至传感器是创新发展的基础 产业化面临机遇和挑战

行业百科发布时间:2021-09-09

传感器是创新发展的基础 产业化面临机遇和挑战 传感器是创新发展的基础 产业化面临机遇和挑战 时间:2017⑴⑴1 13:37:00

人类自21世纪开始,全面步入信息时期,掀起了又1次新的具有时期特点和现实意义的信息化浪潮。信息技术与传统产业的深度融会,成为以技术创新为主导,以利用为目标的1场产业革命,为传统产业结构调剂和转型升级奠定了良好的基础,提供了广阔的市场空间和发展机遇。

至传感器是创新发展的基础 产业化面临机遇和挑战

通过创新构成并显现出以数字技术、物联网、大数据、云计算、3D与虚拟现实、人工智能、新材料、互联网+等众多先进技术为基础,跨行业、跨领域的多产业相互协同,区域、领域、行业、平常生活相互渗透,产业与资本更加融会和市场利用牵引下的产业大变革时期。

信息技术是收集、管理和处理信中国塑料加工工业协会秘书长马占峰代表中国塑料加工工业协会钱桂敬理事长、曹俭常务副理事长出席会议并讲话息的技术总称,是建立在硬件基础上的有序数据处理技术。主要包括传感技术、计算机技术、通讯技术。信息系统是包括输入、存储、处理、输出和控制软硬件整体,是以处理信息流为目的的人机1体化系统。信息技术的发展,对人与社会的进步和经济发展发挥了重要作用,给人们思想观念和生活方式都带来了巨大的冲击和变化,产生了深入的影响。同时,对改变生产方式、提高生产力水平发挥了积极的作用。以信息技术利用程度来衡量1个国家的信息化水平,已成为体现1个国家综合国力的重要标志。

传感器是创新发展的基础与核心

传感器与计算机、通讯被称为信息系统的3大支柱,传感器技术优劣成为衡量1个国家科技水平和是不是处在国际战略竞争制高点的重要标志,是发达国家高度重视和争相发展的核心基础技术。传感器广泛利用于冶金、石油、化工、电力、交通、水利、新能源、电子、环保、家电、航天、航空、兵工武器设备等国民经济及国防、科研等各个领域,关乎并影响技术创新和国防、经济和社会安全,对当前产业结构调剂与转型升级发挥侧重要作用,对占据战略型新兴产业的制高点具有10分重要的战略意义。

美国人认为,人类步入21世纪,全面步入信息时期,从1定意义上讲,就是进入了传感器时期。传感器与通讯、计算机被称作为现代信息系统的3大支柱,传感器技术发展与利用成为衡量1个国家信息化程度的重要标志,同时也是衡量1个国家科技发展水平的重要标志。传感器产业已被国内外公认为是具有发展前程的高技术产业,以其技术含量高、经济效益好、渗透力强、市场前景广等特点为众人所注视。

在现代控制系统中,传感器处于连接被测对象和测试系统的接口位置,构成了系统信息输入的主要窗口,提供着系统进行控制、处理、决策、履行所必须的原始信息,直接影响和决定着系统的功能。传感器可以直接接触被测对象,也能够间接接触。许多控制系统功能因控制对象的信息难以收集与获得而没法实现,成为系统技术发展与提升的障碍,同样成为大数据的来源和收集和物联网技术与发展的大障碍。

如果把计算机比喻为人的大脑,通讯比喻为人的神经系统,那末传感器就是5官和皮肤,承当着感知并获得自然环境中的1切信息数据的功能。西方发达国家正由于重视传感器等技术,逐渐构成了高新技术发展和兵工武器设备的基础技术的利用差异。

上世纪70年代初,西方忽视了传感器技术发展,显现出大脑发达而5官迟钝的为难状态,导致计算机和通讯技术遭到严重制约和影响。从上世纪70年代中期开始,各国相继加快传感器发展。从上世纪80年代初开始,美国、日本、德国、法国、英国等纷纭制定相干计划并列为长远发展计划的重点,倾注人力、物力和重点投资进行研究开发,以年20~30的速度高速发展,长时间予以重点支持,使传感器技术明显提高,并于2003年将其列为21世纪具影响和改变世界的10大新技术之1。美国联邦政府研究报告中指出,自2010年开始预算为69亿美元用于传感器基础技术与利用研究,其称之为SensorRevoluTIon(传感器革命)。美国人认为:上世纪80年代是计算机时期,90年代是互联网时期;21世纪全面进入传感器时期。通过传感器,把物资世界连接起来,并赋予1个电子神经系统。

目前传感器约有2.6万余种,随着技术创新,新品种和类型不断出现。而我国目前约有1.4万种,约占的1/2,其中大多为常规类型和品种,在医疗、科研、微生物、化学分析等特种高技术领域仍有大量的品种短缺和空白。

从事传感器研制与生产的厂家有6500多家,其中美国、欧洲、日本均超过1000家,俄罗斯有800多家,其他国家和地区有2700多家。在市场销售方面,美国居首位,占总销售额的35、日本约20、德国约15,3国占据了世界市场的70。预计未来5年增长率将超过15,依然是高增长行业。

