工控網首頁
>

新聞中心

>

業界動態

>

獨家專題丨工業進化的“新質”引擎,探索智能傳感器的變革之路

獨家專題丨工業進化的“新質”引擎,探索智能傳感器的變革之路

2024/4/9 18:18:08

在當今快速發展的工業時代,傳感器技術無疑成為了制造業、汽車行業以及航空領域進步的關鍵驅動力。隨著智能化和精準化概念的不斷深入人心,工業傳感器技術也迎來了前所未有的飛速發展。從生產線的自動化控制到汽車的自動駕駛系統,再到航空器的高精度導航,處處都離不開先進的傳感器技術。這些傳感器不僅提高了生產效率和產品質量,還為安全監控和環境監測提供了強有力的技術支撐。今天,我們很高興邀請到了五家在工業傳感器領域具有重要影響力的企業——ADI、安森美、思謀科技、弓望電子、海伯森,它們將分享各自對于當前工業傳感器技術智能化和精準化發展趨勢的看法,以及這些趨勢在未來十年內如何影響相關行業的洞察。


一、智能化與精準化感知能力是推動產業發展的前驅

在探討工業傳感器技術的智能化和精準化趨勢時,我們不僅見證了技術進步的驚人速度,也體會到了這些進步對于制造業、汽車行業和航空行業的深遠影響。

智能化趨勢體現在傳感器的自我處理和決策能力上。ADI中國區工業市場總監蔡振宇表示:“隨著業務向智能化轉型,企業需求日益多樣化,這要求傳感器具備更高的靈敏度和響應速度。特別是在工業物聯網領域,傳感器不僅需監控環境和評估生產線狀態,還要能夠提供必要的處理能力,實現機器的完全自主運行。例如,ADI通過集成先進的深度計算技術和激光驅動器,推出的ADTF3175模塊,不僅具備高像素、低噪音、超高精度等特點,還能夠在設備端直接進行復雜的數據處理,這大大提高了制造流程的靈活性和智能水平。這也意味著,現代工業傳感器已不僅僅是數據采集的工具,而是成為智能決策的參與者。”

WechatIMG122.jpg


在討論了智能化趨勢,特別是傳感器技術在自我處理和決策能力方面的發展之后,我們可以看到,這種技術進步不僅提升了制造流程的靈活性和智能水平,而且標志著傳感器在工業自動化中角色的根本變化。這一變化體現了工業生態系統對于更高效、更靈活的生產流程的迫切需求。此外,隨著企業向智能化轉型的步伐加快,對傳感器的需求也變得更加多樣化和復雜。這種需求的演變推動了傳感器技術的快速發展,不僅要求傳感器有更高的靈敏度和響應速度,還要求它們能夠在復雜的工業環境中作出智能決策。

圖片 1.png

隨著技術的發展,傳感器不再是單純的數據收集器,而是變成了具備自主處理和分析能力的智能設備。這種轉變意味著傳感器技術正處于一個重要的轉折點,它們將在實現更加靈活和智能的制造流程中發揮關鍵作用。安森美模擬與混合信號事業部中國區市場經理 Jagger Yan表示:“精準化則關乎傳感器提供的數據質量,安森美通過其高精度與高速度性能的NCS32100雙電感式旋轉位置傳感器展現了精準化的重要性。這種傳感器的高性能對于實現精密的運動控制和提高自動化生產線的監控質量至關重要。這不僅提升了生產流程的精確度,還保障了產品質量的一致性和可靠性。”

在IoT和AI技術的賦能下,思謀科技智能傳感器系列產品經理魏少康通過案例進一步證明了智能化傳感器在處理復雜工業環境中的強大能力,他認為數據互操作性和智能化升級在這一過程中起到了關鍵作用,它們使得傳感器能夠更加高效地管理和分析數據,提升其對復雜環境的適應性。這種技術融合不僅為傳感器帶來了新的機遇,也為整個工業領域的發展打開了新的視野。

