題:
一是我國的生物化工產業主要以醫藥、輕工、食品業為主。部分企業對生物化工產品大都是精細化工產品這一點了解不夠,加之行業規范也不夠,導致過程中,應選擇合適的原料,以降低成本與消耗,并加強廢物處理,減少環境污染。
3.2.4提高生產技術水平,特別是下游技術水平因為我國生物技術上游技術水平與國外相差僅3~5年,而下游技術水平則比國外相差15年以上,改造傳統發酵產品生產技術,不斷提高發酵法產品的生產技術水平,開發生物反應器,提高我國生物化工產品分離和提純技術,大規模開發生物化工裝備等應首先提上議事日程。另外,還應積極采用微生物法代替化學法,開發基礎化工新產品的工業化生產技術。
3.2.5加強產學研結合,注重上下游結合國內生物化工技術力量分散,為了做到優勢互補,應加強產學研結合。另外在生物化工生產過程中遇到的很多問題,都是由于上、下游結合不夠緊密而影響技術經濟指標。因此,在人力和財力的投入上,應考慮上下游結合,以加快生物化工產業的發展。
【關鍵詞】環境監測技術;應用現狀;發展趨勢
0 引言
在最近的幾年之中,環境污染有逐漸蔓延的趨勢,新生的污染物質逐漸增多,環境的污染逐漸變得復雜起來,環境的問題成為了國際上所討論的熱點話題。所以將管理的制度提高上來,加強環保工作的建設力度。作為環境保護基本的內容,也就是環境監測來說,它在環境決策與環境的管理上的一個重要技術。很多的學者們在最近的幾年時間對于環境質量綜合的評價進行很多研究,并且有了一定的研究成果。所以可以看出對于環境監測技術方面問題的探討與研究是非常有價值的。
1 環境監測的概念
環境監測是對環境質量進行評估的重要手段,也是進行環境執法的重要依據。以前,環境監測僅限于對放射性物質的監測,隨著工業的發展和環境污染的加劇,此后,環境監測的范圍逐漸擴大,包括對環境質量、環境污染等的監測。環境監測的一般流程是現場調查、布點、收集樣品、處理與保存樣品、分析測試、數據處理、綜合評價。對數據進行分析和處理之后,往往還需要進行評價,并寫出相關的報告,為以后進行相關的工作提供合理的依據。
2 環境監測技術的應用現狀
2.1 生物技術的應用現狀
隨著經濟的發展,生物的技術也已經達到了一定進步,用現在的生物技術的新技術逐漸被人們廣泛應用。這種技術已經成為了我國在應急的監測儀器上的重點內容,生物的技術對于環境的監測之中地位逐漸提升,表現了科學研究領域的交流與合作,對環境保護有著非常重要的作用。
這種現代的生物技術是用DNA的重組技術來表現的,一般用生物學、微生物學等學說作為學術支撐體系,同時與化工與化學等進行互相的滲透與結合,逐漸將環境監測技術的理論發展起來。
另外,在森林與綠地等一些生態系統中3S的技術也逐漸將自身的作用有效發揮出來。在對生態的研究之中,生物大分子是主要的一種研究范圍。和其他的一些手段對比,這種技術有著廣泛、特異等功能,它可利用分子的水平來研究一些生態問題,對于解釋生物和環境間的作用有著很好的利用。
另外在生物技術的應用之中還有一種非常現代的技術手段,也就是PCR,它有著靈敏、快速、準確、便捷等一些優點,對于傳統的辦法來說,它有著不可替代的作痛。它在一些技術的研究中與環境發展之中有著重要作用。
2.2 3S技術的應用現狀
3S主要包含有GPS、GIS、RS這種中獨的技術的結合應用,形成了3S這項綜合的技術。它主要包含了信息的處理、獲取、應用,存在著多方面的好處。
2.2.1 在水資源中的應用
對水資源的調查評價當前國內外3S的技術對于水資源的調查與評價上的應用是非常廣泛的。其主要應用在流域水文的模擬、生態消耗水量的分析、對水資源的評價等等。
對于我國水環境狀況的監測應用將GPS、RS以及常規的監測技術進行有效的綜合應用,并用GIS作為對信息進行處理的一個平臺,能夠有效實現對于一些水域的分布變化、營養化以及沙泥的污染程度實行監測。
2.2.2 在濕地研究上的應用
應用多相化遙感動態監的技術來獲取濕地中的一些信息,并經過對于地理信息中較為系統的技術中的空間分析的功能以及對數據進行有效管理的功能實現濕地信息的及時更細,有效取得濕地的一些變化信息。在濕地的制圖之中,現在許多國家已經逐漸出版沼澤的濕地圖形。在我國還利用3S的技術編制出各種不相同比例濕地的生態圖形等。
2.3 理化科學的應用現狀
隨著科學技術的不斷發展理化學科在環境的監測之中有著非常廣泛的應用。其中的動態壓膜方法的監測技術在二次污染的監測之中應用的非常廣泛,這種技術表面的張力中的環面積和COD互相有著很大相關性質。它主要的原理就是應用熱力學來將溫度推出。并且這種技術不用對于水樣來進行一系列預處理,而且不相同性質與濃度的一些有機成膜的分子可獲得不同動態的膜壓圖形,有效的將分子狀態與結構等充分反映出來。無需任何的添加劑,沒有二次污染的現象發生,適用于水污染的研究。而在理化科學的應用之中,最近的幾年以來,對于DOAS技術的應用已經逐漸形成了一種體系。這種技術工作的原理主要是應用分子窄帶的吸光,來對光譜進行吸收,對于氣體中的組成進行辨別,并經過吸收譜強度來推算出被測量氣體濃度的數值。之后通過一些數據的處理環節,成功的對大氣之中氣體成分之中各種物質含量的多少進行檢測。
2.4 信息技術的應用現狀
2.4.1 對無線傳感器的應用
在環境監測之中對于無線傳感器的應用時一種層次類型的網絡結構,其中最為地步的層次是在監測的實際之中,傳感器的一個節點。之后的上層有基站、傳輸的網絡,最后兩節到網絡之中。
2.4.2 PLC技術的應用
PLC是一種將自動化、計算機一級通信的技術集成一體的一種新型裝置,它在結構之上對于防塵、抗震等都有著有效作用,適合在條件較為惡劣地方或者是工業的現場。對于一些雨水的監測一級農業的生產或是抗旱防洪等方面有非常重要的作用。
3 海洋環境監測技術
3.1 實時監測岸基海洋環境裝置
實時監測岸基海洋環境裝置是一種實時采集地區海洋環境預報數據的系統,它的主要作用是:對岸基海洋的環境進行實時監測,有利于人們及時了解岸基海洋的環境狀況。應用實例有:1991年美國國家海洋大氣局在佛羅里達州坦帕灣安裝了物理海洋學實時系統,能夠實時獲得該海灣的水深、風向、潮汐、潮流以及海面油膜移動等數據和狀態,這些監測得來的數據對海上船只航行、海面油污移動或者海難搜救起到重要作用。平均每年給坦帕灣創造了超過200萬的經濟效益。
3.2 衛星遙感技術
隨著計算機衛星技術的發展,衛星遙感監測技術已經廣泛應用于海洋環境監測,并取得良好成效。應用的技術配置具體包含有多光譜掃描儀、海洋水色成像儀、沿岸帶水色掃描儀和合成孔徑雷達等。一般陸地衛星的多光譜掃描儀是用于沿海懸浮泥沙含量和其擴散狀態的監測;用于工業排污與生活污水的監側。應用實例有:在1972~1977年間出現了3次大范圍海上溢油問題,采用海洋水色成像儀與沿岸帶水色掃描儀用于懸浮物濃度或者海域葉綠素的分析,實現全天24h的海洋油污實時監測,具體監測溢油的分布范圍、油膜厚度、移動擴散狀況和溢油量等。而合成孔徑雷達可以自動生成油污染圖像,能對熱污染與城市污水排放成圖,還能幫助追查突發溢油事件的污染源。
3.3 航空油污監測技術
近十年來來,隨著石油工業的發展,海上石油運輸行業也形成一定規模,由此也引發了石油、原油泄漏等問題,針對這種情況,航空油污監測技術的應用逐漸成熟起來。這項技術具有反應快速等優點,在海洋環境監察及執法取證等方面成效顯著。在20世紀90年代初,英、法、美、日、丹麥等國家在固定海域聯合投放了大概25~30臺型號、功能不一的航空污染監測系統,而且這些國家的海域管理部門都配置了油污監測的實時預報系統,對本國的監測點實施24h不間斷的實時監側,不僅起到有效測量油溢海區的面積、油膜的厚度以及油溢量等,還能精確鑒別污染物種和污染來源,幫助對非法排污者進行有效取證。
4 結束語
環境監測技術能夠為環境保護提供科學合理的依據,對防治環境污染,加強環境保護有著重要的現實意義。今后在工作實踐中,我們需要重視環境監測技術的運用,加大資金投入,進一步規范環境監測的各項工作,提升監測技術、更新監測設備、提高監測人員的綜合素質,建立健全與完善的環境監測體系,推動環境監測工作的進一步發展。
【參考文獻】
[1]胡冠九.淺談我國環境監測技術發展趨勢[J].環境科學與管理,2005(05).
