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制造业要突破,始终离不开这个核心

2017年02月24日 10:02 次阅读

无论是德国推崇的“工业4.0”、美国力主的“工业互联网”,还是中国制造业的主攻方向“智能制造”,始终是第三次工业革命的信息技术变革,始终有一个离不开的核心关键——“传感器”。

近年来,全球传感器行业取得了一系列重大突破,已经广泛应用到社会生产生活、国防建设等各个领域,引领了新一轮科技产业革命,其未来的产业增速有望达到30%。

我国传感器行业由于缺乏顶层设计,资源分散,基础研究苍白乏力,新材料研究滞后,高端人才匮乏,产业化率偏低,大多属于“克隆”产品,中高档传感器产品几乎100%进口。

传感器是未来信息安全和国际制造业竞争的又一个主战场,如果我国忽视该领域,将会使国防社会经济安全再次面临严峻挑战。可以说,谁掌握了传感器,谁就掌握了数据,谁就把握了一国的命脉。

制造业要突破,始终离不开这个核心

下一个国际竞争主战场

传感器是中国制造2025的“内核”。美国信息物理空间(CPS)的建设离不开传感器的支撑,德国工业4.0的核心在于通过“物联网”将产品、资源、机械、人都联系在一起,实现端对端集成的智能制造技术和智能生产模式,这种联合和互动也必须要通过传感器实现信息采集和自动控制。

中国制造2025的核心就是两化融合,主攻方向就是“智能制造”,是新形势下信息技术在工业中的应用,也是通过传感器将产品的全生命周期数据进行收集、管理和交互,大幅提高工业生产质量、效率和产品精度。如汽车生产线搭载传感器作为定位和检测手段,实时监控着全线运行状态,自动化水平大幅提升,明显提高了装配精度和生产效率,并有效控制产品质量。

传感器是德国工业4.0的核心组件。制造业的未来在于数据,数据来源于传感器。2013年德国弗劳恩霍夫协会、西门子集团、德国工程院推动德国工业4.0战略,引入了工业软件和生产控制系统的概念,其最底层的基础应用层,具有感知识别的大量传感器嵌入其中,这些感知元器件承载着智慧工厂和智能生产运转所需要的一切必要信息,收集了来自于生产环境的温度、湿度,生产线的物料配比、工序,智能物流的配送等各类信息,为产品设计、迭代研发提供了必要反馈,是整个生产价值链的集成。进入工业4.0以后,西门子等企业将掌握制造业的重要基础数据,合理判断各类产品实际生产情况和生产需求,掌握其他企业未来产品战略,引领未来制造业的发展。

传感器国内需求规模庞大。全世界已有约35亿个传感器,2013年全球消费电子用传感器的市场价值为152.7亿美元,我国传感器市场规模近年来维持在15%的增速持续快速增长,传感器门类基本齐全,国内传感器企业约1700家左右,2013年我国传感器市场规模突破1300亿元。《物联网“十二五”发展规划》提出“十二五”期间要重点突破感知制造业发展瓶颈,提升感知技术和传输技术,推动传感器高端化发展,《中国电子元件“十二五”规划》也提出将投资5000亿元,为传感器的发展提供了广阔的空间。未来五年,传感器行业将继续保持高速增长态势,到2015年需求量将达到近200亿只,销售额有望突破1500亿元,将全面带动相关产业发展。

传感器逐渐渗透到国防社会经济各个领域。随着新一轮科技和产业革命的深入,传感器应用范围越来越广,从传统的工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备等领域逐步向军事工程、航天技术、医疗、环保、气象等电子设备领域迅速蔓延,其应用渗透到国民经济各行各业,新领域所用传感器已经占据市场15%左右的份额。同时,传感器具有品种多、批量少的特点,据不完全统计有12大类、42小类、6000多品种,2万多种规格,产品规格多,应用分散,如一辆普通家用轿车上大约需要安装几十到近百只传感器。

