中國未來十年工業夢專題之 工業傳感器偶遇智能制造“小塊頭有大智慧”
2016.09.09
“工業4.0是什么?工業4.0將無處不在的傳感器、嵌入式中端系統、智能控制系統、通信設施通過CPS形成一個智能網絡。通過這個智能網絡，使人與人、人與機器、機器與機器、以及服務與服務之間，能夠形成一個互聯，從而實現橫向、縱向和端到端的高度集成。實質上，傳感器就是工業4.0的重要硬件之一。詳情 >>>
從歷史沿革的脈絡上看，傳感器的發展與工業生產技術的發展是互相影響和彼此促進的。在傳統的工業自動化產品和技術層級劃分中，以傳感器為主要信息入口的感知層是其上的控制層、驅動層和執行層的基礎架構。傳感器一般通過將其感知檢測到的物理量或化學量轉變成便于利用的電信號或者其他形式的信息輸出，使得整個工業控制系統得以實現獲取信息，進行數據分析和完成物體控制的目的。這一體系是傳統的自動化和數字化工廠的運行基礎。
未來的制造業是大數據的時代，是數據為王的時代，傳感器將是這些工業生產數據的入口、終端之一。誰占據了這個數據終端，誰就將獲得更大的話語權和競爭優勢。對于客戶來說，最終的需求是運用這些產品和收集到的數據，經過分析獲得有效的決策信息。
工業傳感器，是考驗一個國家工業體系是否完善的關鍵性因素。工業傳感器不僅性能指標要求苛刻，種類也非常繁雜。從功能上來說，工業傳感器分為光電、熱敏、氣敏、力敏、磁敏、聲敏、濕敏等不同類別。以工業機器人為例，其中涉及的幾種重要傳感器包括：三維視覺傳感器、力扭矩傳感器、碰撞檢測傳感器、安全傳感器、焊接縫追蹤傳感器、觸覺傳感器等。
工業4.0中的智能工廠憑借著自動化智能機器將具有極大的靈活性和適應性。從單個機器到工廠再到整條供應鏈和物流鏈都將實現大幅的效率提升和定制化，顯著降低成本，提高安全性，減小生產過程對環境的影響。標準的有線和無線通信技術通過連接信息孤島，幫助優化生產和供應鏈，也可以對生產過程的控制，預測和優化做出智能決策。
傳感器（Sensor）是一種常見的卻又很重要的器件，它是感受規定的被測量的各種量并按一定規律將其轉換為有用信號的器件或裝置。對于傳感器來說，按照輸入的狀態，輸入可以分成靜態量和動態量。我們可以根據在各個值的穩定狀態下，輸出量和輸入量的關系得到傳感器的靜態特性。
我們知道，企業的生產線和物流需要多種多樣的傳感器，利用傳感器可以實現對數據采集、數據的處理和數據的傳輸，在此過程中如何更智能地去運行，對將來大數據和工廠自動化的融合至關重要。在目前的第四次工業革命中，自主靈活、大數據應用和提高資源效率變得相當重要，而這些都得益于傳感器促進了智能搜集和分析海量數據。
在工業4.0、智能制造以及物聯網的推動下，傳感器應用將無處不在，而誤差的問題也將會日益凸顯。與此同時，新的應用領域也對傳感器提出新的要求，在產品集成度、有線無線接口協議、功耗性能等方面必須進一步完善，以提高傳感器靈活性和成本優勢。
在發展工業物聯網 （IoT） 以及滿足相關的工業傳感器無線連網需求方面，已經做了很多。不過，工業設備及應用的網絡需求與家用環境完全不同，可靠性和安全性是高居工業應用要求的榜首。本文重點討論特定于工業無線傳感器網絡的一些關鍵網絡要求。
把機器作為底層，并在安裝傳感器和執行器后搭建一套應用系統以實現信息處理，從而形成了一套網絡世界與物理世界的交互系統，最終實現機器與機器之間、機器與人之間的對話，這便構成工業4.0中的智能工廠。但有人認為，這只能叫做工業3.5，工業4.0更關鍵的在于如何做到數據驅動。
中國工控網(gongkong.com) 版權所有©
