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工（gōng）業（yè）4.0智能工廠高端工業傳感器依賴進口

2016-5-26 來源：轉載（zǎi）作者：

我國首個麵向工業4.0的智能工廠（chǎng）解決方案和示範生產線以中科院沈陽自動化研究所自主研發的WIA-FA技術為支（zhī）撐，融入一係（xì）列前沿核心技術，有著極高的靈活性和智能化，但就其應用的傳感器而言，主要還是進口產品。

　　傳感器應用在不（bú）同的工（gōng）業領域，對其能耐受的溫度、濕度、酸堿度也（yě）有不（bú）同（tóng）的個性化要求，功耗和尺寸也會受到嚴格限製，比方說零下60℃極端環境就是個極大的挑戰。

　　《<中（zhōng）國製造2025>重（chóng）點領域技術路線圖》要求，到2020年智能（néng）型光電傳感器、智（zhì）能型接近傳感器、中低檔視覺（jiào）傳感器、MEMS傳感器及芯（xīn）片、光纖傳感器（qì）的國產化率要提高到20%。那麽，我國智（zhì）能製造傳感器的國產化應該從哪裏切入？

　　國產傳感（gǎn）器並不比國（guó）外遜色？

　　智能工廠用的都是（shì）進口傳感器？我（wǒ）國智能製造傳感器尤其是工業機器人傳感器，自主研發能力落後國際10年？“我不這麽認為。”中國石化（huà）智能工廠建設試點單位——燕山石化信息部部長劉彥（yàn）波在接受記者采訪時，並不認同這些坊間流傳（chuán）的觀點，“我（wǒ）們的（de）智能工廠裏用的基本都是國（guó）產傳感器。”

　　然而，燕（yàn）山石化的情況具有代表性嗎（ma）？

　　燕山（shān）石化煉油二廠（chǎng）中控室，一字排開的DCS(分布（bù）式控（kòng）製係統)顯示器全部呈現黑屏狀（zhuàng）態，原（yuán）本應該盯著屏幕監（jiān）控（kòng）生產（chǎn）過程的（de）工作人員卻在專心地看著崗位練兵手（shǒu）冊。生產出現異常時，係（xì）統才會自動彈出界麵，平時就（jiù）保持黑屏，無需操作人員監控。基於生產裝置運行（háng）的高度自動化和（hé）生產（chǎn）過程管理的精細化，燕山石化智能工廠的“黑屏模式（shì）”已成為石化行（háng）業智能製造（zào）的典型案（àn）例。

　　智能工廠的運行，說白了就是（shì）數據的采集、分析和處理，傳感器在其中（zhōng）每個環節都起到至關重要的作用。“80年（nián）代我剛到廠裏的（de）時候，確實采用了不（bú）少日本進口的傳感器。如今，從壓力、溫度、流量監測等數據采集用傳感器，到生產和經營過程中涉（shè）及的各種大型設備和（hé）中央控製係（xì）統的傳感器，基本都實現（xiàn）了國產化。”劉（liú）彥波說。

　　在劉彥波看來，浙大中控、北京和利（lì）時等國內企業生產的傳感器，用起來並不比日本橫河、美國霍（huò）尼韋（wéi）爾等國（guó）際（jì）巨頭的產品遜色多少。不過，某些特殊部件，如需要耐高溫（wēn）高壓的傳感器，國內產（chǎn）品的可靠性、穩定性（xìng）還有是些差距的。但我認（rèn）為（wéi）這不完全（quán）是技術水平的問題（tí），傳感器生產企業應該在管理、品（pǐn）控上再多下功夫。

　　對於當下的智能製造而言，傳（chuán）感器已經不僅僅是采集數據的眼睛和耳朵，更是高端製造、流程控製、聯網操作（zuò）的大腦和心髒。賽迪智庫集成電路產業研究（jiū）所副所長林雨指出：“不同行業間的差距非常大，對於石油化工等流程工業來說，需（xū）要用到的新型高端工業傳感（gǎn）器較少，但在高端製造（zào）領域，傳感器的國產化率還很低。”

　　高端新型工業傳（chuán）感器仍依賴進口

　　今年年初，我國首個麵向工業4.0的智能工廠解決方案和示範生產（chǎn）線（xiàn）誕生。該（gāi）方案以中科院沈陽自動（dòng）化研（yán）究所自（zì）主研發的WIA-FA技術(目前世界上唯一麵（miàn）向工廠高速自動控製應（yīng）用（yòng）的IEC無線技術國際標準)為支撐，融入一係列前沿核心技術，有著極高的靈活性和智能化。但就其應（yīng）用的傳感器而言，主要還是進口產品。

　　“在航天、軍工等領域，為了做到自主安全可控，可（kě）以不計成本地生產研發、生產部分高端傳感器。但是應用到工業領域，目前階段還是采購進口產品比較劃算。”相（xiàng）關負責人（rén）向記者透露，“高端電機、視覺、力覺等高（gāo）附加值的（de）傳感器我國（guó）還不能大規模生（shēng）產，隻能依賴進（jìn）口。為（wéi）了追求整個係統的一致性和可（kě）靠（kào）性，又連帶許多傳（chuán）感（gǎn）器也要使用進口產（chǎn）品。”

