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关键词:生物农业,战略新兴产业,生物育种技术,发展战略
中图分类号:S-1 文献标识码:A 文章编号: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
当今世界正处在信息经济时代,人类所面临的贫困人口增加、食品短缺等问题的解决或缓和,都直接或间接地与现代生物技术有着密切的关系。生物农业作为现代农业与生物技术的结合体,是农业发展到生物经济时代的一种必然趋势,是现代生物技术最重要的应用领域之一。随着人类对农业生物技术认识的不断深入,相关国家纷纷把农业生物技术作为提高国家农业竞争力的突破口,生物农业成为全球倍受关注的热点[1,2]。
1国际生物产业发展动态与趋势
生物技术的高速发展为农业科技革命和农业发展带来了契机,它不仅加快了传统农业向现代农业转变的进程,而且在保障食物安全、保护环境、寻求替代能源等方面发挥着巨大的作用[3]。当前许多国家在生物农业产业方面的意识空前提高,希望通过整合产业资源、完善产业链条、抢占产业上游谋求对产业链的掌控和垄断。
1.1国际生物农业产业发展动态
生物产业以再生性资源为主要原料,能源需求较少,污染性低,是创造绿色GDP的产业,兼具知识经济和循环经济的双重特征。自1983年首批转基因植物如烟草、马铃薯问世,特别是1996年转基因大豆等研制成功并实现环境释放以来,国际农业生物技术发展迅猛。目前,世界生物技术正处于大规模产业化的初始阶段,但加速生物产业发展已经成为世界许多国家经济社会发展的战略重点。过去10年,世界各国在发展生物农业方面的投资增长了10倍[4]。
为了争夺未来农业生物技术产品市场,许多国家制订和采取了一系列政策法规及重大支持措施,聚集和培养人才、投入大量资金,以鼓励和推动生物技术的研究和开发。如美国的“面向21世纪的生物技术”计划,日本的官、产、学一体化推进21世纪的生物技术计划等,中国的“863高技术发展计划”,欧洲的“尤里卡计划”,都把农业生物列为优先领域,力图占据生物农业的技术前沿。
跨国公司现已成为生物农业的主体。2009年全球转基因作物的种植面积达到1.34亿hm2,占到全球农作物总种植面积的9%,1996~2009年期间增长了80倍,并预测2015年种植面积将达到2.00亿hm2。全球生物种子市场的价值高达105亿美元,其中转基因玉米、转基因大豆和转基因棉花种子市场以每年10%~15%的速度增长[5]。
1.2国际生物农业产业发展趋势
目前,国际上利用植物转基因技术已经培育出一大批高产优质的超级农作物新品种,动物克隆技术已经基本成熟,为改良和培育新的动物品种开辟了新的途径。畜禽疫苗、生物兽药的研究使用,将构筑动物防疫新体系,大幅提升人类对高致病性禽流感、口蹄疫等重大疾病的防御与控制能力[6]。牛、猪、鱼等动物生长激素以及新型饲料添加剂的应用,将大幅度提高畜牧业生产经营效益。
21世纪是生物技术的世纪。生物技术作为新的农业科技革命的“推进器”,正在悄然拓展和创新农业功能,进而为国民经济持续健康发展提供持久而强劲的动力。现代农业生物技术产业化虽然还处在起步阶段,但随着愈来愈多的生物技术产品从实验室走向实际应用,进人商品化阶段,农业生物产业正呈现出农业应用延伸化、产业规模扩大化、产业发展国际化等特点。这主要是因为农业生物产业已经成为一种高度社会化的产物,而且集成化程度越来越高,规模愈来愈大,乃至成为国家规模甚至国际规模。例如,美国、法国、英国、德国、日本、丹麦、意大利、中国等许多国家都参与了人类基因组计划(Human genome project,HGP)研究,耗资数十亿美元。由此可见,生物农业正在成为一种世界性大规模集成化的协作研究对象。
2我国生物产业布局及发展现状
自“863计划”实施以来,我国农业生物产业取得了较快的发展,生物技术育种、生物农药、生物肥料、兽用疫苗、生物饲料等领域已经进入国际先进行列[7]。国家发展与改革委员会在“十一五”期间选择性地分批建设了一批国家生物产业基地和国家高技术产业基地。截至目前,已认定了石家庄、长春、深圳、长沙、广州、上海、北京、青岛、武汉、成都、昆明、重庆12个国家生物产业基地,以及哈尔滨、德州、泰州、郑州、通化、南宁、西安、天津、南昌、杭州10个生物产业领域国家高技术产业基地,并计划逐步增多。
我国的生物技术产业20多年来从无到有,获得了很多成果。中国是全球主要的转基因作物种植国,目前主要集中在转基因抗虫棉、杂交水稻和饲料添加剂等领域,年增长速度最快的产业领域依次为饲料添加剂、转基因抗虫棉、杂交水稻[8-10]。目前,国家已经明确把生物育种产业纳入七大战略性新兴产业,各省纷纷大力发展生物农业产业。
3湖北省生物农业发展的基础
湖北省生物农业产业在国家有关部门支持下,越来越受到省委省政府及其职能部门的高度重视,并且经过科研人员十几年的努力取得了积极进展,具有较强的产业发展优势。
3.1生物资源丰富,生物育种技术领先
湖北省植物、动物、生物质和中药资源丰富。共有植物资源9 000多种、野生脊椎动物893种、湿地野生脊椎动物441种,拥有一大批特有资源和国家保护动植物。微生物、动植物种质资源和试验标本等自然资源建设居国内领先地位,是我国重要的种质资源中心。这些丰富的生物资源为发展生物农业产业提供了基础保障。同时,动植物新品种培育与良种产业化位居全国前列,先后诞生了世界第一条克隆鱼、我国第一头试管猪和第一个转基因植物新品种。
3.2科技人才优势明显,产业技术支撑体系完善
湖北省是农业科教大省,具有科技人才优势。在生物产业方面,具有上百家生物技术研究开发机构,集聚了一大批生物技术研究开发人员,其中“两院”院士14人,同时建有国家重点实验室5个、部委开放实验室17个、重点工程(技术)中心4个、博士后科研工作站10个和省级重点实验室22个、省级工程技术研究中心27个,是我国最大的农业科研基地之一和两大植物基因研究中心之一;已建成的全国首家认证的P3实验室和正在建设的生物安全P4实验室,使我省在高致病性病毒研究方面位居全国乃至亚洲前列。
3.3生物产业发展初具规模,逐步形成生物产业群
湖北省目前从事农业生物技术开发的企业近200家,从业人员约5万人,出现了一批中小型科技企业,开发的产品在国内及国际市场上具有一定影响。湖北是我国最大的兽用和鱼用药研发和产业化基地、最大的生物农药基地。武汉国家农业科技园区聚集了生物肥料、生物农药、生物兽药、生物饲料等一批生物农业企业。2007年6月,国家发展与改革委员会正式批复建设“武汉国家生物产业基地”。目前,湖北省初步形成了以大专院校、科研院所为依托,以武汉为中心,以宜昌、荆门和荆州,鄂州、黄石和黄冈为东西两翼的“一主两翼”发展格局。在武汉,以国家级生物产业基地为重点,先后建立了关南、南湖、吴家山、沌口、江夏等生物产业基地,为湖北省生物农业产业发展提供了重要载体。仅“武汉国家生物产业基地”内就拥有生物农业企业39家。2010年4月,世界最大的基因测序机构――华大基因落户“武汉国家生物产业基地”。同时,一个集生产、研发、示范、展示和应用生物科技成果的湖北最大生物农业科技园区已在湖北崇阳投建。
3.4生物产业支持力度加大,发展环境日益优化
湖北省先后出台了一系列政策文件,编制了《湖北省生物产业发展规划(2008-2015年)》,加大对生物农业产业园区的支持力度,推进全省优势特色生物农业产业聚集发展;启动了全省大型科学仪器共享平台和科技信息共享平台建设,有效提升了生物农业产业发展的公共服务能力;生物产业发展的投融资体系不断完善,初步形成了有利于生物农业产业发展的优化环境。目前已有近百家风险投资机构及相关中介服务机构落户武汉。
3.5生物产业目前存在的主要问题
湖北省总体上存在生物农业企业实力不强、自主创新能力较弱、产业核心竞争力缺乏,成果、企业、市场之间有效沟通及连接的桥梁和机制仍然不畅等问题。多方面的因素限制了湖北省农业生物技术成果的转化,从而呈现出如下主要问题:其一,生物育种产业正处于产业发展初期,农业生物育种体系还不完备,生物技术自主创新能力还有待提升;其二,生物肥料产品缺乏创新支持,应用效果不稳定,适用作物或适用地区不尽合理,综合效益难以发挥;其三,兽用疫苗产业发展相对滞后,产品的附加值低,新产品的转化能力不足,产业化程度不高,国内市场占有率较低;其四,生物农药在整个农药行业中所占份额相当有限,生产水平及质量与发达国家相比还有较大差距,仿制国外产品多,原创性拳头产品少;其五,虽然生物饲料(添加剂)的生产与销售一直处于全国前列,有一批在行业内有较大影响力的企业,但生物饲料新产品的创制能力仍较差,科技含量低、产品质量不稳定及市场混乱等。
4对湖北省生物农业发展的建议
4.1更新观念,占领未来经济发展制高点
大力发展生物农业这一战略型新兴产业,将生物农业产业的发展作为农业产业结构调整的重点,对生物农业的产业发展给予高度关注和重点扶持,大力支持生物技术创新、成果转化及产业化。充分发挥政府对战略性新兴产业的引导和推动作用,在政策法规、体制机制等方面营造有利于产业发展的良好环境。
4.2加强产业平台建设,拓展融资渠道
设立专项资金扶持生物技术创新体系建设和研发条件改善,加强武汉国家生物产业基地及武汉国家农业科技园区等生物农业产业发展平台建设。同时,积极引导企业和社会资金更多投向生物农业产业领域,逐步使企业成为生物农业研究开发及产业化投入的主体。
4.3合理配置资源,促进产学研有效结合
根据湖北省现有的生物农业产业基础及现代农业产业链发展需求,应积极建立产业技术创新战略联盟,强化相关重点实验室和工程(技术)中心建设,鼓励校企合作,促进生物产业上下游的紧密结合。同时,尽快孵化生物农业领域成熟配套的技术和工艺,加速具有商业发展前景的技术和产品的商品化和产业化。
4.4立足湖北省实际,培育产业龙头企业
应围绕促进现代农业发展和保障粮食安全,加快动植物新品种开发,做好技术储备,加速生物农业技术的研发和应用,加强生物育种创新能力和育种基地建设,加大重要粮油作物、畜禽水产和林木花卉新品种研发和大规模应用,着力提升种业竞争力;积极推广生物农药、生物肥料、生物疫苗、生物饲料等绿色农用投入品;大力培育生物产业龙头企业,使生物农业企业发展位居全国领先水平。
参考文献:
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[5] 于洪巍.生物技术最新进展[J].国际学术动态,2009(1):29-30.
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[7] 王传龙.凤台县生物农业发展现状及应对措施[J].现代农业科技,2010(10):301-303.
[8] 冯旭华,刘 岩,程艳敏,等.基于山东省生物经济发展战略研究的思考[J].科学与管理,2009(5):37-38.