传感器为信息收集大开方便之“门”。传感器在促进工业智能化数字化的同时,也有可能成为打开潘多拉魔盒的钥匙,通过传感器收集数据信息十分便捷,且由于量大面广,很难被我国有效控制,信息安全面临新的挑战,岌岌可危。如,国外一家工程机械装备企业出口我国,设备内置大量传感器用以记录设备运行过程中的坡度、环境温度和湿度、挖掘重量、次数等各种信息,通过上传至服务器进行简单运算就能够掌握我国地理测绘数据,严重危害国防经济安全。国外多家研究机构正在研究使用光学多种类型的传感从你的身体和神经系统中提取的情感,能够通过表情识别了解使用者的心情。未来可穿戴设备(如:谷歌眼睛),通过传感器置入,能够记录使用者的位置信息和周围声波、图像信息,国外机构通过该设备能够快捷掌握我国社会经济数据。

传感器国际寡头垄断,我国严重依赖进口。全球传感器资源出现像寡头垄断聚集的趋势,国外大型企业主导传感器市场,近年来,以霍尼韦尔、西门子、ABB等为代表的国际传感器巨头通过兼并重组和国际协作,抱团抢占传感器高低,并加速从高端市场扩展至中低端市场,垄断态势日益显现。我国传感器企业虽然众多,但大部分属于小微企业,核心技术少,创新能力弱,如国内一般将国外样品(样机)进行分析测绘,充其量有点集成创新,基本属于“克隆”,新原理开发和新器件研发属于凤毛麟角。国内传感器产品系列不全,高端、高精度产品大量进口,在测量精度、温度特性、响应时间、稳定性、可靠性等指标与国外差距较大。目前传感器进口占比80%,传感器芯片进口占比达90%。如高精度、高稳定的低微差压传感器(量程≦1KPa),高差压、高静压传感器(量程≧3MPa、静压≧60MPa),国内尚不具备供货能力,基本依靠国外进口。

推进传感器一条龙计划

我国应力促智能制造工程和工业强基工程联动。2015年以来,工业和信息化部启动了智能制造专项行动,将智能制造工程作为“中国制造2025”的主攻方向进行突破,涉及到标准、工程、试点示范等多个方向。实施智能制造工程,普及数字化工厂,建立试点示范车间都不可能离开传感器的应用,而我国传感器自身技术水平和产业化应用能力明显不足,导致智能制造的推广不得不大量采购国外传感器。

我国应在工业强基工程中设立传感器专项,重点解决我国智能制造实施过程中的核心问题;在智能制造工程实施过程中,要求企业必须应用50%以上的工业强基工程支持的传感器产品,并纳入到联合体中;同时,支持已经开展传感器工业强基突破的企业,牵头制定相应的智能制造行业标准,以标准带动各领域发展。通过这两大主要工程的联动,打通产品从突破到应用的壁垒,发挥财政专项资金的最大效用。

此外,应加快实施工业强基工程,实施链式突破。2013年,我国启动实施工业强基工程,四年来中央经费投入仅约41亿元,占总投资的10%左右,涉及《中国制造2025》新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备等十大重点领域,以及文化用品等民生关切的若干领域,能够投入到传感器行业的资金更是九牛一毛,对于突破传感器安全瓶颈助力不大。

传感器技术密集,产业难度大,在研发、工程化以及实现规模化生产时,要求高强度、连续性投资。建议国家加强顶层设计,增加工业强基专项资金投入,实施滚动式投资,围绕敏感材料、光学玻璃、MEMS工艺、检验检测、人才培养等实施链式突破,以主机整机带动传感器发展,争取5~10年内全面突破传感器制约因素,保障我国国防和社会经济安全。

与此同时,我国应该探索建立国家传感器创新中心,弥补共性技术体系缺位。由工信部、财政部、科技部共同出资,采用产业基金模式引入社会资本,汇集制造企业、高校、科研院所、国家实验室和非营利性组织资源,建立一个研究人员、企业、中介人员共同进行技术开发和产业化的国家传感器创新中心,形成有效衔接链条,解决行业共性技术难题。按照微型化、系统化、无源化发展趋势,关注材料与技术研发、工艺设计、职业技能培训、产业化和规模生产,逐步培育具有国际竞争力的大型企业集团,提高国产化水平,摆脱我国信息安全可能再次受制于人的不利局面。

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采用红外光源和传感器的气体检测参考设计方案

人工智能发展现状分析 类脑智能有望率先突破

2017年中国人工智能核心产业规模超过700亿元,随着国家规划的出台,各地人工智能相关建设将逐步启动...

发表于 2018-03-31 11:21 659次阅读
人工智能发展现状分析 类脑智能有望率先突破

平衡小车卡尔曼滤波算法使用心得

就是这样,卡尔曼滤波器就不断的把covariance递归,从而估算出最优的温度值。他运行的很快,而且...

