智能裝備助力工業(yè)升級，傳感器要當好“排頭兵”
隨著人工智能（AI）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、大數(shù)據(jù)等技術的深入發(fā)展，智能裝備產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構升級的基石性產(chǎn)業(yè)。在國務院發(fā)布的《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中明確指出，至2020年我國將建立完善的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)業(yè)銷售收入超過3萬億元，實現(xiàn)裝備的智能化及制造過程的自動化。
智能裝備，指具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，是智能制造實現(xiàn)的基礎。現(xiàn)階段，工業(yè)智能化的重點是利用具有智能化的流程裝備打造更高效、節(jié)能的流程工業(yè)，并針對不同領域提出定制化的系統(tǒng)方案。
根據(jù)國家《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃，流程工業(yè)智能優(yōu)化制造正在分層次分目標實施兩化深度融合推進。將利用大數(shù)據(jù)、云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、移動計算等新的信息技術，搭建面向不同行業(yè)的兩化融合技術創(chuàng)新服務平臺和企業(yè)生產(chǎn)管理信息服務平臺。從技術、產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品、管理、制造服務化、核心軟硬件等領域分步驟實施。
傳感器是智能裝備的關鍵硬件入口，是裝備的自主輸入裝置，相當于智能裝備的感知器官。在智能裝備實現(xiàn)的過程中，高可靠性、高穩(wěn)定性、高安全性的傳感器是必不可少的。從工業(yè)生產(chǎn)角度來看，大部分工廠都包含了機臺加工、組裝、檢測和物流四大流程，傳感器在每一個流程中都扮演著重要的作用。
當前，我們正處于一個數(shù)據(jù)大爆炸的時代，工業(yè)領域同樣如此。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）中，越來越多的數(shù)據(jù)要求在邊緣端得到及時、有效的處理，進而減輕云計算中心或者本地服務器的負擔。因此，智能傳感器應運而生，傳感器廠商通過MEMS工藝將傳感器單元和微處理器集成到單顆芯片中。智能傳感器將復雜信號由集中處理變成分散處理，可以保證數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量，提高抗干擾性能，同時又降低了系統(tǒng)的成本。智能傳感器使傳感器由單一功能、單一檢測向多功能和多變量檢測發(fā)展，使傳感器由被動信號檢測轉(zhuǎn)向主動控制和主動信號處理。
當然，傳感器的智能化升級不僅包含傳感器和微處理器、存儲器等其他元器件融合，也包含不同功能傳感器的融合，讓傳感器在有限的空間里做更多的事情。麥姆斯咨詢發(fā)布的數(shù)據(jù)指出，多傳感器融合系統(tǒng)需求預計將在未來5年內(nèi)以約19.4%的復合年增長率（CAGR）增長，至2023年市場規(guī)模預計將達到75.8億美元。因此，隨著智能化在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性不斷提高，傳感器本身也在快速地升級迭代。
智能裝備的快速增長讓傳感器廠商迎來了全新的發(fā)展機遇。同時，傳感器廠商也要面臨與機遇并存的挑戰(zhàn)。當前，工業(yè)制造的轉(zhuǎn)變主要體現(xiàn)在三方面，包括由批量化轉(zhuǎn)向定制化，由單一產(chǎn)品轉(zhuǎn)向多品種，以及更新?lián)Q代周期短。并且，在流程工業(yè)中，基本上以連續(xù)生產(chǎn)為主，一旦檢測和控制出現(xiàn)故障，將導致整個生產(chǎn)停滯，甚至導致安全事故的發(fā)生。這就要求制造裝備在實現(xiàn)網(wǎng)絡化和智能化的基礎上，還需具有高度的自主模式、自我修復系統(tǒng)、自我配置系統(tǒng)等更高級別的功能，對傳感器廠商的產(chǎn)品研發(fā)和設計提出了很高的要求。
另外，安全是怎么強調(diào)都不過分的話題。工業(yè)現(xiàn)場的安全是工業(yè)控制系統(tǒng)重點解決的問題，尤其是保證控制系統(tǒng)安全可靠的運行。傳感器是數(shù)據(jù)載入的主要源頭，在工業(yè)數(shù)據(jù)安全領域也要起到“排頭兵”的作用。
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