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智能传感:智能制造的强大基石
2017-1-8      来源:

传感技术一直与计算机技术、通信并称为信息技术的三大支柱。无论是国内还是国外,与计算机技术和数字控制相比,传感技术发展始终落后。据了解,从80年代起我国才开始重视和投资传感技术的研究开发,并将其列为重点攻关项目,但不少先进的成果仍停留在研究实验阶段,转化率比较低。

2009年,“感知中国”一词的提出让人们重新关注传感技术,它是中国发展物联网的一种形象称呼,更有人称其为中国的物联网。比较简单易懂的解释是,通过在物体上植入各种微型感应芯片使其智能化,然后借助无线网络,实现人和物体“对话”,物体和物体之间“交流”。物联网为我们展示了生活中任何物品都可以变得“有感觉、有思想”这样一幅智能图景,被认为是世界下一次信息技术浪潮和新经济的引擎。

在全球,传感器是一个预计达1500亿美元的巨大产业,且正朝着小型化、批量化、智能化、低功耗的方向快速发展,一直保持着每年20%以上的增长速度。如今,“万物互联”在智能制造的发展之路上越来越重要,因此,智能传感技术得到了前所未有的重视,更迎来了千载难逢的发展机遇。2013年,工信部等部委发布计划,到2025年,实现我国传感器及智能化仪器仪表产业整体水平要跨入世界先进行列,涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控,高端产品和服务市场占有率提高到50%以上。

近几年,我们不难发现,在工业生产中,传统的传感器已经无法完全满足市场需求。比如无法对某些产品质量指标(例如,黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进行快速直接测量并在线控制等。而利用智能传感器可直接测量与产品质量指标有函数关系的生产过程中的某些量(如温度、压力、流量等),利用神经网络或专家系统技术建立的数学模型进行计算,可推断出产品的质量。从工业物联网的角度看,有人甚至认为传感技术已然成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。

   众所周知,完整的信息技术由处理、传输、感知、行为、内容、系统等六部分组成。而感知技术是信息技术最基础的部分,没有感知,就没有信息的来源。同样,从经济社会发展转型的角度看,无论是“工业4.0”还是《中国制造2025》,缺少了传感技术,工业的转型升级就失去了基础。现阶段,与巨大的市场需求相比,我国应用的传感器绝大部分仍然依赖进口,国产传感器创新速度较慢,产业化规模生产技术工艺落后,仍然难与国外同类企业抗衡。未来,希望在智能化的浪潮下,智能传感技术可以发挥其环节间的协同、产业链间的融合优势,作智能制造最强大的基石。