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传感器在我国工业互联网背景下的应用现状与趋势

传感器和集成电路芯片一样,都属于高技术含量的关键零部件,如果国内企业不加大自主创新力度,未来也会面临类似的局面。眼下,工业互联网对传感器的数量及产业化的需求非常大,目前,国内传感器产业还存在企业规模小、创新能力不足的问题。

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  工业互联网这一该概念最早由美国GE公司率先提出。简言之,就是通过万物互联的方法,将生产设备、产品、服务,通过云计算大数据来分析,最终实现最优化解决方案。因此,工业互联网和工业4.0有很多的共同之处。只不过,德国的工业4.0的提法少了云计算和大数据融合,更多的是制造业的智能化。

传感器产业在我国工业互联网背景下的应用与趋势

工业互联网

  我国工业互联网对传感器产业的影响

  目前,我国大部分的工业企业尚处于工业互联网1.0或向其迈进的过程中,少部分领先性企业在探索实践工业互联网2.0,个别企业开始布局工业互联网3.0的研究。工业互联网发展的不同阶段对传感器要求差别也不同,传感器及传感系统产业企业同样需要准确定位,不仅要看到工业互联网发展给传感器产业发展带来的蓝海,更要挖掘有效市场,实现最终的产值和利润。

  一方面,工业互联网给传感器企业带来了机会。另一方面,也对传感器提出了新的要求,主要体现在对灵敏度、稳定性、鲁棒性等方面的要求会更高。工业互联网的普及使传感器无处不在,大量使用对传感器提出轻量化、低功耗、低成本的要求,同时也更多要求网络化、集成化、智能化。

  此外,工业互联网传感器应用涉及的面更广,对传感器的数量及产业化的需求更大。目前,国内传感器产业还存在企业规模小、创新能力不足的问题,完全满足工业互联网的需求还有不少差距。近期爆发的中美贸易摩擦中对核心芯片的禁运,也给我们传感器及应用行业敲响了警钟。传感器和集成电路芯片一样,都属于高技术含量的关键零部件,如果国内企业不加大自主创新力度,未来也会面临类似的局面。

传感器产业在我国工业互联网背景下的应用与趋势

工业互联网平台参考架构,资料图

  传感器在工业互联网的应用

  现在,人们普遍理解的工业互联网,是使用传感器网络和机到机(M2M)通信的工业环境自动化。工厂自动化、楼宇自动化、智能电网和公共交通等,都是工业互联网的重要应用。今后,技术人员和维护人员将越来越多地使用强大的平板电脑收集和处理来自工业机械中集成的传感器发出的信息。

  1.工业环境监测

  工业环境的监测范围已涉及到整个生态环境的各个方面,包括日常环境监测,如大气,水,电磁辐射和放射性监测等;同时还存在一些特殊的区域环境监测,如沙漠、高山和存在放射源等区域的监测。这些环境对传感器产品的灵活性、可靠性和安全性提出了高要求。

  2.智能电网

  当前,全球能源、环境、气候变化等问题日益突出,世界各国纷纷把开发利用清洁能源作为能源发展与变革的重点。智能电网如今已经成为物联网技术的重要应用之一,也是电网发展的必然趋势。智能电网通过先进的传感测量技术、通讯技术、先进的控制方法和决策支持系统技术的应用,确保电力供应的安全性、可靠性和经济性。

国内某油田油水井远程诊断系统安装的多种传感器监测设备

国内某油田油水井远程诊断系统安装的多种传感器监测设备,资料图

  3.数字化油田

  经济发展与社会需求的不断扩大加速着油井数量的迅速上升,油田开发整体范围也呈扩大趋势。因此,油田生产、管理与经营的智能化成为发展趋势,数字化油田应运而生。

  在油田的数字化过程中,无线传感器网络产品可以对油井环境和井口设备实现实时监控,将工作现场的设备状态,环境参数等重要信息传到控制中心,在必要时刻即刻发出警报并安排调度。随着无线传感器网络产品在油田的深入推广和广泛示范,数字化油田的数量也将逐渐增加,无线传感器网络产品的市场需求将呈现高速增长的态势。

传感器产业在我国工业互联网背景下的应用与趋势

制造车间的传感器监测设备,资料图

  4.智能工业

  将传感器网络技术应用到智能监测中,将有助于工业生产过程工艺的优化,可提高生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平,使生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。

  目前,中国工业感测终端的数量保持着飞速增长的态势,2014年中国工业感测终端数量为7亿左右,预计伴随着中国制造2025的推行,到2020年,中国工业感测终端将突破20亿个。

  同时,无线通信、功耗、MEMS传感器驱动下的极端微型化,以及嵌入式计算方面的发展,也促成了面向苛刻工业环境的传感器网络的兴起。工业无线传感器网络产品企业生产线改造和IT设备升级改造,一直高速增长到2019年,并在未来一直保持上升趋势。

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