種子是最重要的農業生產資料,優良品種對農作物增加產量和改善品質起著至關重要的作用。控制種子,就掌握了農業競爭的主動權。因此,在當今世界,各國政府都把加強種子科技研究,推動種子產業發展,列為促進農業發展的重要舉措。我國是一個農業大國,常年農業用種量在125億公斤左右,巨大的種子需求量使得我國種子市場日趨成為國際種業競爭的焦點。2002年我國加入世界貿易組織后,這既給我國種業發展帶來了一定的機遇,也使我國種業面臨著具備資金、技術和經營優勢的國際跨國種業集團的挑戰。如何使我國種業適應新的形勢需要,加快技術創新和體制創新,立足國內市場,著眼于國際市場,把我國種業做大、做強,是我國種業發展必須解決的問題。
一、當今世界種業的發展趨勢
綜觀世界種業的發展現狀,當今世界種業發展呈現出三大趨勢:一是行業高度集中,企業規模越來越大;二是高新科技和人才成為未來種業競爭的焦點;三是兼并重組成為企業發展方向,種子公司向規模化、集團化、國際化發展。
(一)行業高度集中
在發達國家,由于長期的競爭,企業不斷的并購重組,種子行業已經形成了寡頭壟斷的格局,少數幾家大的種子集團壟斷了世界種子行業的大部分市場。行業的集中一方面有利于實現資源優化配置、產品優勢互補和提高經濟效益,另一方面有利于充分發揮種業集團公司的規模優勢。根據國際種子貿易聯合會1998年統計,1998年世界種子年營業額超過1億美元的企業有22家,其中美國有8家,法國有5家;這22家企業當年的營業總額達到了75億美元,約占世界種子市場份額的50%左右。在美國的玉米種子市場上,共有190多家經營機構,其中營業額排在前十位的十家企業占據了市場份額的80%,其中先鋒公司占了40%,迪卡占了10%。墨西哥的圣尼斯公司則擁有世界蔬菜種子市場份額的26%。種種跡象表明,未來世界種業的集中程度會越來越高,將逐漸形成少數幾家跨國公司壟斷經營世界種業的格局。
(二)競爭的焦點是科技和人才
隨著知識經濟的發展,科學技術已成為推進人類社會進步的主要力量。當今世界種業甚至世界農業競爭的焦點就是科學技術和掌握科學技術的人才。誰抓住了技術和人才,誰就在競爭中占據了主動??鐕N子公司之所以能在競爭中立于不敗之地,主要得益于基擁有強大的技術優勢。
1、種業競爭的焦點之一——生物技術
目前,世界種業研究已從傳統的常規育種技術進入依靠生物技術育種階段。科學家已從單個基因的測序轉到有計劃、大規模地測繪水稻等重要生物體的基因圖譜,全世界已有6000多項農作物方面的生物技術研究成果進入田間試驗。所以這些都表明,未來世界種子產業競爭的焦點主要是生物技術,尤其是基因工程和細胞工程。生物技術向人類展示了種業的巨大發展潛力,創造著農業革命的未來。許多發達國家已明確提出了“向生物技術要產量”的口號,如美國先鋒公司利用轉基因技術,已開發并推廣了轉基因抗蟲玉米、抗除草劑玉米和轉基因大豆,效益顯著。生物技術的產業化發展也推動了種子產業的并購重級,加速了行業的集中。如美國孟山都公司在收購迪卡公司以后,又以17億美元收購了德爾塔與松地種子公司,進入了農業生物技術育種的領域。
2、種業競爭的焦點之二——人才
人才是企業發展最重要的因素。在知識經濟時代,知識正取代資本成為企業經營的重要因素,企業的競爭最根本的是知識的競爭,而知識的競爭歸根結底是掌握知識的人才的競爭,種子企業也不例外。一方面,企業需要大批科研人才,即育種專業技術人才,這是把科技物化為生產力的重要因素,是提高種子企業科技創新能力、增強發展后勁的關鍵。另一方面,還需要優秀的企業管理人才——種業企業家,即具有企業創新管理理念、能夠根據企業內外環境適時整合企業資源、積極推動企業經營管理、組織機構、管理制度的創新、有效實現企業經營管理目標的企業管理人才。
(三)企業向規?;⒓瘓F化、國際化發展
不斷的并購重組,向規模化、集團化、國際化方向發展已經成為當今世界種子企業的發展方向。由于種子產業本身巨大的經濟效益和其對農業發展的特殊戰略意義,世界各國都把種子產業放在突出的位置,以種子產業的發展推動農業的發展。與此同時,各大跨國公司也紛紛調整戰略,大肆兼并種子公司,向種子產業進軍。如美國化工巨頭杜邦公司兼并了世界最大的玉米種子公司——先鋒種子公司;總部在瑞士的汽巴加基化公司兼并了山度士公司、美國nk公司、羅克斯公司和漢城種苗公司,成為歐洲的種業巨頭;法國最大的種子公司——利瑪格蘭公司先后并購重組了蔬菜、花卉、甜菜等五家種子公司,成為歐洲最大的種子公司之一。
二、我國種業的發展現狀
長期以來,在政府主導下我國的種業體制形成了大田作物品種選育以科研機構為主,種子生產經營以國有種子公司為主渠道,各級鄉鎮推廣機構為分銷網絡,瓜果、蔬菜、花卉等種子科研、生產、經營以科研機構、種子公司、私人種子公司、外國種子公司為主的格局。
(一)種子科研的現狀
在種子科研方面,我國目前有450家專門從事作物品種選育和改良的機構,創辦了約3000余家種子公司。其中,具有農業部全國性種子經營許可資格的企業11家,占22.9%,百強企業10家,占11.8%。由此可見,我國育種機構的數量位居世界首位,與發達國家不同的是在我國承擔育種任務的主要是農業科研和教學單位,種子企業的育種能力很低,絕大多數的公司幾乎沒有研發機構和科研人員,種子企業只是把種子購進,充當銷售的“中間商”。而目前我國農業科研單位的種子科研和開發也不盡人意,雖然《植物新品種保護條例》和《種子法》已經頒布實施,育種科研單位和育種者個人對培育的新品種的知識產權自身保護能力較差,再加上科研經費有限,致使許多優良品種遭受侵權,以至于形成了育種的不如賣種的、搞科研的不如搞經營的怪現象,大大挫傷了農業科研人員的積極性,影響了我國的種業快速發展。
據不完全統計,我國農作物有10000種左右,大部分為未利用的野生植物,栽培植物僅600余種(全世界栽培植物約有1200余種),其中300余種起源于中國或已在中國種植2000年以上。我國植物遺傳育種科研人員長期艱苦奮斗,共收集整理編目了160種植物,38萬份種質資源,并進行了開發利用,先后選育出各類農作物品種6000余個,其中雜交水稻、雜交油菜、高油玉米等育種在國際上處于領先地位。
在育種技術水平方面,雖然我國在某些領域如雜交水稻的研究居于世界前列,但總的來說研究設施和技術水平還比較落后,與世界發達國家還有較大差距。由于育種水平的落后導致我國農產品質量與產量遠遠低于世界水平,根據fao統計資料,法國、日本、德國每公頃谷物產量分別為6516公斤、5847公斤和5334公斤,而我國只有3067公斤。荷蘭每公頃產量,小麥為8000公斤,土豆為4500公斤,甜菜為6800公斤,分別是我國的2.3倍、3.3倍和3.4倍,且質量也優于我國。
(二)種子產業的規模和效益
從市場容量來看,我國商品種子國內市場銷售額大約在200~300億元人民幣左右,居世界第二位;常年種子使用量在125億公斤左右;種子商品率為30%左右,約為發達國家的10%~20%??偟膩碚f,種子市場容量較大,但是種子的商品率比較低,與發達國家有一定差距。
從經濟效益來看,目前大田作物種子的毛利率較低,平均水平在10%~30%之間,而蔬菜和經濟作物等的毛利率則在50%以上(其中以雜交水稻、雜交玉米、抗蟲棉和瓜菜種子的毛利率較高,高達60%以上)。總的來說,我國種子行業的盈利水平略高于其他傳統產業。但是與發達國家相比,我國種子的相對價格和毛利率仍然很低,以美國為例,美國主要糧食作物種子和糧食價格比為30:1,而我國為3:1,相差10倍;美國種子成本占種植業產值比重為6%,而我國僅為1.5%,相差4倍,差距還是相當大的。
從社會效益來看,我國種子對種植業產量增長的貢獻率達到了30%~40%,其產生的社會效益巨大。同時,種子產業的社會效益還體現在其科技價值上。由于生物技術的發展而引發的育種科技革命,使種子產業的技術含量越來越高,未來農業的競爭已經變成了種業的競爭,種子產業已成為衡量一個國家農業科技水平高低的標志。