关键词:环境监测;计算机技术;环境质量
一、环境监测技术的概念及发展现状
所谓环境监测,是指通过对影响环境质量因素的代表值的测定,确定环境质量及其变化趋势。环境监测包括化学监测,物理监测,生物监测以及生态监测。
近年来,环境监测系统持续不断的发展与完善,从先前的单一环境分析到今天的物理监测、生物监测、生态监测等,再从间断性的监测到自动连续监测。不仅如此,在监测范围方面也在不断扩大。至今为止,已经可以监测到全国各个地区。环境监测技术经过长期以来的发展,已经逐步形成了符合我国特色的规范制度以及环境质量标准与方法测试。
但不得不承认,近年来环境污染问题越来越明显,与国际先进的技术水平相比,我国的监测技术还处于劣势地位,具体表现在环境监测的体制、经费、整体素质以及监测技术配套等。
二、环境监测技术的发展趋势
(一)计算机技术的应用
我国对计算机技术已经普遍利用,同时信息技术也在环境监测中广泛应用,其中尤其是无线传感器技术的应用与plc技术的应用。
1.无线传感器技术。无线传感器的主要构成有:传感器模块、处理器模块、无线通信模块等。在环境监测当中无线传感器主要用于网络建设,由于无线传感器有多个节点,通过这些节点逐步将数据传送到Internet网络当中,在环境监测技术中主要经过传输网络基站Internet网络,通过得到的数据进行汇总。
2.plc技术。这里所指的plc,其实就是可编程逻辑控制器,它是由自动化、计算机以及通信技术结合而成的控制技术。在环境监测中可以用于户外作业,如监测河流水位等。
(二)生物技术的应用
生物技术在环境监测技术中的应用主要指以下两方面:
1. PCR技术。PCR技术是最现代的一种生物技术。它是在体外合成特异DNA的一种过程。其原理与生物体内DNA的复制非常相似,主要提供DNA体外复制原料,这些原料为DNA聚合酶、模板核酸、寡核苷酸引物等。采用这种技术可以在环境监测中掌握动植物的遗传基因以及基因变异等内容。
2.生物大分子标记物环境质量检测。采用这一技术可以有效揭示不同地区的环境质量变化。因为生物大分子具有特异性和预警性以及实用性的特点,对分子适应等生态环境变化可以直观的显现出来。
(三)3S环境监测技术
这里的3S包括:遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)技术。3S环境监测技术有要用于水资源的管理与湿地环境保护等。其中在流域水文模拟与生态耗水测量等方面最为明显,可以有效保护水资源。3S环境监测技足以成为环境监测技术的综合体,其中包括了有关适合环境监测的部分技术以及通信技术和网络技术,它们的结合不仅实现了环境监测的可视化处理,还可以对其进行定量与定向观测。
三、环境监测技术的发展对策
(一)严格按环境监测技术规范、方法的规定执行
对于环境监测工作而言,必须严格按照有关标准、规范、质量体系文件等准则,只有这样才能保证环境监测质量。近年来,我国就环境问题颁发了多部监测技术规范文件,这些文件都进一步细化了监测工作中的细节问题,从而使监测工作有章可循,保证监测数据的准确度。因此,在实际的监测工作中,必须严格按相关规范、方法的规定执行。
(二)统筹兼顾、构建现代化环境监测平台
环境问题涉及到各行各业,如工业、交通以及其他事业性单位,这些行业有必要参与到环境监测工作中来,如共同参与污染源的总量监测等。另外,监测部门除了担负环境要素经常性监测和评价、环境污染事故调查和环境测试技术研究外,还应对环境监测进行有效合理的规划,如监督、协调、指导等工作。
(三)建立高素质的环境监察和环境监测队伍
环境监察工作队伍的人员需要具备丰富的业务知识和管理能力,对环境科学和现代化科学技术必须掌握,而且对环境有关的法律法规有所了解等。此外,监察人员在具备业务知识的同时,还需要解决一系列复杂的环境问题,因此其业务水平与文化层次必须经过培训和教育,使之更好的做好监察工作。
环境监测队伍与环境监察队伍相比,要求专业技术能力更强,所以对于专业知识的学习更应该不断更新,提高自身的综合能力。环境监测与其他工作相比,其技术要求非常高,而且性质较为复杂,所以环境监测人员必须及时掌握和运用新的技术,使自己成为多学科的高素质人才。
(四)建立科学的环境监察与环境监测联动机制
1.建立环境监察与环境监测的科学发展关系。要想建立环境监察与环境监测的科学发展关系,必须在立法或修订环保法律、法时将两者的职责有机地结合起来,使之能够互相配合、协调统一,提高环境保护工作效能。
2.建立可行的环境监察与环境监测运行办法。可行的环境监察与环境监测运行办法,首先应该有明确的分工,同时还要互相支持配合;其次,要使环境监察与环境监测间的信息共享和传递;最后,环境监察与环境监测之间应该经常性的联系,增加工作的透明度,共同讨论工作计划等,否则很难从根本上提高工作效率和工作质量。
3. 建立环境监察与环境监测工作协调发展新模式。保护环境必须建立在环境监察和环境监测工作协调发展的基础上,因此在实际工作中,一定要充分利用环境监测的科学资源,将监测工作技术发挥出来,及时调整工作思路,将环境保护法律、法规全面落实,使环境监察与环境监测工作不断发展。
总之,保护环境一定要将环境监测工作做好,从观念到技术上适应社会发展形势,顺应时代潮流,不断推动环境监测事业健康有序的发展,最终将我们共同的家园保护好!
参考文献:
[1]杨惠峰.浅谈环境监测技术的发展和创新[J].数字技术与应用,2010(11).
生物化学工程(又叫生化工程或生物化工)是化学工程与生物技术相结合的产物。生物化工是生物技术的重要分支。与传统化学工业相比,生物化工有某些突出特点:①主要以可再生资源作原料;②反应条件温和,多为常温、常压、能耗低、选择性好、效率高的生产过程;③环境污染较少;④投资较小;⑤能生产目前不能生产的或用化学法生产较困难的性能优异的产品。由于这些特点,生物化工已成为化工领域重点发展的行业。
1.世界生物化工行业的现状
生物化工发展至今已经历了半个多世纪,最早主要是生产抗生素;随后,是为氨基酸发酵、舀体激素的生物转化、维生素的生物法生产、单细胞蛋白生产及淀粉糖生产等工业化服务。自20世纪80年代起,随着现代生物技术的兴起,生物化工又利用重组微生物、动植物细胞大规模培养等手段生产药用多肽、蛋白、疫苗、干扰素等。而且,生物化工的应用已涉及到人民生活的方方面面,包括农业生产、化轻原料生产、医药卫生、食品、环境保护、资源和能源的开发等各领域。随着生物化工上游技术——生物工程技术的进步以及化学工程、信息技术(IT)和生物信息学(bioinformatics)等学科技术的发展,生物化工将迎来又一个崭新的发展时期。
生物化工行业经过50多年的发展,已形成了一个完整的工业体系,整个行业也出现了一些新的发展态势。下面简要描述生物化工行业的现状。
1.1工业结构
由于生物化工涉及面广,涉及的行业多,所以从事生物化工的企业较多。据报道,90年代中期,美国生物化工企业有:000多家,西欧有580多家,日本有300多家。近年来,虽然由于行业竞争日趋激烈,生物化工企业有较大幅度减少,但与生命科学(主要指医药和农业生化技术)诸侯割据的局面相比,生物化工行业依然是百花齐放,百家争鸣。既有象诺华、捷利康等从事生命科学的世界性大公司,也有象DSM、诺和诺德等大型的精细化工公司,当然也有在某一方面有专长的小公司如Altus等。而且,由于世界大公司正把注意力向生命科学部分转移,生物化工行业百花齐放的局面在很长一段时间内不会有什么改变。
1.2产品结构
传统的生物化工行业主要是指抗生素(如青霉素等)、食品(如酒精、味精等)等行业,而在目前,它已几乎渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。同时,生物化工产品也得到了极大的拓展:医药方面有各种新型抗生素、干扰素、胰岛素、生长激素、各种生长因子、疫苗等;氨基酸和多肽方面有赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸等以及各种多肽;酶制剂有160多种,主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、青霉素酶、过氧化氢酶等;生物农药有Bt、春日霉素、多氧霉素、井岗霉素等;有机酸有柠檬酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亚麻酸、透明质酸等。还有微生物法1,3.丙二醇、丙烯酞胺等。
目前,全球生物化工年销售额在400亿美元左右,每年约以7%~8%的速率增长。从产品结构来看,生物化工领域生产规模范围极广,市场年需求量仅为千克级的干扰素、促红细胞生长素等昂贵产品(价格可达数万美元/g)与年需求量逾万吨的抗生素、酶、食品与饲料添加剂、日用与农业生化制品等低价位产品(部分价格不到:美元/g)几乎平分秋色。高价位的产品市场份额在50%~60%,低价位的产品市场份额在40%~50%。而且,根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看,高价位产品的发展速率高于低价位产品。
1.3技术水平
生物化工经过80年代以后的蓬勃发展,不仅整个行业技术水平有大幅度提高,而且许多新技术也得到广泛应用。
1.3.1发酵工程技术已见成效
据估计,全球发酵产品的市场有120~130亿美元,其中抗生素占46%,氨基酸占16.3%,有机酸占13.2%,酶占10%,其它占14.5%。发酵产品市场的增大与发酵技术的进步分不开。现代生物技术的进展推动了发酵工业的发展,发酵工业的收率和纯度都比过去有了极大的提高。目前世界最大的串联发酵装置已达75m\许多公司对发酵工艺进行了调整,从而降低了生产成本。如ADM(ArcherDanie1sMid1and)和Cargill公司在20世纪90年代初对其发酵装置进行改造,将以碳水化合物为原料的生产工艺改为以玉米粉为原料,从而降低了生产成本,ADM公司生产的赖氨酸成本比原先降低了一半。
1.3.2酶工程技术有了长足的进步
酶工程技术包括酶源开发、酶制剂生产、酶分离提纯和固定化技术、酶反应器与酶的应用。目前世界酶制剂从酶源开发到酶的应用都已进入了良性发展阶段,各阶段生产企业和用户关系密切,合作广泛。据报道,1998年全球工业酶制剂的销售额为13亿美元,预计到2010年将增长到30亿美元,每年以6.5%的速率增长。其中食用酶占40%,洗涤用酶占33%,其它(主要是纺织、造纸和饲料等用酶)占27%。
1.3.3分离与纯化技术也有很大进步
影响生化产品价格的因素,首当其冲的是分离与纯化过程,其费用通常占生产成本的50%~70%,有的甚至高达90%。分离步骤多、耗时长,往往成为制约生产的“瓶颈”。寻求经济适用的分离纯化技术,已成为生物化工领域的热点。已大规模应用的分离纯化技术有:双水相革取、新型电泳分离、大规模制备色谱、膜分离等。
1.3.4上游技术广泛应用于下游生产
利用基因工程技术,不但成倍地提高了酶的活力,而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中,构建基因菌产生酶。利用基因工程,使多种淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、氨基酸合成途径的关键酶得到改造、克隆,使酶的催化活性、稳定性得到提高,氨基酸合成的代谢流得以拓宽,产量提高。随着基因重组技术的发展,被称为第二代基因工程的蛋白质工程发展迅速,显示出巨大潜力和光辉前景。利用蛋白质工程,将可以生产具有特定氨基酸顺序、高级结构、理化性质和生理功能的新型蛋白质,可以定向改造酶的性能,从而生产出新型生化产品。
1.3.5新技术在生物化工中也得到了极大的应用
比如,在超临界液体状态下进行酶反应,从而大大降低酶反应过程的传质阻力,提高酶反应速率。超临界C02无毒、不可燃、化学情性、易与反应底物分离。利用超临界CO2取代有机溶剂进行酶反应,具有极大的发展潜力。又比如,微胶羹技术已被广泛用于动物细胞的大规模培养、细胞和酶的固定化以及蛋白质等物质的分离方面。
2.世界生物化工行业的发展趋势
2.1工业结构
行业与行业间的划分将日趋模糊,企业间的合作将加大。目前,许多从事医药、农业、环境、能源等方面生产的企业,正在从事生物化工生产。特别是某些从事传统化工行业的生产厂家,也纷纷涉足生物化工领域。如杜邦公司,长期以来主要从事有机化工和聚合材料的生产,现在正加大生物化工的开发力度,已开发成功了生物法生产1,3-丙二醇工艺,并正在开发用改性大肠杆菌生产己二酸工艺。DSM公司以前主要从事抗菌素方面的生产,现也加大了生物化工的投资力度。