发表于 2018-03-31 10:46 812次阅读
平衡小车卡尔曼滤波算法使用心得

司机将失业?沪无人驾驶车测试,车身遍布传感器实现...

车辆前方、侧方、后方,均有由摄像头、雷达组成的传感器,360°了解车辆周遭环境,避免人类驾驶员的视觉...

发表于 2018-03-31 10:19 375次阅读
司机将失业?沪无人驾驶车测试,车身遍布传感器实现...

“今天摄入 216.3 卡路里” 在牙齿上安装传...

把传感器植入皮肤已经不算是新鲜事了,可你见过把传感器植入牙齿吗? 虽然听上去不可思议,但事实上,来自...

发表于 2018-03-31 09:49 305次阅读
“今天摄入 216.3 卡路里” 在牙齿上安装传...

为何MEMS传感器越来越受到青睐?

以可穿戴市场为例,目前正在开发的传感器包括气体传感器和生物传感器,这些器件将会让穿戴产品变得更实用,...

发表于 2018-03-31 09:44 4485次阅读
为何MEMS传感器越来越受到青睐?

半导体传感器和MEMS标准化进展飞速

MEMS传感器是目前市场应用较为成熟的MEMS器件,其中MEMS惯性传感器、MEMS麦克风几乎已成为...

发表于 2018-03-31 09:24 304次阅读
半导体传感器和MEMS标准化进展飞速

智能制造发展现状和发展前景趋势

随着信息技术和人工智能的发展,智能制造技术引起发达国家的关注和研究,美国、日本等国纷纷设立智能制造研...

发表于 2018-03-31 09:23 1312次阅读
智能制造发展现状和发展前景趋势

基于EFM32xx系列MCU内部集成的无磁水表计...

随着时代发展,智能水表替代部分传统机械水表,得到广泛应用。而智能水表的计量方式也随着电子技术的发展越...

发表于 2018-03-31 08:52 381次阅读
基于EFM32xx系列MCU内部集成的无磁水表计...

确度高达99%的智能泊车传感器设计方案

该产品具有两种不同的检测系统,可在最佳条件下可提供高达99%的精确度。

发表于 2018-03-31 08:36 856次阅读
确度高达99%的智能泊车传感器设计方案

西人马聂泳忠:将中国传感器技术带到国际领先水平

做高端技术企业,不懂技术是行不通的——聂泳忠博士 经常穿梭于几个城市,一手拉着行李箱,一手忙于回复工...

发表于 2018-03-31 07:41 362次阅读
西人马聂泳忠:将中国传感器技术带到国际领先水平

全球智能制造发展历程及全球智能制造发展前景及趋势

工业机器人是智能制造业最具代表性的装备。根据IFR(国际机器人联合会)发布的最新报告,2016年全球...

发表于 2018-03-30 16:37 343次阅读
全球智能制造发展历程及全球智能制造发展前景及趋势

全球智能制造发展历程及发展现状、趋势

智能制造产业链涵盖智能装备(机器人、数控机床、服务机器人、其他自动化装备),工业互联网(机器视觉、传...

发表于 2018-03-30 16:23 122次阅读
全球智能制造发展历程及发展现状、趋势

中美贸易战,智能制造业或将迎来机遇

特朗普的一纸文书下,美联储加息、中美贸易战开打。3月的资本市场注定无法与窗外舒适宜人的天气相得益彰。

发表于 2018-03-30 15:08 376次阅读
中美贸易战,智能制造业或将迎来机遇

工业物联网行情:工业设备监控需求上升,边缘分析扮...

随着NB-IoT、LoRa以及5G技术的推进,2018年将迎来更多新的机遇,特别是在工业领域隐藏着巨...

发表于 2018-03-30 15:02 317次阅读
工业物联网行情:工业设备监控需求上升,边缘分析扮...

物联网+人工智能趋势下电机预测性维护的全新变革

目前物联网在工业领域最大的应用是预测性维护,要保证生产线长年24小时持续的运行,在过去是很难实现的,...

发表于 2018-03-30 14:54 228次阅读
物联网+人工智能趋势下电机预测性维护的全新变革

洗完澡发现镜子起雾怎么办?有它就能解决你的烦恼

我想大家洗澡时,都会遇到一个烦恼,就是热水形成的雾气会让镜子起雾。 对于男生来说,洗澡刮胡子显然很不...