(三)種子產業產品結構和經營機構
1、產品結構
我國種子市場主要產品結構如表1所示。從種子商品化程度來看,經濟作物和蔬菜的商品率較高。在大田作物中,商品率最高的是玉米,最低的是小麥,也就是說,
表1 中國種子市場主要產品結構
作物種類品種數量播種面積(億畝)銷售額(億元)市場占有率(%)種子總產量(萬噸)種子商品量(萬噸)商品率(%)
玉 米983.9603012011898.3
水 稻654.74723704564.3
油 菜801.05211100
小 麥254.3231165016024.6
棉 花950.68410990
大 豆301.2330930
花 卉9942
蔬 菜702.030153
瓜 類6.3532.5
其 它105
合 計——23200——1250380——
資料來源:農業部種植業管理司種子與植物檢疫處
大多數的農民種植小麥是用自留種子,而很少到市場購買。從市場占有率的情況來看,玉米的市場占有率最高,達到了30%。
2、經營機構
到2002年12月為止,我國種子經營機構多達63000多家,其中僅國有種子公司就達27000多家(國有種子公司主要是按照行政區域設置);其它各種類型的種子公司也很多。如果再加上各級科研院所和育種站,總數將達到67000多家(如表2所示)。如此多的種子經營機構導致了我國種子行業過于分散,經營規模小,經濟效益低,缺少行業科學管理。因而,在激烈的國際競爭中處于不利地位。
表2 種子經營機構種類數量構成
經營機構類別數量(個)所占比重(%)備 注
以育種為主的科研院所30004.5
以繁種為主的鄉鎮農技站和良種場10001.5多數為受托繁種
縣級及以上國營種子公司30004.5
鄉鎮種子站5000074.6大多隸屬縣級種子公司
非國有種子銷售機構1000014.9主營瓜、菜、牧草種(苗)
合 計67000100——
資料來源:農業部種植業管理司種子與植物檢疫處
三、我國種業發展存在的問題
雖然我國種業經過了50多年的發展,取得了較大的成績,但是由于起步晚,投入不足,并且種業本身也帶有濃厚的計劃經濟色彩,使得我國種業與發達國家相比有較大差距,存在不少問題,主要表現在以下幾個方面:
(一)行業過于分散,缺乏競爭力
我國種子經營機構數量多,行業過于分散,集中程度差,僅國有種子公司就有27000多家,其他類型的種子公司就更多了。經營機構數量雖多,但是大多數經營規模狹小,經濟效益低,缺乏競爭力。種子產、加、銷機構的平均年銷售額僅有450萬元,增值額100多萬元;年銷售額超過2000萬元的種子企業不到100家,超過1億元的僅有7家;沒有一家種子公司種子公司的市場份額達到2%,沒有凈資產超過10億元或種子年銷售收入超過5億元的公司,而1999年僅美國先鋒種子公司一家的銷售收入就遠遠高于我國所有種子公司的銷售收入之和,這個差距是較大的。
跨國種子公司早就對中國種業市場虎視眈眈,這些公司集種子科研、生產、加工、銷售、技術服務于一體,資金雄厚,營銷經驗豐富,運行機制靈活,生產的種子質量好,信譽高,深受農民歡迎。加入wto之后,我國將逐步降低關稅,這不可避免的對生產經營規模狹小的國內種子公司產生沖擊,如果我們不及時采取措施,進行種子行業結構調整,面對具備雄厚技術、資金和經營優勢的跨國種子公司的挑戰,缺少了國內保護的中國種子企業將難以抗衡。
值得重視的是,這個問題已引進了國家的高度重視,2001年頒布實施的《中華人民共和國種子法》對種子行業各參與主體做了明確規定,要求種子公司重新進行登記,省內經營的,其注冊獎金不得小于500萬元;全國經營的,其注冊獎金必須在3000萬元以上;還規定“……種子經營者按照經營許可證規定的有效區域設立分支機構的,可以不再輸種子經營許可證……”。這一系列規定將打破目前我國種業市場的地區封鎖,淘汰大批在市場上缺乏競爭力的種業企業,最終形成一些較具規模的在全國種業市場上占有一定位置的大型種子公司。
(二)觀念落后,宏觀調控不力,市場化程度低
我國的種子企業絕大多數是國有種子公司,長期在國家計劃經濟體制下生存,基本上都是封閉的經營,普遍缺乏市場競爭意識,觀念落后,機制僵化,缺乏先進的經營管理手段。主要表現在:
1、政企不分,權責不明
目前,大多數國有種子公司名義上雖然都是獨立法人企業,但由于沒有進行產權制度改革,企業資產依然為國家所有,國家是唯一的投資主體、經營主體和利益主體,兩權不分,政企不分,出現了國有企業常見的弊病。具體表現為人員冗重,產權不明晰,職責不明確,獎懲激勵機制不健全,權利和義務不統一等。在經營上也沒有長期規劃,短期行為嚴重。
2、對種子行業的宏觀管理力度不夠
宏觀調控不力主要表現在:相關的政策法規不完善,沒有建立健全對育種者、生產者、經營者、使用者權利和義務進行有效保護和約束的機制;種子的質量監督、控制體系不健全,檢測手段落后,執法不力;種子的市場信息網絡體系沒有形成,政府對種子市場的管理和調控不能及時奏效等。所有這些都使得種子市場價格波動頻繁,品種雜亂,假冒偽劣種子橫行。
3、市場化程度低
當前,我國的種子市場已漸趨成熟,進入買方市場階段。一些小種子公司從自身的經濟利益出發,以縣境為界限,封鎖市場,不準其他任何單位在本地銷售種子,從而實現區域范圍內的獨家經營,抬高價格,以達到壟斷市場的目的。這種做法直接導致了我國種子市場處于條塊分割、行政壟斷狀態。既影響了全國統一市場的形成,又削弱了這些企業的競爭能力,同時對農業生產也產生了不良影響。
(三)種子企業運行機制僵化,缺乏先進的經營管理手段
我國多數的種子企業運行機制不靈活,資金規模小,盈利水平低,經營管理手段落后。許多企業自身沒有科研人員和育種條件,主要經營科研單位育成的品種,企業依附性強,專業化協作水平低,一方面經營品種小而全,另一方面經營領域專而窄,企業生產要素配置極不合理,缺乏躲避市場風險的能力。另外,我國種子企業還缺乏懂技術、會經營、善管理的復合型人才,這直接影響了企業的運營。
(四)投入不足,缺乏科技創新能力
長期以來,我國種子的科研、生產、推廣和銷售是相互分離的,科研經費完全依靠國家投入,科研水平低,成果轉化速度慢,很難形成一個良性循環。同時,由于行業分散,單個種子企業規模小,資金有限,大都不具備科技創新能力,雖然有少數企業自身也從事科研育種,但其農業科研條件、科研人員數量和科研成果推廣都因資金不足而落后于其他產業,這使我國種業科技創新嚴重不足,在競爭中處于不利地位??蒲杏N是種子企業的生命,沒有新品種,企業也就失去了生存的根本。國外的種子公司都非常重視科研育種,對其投入巨資,如美國先鋒公司1998年的育種科研投入就達到了2億美元,到現在仍堅持每年銷售收入的10%~12%用于科研投入。由于投入大,育種技術高,所以其新品種更新速度快,市場占有率必然就高,從而在競爭中立于不敗之地??梢哉f,育種科研水平的高低直接決定了一個種子企業在市場競爭中的成敗。
(五)對品種知識產權缺乏有力的保護
長期以來,不論是育種者,生產者還是種子經營者都對品種知識產權缺乏充分的了解,沒有新品種知識產權保護意識,給種業的健康發展造成了一定的負面影響。雖然,我國已經頒布實施了《植物新品種保護條例》,但是由于起步晚,宣傳力度不夠和傳統計劃經濟體制的影響,目前對植物新品種的保護力度依然不夠,育種成果本身還沒有成為一種商品。主要表現在:一方面,科研機構及育種專家在轉讓品種時,種子公司通常不愿意或不按照要求支付轉讓費,嚴重影響了科研人員的積極性和科技創新的后勁;另一方面,品種權的私下轉讓、假冒侵權、盜取親本現象嚴重,使得品種權人不能取得培育或轉讓新品種而應得的報酬。這一方面使研機構研究經費補充不足,育種者積極性受挫,新品種開發緩慢;另一方面又使種子企業缺乏新品種來源,后續品種跟不上,從而使種子科研和經營兩大系統都處于低效率運轉的狀態,不利于我國種業的協調發展。
四、我國種業的發展策略和應對措施