WechatIMG17187.jpg

工控網認為,工業傳感器的智能化和精準化趨勢正在為制造業、汽車行業和航空行業帶來革命性的變化。隨著這些技術的不斷發展和應用的不斷拓展,智能化、精準化的工業傳感器將在推動全球工業發展中扮演更加關鍵的角色。而在工業數智化和新質生產力的趨勢推動下,工業將會是智能化傳感器最重要的應用場景之一,同時不斷創新的傳感器技術也會帶給各行各業新的機遇。


二、IoT和AI技術整合的挑戰與創新策略

整合物聯網(IoT)和人工智能(AI)技術面臨諸多挑戰,包括數據安全、能耗管理和技術兼容性等。面對這些挑戰,采取創新策略至關重要:通過端到端加密和強大認證機制加強數據保護,利用低功耗技術和能量收集減少能耗,以及使用開放標準和模塊化設計提高系統間的兼容性和互操作性。這些策略不僅幫助克服整合過程中的難題,而且促進智能工業應用的發展,實現更高效、安全和可持續的生產環境。

圖片 2.png

安森美智能感知部工業及消費應用大中華區市場經理 Annie Tao認為,IoT和AI技術整合到傳感器中會促進主流工業應用場景的創新,例如工業檢測、工業掃碼及機器人等,實現追求精準、智能和高效的目標。其中圖像傳感器作為視覺系統的眼睛,如何在更復雜多樣的環境中更精準、快速的輸出場景信息至關重要。同時,她還分享了安森美在機器人應用和AR/VR領域中,如何通過技術創新應對在不利光照條件下的圖像捕獲挑戰。例如,安森美的AR0822傳感器具備eHDR功能,可以在復雜的光照條件下準確捕獲圖像,為自主機器人視覺系統的設計提供了更大的靈活性和穩定性。

從工控網視角來看,隨著設備變得更加智能和連接性更強,數據安全問題變得尤為突出。保護傳輸中和靜態中的敏感數據,防止未授權訪問和數據泄露,是技術整合的重要考慮點。此外,隨著傳感器數量的增加和計算需求的提升,能耗管理也成為一個重要問題。為此,開發低功耗設備和算法,優化能源使用,是確保可持續性和減少運營成本的關鍵。

海伯森市場經理葉慶耀則從高度集成的微處理器、先進的通信協議、大數據分析算法和機器學習模型等方面談到了整合IoT和AI技術的創新策略。他指出,雖然這些技術的整合為智能傳感器帶來了巨大的機遇,但也面臨著數據安全和傳感器能耗管理等挑戰。因此,海伯森致力于研發更加高效、安全的數據傳輸和處理方案,以及優化能源管理的解決方案,以確保智能傳感器系統的穩定性和可靠性。

在面臨挑戰的同時,我們也看到了一些機遇。當下,企業對于傳感器要求不僅僅是數據采集點,而是變成了智能設備,能夠在數據產生的地點即時處理和分析數據。這種轉變大大減少了對中心服務器的依賴,降低了數據傳輸的延遲和成本,同時提高了數據處理的效率和安全性。邊緣計算的興起使得傳感器能夠實現更加快速的決策和響應,對于實時監控、預測性維護和自動化控制等應用至關重要。這不僅為傳感器技術的未來發展開辟了新的道路,也為各行各業帶來了革新的可能,使其能夠更好地適應快速變化的市場需求和技術環境。