由于生物化工涉及面广,许多生化公司都有自己的专长,它们之间为了商业利益的合作也非常活跃。此外,随着从事传统行业的生产厂家的加入,由于技术与生产方面的原因,它们与从事生物化工开发与生产的企业合作也很频繁。所有这一切,都使生物化工行业的合作越来越广泛。如杜邦公司与杰宁科乐公司合作开发用生物法生产1,)丙二醇,进一步生产PTT树脂。荷兰的Purac公司与美国Cagill公司合资建设年产3.4万tL。乳酸装置,并计划进一步发展到6.8万V入DSM公司与美国Maxygen公司签定了三年的研究合同,以利用Maxygen的DNA重排和分子培养技术,开发在7一ADCA和其它青霉素生产中使用的酶和菌种。
2.2产品结构
生物化工产品正向专业化、高科技含量、高附加值方向发展。传统的低价位产品受到冷落,而高价位产品如生化药物、保健品、生化催化剂等则备受青睐。许多公司为了追求较高利润,都将低附加值的产品剥离。如日本武田药品工业公司不再生产味精,转而生产其它高附加值的调味品如肌甘酸二钠(IMP)和鸟甘酸二钠(GwtP)。另外,生物化工将涉足它以前很少涉足的领域如高分子材料和表面活性剂等。
生化药物由于附加值高而成为今后生物化工领域发展的重点。1997年生化药物市场销售额达130亿美元,其中细胞分裂素80亿美元,激素30亿美元,其它20亿美元;就具体药物而论,促红细胞生长素35亿美元,人胰岛素18亿美元,粒性白细胞克隆刺激因子16亿美元,人生长激素15亿美元,小干扰素11亿美元。预计今后其市场销售额还将以8%的速率增长。
在氨基酸方面,虽然用于药物合成氨基酸的量相对较小,但其发展潜力很大。据报道,500种主要药物中,有18%含有氨基酸或其衍生物的合成。在药物合成中,使用最广泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管紧张素转化酶(ACE)的合成,匹苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外,多肽也是今后的发展重点之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽键组成的化合物,在临床上使用非常广泛,主要用于治疗癌症、HIV病毒和兔疫系统功能减退、对传统抗生素产生抗体的感染以及疫苗等。全球合成多肽原药的产量在100kg左右,但销售额达2.5亿~3亿美元,而做成制剂的销售额则达25亿~30亿美元。多肽原药需求量的年增长率在10%以上。
碳水化合物方面,用于临床的碳水化合物受到人们越来越多的关注。但是,用于临床的碳水化合物结构复杂,如一对单糖,其不同的化学键就多达22种。因此,用化学法合成复杂的碳水化合物比较困难,难以实现工业化,而用酶法合成则是一条切实可行的途径。
作为生化催化剂的酶,也将是今后发展的重点。1997年,生化用催化剂销售额约1.3亿美元,在过去的3~5年间,每年增长速率在8%~9%,预计在未来的3~5年间,将以同样速度增长。生化催化剂主要用于手性药物的合成。当前,手性药物已成为国际新药研究与开发的新方向之一。
1997年手性药物制剂世界市场的销售额为879亿美元,占药品市场的28.3%,到2000年将达到900亿美元。在未来的25年内,约有一半的手性药物要通过生化催化合成,因此,生化催化剂无论从需求量和需求种类来看,都具有很大的发展潜力。
生化表面活性剂由于具有无毒、生物降解性好等优点,今后可能成为表面活性剂的升级换代产品,但目前还处于探索阶段。
生物化工在高分子材料、特殊化学品、生物晶片、环保等方面也将有极大的发展潜力。
2.3技术水平
不断提高菌株活力、发酵水平、生化反应过程、分离纯化水平,依然是生物化工面临的课题。
在菌种开发方面,由于从20世纪70年代以来从自然界中筛选菌种以获得新的代谢产物的机会明显减少,人们便考虑利用已知菌种经适当改变其代谢特性后生产新的产品。如日本协和发酵公司已成功地把生产谷氨酸的菌种改为生产色氨酸。
在生化反应器方面,反应器放大一直是一个老大难的问题。因此,利用计算机技术对整个生化反应过程进行数字化处理,从而优化反应过程,是今后的发展方向之一。
在分离纯化方面,亲和层析受到广泛重视,并有人研制了一种综合专家系统软件包,可在几分钟内告知对方被分离物系的分离方法和顺序,以便根据产品所需进行取舍。
另外,在生化过程的在线检测和控制方面,利用生物传感器和计算机监控,依然是今后的发展方向。
在酶催化反应中将发展有机溶剂中的催化反应。
生物上游技术的发展,将对生物化工产生深远影响。人们对从病毒、细菌、植物、动物到人类基因组顺序测定工作十分重视,并在此基础上形成了基因许多产品一哄而上,盲目上马,遍地开花,最终形成恶性竞争,许多企业破产倒闭。在竞争中生存下来的企业,也是元气大伤,难以进一步组织技术改造。如仅江苏省停产的发酵生产线就多达上百条。另外,行业内企业间的生产水平相差悬殊,企业技术装备水平达到20世纪80年代以后国际先进水平的仅占20%~30%,多数处于20世纪60~70年代水平。
二是产品结构不合理,品种单一,低档次产品重复生产,不能适应需求。在我国高档的医药生化产品如激素、生长因子、干扰素、药用多肽等,有的产量很小,有的没有生产,因此每年都需进口。
三是在生产技术上,工艺、设备不配套,上下游技术不配套,产物的收得率低。我国虽然某些产品如柠檬酸、乳酸等发酵水平较高,但大多数产品的收率都低于国外,酶制剂的活力也明显低于国外,生化反应器和分离纯化技术更是落后国外15~20年。每年都要花费大量资金从国外进口生物反应器、细胞破碎机、分离纯化设备及分离介质、生物传感器和计算机监控设备。
四是有些产品投入产出比达15/=以上,造成严重的资源浪费和环境污染。
五是基础研究薄弱,技术创新能力不强,企业的技术开发、技术吸收能力差,生产发展多数依靠传统的夕蜒型、粗放型扩大投资的增长模式,效益低、市场竞争力低。
3.2建议针对我国生物化工行业存在的问题,笔者有以下建议:
3.2.1扩大经济规模,提高竞争力要鼓励建设大型的生物化工企业集团公司,使之集科研、开发、生产、销售干一体。尤其要培育一批科技创新型企业。同时,也要鼓励在某些方面有一定特色的小型技术创新型生化公司的发展,并淘汰一批生产规模小、生产技术落后、没有市场竞争力的企业,从整体上优化我国生物化工的产业结构。
3.2.2调整产品结构要发展高档产品,如高档医药生化产品、功能性食品及添加剂(主要有低热值、低胆固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等产品)、生化催化剂等。另外,也应发展众多精细化工产品及用化学法无法生产或很难生产的产品,如微生物多糖、生物色素、工业酶制剂、甜味剂、表面活性剂、高分子材料等。
3.2.3节约有限资源,强化环境保护在生化生产组学(genomics)。近年来又在信息学(informatics)的基础上建立了生物信息学(bioinformatics)。信息学的内容包括信息科学十生物技术十生物工程十生物动力学等的综合信息系统。可以预见,基因组学和生物信息学在生物化工中应用的商业前景极为可观。
另外,其它行业的新技术如分子蒸馏技术、组合化学(combinatoricalchemistry)等,也将在生物化工中得到应用。
3.我国生物化工的发层现状及建议
3.1发展现状
我国生物化工行业经过长期发展,已有一定基础。特别是改革开放以后,生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。
在医药方面,抗生素得到迅猛发展61998年我国抗生素的产量达到33486h青霉素的产量居世界首位。其它生化药物中,初步形成产业化规模的有干扰素、白细胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。
在农药方面,生物农药品种达12种,主要有苏云金杆菌、井岗霉素、赤霉素等。其中,井岗霉素的产量居世界第一位。
在食品与饲料方面,作为三大发酵制品的味精、柠檬酸、酶制剂的产量也有很大的增加/1998年味精产量从1990年的22.3万、增加到56.4万一柠檬酸产量从1990年的6.13万、增加到56.4万一酶制剂从1990年的8.5万t增加到24万t。酵母及淀粉糖的产量也有明显增加。我国的味精生产和消费居世界第一,柠檬酸的生产和出口也居世界第一。另外,1998年乳酸的产量在1.5万t左右,赖氨酸的产量在2万t左右,卜苹果酸的产量在6000t。
在有机酸方面,衣康酸的产量达5000乙我国开发的生物法长链二元酸工艺居世界领先地位,目前生产能力达500Va以上,并有数家企业有建设长链二元酸生产装置的意向。
在保健品方面,我国已能用生物法生产多种氨基酸、维生素和核酸等。另外,我国生物法丙烯酞胺的生产能力达到2万V山与日本同处于世界领先地位。
但是与发达国家相比,我国生物化工行业存在着许多问题:
一是我国的生物化工产业主要以医药、轻工、食品业为主。部分企业对生物化工产品大都是精细化工产品这一点了解不够,加之行业规范也不够,导致过程中,应选择合适的原料,以降低成本与消耗,并加强废物处理,减少环境污染。
3.2.4提高生产技术水平,特别是下游技术水平因为我国生物技术上游技术水平与国外相差仅3~5年,而下游技术水平则比国外相差15年以上,改造传统发酵产品生产技术,不断提高发酵法产品的生产技术水平,开发生物反应器,提高我国生物化工产品分离和提纯技术,大规模开发生物化工装备等应首先提上议事日程。另外,还应积极采用微生物法代替化学法,开发基础化工新产品的工业化生产技术。
3.2.5加强产学研结合,注重上下游结合国内生物化工技术力量分散,为了做到优势互补,应加强产学研结合。另外在生物化工生产过程中遇到的很多问题,都是由于上、下游结合不够紧密而影响技术经济指标。因此,在人力和财力的投入上,应考虑上下游结合,以加快生物化工产业的发展。
【关键词】环境监测技术;应用现状;发展趋势
0 引言
在最近的几年之中,环境污染有逐渐蔓延的趋势,新生的污染物质逐渐增多,环境的污染逐渐变得复杂起来,环境的问题成为了国际上所讨论的热点话题。所以将管理的制度提高上来,加强环保工作的建设力度。作为环境保护基本的内容,也就是环境监测来说,它在环境决策与环境的管理上的一个重要技术。很多的学者们在最近的几年时间对于环境质量综合的评价进行很多研究,并且有了一定的研究成果。所以可以看出对于环境监测技术方面问题的探讨与研究是非常有价值的。
1 环境监测的概念
环境监测是对环境质量进行评估的重要手段,也是进行环境执法的重要依据。以前,环境监测仅限于对放射性物质的监测,随着工业的发展和环境污染的加剧,此后,环境监测的范围逐渐扩大,包括对环境质量、环境污染等的监测。环境监测的一般流程是现场调查、布点、收集样品、处理与保存样品、分析测试、数据处理、综合评价。对数据进行分析和处理之后,往往还需要进行评价,并写出相关的报告,为以后进行相关的工作提供合理的依据。
2 环境监测技术的应用现状
2.1 生物技术的应用现状
随着经济的发展,生物的技术也已经达到了一定进步,用现在的生物技术的新技术逐渐被人们广泛应用。这种技术已经成为了我国在应急的监测仪器上的重点内容,生物的技术对于环境的监测之中地位逐渐提升,表现了科学研究领域的交流与合作,对环境保护有着非常重要的作用。
这种现代的生物技术是用DNA的重组技术来表现的,一般用生物学、微生物学等学说作为学术支撑体系,同时与化工与化学等进行互相的渗透与结合,逐渐将环境监测技术的理论发展起来。
另外,在森林与绿地等一些生态系统中3S的技术也逐渐将自身的作用有效发挥出来。在对生态的研究之中,生物大分子是主要的一种研究范围。和其他的一些手段对比,这种技术有着广泛、特异等功能,它可利用分子的水平来研究一些生态问题,对于解释生物和环境间的作用有着很好的利用。
另外在生物技术的应用之中还有一种非常现代的技术手段,也就是PCR,它有着灵敏、快速、准确、便捷等一些优点,对于传统的办法来说,它有着不可替代的作痛。它在一些技术的研究中与环境发展之中有着重要作用。
2.2 3S技术的应用现状
3S主要包含有GPS、GIS、RS这种中独的技术的结合应用,形成了3S这项综合的技术。它主要包含了信息的处理、获取、应用,存在着多方面的好处。
2.2.1 在水资源中的应用