隨著加入wto和我國市場經濟的逐步發展、完善,種子行業走向市場、參與國際競爭是大勢所趨。面對經濟全球化的挑戰,面對實力雄厚的跨國種業集團的競爭,我國種業該如何應對,這是擺在所有種業經營者面前的問題。針對目前我國種業發展中存在的問題,借鑒國外種業發展的經驗,我國種業發展應當采取如下的發展策略和應對措施。
(一)當今我國種業的發展策略
當今我國種業的發展策略主要側重于三個方面:一是確定發展方向;二是強化體制創新和機制創新,在種子企業中引入現代企業制度和先進的經營管理手段;三是重視科技創新,加強科研投入。
1、確定正確的發展方向
根據我國國情和世界種業發展趨勢,當今我國種業應向以下三個方向發展:
一是對傳統育種技術進行改造,利用生物技術向傳統育種技術進行滲透,提高農作物的育種效率,向以生物技術為代表的高新育種技術轉變。利用傳統的品種間雜交選育新品種周期較長、效率較低,而以生物技術為代表的高新技術與傳統的育種技術相結合,則可以快捷高效的培育農作物新品種。因此,實施常規育種和生物技術育種相結合的科技創新戰略,逐步提高我國種業的科技含量。
二是種子生產由粗放型向集約型轉變。長期以來,我國的種子生產單位基本上是采取粗放的生產方式進行種子生產,對生產過程缺乏必要的監督與指導,這就導致了商品種子質量不過關,合格率低,對農業生產構成了嚴重的危害。今后的制種過程必須采取集約方式,變一家一戶的繁殖為集中大面積繁殖,加強對播種、去雜、收獲等種子生產關鍵環節的管理。
三是由科研、生產、經營脫節向育繁推、產加銷一體化發展。國外種業發展的成功經驗表明,種子企業要想在激烈的競爭中立足,必須走一體化經營,使科研、生產、銷售成為一個系統的整體。因此,我國種業必須改變目前分散的、小規模的區域經營模式,通過科研成果轉讓、知識產權入股、企業資助科研、資產捆綁重組等方式,實現種業科研、生產、經營的強強聯合,增強國際競爭能力。
2、強化體制創新和機制創新
目前,我國國有種子企業經營不力、活力不強,與企業缺乏科學、有效的管理體制與運行機制有關。因此,當今我國種子企業要想發展,必須更新觀念,強化體制創新和機制創新。
體制創新指在企業中引入現代企業制度和先進的經營管理手段,按照市場經濟的運作方式進行資源重組和資本運營,實現種子企業的強強聯合,促進種子產業的規?;?、集團化發展。
機制創新包括三個方面內容:一是管理機制創新,主要指企業經營思路、組織結構、管理方式及基本制度建設等方面要有所創新;二是經營機制創新,主要是改變現有政企不分、權責不明的企業運行機制,改革種業的產權制度,推行現代企業的經營機制;三是監督機制創新,有效的監督機制有利于調動企業員工的積極性,實現人盡其能,充分發揮員工的主動性和創造性。
3、重視科技創新
科技創新是企業發展的堅強后盾和潛力之所在,種子企業應當建立自己的研發機構,走育種、繁育、推銷一體化的道路。國外種子公司非常重視科技創新,不惜投入巨資,如美國諾華公司平均年投入的科研經費達3.7億美元,占其種子銷售額的6%;而先鋒公司平均年投入科研經費則高達1.8億美元,占其銷售總額的10%。因此,我國種子企業要想在激烈的國際競爭中站穩腳根,必須重視科技創新。一方面,增強技術儲備,利用各種手段引進國外先進的技術和儀器設備;另一方面,重視引進掌握高新技術的人才,把人才做為企業科技創新的主導因素,樹立以人為本的管理觀念。
(二)應對措施
面對加入wto之后跨國種子公司的激烈競爭,我國種業發展應當采取以下應對措施:
1、積極推行種子認證制度,規范種子產業發展
種子認證是指依據程序通過品種合格性認可、系譜繁殖、過程控制、驗證等方式來確認種子的遺傳質量(品種真實性和品種純度)以及通過認可種子檢驗室確認種子的物理質量符合種子認證方案的要求而給予的書面保證(種子認證證書和認證標簽)。
我國種子行業起步較晚,規模小,經營分散,種子營銷行為非常不規范;而現有的種子質量管理體系始終是以種子檢驗為主線,難以保證種子質量。借鑒國際經驗,實行種子認證制度可以解決這一問題,既有利于規范種子行業主體的行為、加強宏觀管理、促進種子貿易的健康發展,又有利于植物新品種保護工作的開展,有效保護育種者的合法權益。
2、利用wto的綠箱政策,加大對種子行業的投資力度
雖然加入wto之后,我國將取消農副產品的出口直接補貼,但是我們可以抓緊時機,利用wto的綠箱政策,加大對種子行業的投資力度,以這種方式對種子產業提供支持。加大投入力度主要包括增加對種子基礎科研、高新技術研究和種業基礎設施建設的投入。我國育種基礎研究比較薄弱,品種資源搜集和利用不足,而這些方面的研究周期長,投入大,企業無力負擔,這項工作就應當由政府來承擔。同時,我們還應當利用綠箱政策,增加對種子生產基地設施、倉儲等基礎性設施的投入,增強我國種子企業參與國際競爭的能力。
3、徹底消除區域分割、行政壟斷造成的國內市場壁壘,實現全國統一市場
我國的種子企業要想在競爭中站住腳,必須走規模化、產業化的發展道路,企業與企業之間實行強強聯合,兼并重組。而我國目前種子產業要想組成能夠抵御國際市場沖擊、參與國際競爭的企業集團還有很大阻力,原因就在于長期以來由于實行“雙重管理”造成了種子行業區域分割,地方保護主義嚴重,阻礙了跨地區的大型種業集團的組建。所以說,我們必須利用加入wto之后的這段緩沖期,徹底消除國內存在的市場壁壘,促進種子企業的規模化、集團化發展,有利于參與國際競爭。
4、加快國有種業企業的產權制度改革
目前,我國種子產業的經營主體仍然是國有種子公司,提高國有種子公司的經營效率有利于增強我國種業的整體實力。因而現有的國有種業企業大都是從原事業單位分離出來的或者目前仍屬于事業性質的單位,這些單位產權不清、責權不明,因而影響了種子企業經營效率。因此,國有種子公司要想成為未來種業市場的競爭主體,就必須加快產權制度改革。在現階段,根據我國經濟體制改革的進程和國有種業企業的現狀,產權制度改革的核心內容是構建投資主體多元化、產權具體化的產權結構,健全企業法人治理制度。具體來說一是明確產權,二是完善監督機制,三是建立健全獎懲制度。
5、樹立品牌意識,完善營銷策略
一個種子企業,要想有競爭實力,必須制定完善的營銷策略,樹立自己的品牌,并讓廣大客戶接受,得到社會的認可。目前我國種子企業普遍缺乏品牌意識,目光短淺,不考慮長遠發展,沒有一套完善的營銷體系,如果這種狀況得不到改變的話,將無法對抗跨國種子集團的競爭。從我國的具體情況來看,樹立品牌、完善營銷策略主要可以從三個方面抓起:一是建立完善的營銷網絡和營銷隊伍,加強對自己產品的宣傳;二是嚴格把關,保證企業經營種子的質量,以質取勝,樹立品牌;三是要為客戶提供優質的售后服務,包括技術指導和跟蹤服務等,以此來占領市場,贏得客戶。
主要參考文獻
1、鄭渝:《中國種業現狀分析與發展戰略研究》,國際種子科技與產業發展論壇論文集,中國農業科技出版社,2002.10:10-16。
關鍵詞:機械制造技術,特點 ,發展, 趨勢
Abstract: the modern technology unceasing renewal, our traditional mechanical manufacturing technology already cannot satisfy the needs of contemporary, we must make great efforts to the development of advanced manufacturing technology, this paper discussed the mechanical manufacturing technology of the status and characteristics, and on the basis of mechanical manufacturing technology development trend for the detailed explored.
