隨著資訊技術(shù)的發(fā)展，感測器作為資訊產(chǎn)業(yè)的神經(jīng)觸角，將人們從“通信時代”帶入到“感知時代”。感測器是資料獲取的重要工具，是新技術(shù)革命和資訊社會的重要技術(shù)基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用於航太、航空、國防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。以微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧感測器代表了感測器的主要發(fā)展方向，其技術(shù)的進(jìn)步不僅可以提高產(chǎn)品智慧化水準(zhǔn)，還可推動中國製造向中國智造的發(fā)展。
2010年以後，中國已經(jīng)成為工業(yè)製造的第一大國，但我們必須清醒的認(rèn)識到中國製造業(yè)大而不強(qiáng)、不可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)狀，問題主要集中在自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)價值偏低，經(jīng)營生產(chǎn)效率不高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理和產(chǎn)品品質(zhì)等方面。中國政府高度重視製造業(yè)的發(fā)展，《中國製造2025》標(biāo)誌著中國製造邁出了“由大變強(qiáng)”的第一步，其中，智慧製造被定位為中國製造的主攻方向，與德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相對應(yīng)。工業(yè)和資訊化部副部長毛偉明指出：＂傳感技術(shù)應(yīng)同計算技術(shù)與通信技術(shù)一起合稱為資訊技術(shù)領(lǐng)域的三大支柱。以感測器為代表的感知製造業(yè)將是未來重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是資訊系統(tǒng)的源頭，是實現(xiàn)自動化、智慧化的核心＂。
傳統(tǒng)感測器弊端凸顯：感測器與中國製造聯(lián)繫緊密。感測器屬於基礎(chǔ)零部件，是工業(yè)的基石、性能的關(guān)鍵和發(fā)展的瓶頸，其重要性不言而喻。傳感器具有使用量大，應(yīng)用面廣的特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)製造中起到了承上啟下的作用。目前，在中國製造企業(yè)中，利用感測器對資料進(jìn)行採集、處理和傳輸已經(jīng)不是新鮮事，但是傳統(tǒng)的感測器存在兩方面的問題：
1、性能方面
傳統(tǒng)感測器基本屬於低端基礎(chǔ)類別，反應(yīng)較慢、精度不高、穩(wěn)定性差、體積偏大、對惡劣工業(yè)場所（高溫、粉塵、潮濕、電磁干擾等）的適應(yīng)能力不強(qiáng)、能耗偏高、技術(shù)含量低和壽命偏短等問題。而現(xiàn)代工業(yè)控制要確保生產(chǎn)設(shè)備高品質(zhì)和高效率的運(yùn)行，內(nèi)置的感測器不僅要求能夠?qū)崿F(xiàn)通信，還要足夠精準(zhǔn)和穩(wěn)定。在不同的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用場景中，有的精密儀器或設(shè)備本身體積就很小，這也對感測器微型化提出了更高的要求。
2、功能方面
傳統(tǒng)在資料獲取的過程中，只能採用相同的工作原理，以資料形式記錄物理變數(shù)，再將採集的資料發(fā)送至設(shè)備控制器，無法實現(xiàn)在前端自動地、智慧地收集、提供和分析海量的工業(yè)資料的功能，更不能時刻與互聯(lián)網(wǎng)或雲(yún)端進(jìn)行資訊互通。大資料分析作為實現(xiàn)智慧製造的基礎(chǔ)，它要求感測器必須更智慧化地運(yùn)作，這對大資料和工業(yè)自動化融合至關(guān)重要，也是實現(xiàn)智慧製造的突破口。
所以，傳統(tǒng)感測器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代製造業(yè)生產(chǎn)的需求，感測器向智慧化發(fā)展勢在必行。
智慧感測器的優(yōu)勢：智慧感測器的概念最早由美國宇航局在研發(fā)太空船過程中提出來，它是指具有資訊採集、資訊處理、資訊交換、資訊存儲等功能的多元件積體電路，是集成感測器、通信晶片、微處理器、驅(qū)動程式、軟體演算法等於一體的系統(tǒng)級產(chǎn)品。智慧感測器與傳統(tǒng)感測器相比，它具有對外界環(huán)境等資訊進(jìn)行自動收集、資料處理、邏輯判斷、功能計算以及自診斷、自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償與自我調(diào)整的能力，擁有更高的精度、更好的穩(wěn)定性與更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。一方面，智慧感測器通過更靈活的介面不僅可以在控制器層通信，而且能實現(xiàn)更高資料層的通信，附加的資料或軟體系統(tǒng)介面讓感測器可以執(zhí)行新的分析任務(wù)及新的功能。這些能力可提高生產(chǎn)的靈活性、品質(zhì)、效率和透明度。另一方面，由於增加了智慧功能，智慧感測器提供的資料更加緊湊、實用，資料資源的利用效率也越高，得到的資料處理結(jié)果也更加準(zhǔn)確。在內(nèi)部對資料直接進(jìn)行預(yù)處理、壓縮和濾波的智慧感測器能更好的滿足智慧製造的要求。隨著應(yīng)用的深化發(fā)展，智慧感測器正逐漸向微型化、數(shù)位化、智慧化、系統(tǒng)化、網(wǎng)路化、移動互聯(lián)網(wǎng)化等方向發(fā)展。
智慧感測器的應(yīng)用：在智慧工廠裡，無論是智慧型機(jī)器人，還是智慧化生產(chǎn)線、自動化生產(chǎn)設(shè)備，它們的工作流程基本都是資料獲取、分析和處理，很多工作都是由智慧感測器來共同協(xié)作完成的。智慧感測器不僅能夠提供生產(chǎn)控制的即時監(jiān)測資料，還可以提供預(yù)警和狀態(tài)監(jiān)控，使現(xiàn)場設(shè)備透明並即時可控。 在漢諾威工業(yè)博覽會上，ABB展示了一種智慧感測器，通過該感測器，每臺電動機(jī)的有關(guān)運(yùn)行狀態(tài)資訊和狀態(tài)參數(shù)都能夠迅速而準(zhǔn)確地被獲得，如振動、溫度或超載，同時可以測量能源消耗，精確度為10％，同時將資料無線傳輸至雲(yún)伺服器中，通過專門開發(fā)的軟體轉(zhuǎn)化為可用資訊以便進(jìn)行分析，為客戶提供電動機(jī)維護(hù)的資訊和建議。設(shè)備管理者可以隨時通過智慧手機(jī)或電腦檢查其電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，並可以根據(jù)實際需要進(jìn)行計畫維護(hù)，不再單純依靠計畫進(jìn)行維護(hù)，避免計畫外的停機(jī)，延長執(zhí)行時間。預(yù)防性維護(hù)是一個非常重要的優(yōu)勢，因為在生產(chǎn)過程中停機(jī)一個小時就意味著數(shù)萬歐元的損失。
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