对水资源的调查评价当前国内外3S的技术对于水资源的调查与评价上的应用是非常广泛的。其主要应用在流域水文的模拟、生态消耗水量的分析、对水资源的评价等等。
对于我国水环境状况的监测应用将GPS、RS以及常规的监测技术进行有效的综合应用,并用GIS作为对信息进行处理的一个平台,能够有效实现对于一些水域的分布变化、营养化以及沙泥的污染程度实行监测。
2.2.2 在湿地研究上的应用
应用多相化遥感动态监的技术来获取湿地中的一些信息,并经过对于地理信息中较为系统的技术中的空间分析的功能以及对数据进行有效管理的功能实现湿地信息的及时更细,有效取得湿地的一些变化信息。在湿地的制图之中,现在许多国家已经逐渐出版沼泽的湿地图形。在我国还利用3S的技术编制出各种不相同比例湿地的生态图形等。
2.3 理化科学的应用现状
随着科学技术的不断发展理化学科在环境的监测之中有着非常广泛的应用。其中的动态压膜方法的监测技术在二次污染的监测之中应用的非常广泛,这种技术表面的张力中的环面积和COD互相有着很大相关性质。它主要的原理就是应用热力学来将温度推出。并且这种技术不用对于水样来进行一系列预处理,而且不相同性质与浓度的一些有机成膜的分子可获得不同动态的膜压图形,有效的将分子状态与结构等充分反映出来。无需任何的添加剂,没有二次污染的现象发生,适用于水污染的研究。而在理化科学的应用之中,最近的几年以来,对于DOAS技术的应用已经逐渐形成了一种体系。这种技术工作的原理主要是应用分子窄带的吸光,来对光谱进行吸收,对于气体中的组成进行辨别,并经过吸收谱强度来推算出被测量气体浓度的数值。之后通过一些数据的处理环节,成功的对大气之中气体成分之中各种物质含量的多少进行检测。
2.4 信息技术的应用现状
2.4.1 对无线传感器的应用
在环境监测之中对于无线传感器的应用时一种层次类型的网络结构,其中最为地步的层次是在监测的实际之中,传感器的一个节点。之后的上层有基站、传输的网络,最后两节到网络之中。
2.4.2 PLC技术的应用
PLC是一种将自动化、计算机一级通信的技术集成一体的一种新型装置,它在结构之上对于防尘、抗震等都有着有效作用,适合在条件较为恶劣地方或者是工业的现场。对于一些雨水的监测一级农业的生产或是抗旱防洪等方面有非常重要的作用。
3 海洋环境监测技术
3.1 实时监测岸基海洋环境装置
实时监测岸基海洋环境装置是一种实时采集地区海洋环境预报数据的系统,它的主要作用是:对岸基海洋的环境进行实时监测,有利于人们及时了解岸基海洋的环境状况。应用实例有:1991年美国国家海洋大气局在佛罗里达州坦帕湾安装了物理海洋学实时系统,能够实时获得该海湾的水深、风向、潮汐、潮流以及海面油膜移动等数据和状态,这些监测得来的数据对海上船只航行、海面油污移动或者海难搜救起到重要作用。平均每年给坦帕湾创造了超过200万的经济效益。
3.2 卫星遥感技术
随着计算机卫星技术的发展,卫星遥感监测技术已经广泛应用于海洋环境监测,并取得良好成效。应用的技术配置具体包含有多光谱扫描仪、海洋水色成像仪、沿岸带水色扫描仪和合成孔径雷达等。一般陆地卫星的多光谱扫描仪是用于沿海悬浮泥沙含量和其扩散状态的监测;用于工业排污与生活污水的监侧。应用实例有:在1972~1977年间出现了3次大范围海上溢油问题,采用海洋水色成像仪与沿岸带水色扫描仪用于悬浮物浓度或者海域叶绿素的分析,实现全天24h的海洋油污实时监测,具体监测溢油的分布范围、油膜厚度、移动扩散状况和溢油量等。而合成孔径雷达可以自动生成油污染图像,能对热污染与城市污水排放成图,还能帮助追查突发溢油事件的污染源。
3.3 航空油污监测技术
近十年来来,随着石油工业的发展,海上石油运输行业也形成一定规模,由此也引发了石油、原油泄漏等问题,针对这种情况,航空油污监测技术的应用逐渐成熟起来。这项技术具有反应快速等优点,在海洋环境监察及执法取证等方面成效显著。在20世纪90年代初,英、法、美、日、丹麦等国家在固定海域联合投放了大概25~30台型号、功能不一的航空污染监测系统,而且这些国家的海域管理部门都配置了油污监测的实时预报系统,对本国的监测点实施24h不间断的实时监侧,不仅起到有效测量油溢海区的面积、油膜的厚度以及油溢量等,还能精确鉴别污染物种和污染来源,帮助对非法排污者进行有效取证。
4 结束语
环境监测技术能够为环境保护提供科学合理的依据,对防治环境污染,加强环境保护有着重要的现实意义。今后在工作实践中,我们需要重视环境监测技术的运用,加大资金投入,进一步规范环境监测的各项工作,提升监测技术、更新监测设备、提高监测人员的综合素质,建立健全与完善的环境监测体系,推动环境监测工作的进一步发展。
【参考文献】
[1]胡冠九.浅谈我国环境监测技术发展趋势[J].环境科学与管理,2005(05).
种子是最重要的农业生产资料,优良品种对农作物增加产量和改善品质起着至关重要的作用。控制种子,就掌握了农业竞争的主动权。因此,在当今世界,各国政府都把加强种子科技研究,推动种子产业发展,列为促进农业发展的重要举措。我国是一个农业大国,常年农业用种量在125亿公斤左右,巨大的种子需求量使得我国种子市场日趋成为国际种业竞争的焦点。2002年我国加入世界贸易组织后,这既给我国种业发展带来了一定的机遇,也使我国种业面临着具备资金、技术和经营优势的国际跨国种业集团的挑战。如何使我国种业适应新的形势需要,加快技术创新和体制创新,立足国内市场,着眼于国际市场,把我国种业做大、做强,是我国种业发展必须解决的问题。
一、当今世界种业的发展趋势
综观世界种业的发展现状,当今世界种业发展呈现出三大趋势:一是行业高度集中,企业规模越来越大;二是高新科技和人才成为未来种业竞争的焦点;三是兼并重组成为企业发展方向,种子公司向规模化、集团化、国际化发展。
(一)行业高度集中
在发达国家,由于长期的竞争,企业不断的并购重组,种子行业已经形成了寡头垄断的格局,少数几家大的种子集团垄断了世界种子行业的大部分市场。行业的集中一方面有利于实现资源优化配置、产品优势互补和提高经济效益,另一方面有利于充分发挥种业集团公司的规模优势。根据国际种子贸易联合会1998年统计,1998年世界种子年营业额超过1亿美元的企业有22家,其中美国有8家,法国有5家;这22家企业当年的营业总额达到了75亿美元,约占世界种子市场份额的50%左右。在美国的玉米种子市场上,共有190多家经营机构,其中营业额排在前十位的十家企业占据了市场份额的80%,其中先锋公司占了40%,迪卡占了10%。墨西哥的圣尼斯公司则拥有世界蔬菜种子市场份额的26%。种种迹象表明,未来世界种业的集中程度会越来越高,将逐渐形成少数几家跨国公司垄断经营世界种业的格局。
(二)竞争的焦点是科技和人才
随着知识经济的发展,科学技术已成为推进人类社会进步的主要力量。当今世界种业甚至世界农业竞争的焦点就是科学技术和掌握科学技术的人才。谁抓住了技术和人才,谁就在竞争中占据了主动。跨国种子公司之所以能在竞争中立于不败之地,主要得益于基拥有强大的技术优势。
1、种业竞争的焦点之一——生物技术
目前,世界种业研究已从传统的常规育种技术进入依靠生物技术育种阶段。科学家已从单个基因的测序转到有计划、大规模地测绘水稻等重要生物体的基因图谱,全世界已有6000多项农作物方面的生物技术研究成果进入田间试验。所以这些都表明,未来世界种子产业竞争的焦点主要是生物技术,尤其是基因工程和细胞工程。生物技术向人类展示了种业的巨大发展潜力,创造着农业革命的未来。许多发达国家已明确提出了“向生物技术要产量”的口号,如美国先锋公司利用转基因技术,已开发并推广了转基因抗虫玉米、抗除草剂玉米和转基因大豆,效益显著。生物技术的产业化发展也推动了种子产业的并购重级,加速了行业的集中。如美国孟山都公司在收购迪卡公司以后,又以17亿美元收购了德尔塔与松地种子公司,进入了农业生物技术育种的领域。
2、种业竞争的焦点之二——人才
人才是企业发展最重要的因素。在知识经济时代,知识正取代资本成为企业经营的重要因素,企业的竞争最根本的是知识的竞争,而知识的竞争归根结底是掌握知识的人才的竞争,种子企业也不例外。一方面,企业需要大批科研人才,即育种专业技术人才,这是把科技物化为生产力的重要因素,是提高种子企业科技创新能力、增强发展后劲的关键。另一方面,还需要优秀的企业管理人才——种业企业家,即具有企业创新管理理念、能够根据企业内外环境适时整合企业资源、积极推动企业经营管理、组织机构、管理制度的创新、有效实现企业经营管理目标的企业管理人才。
(三)企业向规模化、集团化、国际化发展
不断的并购重组,向规模化、集团化、国际化方向发展已经成为当今世界种子企业的发展方向。由于种子产业本身巨大的经济效益和其对农业发展的特殊战略意义,世界各国都把种子产业放在突出的位置,以种子产业的发展推动农业的发展。与此同时,各大跨国公司也纷纷调整战略,大肆兼并种子公司,向种子产业进军。如美国化工巨头杜邦公司兼并了世界最大的玉米种子公司——先锋种子公司;总部在瑞士的汽巴加基化公司兼并了山度士公司、美国nk公司、罗克斯公司和汉城种苗公司,成为欧洲的种业巨头;法国最大的种子公司——利玛格兰公司先后并购重组了蔬菜、花卉、甜菜等五家种子公司,成为欧洲最大的种子公司之一。
二、我国种业的发展现状
长期以来,在政府主导下我国的种业体制形成了大田作物品种选育以科研机构为主,种子生产经营以国有种子公司为主渠道,各级乡镇推广机构为分销网络,瓜果、蔬菜、花卉等种子科研、生产、经营以科研机构、种子公司、私人种子公司、外国种子公司为主的格局。
(一)种子科研的现状
在种子科研方面,我国目前有450家专门从事作物品种选育和改良的机构,创办了约3000余家种子公司。其中,具有农业部全国性种子经营许可资格的企业11家,占22.9%,百强企业10家,占11.8%。由此可见,我国育种机构的数量位居世界首位,与发达国家不同的是在我国承担育种任务的主要是农业科研和教学单位,种子企业的育种能力很低,绝大多数的公司几乎没有研发机构和科研人员,种子企业只是把种子购进,充当销售的“中间商”。而目前我国农业科研单位的种子科研和开发也不尽人意,虽然《植物新品种保护条例》和《种子法》已经颁布实施,育种科研单位和育种者个人对培育的新品种的知识产权自身保护能力较差,再加上科研经费有限,致使许多优良品种遭受侵权,以至于形成了育种的不如卖种的、搞科研的不如搞经营的怪现象,大大挫伤了农业科研人员的积极性,影响了我国的种业快速发展。
据不完全统计,我国农作物有10000种左右,大部分为未利用的野生植物,栽培植物仅600余种(全世界栽培植物约有1200余种),其中300余种起源于中国或已在中国种植2000年以上。我国植物遗传育种科研人员长期艰苦奋斗,共收集整理编目了160种植物,38万份种质资源,并进行了开发利用,先后选育出各类农作物品种6000余个,其中杂交水稻、杂交油菜、高油玉米等育种在国际上处于领先地位。
在育种技术水平方面,虽然我国在某些领域如杂交水稻的研究居于世界前列,但总的来说研究设施和技术水平还比较落后,与世界发达国家还有较大差距。由于育种水平的落后导致我国农产品质量与产量远远低于世界水平,根据fao统计资料,法国、日本、德国每公顷谷物产量分别为6516公斤、5847公斤和5334公斤,而我国只有3067公斤。荷兰每公顷产量,小麦为8000公斤,土豆为4500公斤,甜菜为6800公斤,分别是我国的2.3倍、3.3倍和3.4倍,且质量也优于我国。
(二)种子产业的规模和效益
从市场容量来看,我国商品种子国内市场销售额大约在200~300亿元人民币左右,居世界第二位;常年种子使用量在125亿公斤左右;种子商品率为30%左右,约为发达国家的10%~20%。总的来说,种子市场容量较大,但是种子的商品率比较低,与发达国家有一定差距。
从经济效益来看,目前大田作物种子的毛利率较低,平均水平在10%~30%之间,而蔬菜和经济作物等的毛利率则在50%以上(其中以杂交水稻、杂交玉米、抗虫棉和瓜菜种子的毛利率较高,高达60%以上)。总的来说,我国种子行业的盈利水平略高于其他传统产业。但是与发达国家相比,我国种子的相对价格和毛利率仍然很低,以美国为例,美国主要粮食作物种子和粮食价格比为30:1,而我国为3:1,相差10倍;美国种子成本占种植业产值比重为6%,而我国仅为1.5%,相差4倍,差距还是相当大的。
从社会效益来看,我国种子对种植业产量增长的贡献率达到了30%~40%,其产生的社会效益巨大。同时,种子产业的社会效益还体现在其科技价值上。由于生物技术的发展而引发的育种科技革命,使种子产业的技术含量越来越高,未来农业的竞争已经变成了种业的竞争,种子产业已成为衡量一个国家农业科技水平高低的标志。