Keywords: mechanical manufacturing technology, the characteristic, the development, the trend
中圖分類號: TD406文獻標識碼:A文章編號:
引言:通常意義上講我們所涉及的機械制造技術是對產品的設計、加工、出售、使用、維修以及回收等整個過程進行研究的學科。當今大量應用先進機械制造技術的最終目的是迎合社會發展,提高產品質量以及企業競爭力。技術的革新極大程度上提高了我們技術的進步,人民群眾對其要求也是越來越高,不僅要求外形美觀,質量高檔,價格合理,使用方便,還要求有多樣的品種,快捷的更新,滿意的服務以及高程度的自動化。為了迎合社會的發展,滿足當代人越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
1、機械制造技術現狀及特點
(1)機械制造的現狀:我們的機械制造技術近些年來得到了迅猛的發展,日益受到經濟管理部門關注,取得了一系列的突破,尤其是在自主開發創新能力方面以及行業整體技術水平方面顯著提高。雖然我國也在不斷開發,引進及采用現今的機械制造技術,但與發達國家相比,仍然存在諸多問題,主要體現在設計,工藝,自動化以及管理等方面。隨著社會的進步與工業生產的高度發展,人們對于產品的要求也發生了很大的變化。特別是制造過程和制造工藝也有了新的內涵。進入21世紀后,以計算機技術、網絡技術和通信技術等為代表的信息技術、生物技術及新材料技術,被廣泛應用于機械制造的各個領域,使機械制造技術發生了質的飛躍,制造生產模式發生了重大改變,呈現出高技術化、高數字化、高極端化、高綠色化、高集成化的特點和發展前景。
(2)機械制造技術的特點:先進的機械制造技術具有與時俱進性,系統性,市場性及全球性等特點。先進的機械制造技術既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程,與時俱進,不斷更新;先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體,是一個系統工程;20世紀80年代以后,機械制造業贏得市場競爭的主要矛盾,已經從提高勞動生產率轉變為時間、成本和質量的三要素的矛盾,先進的機械制造技術把這三個矛盾有機結合起來,是市場競爭三要素的統一;隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。
2、機械制造技術發展趨勢
幾年來,我國現代機械制造業不斷采用先進制造技術,機械制造有了顯著的發展,無論制造總量還是制造技術水平都有很大的提高。機械制造從產品研發、技術裝備和加工能力等方面都取得了很大的進步,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(1)科技新時代的到來,尤其是網絡新時代的到來,標志著機械制造技術也必將朝著信息化方向發展。網絡通訊技術的迅速發展和普及給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。所謂機械制造技術信息化是指機械制造業以信息為主導,借助于物質和能量的力量生產出價值,而不同于以往以物質和能量為主導,借助于信息的力量生產出價值。不久的將來,信息產業和智力產業將成為社會的主導產業。
(2)自動化和智能化在我們國家的技術革新中占據了重要的地位。主要表現在制造系統中的集成技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、柔性制造技術和適應現代化生產模式的制造環境等方面。智能化是柔性自動化的重要組成部分。隨著社會的發展,人類早已從繁重的體力勞動中解放出來,然而生活水平的提高促使人類不滿足于此,如今我們還要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來,以便有更多的精力從事高層次的創造性勞動,智能化促進柔性化的發展,它使生產系統具有更完善的判斷與適應能力。智能制造將作為一種模式,是集自動化、柔性化、集成化和智能化于一身,并不斷向縱深發展的高技術含量和高技術水平的先進制造系統,也是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統,它突出了在制造諸環節中以一種高度柔性與集成的方式,借助計算機模擬的人類專家的智能活動,進行分析、判斷、推理、構思和決策,取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動。
(3)技術和管理柔性化。實現機械制造的柔性化是為了更好的適應多變的市場和產品需求,柔性化包括技術柔性化和管理柔性化。我們這里所談論到的所謂技術柔性化也就是我們在施工過程中所使用裝備和技術路線不受工藝及產品種類的約束,這樣的技術就會使我們的工藝得到更大的提升。我們需要在工作中重視管理的柔性,這就是要求我們需要了解管理柔性化的優勢,在我們的實際管理中需要重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出如準時生產、敏捷制造、精益生產、并行工程等新的管理思想和技術。在整個的流程中我們的人為因素發揮了重要的作用,為了使我們整個制造生產系統無論在技術、管理或是人員、組織上都具備充分的柔性必須進行柔性化管理。柔性化管理必須重視人性化管理,尊重人性,從而增強員工的責任感和自主精神,充分調動員工積極性,在日益強調環保的今天,綠色制造技術的出現賦予柔性化更深的含義。
(4)機械制造的靈活化。靈活化也就是盡可能地縮短從設計生產到出售使用的時間,使機械制造廠的機制能靈活轉向。未來的市場是具有高度不確定性的,為了迎合多變的不可預期的市場,機械制造必須具有高度的靈活性。
結語:在技術飛速發展的今天,我們越來越能發現機械制造行業的重要性。我們國家近些年來逐漸將機械制造業發展成為我國工業中的核心,其在國民經濟的發展中有著不可替代的作用,對于提高我國的綜合技術實力有著十分關鍵的作用。這就是要求我們從業人員不斷加強機械制造技術水平,掌握好相關的發展方向,也就能在最終實現提高產品質量及企業效益的目標,保證我國在激烈的市場競爭中處于不敗之地。
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一、醫藥研發外包的定義及范圍
醫藥研發外包(CRO)是一種為各類醫藥企業提供新藥臨床研究等服務,并以之作為盈利模式的專業組織。最初,CRO提供的服務主要集中在臨床試驗方面,目前業務范圍已經向化學結構分析、化合物活性篩選、藥理學、毒理學、藥物配方、試驗設計、藥物發現、臨床前沿研究、藥物基因組學、I―Ⅲ期臨床研究、藥物代謝研究、藥物安全性研究、研究者和試驗單位的選擇、監查、稽查、數據管理與分析、藥物申報注冊、信息學、臨床文件和政策法規咨詢等諸多方面擴展。
二、醫藥研發外包全球發展現狀及趨勢
(一)全球醫藥研發外包的發展現狀
1、全球醫藥研發增長態勢強勁
根據 Frost&Sullivan報告,在全球生物醫藥產業中,CRO承擔了近1/3的新藥開發組織工作,在所有的Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗中,有CRO參與的占2/3。CRO服務的全球市場以每年20―25%的速度增加。1999年全球CRO業務額為76億美元,到2005年為163億美元,2010年增加到360億美元,復合增長率大約為13.8%。臨床試驗外包業務將在企業研發預算中占有越來越重的份額。據Reuters Business Insights分析,2006年醫藥企業的內部研發費用為680億美元,CRO臨床試驗項目費用為190億美元,到2010年分別上升為910億美元和360億美元,CRO臨床試驗費用在過去5年內幾乎翻了一翻。未來3年,醫藥研發年投入增速將放緩為9.6%,CRO將達到16.3%。
2、美國占CRO一半以上市場份額且發展成熟
2007年,美國有300多家CRO公司,市場占有率達到65%,如世界排名前列的昆泰(Quintiles)、科文斯(Covance)等,這些公司約占全球CRO的40%。美國CRO產業比較成熟,能夠提供早期藥物發現、臨床前研究、各期臨床試驗、藥物基因組學、信息學、政策法規咨詢、生產和包裝、市場推廣、產品和銷售支持、藥物經濟學、商業咨詢及藥效追蹤等一系列服務。
3、歐洲和日本CRO市場具有較好的成長性