传感用具有技术密集、渗透力强、多品种、小批量、使用灵活、利用领域广泛等行业特点,基础性和协同性特点突出,特别合适大众创业、万众创新,随着《中国制造2025》、互联网+行动计划和大数据、云计算、智慧城市的发展,作为信息获得基本单元的传感器产业战略地位日趋凸显。

产业化面临市场机遇和挑战

市场、技术和政策3大因素将驱动传感器产业快速发展。随着电子、材料、物理、化学等多方面发展,特别是MEMS工艺技术的成熟和利用,满足市场需求的多功能、微型化、数字化、系统化、网络化、智能化传感器不断出现,构成传感器发展新热门。

目前,传感器技术从单1的物性型向功能、技术复合集成和微型化、多功能、数字化、智能化、系统化、网络化发展成为未来技术和产业发展主要趋势。我国已有1700余家企事业单位从事传感器的研制、生产和利用,产业门类基本齐全,敏感元件和传感器年总产量已超过20亿只,传感器产品到达10大类、42小类、6000多个品种。其中,声敏、力敏、光敏、气敏、磁敏、RFID6大种别的主流产品,已具有产业化技术基础和市场利用需求空间,可构成产业化范围生产。而且,在各行业领域物联网利用需求的带动下,不同系统技术协同和智能化标准要求所迫,网络化、智能化传感器将成为今后技术与产业发展的又1大趋势。

在利用方面,不管是航空航天飞行器、火车、高铁、汽车,还是移动终端,包括机器人,都是1个多技术融会与聚集的平台,是1个安装传感器的平台,它的优劣取决于装了多少个传感器,没有传感器就没有大数据。

高铁的快速发展将为传感器带来巨大市场,依照国家计划,到2030年铁路运营达20万千米(2015年为12.1万千米),其中高铁运营达4.5万千米(2015年为1.9万千米),高铁装有数量庞大的传感器来完成车辆、轨道线路、自然环境等的监测,随着中国中车轨道交通安全保障技术项目的研发与实行,将成为智能传感器的新的增长点。

再以汽车为例,普通轿车所用传感器数量超过100只/车,轿车所用传感器超过200只/车,依照到2020年新能源汽车保有量到达500万辆的国家计划,新能源汽车将为传感器带来快速增长的巨大市场。

再例如,机器人中有内传感器和外传感器之分,内传感器就是内部之间的活动关节相互之间的关系,要通过传感器获得大量数据并传输;外传感器是通过它的5官和外界窗口来实现。不同类型和功能的机器人,其性能和功能的优劣,无疑是看其安装了多少传感器,同时看其安装了甚么种别和品质的传感器而已。

传感器不但可以决定这些平台技术高低和性能优劣,同时也能够通过获得声音、温湿度、压力、流量、磁场、气体、形态图样等各种参数指标的变化,来监控平台本身运行状态和安全状态,使得平台能够安全可靠、健康稳定地有效运行。再结合系统体系构架、软件服务模型构成完全的智能与智慧系统,满足工业领域的智能管理需求。现阶段物联网示范工程包括智能电网、智能交通、环境监测、公共安全、智能家居、智能医院、智能高铁、战场感知、机场围界、食品加工、感知石化、智慧农业、现代物流、智能楼宇、生物制药、政府公务、智能消防、工业监测、老人护理、社区医疗、并关闭电源花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦察和情报搜集等400多个示范工程项目正式列入物联网目录,都是利用各类传感器技术与产品的主要市场,无疑为传感器技术创新发展提供了充分的想象空间。

另外,传感器不但可以探知宏观世界和微观世界,乃至可以感知到我们生命的各种信息,获得人体生理参数指标等大数据,如血糖、血脂、血氧、脉象、心电、脑压、脑电、体温。我国已快速、跑步进入老龄化社会,家庭服务未来将是1个很大的问题。科技助老成为今后创新的又1大方向。相干机构研究,未来从可穿着到家庭智能终端,和服务型机器人会构成8万亿元到10万亿元的市场范围。

未来服务型机器人的功能是很强大的,生活指点、文娱游戏、慢病护理、健康管控、应急救助等等各尽所需。因此,找到个性化的健康样本值和分析模型是利用技术创新的难点和关键,是通往智能与智慧的瓶颈,也是创新的目标、任务与方向。结合系统体系构架、服务模式就构成了完全的智能与智慧系统,满足不同人体的健康管理需求。这类模型和模式的构架是物联网技术和实现智能化智能制造的1个关键要点和难点,同时也是智能传感器亟须解决的核心问题。依照层级化的观点,智能传感器无疑是1种系统集成和近几年网络构架下的共性基础技术,也是当前系统利用和技术创新的又1个瓶颈。

为了打破产业与利用之间障碍,解决产业对接市场和共性技术产业化问题,在1035期间,我国制定了国祖传感器产业长时间的发展战略,工信部制定的智能传感器产业3年行动指南(2017⑵019年)行将出台,明确了传感器产业发展目标和方向就是智能化传感器,并制定了相应的产业发展线路图,肯定了MEMS(微电机系统)工艺和集成电路工艺相结合的产业发展路径和以市场利用为主导的政策扶持原则。这些计划与政策推动将成为实现产业安全、自主、可控的产业化发展必定选择,既可以增进我国传感器产业的快速健康发展,又可以提升我国产业自主发展的能力与核心竞争力。