圖片 3.png

ADI OtoSense智能電機傳感器解決方案

ADI中國區工業市場總監蔡振宇表示,智能傳感、人工智能驅動的邊緣計算和無處不在的連接亦能為智能邊緣帶來新的功能、應用和市場。在工業領域,預測性維護技術通過提前預警和判斷,有助于避免安全風險和減少停機時間。他介紹到,ADI OtoSense智能電機傳感器解決方案(Smart Motor Sensor, SMS)是一個針對三相鼠籠異步電機設計的AI基礎預測性維護平臺。這個解決方案整合了微機電系統(MEMS)、溫度、磁感等多種傳感技術,并通過AI實現邊緣計算能力,能夠初步診斷出電機的9種異常情況。通過持續監控并跟蹤傳感器異常,該系統可以預計未來可能出現的問題,如斷裂,并提前發出警告。此外,通過將收集到的數據上傳到云端進行分析并學習,系統能夠通過更新軟件算法并將其傳輸到邊緣設備上,實現技術的持續迭代和優化。

同時,弓望電子董事長鄧高強強調了邊緣計算和能源效率在智能傳感器發展中的創新策略。他認為,將數據處理和分析功能移到傳感器設備本身可以減少對中央服務器的依賴,降低了數據傳輸的成本和延遲,并提高了系統的響應速度和傳感器的易用性。此外,通過采用節能型傳感器芯片和優化能源管理算法,可以進一步降低傳感器系統的能耗,延長設備的使用壽命。

三、發展產業智能化,深入場景化的能力至關重要

產業智能化已成為推動經濟增長和技術創新的關鍵因素。企業和行業深入挖掘場景化應用的能力,不僅對于優化現有生產流程至關重要,更是實現持續創新和維持競爭優勢的核心。通過深入場景化的應用,智能傳感器不僅能夠提高生產效率,降低運營成本,還能夠預防潛在的安全風險,保障生產安全。

ADI中國區工業市場總監蔡振宇介紹到,ADI MEMS傳感器技術已經廣泛應用在風電產業的智能風機中,實現了對風機塔筒的實時監測,從而提高風電設備的運行安全性。ADI精密慣導測量單元(IMU)和低噪聲、低漂移加速度計的部署允許對塔筒的振動、傾斜等關鍵狀態進行監控,通過預測性維護避免事故發生。此外,ADI的MAX40109低功耗、精密傳感器接口SoC為傳統壓力傳感器提供了一種新的校準方法,減少了生產復雜性和成本。這一創新不僅簡化了校準過程,還顯著縮小了整體解決方案的尺寸。ADI持續在壓力傳感器市場進行創新,旨在提供支持各種壓力傳感器技術的通用解決方案,滿足工業市場對功能安全日益增長的需求。

思謀科技智能傳感器系列產品經理魏少康以光伏行業中的智能傳感器和在制造業中的智能工業平臺應用為例,說明智能傳感器如何實現生產效率的大幅提升和產品質量的顯著增強。他指出,智能傳感器可以實現對光伏組件的快速檢測和識別,提高了生產線的生產效率和產品的一致性。同時,智能工業平臺可以實現對生產數據的實時監測和分析,為生產過程的優化提供了數據支持。

風電智能傳感器的廣泛應用,以及光伏行業的快速檢測與識別到制造業的實時監控和數據分析,體現制造業向高度自動化和智能化生產的必然趨勢。這種趨勢不僅優化了生產流程,減少了人為錯誤,還提高了資源利用效率和生產的可持續性。進一步地,智能傳感器在機器人技術中的應用,尤其是在視覺感知和精準定位方面的進步,展現了智能制造領域的新邊界。這些技術的集成不僅使機器人能夠更加靈活地應對復雜環境,還大大擴展了其應用場景,從而為行業帶來了新的增長機遇。

安森美智能感知部工業及消費應用大中華區市場經理 Annie Tao表示:“機器人具備視覺感知能力,這得益于圖像傳感器使它們能夠在復雜環境中自如穿梭,精準檢測并辨識各類物體。安森美的全局快門技術為機器人提供了強大的導航和防碰撞能力,確保其在行動過程中能夠迅速響應周圍狀況。針對光線復雜的混合照明場景,高動態范圍(HDR)技術確保機器人視覺系統能準確捕捉高對比度環境下的細節信息。至于需要精確測距和物品精確定位的任務,則由高分辨率、大面積的圖像傳感器擔綱,確保機器人動作的毫米級精度。”