发表于 2018-03-30 13:10 249次阅读
洗完澡发现镜子起雾怎么办?有它就能解决你的烦恼

苹果对AR的野心可真大!

今天我们要说的不是这次苹果发布的产品,而是最近苹果公布的几个VR和AR眼镜方面的专利。

发表于 2018-03-30 10:59 516次阅读
苹果对AR的野心可真大!

为什么说VR和AR将成为航空智能制造的核心技术?

在这一轮航空智能制造转型中,虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术将大大提升这一过程的效率和质量。 ...

发表于 2018-03-30 10:28 251次阅读
为什么说VR和AR将成为航空智能制造的核心技术?

集成电路芯片在哪些新兴应用领域有发展趋势?

从六个方面入手,分析了集成电路芯片在新兴应用领域的发展趋势。从 2010 年开始,在硅麦克风、惯性传...

发表于 2018-03-30 09:55 703次阅读
集成电路芯片在哪些新兴应用领域有发展趋势?

传感器业务爆发 艾迈斯半导体加码3D感测

根据研究机构的数据显示,2015年全球物联网市场规模已达到624亿美元,同比增长29%。到2018年...

发表于 2018-03-29 17:12 114次阅读
传感器业务爆发 艾迈斯半导体加码3D感测

传感之王ams 2017年实现100%营收增长,...

Alexander Everke表示:“我们可以把所有的这些传感功能集成到单芯片上,因此,它可以做得...

发表于 2018-03-29 16:57 1456次阅读
传感之王ams 2017年实现100%营收增长,...

一氧化碳传感器在火灾报警中的应用

众所周知,火灾发生时气体燃烧产物主要为CO,CO2,H2O,其产生比燃烧烟要早得多(几十分钟至几个小...

发表于 2018-03-29 16:54 641次阅读
一氧化碳传感器在火灾报警中的应用

物联网传感器的未来等相关问题进行讨论

BMI085一款高性能6轴惯性测量单元(IMU)BMI085,其将3轴16位MEMS加速度传感器和一...

发表于 2018-03-29 15:51 370次阅读
物联网传感器的未来等相关问题进行讨论

SII精工半导体正式改名为ABLIC Inc“3...

从最初的精工半导体事业部开始,团队坚持3个基本的理念,白井正樹称之为“3S”,即Small、Smar...

发表于 2018-03-29 09:40 235次阅读
SII精工半导体正式改名为ABLIC Inc“3...

美国围剿“中国制造2025” 中美贸易战硝烟弥漫

工信部赛迪研究院工经所研究员韩力、梁一新、张文会向21世纪经济报道记者表示,美国“301调查”实质上...

发表于 2018-03-28 11:04 448次阅读
美国围剿“中国制造2025” 中美贸易战硝烟弥漫

【转帖】电流传感器和互感器

发表于 2018-03-27 15:43 78次阅读
【转帖】电流传感器和互感器

关于基恩士的颜色传感器的用法

发表于 2018-03-27 12:03 262次阅读
关于基恩士的颜色传感器的用法

虚拟仪器在位移测试系统中的应用

发表于 2018-03-26 14:27 256次阅读
虚拟仪器在位移测试系统中的应用

回收安捷伦U8487A功率传感器

发表于 2018-03-26 10:31 87次阅读
回收安捷伦U8487A功率传感器

回收安捷伦U8488A功率传感器

发表于 2018-03-26 10:30 104次阅读
回收安捷伦U8488A功率传感器

回收安捷伦U8481A功率传感器

发表于 2018-03-26 10:26 85次阅读
回收安捷伦U8481A功率传感器

回收安捷伦U8485A功率传感器

发表于 2018-03-26 10:22 86次阅读
回收安捷伦U8485A功率传感器

回收安捷伦U2020平均功率传感器

发表于 2018-03-26 10:17 90次阅读
回收安捷伦U2020平均功率传感器

回收安捷伦U2022XA平均功率传感器

发表于 2018-03-26 10:10 91次阅读
回收安捷伦U2022XA平均功率传感器

回收安捷伦U2000A 功率传感器

发表于 2018-03-26 10:08 83次阅读
回收安捷伦U2000A 功率传感器