歐洲醫藥研發僅次于美國,列全球第二位。歐洲約有150多個CRO公司,2007年全球市場占有率為23%,2010年上升為29%。日本CRO產業起步于20世紀90年代初,1997年日本以國際化為標準的新GCP頒布,厚生省(衛生部)對臨床實施規范和數據質量要求上升,促使了日本醫藥研發服務外包的發展。日本醫藥研發外包以每年30―40%的速度成長,EPS、CMIC等前3家CRO龍頭企業占據了日本CRO業務50%的市場份額。
4、印度等發展中國家具有較大的承接優勢
印度人力資源的費用只相當于美國的1/7,憑借人力成本和語言優勢,在CRO市場中占有一席之地,2005年市場份額達到1.2億美元。印度擁有61家經美國FDA批準的制藥廠,是除美國以外最多的國家。印度目前已經從CRO產業鏈的低端向產業鏈的高端轉移,在基因測序、DNA 文庫構建、新型農作物品種的遺傳學研究和生物信息學方面前景看好。
(二)全球醫藥研發服務外包發展趨勢
1、市場規模和業務范圍迅速擴展
2002年,世界生物醫藥研發外包市場規模為100億美元,2005年增長到163 億美元,2010年增加到360億美元。2005年全球制藥行業研發活動外包的比例為24.7%,也就是說,約1/4的研發工作選擇外包方式。到2010年,外包研發支出占研發總費用比重提高到40%左右。生物醫藥研發外包業務正擴展到臨床試驗之外的更加廣泛的領域。如,藥物研發、臨床前研究、藥物經濟學、藥物基因學、藥物安全性評價、Ⅰ期―Ⅳ期臨床試驗、數據管理與分析、信息學、政策法規咨詢、產品注冊、生產和包裝等。大型CRO公司的服務也在增加。
2、向亞洲國家轉移的勢頭加快
近年來,一個新藥的全球平均研發成本由過去的5億美元上升到12億美元,且成本不斷上漲,由此帶動了醫藥研發服務外包的不斷擴展。發展中國家具有人力成本低廉、相關人才密集、病患者資源庫豐富等有利條件,國際大型的CRO公司都加快步伐將新藥開發中的非核心業務脫離出來轉移到印度、中國、巴西等發展中國家。中國醫藥研發人力資源成本約為美國的1/10,而印度的人力成本是美國的1/7。
3、醫藥研發外包聯盟(CROSA)趨勢更加明顯
由于單個醫藥研發外包企業技術及信息、服務范圍比較有限,特別是面對難度大、涉及范圍廣的病癥難以應對,醫藥研發外包聯盟可以把具有高質量服務能力及研發能力的機構聯合起來,解決世界性的醫療疾病,所以這類世界性的聯盟越來越多。
4、 CRO企業市場并購重組迭起
2009年11月,世界前三大CRO組織之一的PPD公司先后收購了依格斯醫療科技公司和保諾科技。PPD公司的強項是后期臨床實驗,保諾的優勢是藥物研發前期的一體化開發,依格斯在臨床試驗上占優,并購后PPD不僅增強了研發能力,而且成為目前在華運營的最大跨國臨床研究機構。
5、醫藥研發離岸外包成為跨國醫藥公司最重要的創新模式
國際生物醫藥產業已不局限于將公司非核心研發業務進行離岸外包,而是在控制新藥核心知識產權的前提下,開展多種形式的研發業務離岸外包模式。如,美國諾華(NOARTIS)公司與世界范圍的CRO公司開展從藥物發現到臨床試驗等全面的研發合作,將新藥研發實現外部化;輝瑞(PFIZER)公司實施戰略性緊密型研發外包模式,將化學服務業務整體外包給俄羅斯的ChemBridge公司,實行新藥研發的部分外部化。此外,跨國醫藥公司在新興市場國家建立離岸全球研發中心,實現醫藥研發外包的內部化。
三、我國醫藥研發外包的發展現狀、問題及趨勢
(一)我國醫藥研發外包的發展現狀
1、醫藥研發外包總體增長迅速
2011年,我國醫藥研發(臨床前和臨床研究)外包服務市場規模將達到123億美元。2006年臨床前研究市場規模為25億美元,2011年將達到51億美元左右,2006―2011年的復合增長率約為15.7%;2006年臨床研究市場規模為34億美元,2011年將達到72億美元左右,2006―2011年的復合增長率約為15.8%。
2、醫藥研發外包企業數量和業務范圍不斷擴大
在國際CRO企業的帶動下,以及我國鼓勵新藥研發政策的大環境下,醫藥研發外包得到了迅速發展。1996年,MDSPharma Service在中國設立了第一家CRO企業從事藥物臨床試驗業務。隨后,其他跨國CRO開始陸續在中國設立分支機構。
目前,我國從事CRO業務的各類機構主要集中在京、滬兩地。北京醫藥研發外包企業數超過200家,集中在中關村生命科學園,業務量達20億元,占了中國市場份額的25%。上海醫藥研發外包企業數超過300家,主要集中在張江藥谷,業務量達28億元,占了中國市場份額的30%。
從企業性質劃分來看,第一類是昆泰、科文斯等跨國企業在中國的分支機構。第二類是合資型企業。如,Kendlewits,Ever progressing systems(EPS)等,服務對象主要是小型跨國企業及一些大型本土企業。第三類是本土企業。如,依格斯北京醫療科技有限公司、上海藥明康德新藥開發有限公司、杭州泰格醫藥科技有限公司等,這類企業約有200家,服務對象為中國本土企業,服務內容包括改變劑型、仿制藥研究以及臨床研究等。
從醫藥研發外包企業承擔的業務范圍來看,第一類是從事臨床前研究的CRO企業。這類企業主要從事與新藥研發有關的化學、臨床前的藥理學及毒理學實驗等內容。第二類是從事臨床試驗的CRO企業。第三類是從事新藥研發咨詢。當前國內的CRO機構中從事這類業務的占絕大多數。
3、醫藥研發外包專業性人才優勢和成本優勢突出
我國大量高素質、低成本的人力資源將成為歐美醫藥企業青睞的主要因素。據統計,2006年,我國在化學制藥和生物制藥領域的畢業生分別達3.9萬和2.2萬人次,2006―2009年期間復合增長率為12%。其次,伴隨著中國CRO行業的快速發展,大量的海外人才及中國留學生不斷向國內流動,對我國醫藥研發外包能力提升發揮了關鍵性作用,中關村、張江、泰州等國家生物產業基地的許多醫藥研發外包企業是留學生創辦的。此外,較低的人力成本提高了我國醫藥研發外包的國際競爭力。在國際醫藥研發成本中,1/2以上的費用是人力成本的花費。與發達國家相比, 我國聘請研發人員、臨床工作人員和招募受試者的費用都較低。據Quintiles 分析, 在中國及亞洲其它一些國家進行臨床試驗比西方國家節約近30%的費用。
4、醫藥研發園區和產業基地集聚示范效應初步顯現
“十一五”期間,國家發展改革委等部委選擇了產業基礎好、創新能力強的地區加快國家生物產業基地建設,認定了12個國家生物產業基地、10個生物產業領域的國家高新技術產業基地。據不完全統計,目前全國有各類醫藥產業園區100多個,分布在北京、上海、江蘇、廣東、吉林、四川、湖南、湖北等25個省市。通過10多年的發展,中國部分醫藥園區形成了集群效應,吸引了一批留學生回國創業,對加速科技成果轉化發揮了重要的作用。中關村生命科學園、張江生物醫藥基地、泰州醫藥高新區、本溪生物醫藥產業基地等呈現蓬勃發展態勢。
(二)中國醫藥研發外包面臨的主要問題
目前,中國醫藥研發外包仍然存在企業規模較小、業務范圍狹窄、外包層次較低、同質化現象比較嚴重、行業缺乏國際通行標準,以及企業發展的外部環境不規范、法律法規不健全等問題,這些都影響了中國承接國際醫藥研發外包業務。
在服務范圍上,發達國家CRO企業比較成熟, 具有龐大的國際資源網絡和信息網絡, 能提供全產業鏈的服務, 服務范圍涵蓋了新藥研發到市場銷售的全過程。而國內CRO公司業務范圍及服務內容比較單一。在企業規模和價值鏈上,中國CRO企業大多為中小型企業,以新藥研發咨詢、新藥申請報批以及新藥注冊為主。大多處于藥物研發價值鏈的下游領域,目前的新藥研發主要停留在改劑型、改規格、改包裝、改變給藥途徑等簡單的、低水平階段。在制度環境上,國內實行的資質認證及質量標準體系與國際通行的標準不統一。這是國內CRO企業承接離岸醫藥研發外包的主要制約因素。雖然我國大力推進GMP、GCP等質量體系建設,但與西方發達國家的質量體系相比仍然有很大的差距。其次,是知識產權保護上制度的不健全??鐕扑幤髽I之所以不愿意將新藥發現等方面的業務外包給國內CRO公司,其中一個重要原因是基于知識產權考慮。
(三)中國醫藥研發外包發展的主要趨勢
生物產業是國家“十二五”時期的戰略性新興產業和高技術領域的支柱產業,隨著這一戰略目標的實施,政策支持體系將繼續完善。同時,醫藥研發市場規模擴大,企業競爭力增強,這些都將為中國醫藥研發外包發展壯大帶來黃金機遇期。
1、國內外市場規模持續擴大