(三)种子产业产品结构和经营机构
1、产品结构
我国种子市场主要产品结构如表1所示。从种子商品化程度来看,经济作物和蔬菜的商品率较高。在大田作物中,商品率最高的是玉米,最低的是小麦,也就是说,
表1 中国种子市场主要产品结构
作物种类品种数量播种面积(亿亩)销售额(亿元)市场占有率(%)种子总产量(万吨)种子商品量(万吨)商品率(%)
玉 米983.9603012011898.3
水 稻654.74723704564.3
油 菜801.05211100
小 麦254.3231165016024.6
棉 花950.68410990
大 豆301.2330930
花 卉9942
蔬 菜702.030153
瓜 类6.3532.5
其 它105
合 计——23200——1250380——
资料来源:农业部种植业管理司种子与植物检疫处
大多数的农民种植小麦是用自留种子,而很少到市场购买。从市场占有率的情况来看,玉米的市场占有率最高,达到了30%。
2、经营机构
到2002年12月为止,我国种子经营机构多达63000多家,其中仅国有种子公司就达27000多家(国有种子公司主要是按照行政区域设置);其它各种类型的种子公司也很多。如果再加上各级科研院所和育种站,总数将达到67000多家(如表2所示)。如此多的种子经营机构导致了我国种子行业过于分散,经营规模小,经济效益低,缺少行业科学管理。因而,在激烈的国际竞争中处于不利地位。
表2 种子经营机构种类数量构成
经营机构类别数量(个)所占比重(%)备 注
以育种为主的科研院所30004.5
以繁种为主的乡镇农技站和良种场10001.5多数为受托繁种
县级及以上国营种子公司30004.5
乡镇种子站5000074.6大多隶属县级种子公司
非国有种子销售机构1000014.9主营瓜、菜、牧草种(苗)
合 计67000100——
资料来源:农业部种植业管理司种子与植物检疫处
三、我国种业发展存在的问题
虽然我国种业经过了50多年的发展,取得了较大的成绩,但是由于起步晚,投入不足,并且种业本身也带有浓厚的计划经济色彩,使得我国种业与发达国家相比有较大差距,存在不少问题,主要表现在以下几个方面:
(一)行业过于分散,缺乏竞争力
我国种子经营机构数量多,行业过于分散,集中程度差,仅国有种子公司就有27000多家,其他类型的种子公司就更多了。经营机构数量虽多,但是大多数经营规模狭小,经济效益低,缺乏竞争力。种子产、加、销机构的平均年销售额仅有450万元,增值额100多万元;年销售额超过2000万元的种子企业不到100家,超过1亿元的仅有7家;没有一家种子公司种子公司的市场份额达到2%,没有净资产超过10亿元或种子年销售收入超过5亿元的公司,而1999年仅美国先锋种子公司一家的销售收入就远远高于我国所有种子公司的销售收入之和,这个差距是较大的。
跨国种子公司早就对中国种业市场虎视眈眈,这些公司集种子科研、生产、加工、销售、技术服务于一体,资金雄厚,营销经验丰富,运行机制灵活,生产的种子质量好,信誉高,深受农民欢迎。加入wto之后,我国将逐步降低关税,这不可避免的对生产经营规模狭小的国内种子公司产生冲击,如果我们不及时采取措施,进行种子行业结构调整,面对具备雄厚技术、资金和经营优势的跨国种子公司的挑战,缺少了国内保护的中国种子企业将难以抗衡。
值得重视的是,这个问题已引进了国家的高度重视,2001年颁布实施的《中华人民共和国种子法》对种子行业各参与主体做了明确规定,要求种子公司重新进行登记,省内经营的,其注册奖金不得小于500万元;全国经营的,其注册奖金必须在3000万元以上;还规定“……种子经营者按照经营许可证规定的有效区域设立分支机构的,可以不再输种子经营许可证……”。这一系列规定将打破目前我国种业市场的地区封锁,淘汰大批在市场上缺乏竞争力的种业企业,最终形成一些较具规模的在全国种业市场上占有一定位置的大型种子公司。
(二)观念落后,宏观调控不力,市场化程度低
我国的种子企业绝大多数是国有种子公司,长期在国家计划经济体制下生存,基本上都是封闭的经营,普遍缺乏市场竞争意识,观念落后,机制僵化,缺乏先进的经营管理手段。主要表现在:
1、政企不分,权责不明
目前,大多数国有种子公司名义上虽然都是独立法人企业,但由于没有进行产权制度改革,企业资产依然为国家所有,国家是唯一的投资主体、经营主体和利益主体,两权不分,政企不分,出现了国有企业常见的弊病。具体表现为人员冗重,产权不明晰,职责不明确,奖惩激励机制不健全,权利和义务不统一等。在经营上也没有长期规划,短期行为严重。
2、对种子行业的宏观管理力度不够
宏观调控不力主要表现在:相关的政策法规不完善,没有建立健全对育种者、生产者、经营者、使用者权利和义务进行有效保护和约束的机制;种子的质量监督、控制体系不健全,检测手段落后,执法不力;种子的市场信息网络体系没有形成,政府对种子市场的管理和调控不能及时奏效等。所有这些都使得种子市场价格波动频繁,品种杂乱,假冒伪劣种子横行。
3、市场化程度低
当前,我国的种子市场已渐趋成熟,进入买方市场阶段。一些小种子公司从自身的经济利益出发,以县境为界限,封锁市场,不准其他任何单位在本地销售种子,从而实现区域范围内的独家经营,抬高价格,以达到垄断市场的目的。这种做法直接导致了我国种子市场处于条块分割、行政垄断状态。既影响了全国统一市场的形成,又削弱了这些企业的竞争能力,同时对农业生产也产生了不良影响。
(三)种子企业运行机制僵化,缺乏先进的经营管理手段
我国多数的种子企业运行机制不灵活,资金规模小,盈利水平低,经营管理手段落后。许多企业自身没有科研人员和育种条件,主要经营科研单位育成的品种,企业依附性强,专业化协作水平低,一方面经营品种小而全,另一方面经营领域专而窄,企业生产要素配置极不合理,缺乏躲避市场风险的能力。另外,我国种子企业还缺乏懂技术、会经营、善管理的复合型人才,这直接影响了企业的运营。
(四)投入不足,缺乏科技创新能力
长期以来,我国种子的科研、生产、推广和销售是相互分离的,科研经费完全依靠国家投入,科研水平低,成果转化速度慢,很难形成一个良性循环。同时,由于行业分散,单个种子企业规模小,资金有限,大都不具备科技创新能力,虽然有少数企业自身也从事科研育种,但其农业科研条件、科研人员数量和科研成果推广都因资金不足而落后于其他产业,这使我国种业科技创新严重不足,在竞争中处于不利地位。科研育种是种子企业的生命,没有新品种,企业也就失去了生存的根本。国外的种子公司都非常重视科研育种,对其投入巨资,如美国先锋公司1998年的育种科研投入就达到了2亿美元,到现在仍坚持每年销售收入的10%~12%用于科研投入。由于投入大,育种技术高,所以其新品种更新速度快,市场占有率必然就高,从而在竞争中立于不败之地。可以说,育种科研水平的高低直接决定了一个种子企业在市场竞争中的成败。
(五)对品种知识产权缺乏有力的保护
长期以来,不论是育种者,生产者还是种子经营者都对品种知识产权缺乏充分的了解,没有新品种知识产权保护意识,给种业的健康发展造成了一定的负面影响。虽然,我国已经颁布实施了《植物新品种保护条例》,但是由于起步晚,宣传力度不够和传统计划经济体制的影响,目前对植物新品种的保护力度依然不够,育种成果本身还没有成为一种商品。主要表现在:一方面,科研机构及育种专家在转让品种时,种子公司通常不愿意或不按照要求支付转让费,严重影响了科研人员的积极性和科技创新的后劲;另一方面,品种权的私下转让、假冒侵权、盗取亲本现象严重,使得品种权人不能取得培育或转让新品种而应得的报酬。这一方面使研机构研究经费补充不足,育种者积极性受挫,新品种开发缓慢;另一方面又使种子企业缺乏新品种来源,后续品种跟不上,从而使种子科研和经营两大系统都处于低效率运转的状态,不利于我国种业的协调发展。
四、我国种业的发展策略和应对措施
随着加入wto和我国市场经济的逐步发展、完善,种子行业走向市场、参与国际竞争是大势所趋。面对经济全球化的挑战,面对实力雄厚的跨国种业集团的竞争,我国种业该如何应对,这是摆在所有种业经营者面前的问题。针对目前我国种业发展中存在的问题,借鉴国外种业发展的经验,我国种业发展应当采取如下的发展策略和应对措施。
(一)当今我国种业的发展策略
当今我国种业的发展策略主要侧重于三个方面:一是确定发展方向;二是强化体制创新和机制创新,在种子企业中引入现代企业制度和先进的经营管理手段;三是重视科技创新,加强科研投入。
1、确定正确的发展方向
根据我国国情和世界种业发展趋势,当今我国种业应向以下三个方向发展:
一是对传统育种技术进行改造,利用生物技术向传统育种技术进行渗透,提高农作物的育种效率,向以生物技术为代表的高新育种技术转变。利用传统的品种间杂交选育新品种周期较长、效率较低,而以生物技术为代表的高新技术与传统的育种技术相结合,则可以快捷高效的培育农作物新品种。因此,实施常规育种和生物技术育种相结合的科技创新战略,逐步提高我国种业的科技含量。
二是种子生产由粗放型向集约型转变。长期以来,我国的种子生产单位基本上是采取粗放的生产方式进行种子生产,对生产过程缺乏必要的监督与指导,这就导致了商品种子质量不过关,合格率低,对农业生产构成了严重的危害。今后的制种过程必须采取集约方式,变一家一户的繁殖为集中大面积繁殖,加强对播种、去杂、收获等种子生产关键环节的管理。
三是由科研、生产、经营脱节向育繁推、产加销一体化发展。国外种业发展的成功经验表明,种子企业要想在激烈的竞争中立足,必须走一体化经营,使科研、生产、销售成为一个系统的整体。因此,我国种业必须改变目前分散的、小规模的区域经营模式,通过科研成果转让、知识产权入股、企业资助科研、资产捆绑重组等方式,实现种业科研、生产、经营的强强联合,增强国际竞争能力。
2、强化体制创新和机制创新
目前,我国国有种子企业经营不力、活力不强,与企业缺乏科学、有效的管理体制与运行机制有关。因此,当今我国种子企业要想发展,必须更新观念,强化体制创新和机制创新。
体制创新指在企业中引入现代企业制度和先进的经营管理手段,按照市场经济的运作方式进行资源重组和资本运营,实现种子企业的强强联合,促进种子产业的规模化、集团化发展。
机制创新包括三个方面内容:一是管理机制创新,主要指企业经营思路、组织结构、管理方式及基本制度建设等方面要有所创新;二是经营机制创新,主要是改变现有政企不分、权责不明的企业运行机制,改革种业的产权制度,推行现代企业的经营机制;三是监督机制创新,有效的监督机制有利于调动企业员工的积极性,实现人尽其能,充分发挥员工的主动性和创造性。
3、重视科技创新
科技创新是企业发展的坚强后盾和潜力之所在,种子企业应当建立自己的研发机构,走育种、繁育、推销一体化的道路。国外种子公司非常重视科技创新,不惜投入巨资,如美国诺华公司平均年投入的科研经费达3.7亿美元,占其种子销售额的6%;而先锋公司平均年投入科研经费则高达1.8亿美元,占其销售总额的10%。因此,我国种子企业要想在激烈的国际竞争中站稳脚根,必须重视科技创新。一方面,增强技术储备,利用各种手段引进国外先进的技术和仪器设备;另一方面,重视引进掌握高新技术的人才,把人才做为企业科技创新的主导因素,树立以人为本的管理观念。
(二)应对措施
面对加入wto之后跨国种子公司的激烈竞争,我国种业发展应当采取以下应对措施:
1、积极推行种子认证制度,规范种子产业发展
种子认证是指依据程序通过品种合格性认可、系谱繁殖、过程控制、验证等方式来确认种子的遗传质量(品种真实性和品种纯度)以及通过认可种子检验室确认种子的物理质量符合种子认证方案的要求而给予的书面保证(种子认证证书和认证标签)。
我国种子行业起步较晚,规模小,经营分散,种子营销行为非常不规范;而现有的种子质量管理体系始终是以种子检验为主线,难以保证种子质量。借鉴国际经验,实行种子认证制度可以解决这一问题,既有利于规范种子行业主体的行为、加强宏观管理、促进种子贸易的健康发展,又有利于植物新品种保护工作的开展,有效保护育种者的合法权益。
2、利用wto的绿箱政策,加大对种子行业的投资力度
虽然加入wto之后,我国将取消农副产品的出口直接补贴,但是我们可以抓紧时机,利用wto的绿箱政策,加大对种子行业的投资力度,以这种方式对种子产业提供支持。加大投入力度主要包括增加对种子基础科研、高新技术研究和种业基础设施建设的投入。我国育种基础研究比较薄弱,品种资源搜集和利用不足,而这些方面的研究周期长,投入大,企业无力负担,这项工作就应当由政府来承担。同时,我们还应当利用绿箱政策,增加对种子生产基地设施、仓储等基础性设施的投入,增强我国种子企业参与国际竞争的能力。
