中国未来十年工业梦专题之 工业传感器偶遇智能制造“小块头有大智慧”

2016.09.09

工业4.0将无处不在的传感器形成一个智能网络

“工业4.0是什么?工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式中端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络。通过这个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器、以及服务与服务之间,能够形成一个互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。实质上,传感器就是工业4.0的重要硬件之一。详情 >>>

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  • 从历史沿革的脉络上看,传感器的发展与工业生产技术的发展是互相影响和彼此促进的。在传统的工业自动化产品和技术层级划分中,以传感器为主要信息入口的感知层是其上的控制层、驱动层和执行层的基础架构。传感器一般通过将其感知检测到的物理量或化学量转变成便于利用的电信号或者其他形式的信息输出,使得整个工业控制系统得以实现获取信息,进行数据分析和完成物体控制的目的。这一体系是传统的自动化和数字化工厂的运行基础。

  • 未来的制造业是大数据的时代,是数据为王的时代,传感器将是这些工业生产数据的入口、终端之一。谁占据了这个数据终端,谁就将获得更大的话语权和竞争优势。对于客户来说,最终的需求是运用这些产品和收集到的数据,经过分析获得有效的决策信息。

  • 工业传感器,是考验一个国家工业体系是否完善的关键性因素。工业传感器不仅性能指标要求苛刻,种类也非常繁杂。从功能上来说,工业传感器分为光电、热敏、气敏、力敏、磁敏、声敏、湿敏等不同类别。以工业机器人为例,其中涉及的几种重要传感器包括:三维视觉传感器、力扭矩传感器、碰撞检测传感器、安全传感器、焊接缝追踪传感器、触觉传感器等。

  • 工业4.0中的智能工厂凭借着自动化智能机器将具有极大的灵活性和适应性。从单个机器到工厂再到整条供应链和物流链都将实现大幅的效率提升和定制化,显着降低成本,提高安全性,减小生产过程对环境的影响。标准的有线和无线通信技术通过连接信息孤岛,帮助优化生产和供应链,也可以对生产过程的控制,预测和优化做出智能决策。

  • 传感器(Sensor)是一种常见的却又很重要的器件,它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。对于传感器来说,按照输入的状态,输入可以分成静态量和动态量。我们可以根据在各个值的稳定状态下,输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。

  • 我们知道,企业的生产线和物流需要多种多样的传感器,利用传感器可以实现对数据采集、数据的处理和数据的传输,在此过程中如何更智能地去运行,对将来大数据和工厂自动化的融合至关重要。在目前的第四次工业革命中,自主灵活、大数据应用和提高资源效率变得相当重要,而这些都得益于传感器促进了智能搜集和分析海量数据。

  • 在工业4.0、智能制造以及物联网的推动下,传感器应用将无处不在,而误差的问题也将会日益凸显。与此同时,新的应用领域也对传感器提出新的要求,在产品集成度、有线无线接口协议、功耗性能等方面必须进一步完善,以提高传感器灵活性和成本优势。

  • 在发展工业物联网 (IoT) 以及满足相关的工业传感器无线连网需求方面,已经做了很多。不过,工业设备及应用的网络需求与家用环境完全不同,可靠性和安全性是高居工业应用要求的榜首。本文重点讨论特定于工业无线传感器网络的一些关键网络要求。

  • 把机器作为底层,并在安装传感器和执行器后搭建一套应用系统以实现信息处理,从而形成了一套网络世界与物理世界的交互系统,最终实现机器与机器之间、机器与人之间的对话,这便构成工业4.0中的智能工厂。但有人认为,这只能叫做工业3.5,工业4.0更关键的在于如何做到数据驱动。

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