首先,隨著中國人力資源優勢、技術能力提升、設備條件改善、政策環境完善等因素,國際大型制藥企業將新藥研發業務持續向中國轉移。溫德爾?巴爾說過,跨國公司希望進入中國迅速擴大的醫療保健市場,并分享其龐大的研發外包人才庫。其次,隨著中國的醫療體制改革,醫療保障水平、保障能力、保障層次不斷提高,農村醫療保障體系的全面覆蓋,城市高消費群體對醫療保障的需求層次提高,將使國內醫藥研發需求持續擴大。這既為本土CRO企業帶來了發展機遇,又為外資CRO企業開拓中國市場提供了機遇。第三,國內外醫藥企業研發投入普遍提高將直接為醫藥研發外包市場帶來增長效應。隨著全球疑難病癥增多,醫藥市場競爭加劇,導致制藥企業研發經費投入普遍提高。國際制藥企業的研發費用投入一般占銷售收入的15―20%左右。目前,中國企業不足5%,有的甚至不到1%,還有很大的增長空間。隨著國內制藥企業實施自主創新戰略,應對國際競爭壓力,以及國家《藥品注冊管理辦法》等政策支持因素,也將帶動國內企業醫藥研發投入有所上升。
2、醫藥研發外包行業集中度、專業化及綜合化水平大幅提高
目前,中國醫藥研發外包業務主要集中在具有一定規模的企業。如,上海藥明康德、開拓者化學、美迪西、先導化學、輝源生物科技(原華大天源)等企業都有相應的外單。從技術市場登記的合作分析中可以看出,藥明康德承接的研發外包業務占到上海研發外包業務總量的50%左右,在專業化上體現出較強的優勢。其次,是美迪西、開拓者化學、睿智化學等幾家企業。中國本土CRO企業經過十余年的發展,業務領域專業化和綜合化趨勢較為明顯。
3、戰略聯盟將成為我國醫藥研發企業提高國際競爭力的主要模式
隨著全球醫藥研發外包對承接方的專業化及一站式服務的要求加強,縱向一體化戰略正成為CRO行業拓展業務范圍,提升盈利能力,提高競爭力的主要手段。目前,中關村、張江高科技園區已經逐漸形成了中國生物技術外包聯盟(ABO)、中關村CRO聯盟、浦東新區生物醫藥研發外包服務聯盟、生物醫藥研發外包工作委員會等CRO的聯盟,并逐漸發展成為中國CRO的中堅力量。中國生物技術外包服務聯盟(ABO)整合自l6家外包機構,通過品牌共享和營銷協作的形式,提供從新藥研發、臨床前研究、臨床實驗到登記和簽約生產的“一站式合作研究服務”,使聯盟整體經營收入翻了一倍。
4、歐美和日本等發達國家仍是中國醫藥研發服務外包的主要來源地
目前,中國醫藥研發外包主要來自發達國家市場。北京醫藥研發外包企業主要承接美國、丹麥、瑞典、日本和韓國業務。上海醫藥研發外包企業則主要承接美國、日本、英國、香港、瑞典、法國業務。
四、政策建議
第一,加強產業政策扶持,不斷完善和優化發展環境。應針對醫藥研發外包行業特點繼續完善減免稅政策、人才引進和培訓政策、融資政策、知識產權保護政策等相關優惠政策。
第二,注重服務體系建設,為中國CRO企業承接國際業務創造條件。要重視各類醫藥研發外包平臺、行業組織及中介機構建設,為企業承接各種國際新藥研發業務提供幫助。組建國家醫藥研發外包服務中心、產業聯盟等機構,推介我國醫藥研發外包企業,提高承接大宗國際業務能力;創辦國家醫藥研發外包專刊、網站等加強宣傳和信息交流,增強國內相關機構對CRO的認知度。
第三,積極推動國內醫藥研發外包企業通過兼并重組、企業聯盟等形成發展壯大,形成龍頭企業,整合產業鏈。
第四,實現CRO企業與新藥研發企業的良性互動。近年來,醫藥研發外包已成為提高生物醫藥企業創新能力和建立外部知識產權網絡的重要手段。CRO行業的成長對于推動中國新藥研發的自主創新能力和專業化分工水平,提高中國醫藥行業整體競爭力發揮了重要作用。
第五,加強各類生物醫藥產業基地、園區建設,繼續提高醫藥研發外包的聚集效應。
從本質上來看,微電子技術的核心在于集成電路,它是在各類半導體器件不斷發展過程中所形成的。在信息化時代下,微電子技術對人類生產、生活都帶來了極大的影響。與傳統電子技術相比,微電子技術具備一定特征,具體表現為以下幾個方面[1]:(1)微電子技術主要是通過在固體內的微觀電子運動來實現信息處理或信息加工。(2)微電子信號傳遞能夠在極小的尺度下進行。(3)微電子技術可將某個子系統或電子功能部件集成于芯片當中,具有較高的集成性,也具有較為全面的功能性。(4)微電子技術可在晶格級微區進行工作。
2微電子技術發展歷程概述
微電子技術誕生于20世紀40年代末。1947年,巴丁、布萊頓與肖克萊發明了晶體管,這使得電子技術有了極大的突破,也為微電子技術的后續發展奠定了基礎。至20世紀50年代末,集成電路的出現推動了電子技術革命,這也意味著微電子技術變得愈來愈成熟,并進入了快速發展期。同時,計算機技術應用范圍的不斷拓展,也進一步促進了微電子技術的發展。至20世紀70年代,伴隨著微型計算機的出現,讓微電子技術發展達到了空前的高度,也奠定了微電子技術在高新技術當中的核心地位[2]。如今,微電子技術已走入人們的生活當中,計算機、手機、家用電器的制造、生產都離不開微電子技術的支持。同時,微電子技術也成為了國防工業、印刷工業、汽車工業等工業生產當中不可或缺的核心技術。甚至可以說微電子技術無處不在,它已經與整個社會形成了一種相互依存的關系。相對于發達國家而言,我國微電子技術起步較晚。但近年來,我國的微電子技術取得了很大進展,特別是在納米集成技術方面有所突破,并且集成規模也變得愈來愈大。其中華為公司在移動芯片方面已經處于國際領先地位,旗下的海思芯片已經能夠與高通、三星等芯片一較長短。如今我國已經成為全球最大的消費類電子市場,在市場刺激下,我國微電子技術整體水平還將進一步提升。
3微電子技術發展趨勢分析
3.1硅基CMOS電路
在硅基技術不斷進步、不斷成熟的情況下,硅基CMOS的應用深度也在不斷提升。從硅基CMOS電路發展趨勢來看,硅晶圓片的尺寸正在不斷擴大,然而特征尺寸(光刻加工線條)卻變得愈來愈小。早期的硅片尺寸為2英寸居多,經過3、4、6英寸的過渡發展,如今已經達到8英寸水平[3]。近年來,集成電路制造工藝技術的進一步突破,使得硅片尺寸已經達到12英寸以上,直徑超過300mm。硅片尺寸的擴大,意味著整體生產成本能夠進一步降低。英特爾公司在集成電路芯片制造方面一直處于行業領先地位,從2011年開始英特爾便具備了成熟的32nm制造工藝。近年來,由32nm工藝到22nm工藝,再到如今主流的14nm工藝,體現了集成電路制造技術的快速發展。未來兩年內,器件的主流特征尺寸將朝著10nm、7nm方向發展。當然,在硅基CMOS電路特征尺寸不斷縮小的情況下,器件結構的物理性質會變得愈來愈大,不可能完全按照摩爾定律一直發展下去,甚至可以說硅基CMOS電路已經遇到了一定的發展瓶頸。要讓其突破發展瓶頸,必然需要新材料的支持。高K材料、新型柵電極及新制造工藝將是促使其進一步發展的關鍵。
3.2生物芯片
生物芯片是微電子技術未來重要的發展方向之一。生物芯片是一種微陣列雜交型芯片,其中微陣列主要由各類生物信息分子所夠成,包括DNA、RNA、多肽等。它是典型的生物技術與微電子技術的融合性產物。在陣列當中,各分子序列是預先所設定的序列點陣,并且序列與位置都是已知的[4]。以生物分子特異性作用為基礎,可將生化分析過程集成于芯片表面,這樣便能夠實現生物成分如DNA、RNA、糖分子、蛋白質、多肽等的高通量快速檢測。在生物芯片技術水平不斷提升的過程中,其應用范圍也在逐漸擴大。例如,Santford與Affymetrize公司所生產的DNA芯片上含有超過600種的基因片段。在芯片制造過程中,先在玻璃片上蝕刻出微小溝槽,在將DNA纖維覆于溝槽上,以不同DNA纖維圖形來體現基本片段的差異性。利用電場等手段可讓某些特殊物質將部分基因的特征表現出來,從而實現基因檢測。又如,三位美國科學家被授予了一項關于量子級神經動態計算芯片的專利。此類芯片功能性較強,可進行高速非標準運算,這給量子計算領域的發展帶來了巨大的推動力。該芯片是物理過程與生物過程的結合產物。以仿生系統為基礎,在接口界面通過突觸神經元連接,可實現反饋性學習,無論是運算速度,還是運算能力均具有較高水準。一旦該技術成熟后,可在民用及軍事領域大范圍應用。
3.3集成系統
集成系統是微電子技術發展的重點方向。以往微電子芯片都是以集成電路芯片為基礎,然而,電子信息類型及數量的不斷增多對集成電路芯片提出了新的要求,要求其具備更低的功耗、更快的速度,并且能夠快速處理不同類型的復雜智能問題。在此需求下,SOC(系統級芯片)概念愈來愈受到關注。SOC具有極強的集成性功能,不但能夠將信息處理系統、執行器集于一體,還能集成生物、化學、物理敏感器[5]。目前,SOC已經成為了移動終端中最為主流的芯片解決方案。部分手機的SOC性能已經達到了很高的水平,甚至接近于桌面級CPU。以蘋果的A10芯片為例,A10晶體管的數量已經超過30億,其整體性能較上一代A9芯片提升了約40%,所集成的GPU性能較A9也有50%的提升,但整體能耗卻下降了30%。同時,SOC當中還集成了數字信號處理器模塊、控制器模塊、存儲器單元模塊等多個模塊,可以勝任各種任務。未來隨著相關技術的不斷成熟,SOC還將具備更大的發展空間,并成為社會生產當中不可或缺的一部分。