3、彻底消除区域分割、行政垄断造成的国内市场壁垒,实现全国统一市场
我国的种子企业要想在竞争中站住脚,必须走规模化、产业化的发展道路,企业与企业之间实行强强联合,兼并重组。而我国目前种子产业要想组成能够抵御国际市场冲击、参与国际竞争的企业集团还有很大阻力,原因就在于长期以来由于实行“双重管理”造成了种子行业区域分割,地方保护主义严重,阻碍了跨地区的大型种业集团的组建。所以说,我们必须利用加入wto之后的这段缓冲期,彻底消除国内存在的市场壁垒,促进种子企业的规模化、集团化发展,有利于参与国际竞争。
4、加快国有种业企业的产权制度改革
目前,我国种子产业的经营主体仍然是国有种子公司,提高国有种子公司的经营效率有利于增强我国种业的整体实力。因而现有的国有种业企业大都是从原事业单位分离出来的或者目前仍属于事业性质的单位,这些单位产权不清、责权不明,因而影响了种子企业经营效率。因此,国有种子公司要想成为未来种业市场的竞争主体,就必须加快产权制度改革。在现阶段,根据我国经济体制改革的进程和国有种业企业的现状,产权制度改革的核心内容是构建投资主体多元化、产权具体化的产权结构,健全企业法人治理制度。具体来说一是明确产权,二是完善监督机制,三是建立健全奖惩制度。
5、树立品牌意识,完善营销策略
一个种子企业,要想有竞争实力,必须制定完善的营销策略,树立自己的品牌,并让广大客户接受,得到社会的认可。目前我国种子企业普遍缺乏品牌意识,目光短浅,不考虑长远发展,没有一套完善的营销体系,如果这种状况得不到改变的话,将无法对抗跨国种子集团的竞争。从我国的具体情况来看,树立品牌、完善营销策略主要可以从三个方面抓起:一是建立完善的营销网络和营销队伍,加强对自己产品的宣传;二是严格把关,保证企业经营种子的质量,以质取胜,树立品牌;三是要为客户提供优质的售后服务,包括技术指导和跟踪服务等,以此来占领市场,赢得客户。
主要参考文献
1、郑渝:《中国种业现状分析与发展战略研究》,国际种子科技与产业发展论坛论文集,中国农业科技出版社,2002.10:10-16。
关键词:机械制造技术,特点 ,发展, 趋势
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
中图分类号: TD406文献标识码:A文章编号:
引言:通常意义上讲我们所涉及的机械制造技术是对产品的设计、加工、出售、使用、维修以及回收等整个过程进行研究的学科。当今大量应用先进机械制造技术的最终目的是迎合社会发展,提高产品质量以及企业竞争力。技术的革新极大程度上提高了我们技术的进步,人民群众对其要求也是越来越高,不仅要求外形美观,质量高档,价格合理,使用方便,还要求有多样的品种,快捷的更新,满意的服务以及高程度的自动化。为了迎合社会的发展,满足当代人越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。
1、机械制造技术现状及特点
(1)机械制造的现状:我们的机械制造技术近些年来得到了迅猛的发展,日益受到经济管理部门关注,取得了一系列的突破,尤其是在自主开发创新能力方面以及行业整体技术水平方面显著提高。虽然我国也在不断开发,引进及采用现今的机械制造技术,但与发达国家相比,仍然存在诸多问题,主要体现在设计,工艺,自动化以及管理等方面。随着社会的进步与工业生产的高度发展,人们对于产品的要求也发生了很大的变化。特别是制造过程和制造工艺也有了新的内涵。进入21世纪后,以计算机技术、网络技术和通信技术等为代表的信息技术、生物技术及新材料技术,被广泛应用于机械制造的各个领域,使机械制造技术发生了质的飞跃,制造生产模式发生了重大改变,呈现出高技术化、高数字化、高极端化、高绿色化、高集成化的特点和发展前景。
(2)机械制造技术的特点:先进的机械制造技术具有与时俱进性,系统性,市场性及全球性等特点。先进的机械制造技术既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程,与时俱进,不断更新;先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体,是一个系统工程;20世纪80年代以后,机械制造业赢得市场竞争的主要矛盾,已经从提高劳动生产率转变为时间、成本和质量的三要素的矛盾,先进的机械制造技术把这三个矛盾有机结合起来,是市场竞争三要素的统一;随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。
2、机械制造技术发展趋势
几年来,我国现代机械制造业不断采用先进制造技术,机械制造有了显著的发展,无论制造总量还是制造技术水平都有很大的提高。机械制造从产品研发、技术装备和加工能力等方面都取得了很大的进步,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
(1)科技新时代的到来,尤其是网络新时代的到来,标志着机械制造技术也必将朝着信息化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。所谓机械制造技术信息化是指机械制造业以信息为主导,借助于物质和能量的力量生产出价值,而不同于以往以物质和能量为主导,借助于信息的力量生产出价值。不久的将来,信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。
(2)自动化和智能化在我们国家的技术革新中占据了重要的地位。主要表现在制造系统中的集成技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、柔性制造技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。智能化是柔性自动化的重要组成部分。随着社会的发展,人类早已从繁重的体力劳动中解放出来,然而生活水平的提高促使人类不满足于此,如今我们还要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来,以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动,智能化促进柔性化的发展,它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。智能制造将作为一种模式,是集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身,并不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统,也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统,它突出了在制造诸环节中以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。
(3)技术和管理柔性化。实现机械制造的柔性化是为了更好的适应多变的市场和产品需求,柔性化包括技术柔性化和管理柔性化。我们这里所谈论到的所谓技术柔性化也就是我们在施工过程中所使用装备和技术路线不受工艺及产品种类的约束,这样的技术就会使我们的工艺得到更大的提升。我们需要在工作中重视管理的柔性,这就是要求我们需要了解管理柔性化的优势,在我们的实际管理中需要重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出如准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。在整个的流程中我们的人为因素发挥了重要的作用,为了使我们整个制造生产系统无论在技术、管理或是人员、组织上都具备充分的柔性必须进行柔性化管理。柔性化管理必须重视人性化管理,尊重人性,从而增强员工的责任感和自主精神,充分调动员工积极性,在日益强调环保的今天,绿色制造技术的出现赋予柔性化更深的含义。
(4)机械制造的灵活化。灵活化也就是尽可能地缩短从设计生产到出售使用的时间,使机械制造厂的机制能灵活转向。未来的市场是具有高度不确定性的,为了迎合多变的不可预期的市场,机械制造必须具有高度的灵活性。
结语:在技术飞速发展的今天,我们越来越能发现机械制造行业的重要性。我们国家近些年来逐渐将机械制造业发展成为我国工业中的核心,其在国民经济的发展中有着不可替代的作用,对于提高我国的综合技术实力有着十分关键的作用。这就是要求我们从业人员不断加强机械制造技术水平,掌握好相关的发展方向,也就能在最终实现提高产品质量及企业效益的目标,保证我国在激烈的市场竞争中处于不败之地。
参考文献:
[1]谭学深.浅谈我国机械制造技术的现状及发展方向[J].中国科技信息,2008(15):117-119.
[2]王国栋.我国先进机械制造技术的创新及发展趋势[J].技术与创新管理,2008(3):229-230.
[3]杨建伟.试论当今机械制造技术的发展现状[J].硅谷,2008(17):89.
一、医药研发外包的定义及范围
医药研发外包(CRO)是一种为各类医药企业提供新药临床研究等服务,并以之作为盈利模式的专业组织。最初,CRO提供的服务主要集中在临床试验方面,目前业务范围已经向化学结构分析、化合物活性筛选、药理学、毒理学、药物配方、试验设计、药物发现、临床前沿研究、药物基因组学、I―Ⅲ期临床研究、药物代谢研究、药物安全性研究、研究者和试验单位的选择、监查、稽查、数据管理与分析、药物申报注册、信息学、临床文件和政策法规咨询等诸多方面扩展。
二、医药研发外包全球发展现状及趋势
(一)全球医药研发外包的发展现状
1、全球医药研发增长态势强劲
根据 Frost&Sullivan报告,在全球生物医药产业中,CRO承担了近1/3的新药开发组织工作,在所有的Ⅱ期和Ⅲ期临床试验中,有CRO参与的占2/3。CRO服务的全球市场以每年20―25%的速度增加。1999年全球CRO业务额为76亿美元,到2005年为163亿美元,2010年增加到360亿美元,复合增长率大约为13.8%。临床试验外包业务将在企业研发预算中占有越来越重的份额。据Reuters Business Insights分析,2006年医药企业的内部研发费用为680亿美元,CRO临床试验项目费用为190亿美元,到2010年分别上升为910亿美元和360亿美元,CRO临床试验费用在过去5年内几乎翻了一翻。未来3年,医药研发年投入增速将放缓为9.6%,CRO将达到16.3%。
2、美国占CRO一半以上市场份额且发展成熟
2007年,美国有300多家CRO公司,市场占有率达到65%,如世界排名前列的昆泰(Quintiles)、科文斯(Covance)等,这些公司约占全球CRO的40%。美国CRO产业比较成熟,能够提供早期药物发现、临床前研究、各期临床试验、药物基因组学、信息学、政策法规咨询、生产和包装、市场推广、产品和销售支持、药物经济学、商业咨询及药效追踪等一系列服务。
3、欧洲和日本CRO市场具有较好的成长性
欧洲医药研发仅次于美国,列全球第二位。欧洲约有150多个CRO公司,2007年全球市场占有率为23%,2010年上升为29%。日本CRO产业起步于20世纪90年代初,1997年日本以国际化为标准的新GCP颁布,厚生省(卫生部)对临床实施规范和数据质量要求上升,促使了日本医药研发服务外包的发展。日本医药研发外包以每年30―40%的速度成长,EPS、CMIC等前3家CRO龙头企业占据了日本CRO业务50%的市场份额。
4、印度等发展中国家具有较大的承接优势
印度人力资源的费用只相当于美国的1/7,凭借人力成本和语言优势,在CRO市场中占有一席之地,2005年市场份额达到1.2亿美元。印度拥有61家经美国FDA批准的制药厂,是除美国以外最多的国家。印度目前已经从CRO产业链的低端向产业链的高端转移,在基因测序、DNA 文库构建、新型农作物品种的遗传学研究和生物信息学方面前景看好。
(二)全球医药研发服务外包发展趋势
1、市场规模和业务范围迅速扩展
