智能傳感:智能制造的強大基石
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如今,“萬物互聯(lián)”在智能制造的發(fā)展之路上越來越重要,因此,智能傳感技術(shù)得到了前所未有的重視,更迎來了千載難逢的發(fā)展機遇。
傳感技術(shù)一直與計算機技術(shù)、通信技術(shù)并稱為信息技術(shù)的三大支柱。無論是國內(nèi)還是國外,與計算機技術(shù)和數(shù)字控制相比,傳感技術(shù)發(fā)展始終落后。據(jù)了解,從80年代起我國才開始重視和投資傳感技術(shù)的研究開發(fā),并將其列為重點攻關(guān)項目,但不少先進的成果仍停留在研究實驗階段,轉(zhuǎn)化率比較低。
2009年,“感知中國”一詞的提出讓人們重新關(guān)注傳感技術(shù),它是中國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的一種形象稱呼,更有人稱其為中國的物聯(lián)網(wǎng)。比較簡單易懂的解釋是,通過在物體上植入各種微型感應(yīng)芯片使其智能化,然后借助無線網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)人和物體“對話”,物體和物體之間“交流”。物聯(lián)網(wǎng)為我們展示了生活中任何物品都可以變得“有感覺、有思想”這樣一幅智能圖景,被認為是世界下一次信息技術(shù)浪潮和新經(jīng)濟的引擎。
在全球,傳感器是一個預(yù)計達1500億美元的巨大產(chǎn)業(yè),且正朝著小型化、批量化、智能化、低功耗的方向快速發(fā)展,一直保持著每年20%以上的增長速度。如今,“萬物互聯(lián)”在智能制造的發(fā)展之路上越來越重要,因此,智能傳感技術(shù)也得到了前所未有的重視,更迎來了千載難逢的發(fā)展機遇。2013年,工信部等部委發(fā)布計劃,到2025年,實現(xiàn)我國傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)整體水平要跨入世界先進行列,涉及國防和重點產(chǎn)業(yè)安全、重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表實現(xiàn)自主制造和自主可控,高端產(chǎn)品和服務(wù)市場占有率提高到50%以上。
近幾年,我們不難發(fā)現(xiàn),在工業(yè)生產(chǎn)中,傳統(tǒng)的傳感器已經(jīng)無法完全滿足市場需求。比如無法對某些產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(例如黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等)進行快速直接測量并在線控制等。而利用智能傳感器可直接測量與產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有函數(shù)關(guān)系的生產(chǎn)過程中的某些量(如溫度、壓力、流量等),利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或?qū)<蚁到y(tǒng)技術(shù)建立的數(shù)學(xué)模型進行計算,可推斷出產(chǎn)品的質(zhì)量。從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的角度看,有人甚至認為傳感技術(shù)已然成為衡量一個國家信息化程度的重要標(biāo)志。
眾所周知,完整的信息技術(shù)由處理、傳輸、感知、行為、內(nèi)容、系統(tǒng)等六部分組成。而感知技術(shù)是信息技術(shù)最基礎(chǔ)的部分,沒有感知,就沒有信息的來源。同樣,從經(jīng)濟社會發(fā)展轉(zhuǎn)型的角度看,無論是“工業(yè)4.0”還是《中國制造2025》,缺少了傳感技術(shù),工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級就失去了基礎(chǔ)?,F(xiàn)階段,與巨大的市場需求相比,我國應(yīng)用的傳感器絕大部分仍然依賴進口,國產(chǎn)傳感器創(chuàng)新速度較慢,產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)工藝落后,仍然難與國外同類企業(yè)抗衡。未來,希望在智能化的浪潮下,智能傳感技術(shù)可以發(fā)揮其環(huán)節(jié)間的協(xié)同、產(chǎn)業(yè)鏈間的融合優(yōu)勢,作智能制造最強大的基石。