3.4微電子制造工藝
穆爾定則指出,集成電路的集成度每3年左右就會成倍增長,而特征線寬則會下降30%。特征線條愈窄,也就意味著集成電路的工作速度愈快,并且單元功能消耗功率也會一定幅度下降。集成電路集成度的不斷增大對相關制造技術(光刻技術、蝕刻技術、擴散氧化技術)也提出了新的要求。(1)光刻技術。利用波長為436nm光線,即可獲取亞微米尺寸圖形,從而得到集成度為1M位與4M位的DRAM。然而i射線曝光設備的出現進一步提升了光刻技術整體水平。利用i射線曝光可獲得半微米尺寸及深亞微米尺寸圖形,得到16M位與64M位的DRAM。目前主流的光刻技術為248nmDUV技術及193nmDUV技術,未來納米壓印光刻技術及極紫外光刻技術均存在較大潛力,極有可能成為下一代的主流光刻技術。(2)蝕刻技術。在高密度集成電路制造過程中,由于特征尺寸的不斷縮小,對蝕刻工藝的要求也在不斷提升。隨著相關工藝的不斷成熟,采取CER等離子源及ICP高密度等離子源,并將其與靜電卡盤技術相結合,可進一步提升蝕刻效果。(3)擴散氧化技術。以往的氣體擴散法需要在高溫條件下長時間擴散,才能獲得擴散層。新一代的離子注入技術進一步提升了擴散氧化效果。采取離子注入技術,可在任意位置置入雜質,再經過低溫處理,便能得到擴散層。
3.5立體微電子封裝
在電子產品集成度不斷提升的情況下,微電子封裝已經成為主流封裝技術。相對于傳統封裝技術而言,微電子封裝技術具有高性能、高密度的特征,具有更好的適用性及更高效率。從發展趨勢來看,未來微電子封裝技術將朝著少封裝、無封裝的方向發展,平面型封裝會逐漸轉向立體封裝。立體封裝是基于傳統微電子封裝技術發展而來[6]。立體封裝可將兩個及以上的芯片在單個封裝中進行堆疊,即實現正方向上的多芯片堆疊。換句話說,立體封裝是一種典型的堆疊封裝技術。通過立體封裝能夠大幅度提升組裝密度,提升幅度可達200%至300%。目前立體封裝主要包括三種形式,即有源基板立體封裝、疊層立體封裝及埋置型立體封裝。上述三種封裝方式各具特點,適用于不同類型的芯片。
4結語
在微電子技術不斷發展的過程中,它的影響力變得愈來愈大,并逐漸成為了衡量國家科學技術實力的重要標志,也體現了國家的綜合實力。未來,微電子技術還將具備更大的發展空間,它將成為引導人類社會發展、推動技術革命的重要因素。
參考文獻
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關鍵詞:石油勘探;技術;發展;趨勢;展望
0 引言
隨著經濟全球化的發展,石油工業也面臨著嚴峻的形勢,這些情況決定了石油技術的發展方向,在新世紀的發展過程中石油工業主要的發展障礙有很多方面,其中主要的幾個方面有:市場競爭加劇、勘探開發程度要求越來越高、能源需求越來越大、對于綠色環保也提出了更高的要求,這些挑戰對石油技術的發展提出了發展要求,要盡可能的開發儲量、提高產能和開發率、保持綠色的開發和運輸、降低成本、提高效率和效益,這些特點就決定了油氣勘探開發的趨勢技術變革一定會越來越快,學科之間的交叉和滲透越來越深入,技術方法的綜合應用更普遍,生物技術、納米技術、自動技術以及信息技術的應用會更多的推廣到石油勘探工作當中,這些改變將會對石油勘探行業產生巨大而深遠的影響。
1 石油勘探技術發展方向
隨著油氣勘探開發技術的不斷發展和領域的不斷擴大,石油勘探工作逐漸有所變革,在石油勘探工作當中物探技術的基本發展趨勢就是高密度三維采集、大數據處理解釋及重磁電震綜合研究,包括百萬道地震數據采集系統、超高密度數據采集與處理技術、波動方程研究、全波形反演、淺水、陸上、深層CSEM、三維井眼地震、地震數據與其他數據綜合解釋、開發自動地震搜索引擎等技術等。以下進行相關解釋。
1.1 綜合配套技術的發展 隨著勘探開發的不斷進行和開發技術的不斷完善,在油氣資源開發過程中開發難度將越來越大,油氣開發剩余資源的自然地理位置將越來越嚴峻,中東以外的各個國家的油氣位置都相當不利,多處在沙漠、高山、深海等地區,另外在石油開發進行到一定程度之后剩余的油藏類型將更為復雜,油田規模越來越小,油田品質有所降低,這就對勘探開發提出了更高的要求,需要勘探技術的快速發展,綜合運用多種技術和方法進行勘探,降低成本消耗將是未來的主要發展需求和趨勢。例如復雜的碳酸巖勘探配套技術的適用,尤其是對于高風險、高寒地區更為適用,另外對于深海盆地等也有相應的配套技術,隨著勘探地區的需求,特色配套技術的發展也會隨著地區特點不斷地進行。從而提高開發效率和開發安全性。
1.2 地球物理勘探技術 地球物理技術作為一項勘探主要技術將會不斷地發展和完善,在經歷了數字時代和三維地震的應用之后,地球物理勘探技術仍將不斷地發展,注入新的活力適應油藏形勢,對物探特別是地震資料的信噪比、分辨率及構造成像精度提出了更高的要求,物探技術隨著油田勘探內容的不斷變化也會不斷成長,未來物探技術仍將保持主導地位,扮演重要角色。
1.3 全波形反演技術 全波形反演技術方法是對地震波場的運動學和動力學信息有效利用,從而對地下結構進行重建,能夠清晰地揭示復雜地質環境下的構造以及巖性細節信息,并且隨著油氣開發的難度越來越大,全波形反演技術也在不斷的完善和發展,從成像效果以及速度模型上都有所完善,能夠深度分析區域深部構造,詳細進行成像演化分析,對地表環境進行有效的勘探調查,監理宏觀速度場模,從而提供有力的數據支持,為油氣的開發奠定基礎。但是這種方式還是存在一定的缺陷,例如算法不穩定,計算量太大,在實際應用中不能很好的為油氣開發服務,計算機技術的快速發展為全波形反演技術提供了技術基礎,如何利用大偏移數據對內部成像進行改善,如何利用低頻數據進行全波形反演、如何進行彈性波和全波形反演,如何去掉全波形反演中的多次波和繞射波,以及對于全波形反演的一階近似如何快速收斂等方面。隨著計算機計算能力的不斷提高,這一技術應用將會不斷拓展。
1.4 微地震監測技術 在地球物理勘測技術當中,地震監測是一項非常有效的監測方式,所謂的地震監測就是通過在生產活動中的地震事件進行監測和分析,從而得出大量的數據來推測地下狀態以及效果,微地震監測分為井中監測以及地面監測兩種方式,其中井中監測就是目前非常規勘探領域主要的地球物理技術之一。在監測目標區域周圍臨近的井中進行布置和接收的排列即為地震監測技術,井的布置和排列要根據具體的情況進行設定,與井中監測不同的是,地面監測由于精度較低、信噪比低等問題不如井中監測的可靠性和反演性好。
1.5 天然氣技術的取代 在資源的開發工作當中,石油作為不可再生資源不會取之不盡,終有枯竭的一天,這就對能源的應用造成了限制,需要我們不斷地開發各種新能源作為代替,其中應用較為普遍的即為天然氣。天然氣的不斷發展實現了部分替代的功能,另外一些非常規油氣資源的勘探工作也將會是未來幾年的發展方向,在非常規油氣資源的勘探中將會投入更多的研究和試驗,從而促進替代能源的發展。
2 石油勘探技術信息化發展
近年來,高性能計算系統成為推動石油地震探測技術的最主要動力,lCPU技術的進步、微處理器技術的進步大大提高了由此構造的計算節點和I/O的計算性能和高速網絡技術的進步。高速網絡使得松散耦合系統之間的通訊帶寬大幅度提高,帶有處理能力的網絡接口和新的通訊機制有效地降低了通訊開銷,提高了并行效率和并行程序系統。多種可移植并行程序編程環境進入實用階段,已經出現Omega等多種成熟應用系統。
高性能計算能賦予用戶前所未有的計算能力。作為高性能計算的重要組成部分:高性能網絡平臺的建設無疑是重中之重,數據的傳輸能力則受到帶寬和時延的限制,作為核心連接設備的交換設備又是其重要影響因素。對于高性能網絡建設和石油通信行業有很大的推動作用,并能夠通過高性能交換機不斷地推出引領市場并靈活滿足行業應用的高性能交換設備。
3 結語
綜上所述,石油勘探技術的不斷發展需要依托于自然科學的進步、信息技術的進步等,這就需要在石油勘探的發展中要不斷地綜合各項科學進行有機的融合,實現石油勘探技術的全面發展,提高石油勘探技術的層次化、科學化和智能化,有效的保障能源的供應。
參考文獻:
[1]劉德祥,韓金有.石油勘探技術的發展前景展望[J].化工管理,2014(35):119-119.