在剛剛結束的全國(guó)兩(liǎng)會上，工業互聯網再一次被寫入政府工作報告，并從“打造工業互聯網平台”，升級爲更加全面(miàn)的“發(fā)展工業互聯網”。作爲工業裝備的“眼耳鼻舌”，傳感器被認爲是工業互聯網的基礎和核心。傳感器在工業互聯網中發(fā)揮怎樣的作用?工業互聯網對(duì)傳感器提出哪些新需求?新基建工業互聯網的建設給傳感器産業帶來哪些機會?
傳感器與工業互聯網相輔相成(chéng)互促共進(jìn)
工業互聯網是新一代信息技術與制造業深度融合的産物，通過(guò)對(duì)人、機、物的全面(miàn)互聯，構建起(qǐ)全要素、全産業鏈、全價值鏈、全面(miàn)連接的新型生産制造和服務體系。工業互聯網是數據流、硬件、軟件和智能(néng)的交互。
南京高華科技股份有限公司董事(shì)長(cháng)李維平告訴《中國(guó)電子報》記者，傳感器是自動化智能(néng)設備的關鍵部件，通過(guò)“望、聞、聽、切”來感知産品、設備和工業環境的各種(zhǒng)狀态信息。“望”包括各種(zhǒng)視覺傳感器、紅外傳感器、射線傳感器，“聞”包括各種(zhǒng)氣體傳感器，“聽”包括各種(zhǒng)聲音傳感器，“切”包括各種(zhǒng)壓力、溫濕度、振動、位移等傳感器。他表示，工業互聯的核心之一是工業過(guò)程、工業環境的智能(néng)監測。將(jiāng)傳感器、無線傳感器網絡技術應用到智能(néng)監測中，有助于工業生産過(guò)程工藝的優化，同時可以提高生産線過(guò)程檢測、實時參數采集、生産設備監控、材料消耗監測的能(néng)力和水平，使得生産過(guò)程的智能(néng)監控、智能(néng)控制、智能(néng)診斷、智能(néng)決策、智能(néng)維護水平不斷提高。
從20世紀80年代起(qǐ)，在世界範圍内逐步掀起(qǐ)一股“傳感器熱”，各先進(jìn)工業國(guó)家都(dōu)極爲重視傳感技術和傳感器的研究、開(kāi)發(fā)和生産，傳感器及其系統生産已成(chéng)爲重要的新興行業。西安航天自動化股份有限公司副總經(jīng)理張建奇在接受《中國(guó)電子報》記者采訪時表示，工業互聯網發(fā)展過(guò)程中，爲實現工業互聯，必須構建完善的工業傳感組網體系，因爲工業互聯網時代就是將(jiāng)機器、設備、人員、物料等通過(guò)雲計算、大數據等新一代信息技術進(jìn)行連接，同時進(jìn)行數據的彙聚、處理、分析，并爲工業的生産提供決策依據，最終提升制造業與工業企業的智能(néng)化水平。
因此，工業互聯網時代，傳感器是網絡互聯數據産生的根源，是工業互聯網的神經(jīng)末梢，爲工業互聯網全生态構建提供最基礎的數據支撐。“如果我們將(jiāng)一個系統或者說是一個稍微智能(néng)的系統CYBER空間數據流動的閉環過(guò)程描述爲‘狀态感知-實時分析-自主決策-精準執行-學(xué)習提升’的話，那麼(me)傳感器就提供了數據的最前端即最初始的來源，爲系統提供了數據支撐。”
“工業互聯網和傳感器是相輔相成(chéng)、互促共進(jìn)的關系。”中國(guó)電子信息産業發(fā)展研究院信息化與軟件産業研究所工業互聯網研究室徐靖提出，“傳感器是工業互聯網數據的采集入口，是工業互聯網的基礎和關鍵部件。工業互聯網平台爲傳感器采集的數據提供了數據清洗、存儲、交換以及價值挖掘的平台，促進(jìn)數據在更大範圍、更寬領域、更深層次應用。”
工業互聯網對(duì)傳感器提出新挑戰
工業互聯網的蓬勃發(fā)展，在給傳感器帶來巨大機會的同時，也對(duì)傳感器提出了新的要求。
李維平認爲，工業互聯網發(fā)展從低級到高級具有明顯的階段性。不管是發(fā)展到哪個階段，都(dōu)離不開(kāi)傳感器的廣泛應用。“工業互聯網發(fā)展的不同階段對(duì)傳感器的要求不盡相同。以眼下的應用情況來說，傳感器主要被企業用于工業互聯網基礎的數據收集與分析，随着工業互聯網發(fā)展階段的不斷深入，未來對(duì)傳感器的精度和相關技術的要求也會越來越高，主要體現在對(duì)靈敏度、穩定性、可靠性等方面(miàn)的要求會更高。”李維平說。
