传感器助力工业4.0发展
- 2021/10/18 9:35:04 12234
- 来源：欧时电子RS
【仪表网 仪表产业】全球进入工业4.0时代，已有许多企业采用机器人、物联网、云端运算等新兴技术进行自动化生产。然而技术从未停滞不前，技术的不断发展正在推动企业开始转向工业5.0，为智慧生产系统打造一个“人性化”的制造环境。
工业5.0指的是“以人为本”的协作式生产，将人类引入高度自动化生产过程中，实现人机协同，各种传感器数据直接联通设计与生产，从而为用户实时提供个性化产品。
其中，传感器不仅是工业4.0实现高度自动化生产的重要零件，也是工业5.0愿景中将“人”引入生产过程的关键技术，而这背后离不开半导体行业对传感器技术的创新加持。
工业4.0的核心是互联
互联是一种双向通信，允许自动或通过人工干预控制机器和工厂；同时也意味着，任何工业自动化项目或工艺设备，都可以实时提供有关其运行状态和性能的数据。
要想实现工业互连，基本前提是能够通过监控、控制和分析应用，以数字方式将制造和生产资料连接在一起，实现工业自动检测和自动控制，最终达到自动化生产的目的，而这些都离不开传感器的帮助。
传感器是工业4.0场景中的基石
一方面，传感器可以监测温度、湿度、声音以及其他各种环境因素，并能够测量或感知特定物体的状态和变化，将其转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息，在工厂设备和中央控制系统中进行信息交流，实现工业互联。
另一方面，传感器能监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作处于正常状态或最佳状态，并使产品达到更好的质量。如果缺少这些传感器对生产信息和状态进行精确而可靠的自动检测，工厂的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。
半导体技术推动工业5.0崛起
技术的进步并非总是停滞不前。传统的观点认为，工业 4.0概念有其局限性：它专注于自动化，忽视了人为因素所带来的创新能力。而工业5.0则意在增强人为因素，让人在传感器的帮助下，充分发挥创造性。
因此，在全新工业5.0概念中，传感器的作用只强不弱。工业机器人周围通常设置安全屏障以防止事故发生，然而如需达到高效生产，机器人需要在人类旁边工作，如此一来对感应提出了更高的要求。
除此之外，从接收传感器数据到采取行动，还涉及各种通信节点、云和控件，由此可能导致大量延迟，而无法对某些特定的任务使用基于云的控制。因此新型传感器不仅需要感应，还需要推断控制操作。
目前，半导体行业正在把低功耗微控制器作为解决方案。这些微控制器包含感应元件和足够的计算资源，可以运行任务特定的人工智能算法，包含了针对边缘推理进行优化的计算机硬件体系结构，让传感器变得更加智能，并且能够进行进行预测。
例如，工人的手是否位于协作机器人的预期运动路径上。另一个例子是使用机器学习算法侦听安装在电机壳体内的音频传感器的输出，以检测轴承磨损的早期迹象。
自20世纪70年代中期基于硅的传感器问世以来，工业感应市场发生了巨大变化。而如今，智能城市、智能家居和智能建筑的出现也需要传感器技术，工业5.0中的许多传感器创新已经在其他技术导向型市场中等到应用，如高级驾驶辅助系统 (ADAS) 在新车型中的快速部署，以及电动汽车、半自动和全自动汽车的发展，都与工业系统一样对传感器应用有着巨大的需求。
从工业4.0的持续发展到工业5.0概念的提出，传感器的重要性不言自明。半导体行业的不断技术创新，推动传感器技术应用落到实处，在推动工业生产不断发展的同时，也为我们创造一个更美好、智能的生活。
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