　　從《<中（zhōng）國製造2025>重點領域技術路線圖》中，可以看出些許端倪。智能製造核心信息設備位居十大重點領域，其（qí）中新型工業傳感器在2020年的（de）近（jìn）期目標是，將智能型（xíng）光電傳感器、智能型接（jiē）近（jìn）傳感器、中低檔視（shì）覺傳感器、MEMS傳感器及芯片、光纖傳感器的市場占有率提高到20%。

　　“工（gōng）業傳感器，是考驗一個國家工業體係是否完善的關（guān）鍵性因（yīn）素。”曾經為國內多家（jiā）主流（liú）汽車、家電、機床等生產企業提供過（guò）智能製造解決方案（àn）的楊超對此更有發言權。“工業機器人也好，生產（chǎn）線、反應容器、數控機床也好，智能製造的標準化設備（bèi）和非標準化設備的基礎都是由很多傳感器共同集成（chéng）的（de）。”楊超告訴記者，“早期，我國（guó）智（zhì）能製造（zào）設備大都是從國外進（jìn）口，造價很高。後來國內設備企（qǐ）業引進、消化之後，實現了自主生產，但是為了（le）選型的方便以及設備運行的穩定（dìng）性，傳感器一般還是采用原廠的產品。”

　　“這（zhè）些進口傳感器的（de）價格自然不菲，比方說（shuō）德國SICK的一對激光監測傳感器就要7～10萬元。不過，和整體設備的價格（gé）相比，還是占比較少的份額。”楊超說（shuō），“實際上，應用比較廣泛的進口傳感器，如邦納、歐姆龍的視覺模塊，宜科、菲尼（ní）克（kè）斯的編碼（mǎ）器，也有類似的國（guó）產產品。但是相（xiàng）對於民用來說，工業環境對傳（chuán）感器的要求更高，從穩定性、精度（dù）、運行安全等多方麵考（kǎo）慮，我接觸的智能製造解決方（fāng）案中，傳感器的國產化率（lǜ）還是很低。”

　　智能製造傳感（gǎn）器需提高國產化率

　　和消費電子等民用領域相比，用於智能製造的工業傳感器在精度、穩定性、抗震動和抗衝擊性方麵提出了更為苛刻的要求。“工業控製（zhì）要確保零誤（wù）差，傳感器不僅要（yào）能實時通信，還要足夠精準，像民用領域的‘丟包’是絕（jué）對不能容忍的。”林雨表示（shì），“傳（chuán）感器應用在不同的工業領域，對其能（néng）耐（nài）受的溫度、濕度、酸堿度也有不同的個性化要（yào）求，功耗和尺寸也會受到嚴格限製，比（bǐ）方說零下60℃極端環境就是個極大的挑戰（zhàn）。”

　　工業傳感器不僅性能指標要求苛刻，種類也非常繁雜。據楊（yáng）超介紹，從功能上來說，工業傳感器分（fèn）為光電、熱敏、氣敏、力敏、磁敏、聲敏、濕敏等不同類別。以工業機器人為例，其中涉及的幾種重要傳感器包括：三維視覺傳感器、力扭矩傳感器、碰撞檢測傳感器、安（ān）全（quán）傳（chuán）感器、焊接縫追蹤傳感（gǎn）器、觸覺傳感器等。

　　麵（miàn）對（duì）複雜（zá）現狀，我國（guó）智能製造傳感器的國產化應該從哪裏切入？新鬆（sōng）機器人中央研究院院長助理楊奇峰向記者建議，不要追求（qiú）大而全，而是應該針對具體應用需求（qiú），集中優勢研製一類傳感器。“以我們（men）需要用（yòng）到的一（yī）款力覺傳感器來說，單個價格就高達10萬元（yuán）。”

　　楊奇峰說，“力覺傳感器是用來檢測機器人自身力與外（wài）部環境力之間相互作用力的傳（chuán）感器，諸如此類在工業機器人上（shàng）需要用到（dào）的新型傳感器還（hái）很多，目前雖然沒有大規模應用，但是已經（jīng）成為（wéi）產業發展的必然趨勢。在尚未成熟的細分市場，我（wǒ）國企業機會更多，不妨提前布（bù）局。”

　　同時，智能製造正定義出一個利用MEMS技術的新型（xíng）工業物聯網領（lǐng）域。林雨表示，工業物聯（lián）網推動的MEMS工業（yè）應用將帶來巨大的新興市場，博世、意法（fǎ）半（bàn）導體、樓氏（shì）電子、應美盛等國際MEMS龍頭企業都已經（jīng）瞄準了這（zhè）一應（yīng）用領域。

　　“實際上，我們也不能僅僅（jǐn）把眼光局限於傳感器的生產本身（shēn）。”林（lín）雨提出（chū），“對於硬件來說，工業傳感器的應用軟件同樣重要。當下而言，著眼於產業生態的整體布局更具操作性。”（原（yuán）標題：我（wǒ）國首個工業4.0智能工廠解決方案高（gāo）端工業傳感器仍依賴進口來源：中國電子報）

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