張建奇進(jìn)一步分析了工業互聯網時代傳感器的發(fā)展方向(xiàng)，他指出，傳感器將(jiāng)向(xiàng)智能(néng)化、微型化、多功能(néng)、低功耗、高精度等方向(xiàng)發(fā)展。首先，工業互聯網時代要求萬物互聯，這(zhè)要求作爲數據彙聚感知的傳感器成(chéng)本要低，隻有低成(chéng)本傳感器才能(néng)真正實現萬物互聯。德國(guó)工業4.0之父孔翰甯也指出，低成(chéng)本的傳感器是實現工業4.0的必要條件。其次，在傳感器低成(chéng)本的要求下，還(hái)需要确保傳感器感知精度符合工業場景要求，保證感知數據的精準度。再次，工業互聯網時代對(duì)傳感器功耗提出了較高要求，隻有确保感知元器件功耗足夠低，才能(néng)确保實現萬物互聯下感知終端節能(néng)降耗的目标。目前基于生物能(néng)、太陽能(néng)等供電的感知終端正在不斷湧現，爲工業互聯網時代傳感器發(fā)展提供了新的技術支撐點。最後(hòu)，爲确保工業互聯網的數據安全可靠，目前越來越多的工業場景對(duì)傳感設備數據安全可靠性提出了高要求。傳感器高可靠性是工業互聯網時代傳感器發(fā)展面(miàn)臨的一大挑戰，特别是近期頻出的網絡安全問題給傳感器的安全特性提出了新課題。
此外，傳統的傳感器正加速升級爲智能(néng)終端，爲構建新的“端-邊-雲”架構打下基礎。張建奇告訴記者，随着低成(chéng)本傳感器的大量接入，海量的數據随之産生。如果這(zhè)些數據都(dōu)不加處理直接發(fā)送到雲端，將(jiāng)會對(duì)雲端造成(chéng)災難性的後(hòu)果。因此，傳統的傳感器正在加速升級爲智能(néng)終端，經(jīng)過(guò)邊緣側的優化與處理，將(jiāng)可靠可信的數據上傳到雲端。
徐靖認爲，工業互聯網對(duì)傳感器的采集密度、運行條件、自主可控提出更高要求。在采集密度方面(miàn)，工業生産中需要高頻度、大通量、無損全時穩定的數據采集能(néng)力。在運行條件方面(miàn)，與消費領域的傳感器不同，工業領域的傳感器需要具有耐高溫和極寒、耐鹽類腐蝕和酸堿性腐蝕、耐潮濕、耐飛沙走石和灰塵、耐劇烈振動和沖擊，以及耐噪聲的能(néng)力。在自主可控方面(miàn)，當前我國(guó)傳感器産業空心化嚴重，90%的高端工業傳感器被國(guó)外廠商壟斷，我國(guó)廠商大多處于中低端領域，存在數據安全風險。過(guò)去，數據洩露局限在一個廠房或一家企業，而在工業互聯網全面(miàn)互聯的大背景下，數據洩露可能(néng)擴展到整個産業鏈，造成(chéng)整個産業的經(jīng)濟利益損失。
新基建工業互聯網建設進(jìn)一步帶動傳感器發(fā)展
作爲新基建的重要組成(chéng)部分，工業互聯網的建設，將(jiāng)對(duì)傳感器産業産生全方位、深層次、革命性的影響，我國(guó)傳感器産業將(jiāng)迎來前所未有的發(fā)展機遇。有數據表明，今年國(guó)内工業互聯網市場預計將(jiāng)增長(cháng)7%。
張建奇告訴《中國(guó)電子報》記者，在新基建工業互聯網建設中，將(jiāng)重點增強工業現場設備互聯網感知能(néng)力，加強底層設備關鍵數據信息采集力度，提高工業互聯網底層神經(jīng)末梢的感知靈敏度，這(zhè)將(jiāng)推動傳感器制造、設計開(kāi)發(fā)、優化叠代等各階段産業鏈的深度融合，促進(jìn)傳感器産業生态的快速成(chéng)長(cháng)，從而使傳感器産業不斷發(fā)展壯大，以便更好(hǎo)地推動工業互聯網産業的高質量發(fā)展。
工業互聯網的發(fā)展給我國(guó)傳感器産業帶來了巨大的市場，拉動了傳感器需求上升。徐靖對(duì)《中國(guó)電子報》記者說：“我國(guó)傳感器産業存在‘小、散、亂、弱’問題。我國(guó)傳感器企業可以借此機會抓住市場機遇，提升企業實力，擴大産業規模。”
傳感器産業鏈包括上遊的元件、芯片、電路、微控制器、塗覆材料等企業，中遊的封裝和制造企業，下遊的應用企業。徐靖認爲，工業互聯網作爲全要素、全産業鏈、全價值鏈連接的樞紐，對(duì)促進(jìn)傳感器産業鏈上下遊協同，形成(chéng)産業合力，具有十分重要的推動作用。