四、獨家觀點及預測

通過前面三部分與企業的交流,讓我們對當下智能傳感器的技術創新和應用有了更為清晰的認識。但是面對新質生產力、新型工業化以及供應鏈安全的趨勢驅動,傳感器企業對未來會有更為細致的認知,例如,更加細分的市場,一直堅守的傳統領域和“嗷嗷待哺”的新興產業。

安森美中國區汽車現場應用工程經理 William Chen表示:“汽車圖像傳感器市場正在迅速發展,分辨率的需求正從當前的800萬像素向1200萬和1600萬像素轉變,同時500萬和800萬像素的傳感器被廣泛應用于車輛座艙中。隨著市場對更高分辨率的需求增加,圖像傳感器的發展趨向于更小的像素尺寸,面臨的主要挑戰是在低光照條件和高溫環境下保持優異性能。安森美的最新一代圖像傳感器采用更小的2.1 μm像素,相較于3 μm方案在微光性能、高動態范圍(HDR超過150 dB)以及減少LED閃爍方面表現更佳,提供了卓越的色彩保真度和圖像清晰度。”

在汽車領域,圖像傳感器市場的快速發展及其對更高分辨率和更小像素尺寸的追求,反映了技術進步和市場需求的動態平衡。這種進步不僅是技術創新的結果,也是應對復雜駕駛環境挑戰的必然要求。這一點不僅體現了在汽車安全和自動駕駛技術方面的應用需求,也預示了未來汽車圖像傳感器技術發展的方向。從這一趨勢轉向工業自動化領域,智能傳感器的創新和應用展現了對高效、智能生產方式的追求的同時,也依然要求技術和市場需求處于動態平衡的狀態。


海伯森市場經理葉慶耀從高精度智能傳感器產品的創新和供應鏈安全角度,分享了公司對工業自動化未來發展的看法。他認為,高精度智能傳感器將成為工業自動化的重要組成部分,為制造業帶來更高效、更智能的生產方式。同時,他也強調了高精度智能傳感器的供應鏈安全問題,指出了保護知識產權和數據安全的重要性。

弓望電子董事長鄧高強認為,在編碼器和位置傳感器行業,智能傳感器正引領著向高精度和高可靠性的新標準轉變,推動著集成化和模塊化設計的趨勢,以適應極端環境并降低成本。同時,通過融合AI和邊緣計算,這些傳感器不僅提高了數據處理速度和系統效率,還賦予了自我監測和診斷的能力,實現預測性維護。此外,隨著智能傳感器越來越多地連接到互聯網,數據安全和隱私保護也成為設計和開發過程中的關鍵考慮因素。

工控網點評

智能化與精準化正在根本上改變工業傳感器的角色和能力,引領制造業、汽車行業、航空領域等關鍵工業部門進入一個全新的發展階段。這些進步不僅使傳感器從簡單的數據采集器轉變為具有自主處理和實時決策能力的智能單元,而且在提高生產效率、確保產品質量以及增強安全和環境監控方面起到了決定性作用。隨著IoT和AI技術的融合深化,面臨的數據安全、能耗管理和技術兼容性挑戰也促使行業不斷創新,以維持技術的前沿地位和應用的廣泛性。智能傳感器技術的持續進步預示著工業領域將更加強調系統的集成性和操作的智能化,為實現高度自動化和智能化的工業4.0愿景鋪平道路。


審核編輯(
柳威
)
投訴建議

提交

查看更多評論
其他資訊

查看更多

宏石激光北方總部基地(濟南)正式投產,120kW超級體驗開放日引領智能制造新篇章

國產EDA入編“國家隊”,能否破制裁困局?

優刻得聯合經海緯象打造“生物智造創新管理平臺”,加速制造業綠色轉型

尼得科傳動技術推出傳感器內置型精密減速機“Smart-FLEXWAVE BD系列”

中國海爾獲得印度首個國家級大獎