2002年,世界生物医药研发外包市场规模为100亿美元,2005年增长到163 亿美元,2010年增加到360亿美元。2005年全球制药行业研发活动外包的比例为24.7%,也就是说,约1/4的研发工作选择外包方式。到2010年,外包研发支出占研发总费用比重提高到40%左右。生物医药研发外包业务正扩展到临床试验之外的更加广泛的领域。如,药物研发、临床前研究、药物经济学、药物基因学、药物安全性评价、Ⅰ期―Ⅳ期临床试验、数据管理与分析、信息学、政策法规咨询、产品注册、生产和包装等。大型CRO公司的服务也在增加。
2、向亚洲国家转移的势头加快
近年来,一个新药的全球平均研发成本由过去的5亿美元上升到12亿美元,且成本不断上涨,由此带动了医药研发服务外包的不断扩展。发展中国家具有人力成本低廉、相关人才密集、病患者资源库丰富等有利条件,国际大型的CRO公司都加快步伐将新药开发中的非核心业务脱离出来转移到印度、中国、巴西等发展中国家。中国医药研发人力资源成本约为美国的1/10,而印度的人力成本是美国的1/7。
3、医药研发外包联盟(CROSA)趋势更加明显
由于单个医药研发外包企业技术及信息、服务范围比较有限,特别是面对难度大、涉及范围广的病症难以应对,医药研发外包联盟可以把具有高质量服务能力及研发能力的机构联合起来,解决世界性的医疗疾病,所以这类世界性的联盟越来越多。
4、 CRO企业市场并购重组迭起
2009年11月,世界前三大CRO组织之一的PPD公司先后收购了依格斯医疗科技公司和保诺科技。PPD公司的强项是后期临床实验,保诺的优势是药物研发前期的一体化开发,依格斯在临床试验上占优,并购后PPD不仅增强了研发能力,而且成为目前在华运营的最大跨国临床研究机构。
5、医药研发离岸外包成为跨国医药公司最重要的创新模式
国际生物医药产业已不局限于将公司非核心研发业务进行离岸外包,而是在控制新药核心知识产权的前提下,开展多种形式的研发业务离岸外包模式。如,美国诺华(NOARTIS)公司与世界范围的CRO公司开展从药物发现到临床试验等全面的研发合作,将新药研发实现外部化;辉瑞(PFIZER)公司实施战略性紧密型研发外包模式,将化学服务业务整体外包给俄罗斯的ChemBridge公司,实行新药研发的部分外部化。此外,跨国医药公司在新兴市场国家建立离岸全球研发中心,实现医药研发外包的内部化。
三、我国医药研发外包的发展现状、问题及趋势
(一)我国医药研发外包的发展现状
1、医药研发外包总体增长迅速
2011年,我国医药研发(临床前和临床研究)外包服务市场规模将达到123亿美元。2006年临床前研究市场规模为25亿美元,2011年将达到51亿美元左右,2006―2011年的复合增长率约为15.7%;2006年临床研究市场规模为34亿美元,2011年将达到72亿美元左右,2006―2011年的复合增长率约为15.8%。
2、医药研发外包企业数量和业务范围不断扩大
在国际CRO企业的带动下,以及我国鼓励新药研发政策的大环境下,医药研发外包得到了迅速发展。1996年,MDSPharma Service在中国设立了第一家CRO企业从事药物临床试验业务。随后,其他跨国CRO开始陆续在中国设立分支机构。
目前,我国从事CRO业务的各类机构主要集中在京、沪两地。北京医药研发外包企业数超过200家,集中在中关村生命科学园,业务量达20亿元,占了中国市场份额的25%。上海医药研发外包企业数超过300家,主要集中在张江药谷,业务量达28亿元,占了中国市场份额的30%。
从企业性质划分来看,第一类是昆泰、科文斯等跨国企业在中国的分支机构。第二类是合资型企业。如,Kendlewits,Ever progressing systems(EPS)等,服务对象主要是小型跨国企业及一些大型本土企业。第三类是本土企业。如,依格斯北京医疗科技有限公司、上海药明康德新药开发有限公司、杭州泰格医药科技有限公司等,这类企业约有200家,服务对象为中国本土企业,服务内容包括改变剂型、仿制药研究以及临床研究等。
从医药研发外包企业承担的业务范围来看,第一类是从事临床前研究的CRO企业。这类企业主要从事与新药研发有关的化学、临床前的药理学及毒理学实验等内容。第二类是从事临床试验的CRO企业。第三类是从事新药研发咨询。当前国内的CRO机构中从事这类业务的占绝大多数。
3、医药研发外包专业性人才优势和成本优势突出
我国大量高素质、低成本的人力资源将成为欧美医药企业青睐的主要因素。据统计,2006年,我国在化学制药和生物制药领域的毕业生分别达3.9万和2.2万人次,2006―2009年期间复合增长率为12%。其次,伴随着中国CRO行业的快速发展,大量的海外人才及中国留学生不断向国内流动,对我国医药研发外包能力提升发挥了关键性作用,中关村、张江、泰州等国家生物产业基地的许多医药研发外包企业是留学生创办的。此外,较低的人力成本提高了我国医药研发外包的国际竞争力。在国际医药研发成本中,1/2以上的费用是人力成本的花费。与发达国家相比, 我国聘请研发人员、临床工作人员和招募受试者的费用都较低。据Quintiles 分析, 在中国及亚洲其它一些国家进行临床试验比西方国家节约近30%的费用。
4、医药研发园区和产业基地集聚示范效应初步显现
“十一五”期间,国家发展改革委等部委选择了产业基础好、创新能力强的地区加快国家生物产业基地建设,认定了12个国家生物产业基地、10个生物产业领域的国家高新技术产业基地。据不完全统计,目前全国有各类医药产业园区100多个,分布在北京、上海、江苏、广东、吉林、四川、湖南、湖北等25个省市。通过10多年的发展,中国部分医药园区形成了集群效应,吸引了一批留学生回国创业,对加速科技成果转化发挥了重要的作用。中关村生命科学园、张江生物医药基地、泰州医药高新区、本溪生物医药产业基地等呈现蓬勃发展态势。
(二)中国医药研发外包面临的主要问题
目前,中国医药研发外包仍然存在企业规模较小、业务范围狭窄、外包层次较低、同质化现象比较严重、行业缺乏国际通行标准,以及企业发展的外部环境不规范、法律法规不健全等问题,这些都影响了中国承接国际医药研发外包业务。
在服务范围上,发达国家CRO企业比较成熟, 具有庞大的国际资源网络和信息网络, 能提供全产业链的服务, 服务范围涵盖了新药研发到市场销售的全过程。而国内CRO公司业务范围及服务内容比较单一。在企业规模和价值链上,中国CRO企业大多为中小型企业,以新药研发咨询、新药申请报批以及新药注册为主。大多处于药物研发价值链的下游领域,目前的新药研发主要停留在改剂型、改规格、改包装、改变给药途径等简单的、低水平阶段。在制度环境上,国内实行的资质认证及质量标准体系与国际通行的标准不统一。这是国内CRO企业承接离岸医药研发外包的主要制约因素。虽然我国大力推进GMP、GCP等质量体系建设,但与西方发达国家的质量体系相比仍然有很大的差距。其次,是知识产权保护上制度的不健全。跨国制药企业之所以不愿意将新药发现等方面的业务外包给国内CRO公司,其中一个重要原因是基于知识产权考虑。
(三)中国医药研发外包发展的主要趋势
生物产业是国家“十二五”时期的战略性新兴产业和高技术领域的支柱产业,随着这一战略目标的实施,政策支持体系将继续完善。同时,医药研发市场规模扩大,企业竞争力增强,这些都将为中国医药研发外包发展壮大带来黄金机遇期。
1、国内外市场规模持续扩大
首先,随着中国人力资源优势、技术能力提升、设备条件改善、政策环境完善等因素,国际大型制药企业将新药研发业务持续向中国转移。温德尔・巴尔说过,跨国公司希望进入中国迅速扩大的医疗保健市场,并分享其庞大的研发外包人才库。其次,随着中国的医疗体制改革,医疗保障水平、保障能力、保障层次不断提高,农村医疗保障体系的全面覆盖,城市高消费群体对医疗保障的需求层次提高,将使国内医药研发需求持续扩大。这既为本土CRO企业带来了发展机遇,又为外资CRO企业开拓中国市场提供了机遇。第三,国内外医药企业研发投入普遍提高将直接为医药研发外包市场带来增长效应。随着全球疑难病症增多,医药市场竞争加剧,导致制药企业研发经费投入普遍提高。国际制药企业的研发费用投入一般占销售收入的15―20%左右。目前,中国企业不足5%,有的甚至不到1%,还有很大的增长空间。随着国内制药企业实施自主创新战略,应对国际竞争压力,以及国家《药品注册管理办法》等政策支持因素,也将带动国内企业医药研发投入有所上升。
2、医药研发外包行业集中度、专业化及综合化水平大幅提高
目前,中国医药研发外包业务主要集中在具有一定规模的企业。如,上海药明康德、开拓者化学、美迪西、先导化学、辉源生物科技(原华大天源)等企业都有相应的外单。从技术市场登记的合作分析中可以看出,药明康德承接的研发外包业务占到上海研发外包业务总量的50%左右,在专业化上体现出较强的优势。其次,是美迪西、开拓者化学、睿智化学等几家企业。中国本土CRO企业经过十余年的发展,业务领域专业化和综合化趋势较为明显。
3、战略联盟将成为我国医药研发企业提高国际竞争力的主要模式
随着全球医药研发外包对承接方的专业化及一站式服务的要求加强,纵向一体化战略正成为CRO行业拓展业务范围,提升盈利能力,提高竞争力的主要手段。目前,中关村、张江高科技园区已经逐渐形成了中国生物技术外包联盟(ABO)、中关村CRO联盟、浦东新区生物医药研发外包服务联盟、生物医药研发外包工作委员会等CRO的联盟,并逐渐发展成为中国CRO的中坚力量。中国生物技术外包服务联盟(ABO)整合自l6家外包机构,通过品牌共享和营销协作的形式,提供从新药研发、临床前研究、临床实验到登记和签约生产的“一站式合作研究服务”,使联盟整体经营收入翻了一倍。
4、欧美和日本等发达国家仍是中国医药研发服务外包的主要来源地
目前,中国医药研发外包主要来自发达国家市场。北京医药研发外包企业主要承接美国、丹麦、瑞典、日本和韩国业务。上海医药研发外包企业则主要承接美国、日本、英国、香港、瑞典、法国业务。
四、政策建议
第一,加强产业政策扶持,不断完善和优化发展环境。应针对医药研发外包行业特点继续完善减免税政策、人才引进和培训政策、融资政策、知识产权保护政策等相关优惠政策。
第二,注重服务体系建设,为中国CRO企业承接国际业务创造条件。要重视各类医药研发外包平台、行业组织及中介机构建设,为企业承接各种国际新药研发业务提供帮助。组建国家医药研发外包服务中心、产业联盟等机构,推介我国医药研发外包企业,提高承接大宗国际业务能力;创办国家医药研发外包专刊、网站等加强宣传和信息交流,增强国内相关机构对CRO的认知度。
第三,积极推动国内医药研发外包企业通过兼并重组、企业联盟等形成发展壮大,形成龙头企业,整合产业链。
第四,实现CRO企业与新药研发企业的良性互动。近年来,医药研发外包已成为提高生物医药企业创新能力和建立外部知识产权网络的重要手段。CRO行业的成长对于推动中国新药研发的自主创新能力和专业化分工水平,提高中国医药行业整体竞争力发挥了重要作用。
第五,加强各类生物医药产业基地、园区建设,继续提高医药研发外包的聚集效应。
从本质上来看,微电子技术的核心在于集成电路,它是在各类半导体器件不断发展过程中所形成的。在信息化时代下,微电子技术对人类生产、生活都带来了极大的影响。与传统电子技术相比,微电子技术具备一定特征,具体表现为以下几个方面[1]:(1)微电子技术主要是通过在固体内的微观电子运动来实现信息处理或信息加工。(2)微电子信号传递能够在极小的尺度下进行。(3)微电子技术可将某个子系统或电子功能部件集成于芯片当中,具有较高的集成性,也具有较为全面的功能性。(4)微電子技术可在晶格级微区进行工作。
2微电子技术发展历程概述
微电子技术诞生于20世纪40年代末。1947年,巴丁、布莱顿与肖克莱发明了晶体管,这使得电子技术有了极大的突破,也为微电子技术的后续发展奠定了基础。至20世纪50年代末,集成电路的出现推动了电子技术革命,这也意味着微电子技术变得愈来愈成熟,并进入了快速发展期。同时,计算机技术应用范围的不断拓展,也进一步促进了微电子技术的发展。至20世纪70年代,伴随着微型计算机的出现,让微电子技术发展达到了空前的高度,也奠定了微电子技术在高新技术当中的核心地位[2]。如今,微电子技术已走入人们的生活当中,计算机、手机、家用电器的制造、生产都离不开微电子技术的支持。同时,微电子技术也成为了国防工业、印刷工业、汽车工业等工业生产当中不可或缺的核心技术。甚至可以说微电子技术无处不在,它已经与整个社会形成了一种相互依存的关系。相对于发达国家而言,我国微电子技术起步较晚。但近年来,我国的微电子技术取得了很大进展,特别是在纳米集成技术方面有所突破,并且集成规模也变得愈来愈大。其中华为公司在移动芯片方面已经处于国际领先地位,旗下的海思芯片已经能够与高通、三星等芯片一较长短。如今我国已经成为全球最大的消费类电子市场,在市场刺激下,我国微电子技术整体水平还将进一步提升。
