1.5 国内外应用现状
自20世纪90年代以后，近红外光谱分析技术正在以产业链的方式应用于多个领域，如农业、石化、制药、食品和饲料等[15-18]，它可以快速高效地测定样本中的化学组成和物化性质，成为农业、工矿企业和科研部门不可或缺的一种分析手段。近红外光谱技术在工业（尤其是大型流程工业）应用中的优势逐渐被人们所认识，迅速被应用到实验室快速分析、现场分析以及在线分析中，为企业带来了丰厚的收益。更为重要的是，在一些行业，近红外光谱技术成为促进技术进步（如生产工艺的改革）以及提高科学管理（如保证产品质量）的重要手段之一，已成为现代优化操作和控制系统中的一个重要组成部分。
在国外，近红外光谱技术在大型流程工业的应用日趋成熟和广泛，但由于涉及企业经济利益及商业秘密等原因，很多实际应用都未见正式报道。例如在石化行业，据统计全球仅汽油调和装置就有几百套安装了在线近红外光谱仪，其他主要炼油装置，如催化重整和催化裂化也都以在线近红外光谱分析技术为基础实现了优化控制操作。在农产品的现场收购环节，在线、便携式和台式近红外光谱被广泛用于按质论价的分析手段，例如，仅在日本就有550家果品等级分拣企业安装了2000多台在线近红外光谱分析仪（见图1-9）。在制药领域，近红外光谱分析技术正在由可选方法（Alternative Method）向一次方法（Primary Method）进行跨越式转变。近红外技术的应用为上述行业带来了丰厚的经济效益，已成为提高企业科学管理必不可少的一种手段。
为了解决模型维护问题，美国、法国、德国、丹麦、瑞士、加拿大和澳大利亚等官方机构已经组织建立了粮食、甘蔗和果品分析的近红外网络，这些网络经国家相关管理部门（网络管理中心）牵头，由研究机构（建模中心）、行业检验机构（标准化学实验室）、仪器厂商和用户组成。最早的近红外网络是1991年丹麦建立的，含有40台仪器，目前最大的是法国的Agroreso近红外网络，包含1000多台仪器。实践证明，网络化技术是将近红外优势在实际应用中发挥到最大的一个重要途径。例如，法国、德国和丹麦等国家的近红外网络已覆盖几乎所有的粮食收购点，较好地解决了粮食收购现场快速检测的问题，真正实现了谷物的优质优价及按质分类储存。
图1-9 基于近红外光谱等技术的水果筛选装置
近十年来，国外还颁布了几十项标准方法，包括ASTM（美国材料试验协会）、ISO（国际标准化组织）、AACC（美国谷物化学家协会）；AOAC（美国官方分析化学家协会）、ICC（国际谷物科技协会）、AOCS（美国油类化学家协会）和药典（USP、PASG、CPMP&CVMP、RIVM等），这些标准方法对保障近红外光谱技术应用的规范化起到了重要作用。
近些年，国际近红外光谱技术的应用热点集中在替代能源（如燃料乙醇和生物柴油等）、精细化工（如农药合成以及高聚物合成等）、制药等领域的原料品质检测、生产过程控制分析，以及产品质量的快速分析等。此外，近红外光谱成像技术作为传统近红外光谱分析技术的一种补充，也越来越多地被用于制药和化工等领域[19,20]。
与国际近红外光谱技术的发展历程类似，我国近红外光谱技术的应用也起始于农业，然后是石化，接着是药品和制药等领域。20世纪80年代中后期，中国农业大学的严衍禄教授开展了近红外光谱用于农产品快速分析的研究工作。20世纪90年代初，后勤工程学院冯新泸教授开展了将近红外光谱用于石化产品的应用研究。20世纪90年代中期，石油化工科学研究院陆婉珍院士团队在国内研发出了成套的近红外光谱分析技术，并将其应用于多套炼油生产装置，为企业带来了可观的社会效益和经济效益，随之在国内掀起了研究和应用的热潮。
2006年中国药品生物制品检定所（现中国食品药品检定研究院）以近红外光谱为核心技术研制出了药品检测车，目前已装备有400余辆，在基层实现了现场对药品质量的快速筛查，提高了药品监管工作的效率和质量。2004年FDA颁布PAT框架后，近红外光谱在我国制药领域的研究与应用工作也迅速展开，尤其是在我国的中药企业，近红外光谱已成为企业提升药品品质的一个重要技术手段。
此外，近些年我国大型的饲料集团公司几乎都采用了近红外光谱快速或者在线分析技术，一方面对饲料原料按照其品质进行按质论价收购，另一方面在保证饲料产品合格的前提下调整配方，显著降低生产成本，从而获取可观的经济效益。在我国大型烟草企业，近红外光谱技术的应用也已相对成熟，尤其是在烟草常规化学成分测定方面，近红外光谱模型库越来越丰富，预测准确性也越来越高，在配方设计和质量监控中发挥着重要作用。
近几年，近红外光谱标准方法在我国也得到了越来越多的认可，包括国家标准：GB/T 29858—2013《分子光谱多元校正定量分析通则》、GB/T 12008.3—2009《塑料 聚醚多元醇 第3部分：羟值的测定》、GB/T 24895—2010《粮油检验 近红外分析定标模型验证和网络管理与维护通用规则》等十余项，以及诸多行业标准：NY/T 1423—2007《鱼粉和反刍动物精料补充料中肉骨粉快速定性检测 近红外反射光谱法》、NY/T 1841—2010《苹果中可溶性固形物、可滴定酸无损伤快速测定 近红外光谱法》、LY/T 2053—2012《木材的近红外光谱定性分析方法》、LY/T 2151—2013《木材综纤维素和酸不溶木质素含量测定 近红外光谱》、DB53/T 498—2013《烟草及烟草制品 主要化学成分指标的测定 近红外漫反射光谱法》和DB53/T 497—2013《烟草及烟草制品 主要化学成分指标 近红外校正模型建立与验证导则》等。
在学术和技术交流方面上，我国也开展了大量富有成效的活动。2006年10月，我国第1届近红外光谱学术会议在北京召开，这是我国近红外光谱技术发展过程中的一个重要里程碑。至今已先后在长沙（2008年）、上海（2010年）、桂林（2012年）和北京（2014年）举办了5届，对促进我国近红外光谱技术的研发和应用起到了积极的推动作用。2009年6月成立了中国仪器仪表学会近红外光谱分会（China Council of NIRS）。该学术组织成立后，组织了大量的学术活动，其中值得一提的是，2012年11月成功组织召开了主题为“我国近红外光谱分析关键技术问题、应用与发展战略”的第446次香山科学会议。这次会议凝炼出了当前我国近红外光谱分析技术需要优先发展的科学问题和工程技术问题，为制定我国科技发展规划提供了科学依据，其带来的深远影响会在以后若干年中逐渐显现出来。
在学术成果方面，迄今我国已经出版了十余本近红外光谱专著，涉及方法学、仪器、药物、农产品和食品等多个领域。与之密切相关的化学计量学，也有多本专著出版。通过国家知识产权局官方网站、万方数据库和CNKI数据库查询，目前我国申请和授权的与近红外光谱直接相关的专利有500余项，在国内学术期刊发表的论文有2000余篇，硕士和博士学位论文也有300余篇。此外，据不完全统计，在国外期刊上发表的论文也有500篇左右。近红外光谱在我国的研究和应用呈现蓬勃发展的局面，大有星火燎原之势。尽管目前在大多数应用场合，近红外光谱技术还不是一种必需的分析手段，但可以预期的是，随着我国生产力水平的不断提高，将会有越来越多的行业离不开这种技术。