新工業(yè)戰(zhàn)場看傳感器技術如何制勝
2014-07-23
在新的產業(yè)經濟環(huán)境下，工業(yè)領域的結構演變和調整正成為新的經濟增長動力，特別是在作為先進制造業(yè)代表的德國提出工業(yè)4.0的概念之后，“智能工業(yè)”與“智能生產”正成為帶動產業(yè)轉型升級的重要推動力。在這里面需要重點解決的是如何將資源、信息、物品和人進行互聯，這需要以信息網絡技術、數字化制造技術應用為重點，并依托傳感器技術為基礎，打造全面而先進的系統(tǒng)架構。下文則主要解讀在新工業(yè)發(fā)展背景下，傳感器技術的發(fā)展原動力及應用前景。
工業(yè)用傳感器能夠測量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，并轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業(yè)用傳感器是實現工業(yè)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)，在現代工業(yè)生產尤其是自動化生產過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產品達到最好的質量。甚至我們可以說，沒有眾多質優(yōu)價廉的工業(yè)傳感器，就沒有現代化工業(yè)的生產體系，更別談工業(yè)4.0體系的構建。
在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中，傳感器處系統(tǒng)之首，其作用相當于系統(tǒng)感受器官，能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環(huán)境考驗，是自動控制系統(tǒng)達到高水平的保證。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息精確而可靠的自動檢測，系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現。比如工業(yè)機器人之所以能夠準確操作，是因為它能夠通過各種傳感器來準確感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，包括：其自身狀態(tài)信息的獲取通過內部傳感器（位置、位移、速度、加速度等）來完成，操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實現，這個過程非常重要，足以為機器人控制提供反饋信息。所以，傳感器技術在很大程度上影響和決定著工業(yè)自動控制系統(tǒng)功能的實現。
而在智能制造業(yè)的未來，對人機交互技術、機器視覺技術都有更高的要求，這些都必須要依靠傳感器技術來實現。相對于傳統(tǒng)制造工業(yè)，以智能工廠為代表的未來智能制造業(yè)是一種理想的生產系統(tǒng)，能夠智能編輯產品特性、成本、物流管理、安全、信賴性、時間以及可持續(xù)性等要素。而信息技術與傳感技術，則是支撐工業(yè)智能化的重要支點。如今，作為現代信息技術的重要支柱之一的傳感器技術，已成為工業(yè)領域在高新技術發(fā)展方面爭奪的一個制高點。
伴隨著半導體器件技術和集成電路技術的快速發(fā)展，各種先進的傳感器產品被越來越多地應用于工業(yè)控制的各個領域。有統(tǒng)計數據顯示，預計未來五年，國內傳感器市場平均銷售增長率將達31%。本土傳感器需求規(guī)?？焖僭鲩L的主要動力來自于工業(yè)電子設備和汽車電子、通信電子、消費電子和專用電子設備等。工業(yè)電子設備則是電子信息產業(yè)中增長最快的行業(yè)，也是傳感器應用最多的領域，如測量各種工藝變量、電子特性和物理量，以及傳統(tǒng)的運動/定位等。
工業(yè)用傳感器能夠測量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，并轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業(yè)用傳感器是實現工業(yè)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)，在現代工業(yè)生產尤其是自動化生產過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產品達到最好的質量。甚至我們可以說，沒有眾多質優(yōu)價廉的工業(yè)傳感器，就沒有現代化工業(yè)的生產體系，更別談工業(yè)4.0體系的構建。
在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中，傳感器處系統(tǒng)之首，其作用相當于系統(tǒng)感受器官，能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環(huán)境考驗，是自動控制系統(tǒng)達到高水平的保證。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息精確而可靠的自動檢測，系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現。比如工業(yè)機器人之所以能夠準確操作，是因為它能夠通過各種傳感器來準確感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，包括：其自身狀態(tài)信息的獲取通過內部傳感器（位置、位移、速度、加速度等）來完成，操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實現，這個過程非常重要，足以為機器人控制提供反饋信息。所以，傳感器技術在很大程度上影響和決定著工業(yè)自動控制系統(tǒng)功能的實現。
而在智能制造業(yè)的未來，對人機交互技術、機器視覺技術都有更高的要求，這些都必須要依靠傳感器技術來實現。相對于傳統(tǒng)制造工業(yè)，以智能工廠為代表的未來智能制造業(yè)是一種理想的生產系統(tǒng)，能夠智能編輯產品特性、成本、物流管理、安全、信賴性、時間以及可持續(xù)性等要素。而信息技術與傳感技術，則是支撐工業(yè)智能化的重要支點。如今，作為現代信息技術的重要支柱之一的傳感器技術，已成為工業(yè)領域在高新技術發(fā)展方面爭奪的一個制高點。
伴隨著半導體器件技術和集成電路技術的快速發(fā)展，各種先進的傳感器產品被越來越多地應用于工業(yè)控制的各個領域。有統(tǒng)計數據顯示，預計未來五年，國內傳感器市場平均銷售增長率將達31%。本土傳感器需求規(guī)?？焖僭鲩L的主要動力來自于工業(yè)電子設備和汽車電子、通信電子、消費電子和專用電子設備等。工業(yè)電子設備則是電子信息產業(yè)中增長最快的行業(yè)，也是傳感器應用最多的領域，如測量各種工藝變量、電子特性和物理量，以及傳統(tǒng)的運動/定位等。
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