3微电子技术发展趋势分析
3.1硅基CMOS电路
在硅基技术不断进步、不断成熟的情况下,硅基CMOS的应用深度也在不断提升。从硅基CMOS电路发展趋势来看,硅晶圆片的尺寸正在不断扩大,然而特征尺寸(光刻加工线条)却变得愈来愈小。早期的硅片尺寸为2英寸居多,经过3、4、6英寸的过渡发展,如今已经达到8英寸水平[3]。近年来,集成电路制造工艺技术的进一步突破,使得硅片尺寸已经达到12英寸以上,直径超过300mm。硅片尺寸的扩大,意味着整体生产成本能够进一步降低。英特尔公司在集成电路芯片制造方面一直处于行业领先地位,从2011年开始英特尔便具备了成熟的32nm制造工艺。近年来,由32nm工艺到22nm工艺,再到如今主流的14nm工艺,体现了集成电路制造技术的快速发展。未来两年内,器件的主流特征尺寸将朝着10nm、7nm方向发展。当然,在硅基CMOS电路特征尺寸不断缩小的情况下,器件结构的物理性质会变得愈来愈大,不可能完全按照摩尔定律一直发展下去,甚至可以说硅基CMOS电路已经遇到了一定的发展瓶颈。要让其突破发展瓶颈,必然需要新材料的支持。高K材料、新型栅电极及新制造工艺将是促使其进一步发展的关键。
3.2生物芯片
生物芯片是微电子技术未来重要的发展方向之一。生物芯片是一种微阵列杂交型芯片,其中微阵列主要由各类生物信息分子所够成,包括DNA、RNA、多肽等。它是典型的生物技术与微电子技术的融合性产物。在阵列当中,各分子序列是预先所设定的序列点阵,并且序列与位置都是已知的[4]。以生物分子特异性作用为基础,可将生化分析过程集成于芯片表面,这样便能够实现生物成分如DNA、RNA、糖分子、蛋白质、多肽等的高通量快速检测。在生物芯片技术水平不断提升的过程中,其应用范围也在逐渐扩大。例如,Santford与Affymetrize公司所生产的DNA芯片上含有超过600种的基因片段。在芯片制造过程中,先在玻璃片上蚀刻出微小沟槽,在将DNA纤维覆于沟槽上,以不同DNA纤维图形来体现基本片段的差异性。利用电场等手段可让某些特殊物质将部分基因的特征表现出来,从而实现基因检测。又如,三位美国科学家被授予了一项关于量子级神经动态计算芯片的专利。此类芯片功能性较强,可进行高速非标准运算,这给量子计算领域的发展带来了巨大的推动力。该芯片是物理过程与生物过程的结合产物。以仿生系统为基础,在接口界面通过突触神经元连接,可实现反馈性学习,无论是运算速度,还是运算能力均具有较高水准。一旦该技术成熟后,可在民用及军事领域大范围应用。
3.3集成系统
集成系统是微电子技术发展的重点方向。以往微电子芯片都是以集成电路芯片为基础,然而,电子信息类型及数量的不断增多对集成电路芯片提出了新的要求,要求其具备更低的功耗、更快的速度,并且能够快速处理不同类型的复杂智能问题。在此需求下,SOC(系统级芯片)概念愈来愈受到关注。SOC具有极强的集成性功能,不但能够将信息处理系统、执行器集于一体,还能集成生物、化学、物理敏感器[5]。目前,SOC已经成为了移动终端中最为主流的芯片解决方案。部分手机的SOC性能已经达到了很高的水平,甚至接近于桌面级CPU。以苹果的A10芯片为例,A10晶体管的数量已经超过30亿,其整体性能较上一代A9芯片提升了约40%,所集成的GPU性能较A9也有50%的提升,但整体能耗却下降了30%。同时,SOC当中还集成了数字信号处理器模块、控制器模块、存储器单元模块等多个模块,可以胜任各种任务。未来随着相关技术的不断成熟,SOC还将具备更大的发展空间,并成为社会生产当中不可或缺的一部分。
3.4微电子制造工艺
穆尔定则指出,集成电路的集成度每3年左右就会成倍增长,而特征线宽则会下降30%。特征线条愈窄,也就意味着集成电路的工作速度愈快,并且单元功能消耗功率也会一定幅度下降。集成电路集成度的不断增大对相关制造技术(光刻技术、蚀刻技术、扩散氧化技术)也提出了新的要求。(1)光刻技术。利用波长为436nm光线,即可获取亚微米尺寸图形,从而得到集成度为1M位与4M位的DRAM。然而i射线曝光设备的出现进一步提升了光刻技术整体水平。利用i射线曝光可获得半微米尺寸及深亚微米尺寸图形,得到16M位与64M位的DRAM。目前主流的光刻技术为248nmDUV技术及193nmDUV技术,未来纳米压印光刻技术及极紫外光刻技术均存在较大潜力,极有可能成为下一代的主流光刻技术。(2)蚀刻技术。在高密度集成电路制造过程中,由于特征尺寸的不断缩小,对蚀刻工艺的要求也在不断提升。随着相关工艺的不断成熟,采取CER等离子源及ICP高密度等离子源,并将其与静电卡盘技术相结合,可进一步提升蚀刻效果。(3)扩散氧化技术。以往的气体扩散法需要在高温条件下长时间扩散,才能获得扩散层。新一代的离子注入技術进一步提升了扩散氧化效果。采取离子注入技术,可在任意位置置入杂质,再经过低温处理,便能得到扩散层。
3.5立体微电子封装
在电子产品集成度不断提升的情况下,微电子封装已经成为主流封装技术。相对于传统封装技术而言,微电子封装技术具有高性能、高密度的特征,具有更好的适用性及更高效率。从发展趋势来看,未来微电子封装技术将朝着少封装、无封装的方向发展,平面型封装会逐渐转向立体封装。立体封装是基于传统微电子封装技术发展而来[6]。立体封装可将两个及以上的芯片在单个封装中进行堆叠,即实现正方向上的多芯片堆叠。换句话说,立体封装是一种典型的堆叠封装技术。通过立体封装能够大幅度提升组装密度,提升幅度可达200%至300%。目前立体封装主要包括三种形式,即有源基板立体封装、叠层立体封装及埋置型立体封装。上述三种封装方式各具特点,适用于不同类型的芯片。
4结语
在微电子技术不断发展的过程中,它的影响力变得愈来愈大,并逐渐成为了衡量国家科学技术实力的重要标志,也体现了国家的综合实力。未来,微电子技术还将具备更大的发展空间,它将成为引导人类社会发展、推动技术革命的重要因素。
参考文献
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[2]李彦林.微电子技术的发展与应用研究[J].电子制作,2015(20):36.
[3]金撼尘.微电子技术发展的新领域[J].电子世界,2014(09):5-6.
[4]邓海刚,席宏扬,尤晓亮.浅谈微电子技术的应用和发展[J].电子制作,2013(17):93.
[5]程晓芳.微电子技术的现状及其发展趋势[J].山西电子技术,2012(04):93-94.
[6]关晓丹,梁万雷.微电子封装技术及发展趋势综述[J].北华航天工业学院学报,2013(01):34-37.
关键词:石油勘探;技术;发展;趋势;展望
0 引言
随着经济全球化的发展,石油工业也面临着严峻的形势,这些情况决定了石油技术的发展方向,在新世纪的发展过程中石油工业主要的发展障碍有很多方面,其中主要的几个方面有:市场竞争加剧、勘探开发程度要求越来越高、能源需求越来越大、对于绿色环保也提出了更高的要求,这些挑战对石油技术的发展提出了发展要求,要尽可能的开发储量、提高产能和开发率、保持绿色的开发和运输、降低成本、提高效率和效益,这些特点就决定了油气勘探开发的趋势技术变革一定会越来越快,学科之间的交叉和渗透越来越深入,技术方法的综合应用更普遍,生物技术、纳米技术、自动技术以及信息技术的应用会更多的推广到石油勘探工作当中,这些改变将会对石油勘探行业产生巨大而深远的影响。
1 石油勘探技术发展方向
随着油气勘探开发技术的不断发展和领域的不断扩大,石油勘探工作逐渐有所变革,在石油勘探工作当中物探技术的基本发展趋势就是高密度三维采集、大数据处理解释及重磁电震综合研究,包括百万道地震数据采集系统、超高密度数据采集与处理技术、波动方程研究、全波形反演、浅水、陆上、深层CSEM、三维井眼地震、地震数据与其他数据综合解释、开发自动地震搜索引擎等技术等。以下进行相关解释。
1.1 综合配套技术的发展 随着勘探开发的不断进行和开发技术的不断完善,在油气资源开发过程中开发难度将越来越大,油气开发剩余资源的自然地理位置将越来越严峻,中东以外的各个国家的油气位置都相当不利,多处在沙漠、高山、深海等地区,另外在石油开发进行到一定程度之后剩余的油藏类型将更为复杂,油田规模越来越小,油田品质有所降低,这就对勘探开发提出了更高的要求,需要勘探技术的快速发展,综合运用多种技术和方法进行勘探,降低成本消耗将是未来的主要发展需求和趋势。例如复杂的碳酸岩勘探配套技术的适用,尤其是对于高风险、高寒地区更为适用,另外对于深海盆地等也有相应的配套技术,随着勘探地区的需求,特色配套技术的发展也会随着地区特点不断地进行。从而提高开发效率和开发安全性。
1.2 地球物理勘探技术 地球物理技术作为一项勘探主要技术将会不断地发展和完善,在经历了数字时代和三维地震的应用之后,地球物理勘探技术仍将不断地发展,注入新的活力适应油藏形势,对物探特别是地震资料的信噪比、分辨率及构造成像精度提出了更高的要求,物探技术随着油田勘探内容的不断变化也会不断成长,未来物探技术仍将保持主导地位,扮演重要角色。
1.3 全波形反演技术 全波形反演技术方法是对地震波场的运动学和动力学信息有效利用,从而对地下结构进行重建,能够清晰地揭示复杂地质环境下的构造以及岩性细节信息,并且随着油气开发的难度越来越大,全波形反演技术也在不断的完善和发展,从成像效果以及速度模型上都有所完善,能够深度分析区域深部构造,详细进行成像演化分析,对地表环境进行有效的勘探调查,监理宏观速度场模,从而提供有力的数据支持,为油气的开发奠定基础。但是这种方式还是存在一定的缺陷,例如算法不稳定,计算量太大,在实际应用中不能很好的为油气开发服务,计算机技术的快速发展为全波形反演技术提供了技术基础,如何利用大偏移数据对内部成像进行改善,如何利用低频数据进行全波形反演、如何进行弹性波和全波形反演,如何去掉全波形反演中的多次波和绕射波,以及对于全波形反演的一阶近似如何快速收敛等方面。随着计算机计算能力的不断提高,这一技术应用将会不断拓展。
1.4 微地震监测技术 在地球物理勘测技术当中,地震监测是一项非常有效的监测方式,所谓的地震监测就是通过在生产活动中的地震事件进行监测和分析,从而得出大量的数据来推测地下状态以及效果,微地震监测分为井中监测以及地面监测两种方式,其中井中监测就是目前非常规勘探领域主要的地球物理技术之一。在监测目标区域周围临近的井中进行布置和接收的排列即为地震监测技术,井的布置和排列要根据具体的情况进行设定,与井中监测不同的是,地面监测由于精度较低、信噪比低等问题不如井中监测的可靠性和反演性好。
1.5 天然气技术的取代 在资源的开发工作当中,石油作为不可再生资源不会取之不尽,终有枯竭的一天,这就对能源的应用造成了限制,需要我们不断地开发各种新能源作为代替,其中应用较为普遍的即为天然气。天然气的不断发展实现了部分替代的功能,另外一些非常规油气资源的勘探工作也将会是未来几年的发展方向,在非常规油气资源的勘探中将会投入更多的研究和试验,从而促进替代能源的发展。
2 石油勘探技术信息化发展
近年来,高性能计算系统成为推动石油地震探测技术的最主要动力,lCPU技术的进步、微处理器技术的进步大大提高了由此构造的计算节点和I/O的计算性能和高速网络技术的进步。高速网络使得松散耦合系统之间的通讯带宽大幅度提高,带有处理能力的网络接口和新的通讯机制有效地降低了通讯开销,提高了并行效率和并行程序系统。多种可移植并行程序编程环境进入实用阶段,已经出现Omega等多种成熟应用系统。
高性能计算能赋予用户前所未有的计算能力。作为高性能计算的重要组成部分:高性能网络平台的建设无疑是重中之重,数据的传输能力则受到带宽和时延的限制,作为核心连接设备的交换设备又是其重要影响因素。对于高性能网络建设和石油通信行业有很大的推动作用,并能够通过高性能交换机不断地推出引领市场并灵活满足行业应用的高性能交换设备。
3 结语
综上所述,石油勘探技术的不断发展需要依托于自然科学的进步、信息技术的进步等,这就需要在石油勘探的发展中要不断地综合各项科学进行有机的融合,实现石油勘探技术的全面发展,提高石油勘探技术的层次化、科学化和智能化,有效的保障能源的供应。
参考文献:
[1]刘德祥,韩金有.石油勘探技术的发展前景展望[J].化工管理,2014(35):119-119.