獨家專題丨工業(yè)進化的“新質(zhì)”引擎，探索智能傳感器的變革之路

在當今快速發(fā)展的工業(yè)時代，傳感器技術(shù)無疑成為了制造業(yè)、汽車行業(yè)以及航空領(lǐng)域進步的關(guān)鍵驅(qū)動力。隨著智能化和精準化概念的不斷深入人心，工業(yè)傳感器技術(shù)也迎來了前所未有的飛速發(fā)展。從生產(chǎn)線的自動化控制到汽車的自動駕駛系統(tǒng)，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(shù)。這些傳感器不僅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還為安全監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)測提供了強有力的技術(shù)支撐。今天，我們很高興邀請到了五家在工業(yè)傳感器領(lǐng)域具有重要影響力的企業(yè)——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(yè)傳感器技術(shù)智能化和精準化發(fā)展趨勢的看法，以及這些趨勢在未來十年內(nèi)如何影響相關(guān)行業(yè)的洞察。

一、智能化與精準化感知能力是推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前驅(qū)

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

智能化趨勢體現(xiàn)在傳感器的自我處理和決策能力上。ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇表示：“隨著業(yè)務(wù)向智能化轉(zhuǎn)型，企業(yè)需求日益多樣化，這要求傳感器具備更高的靈敏度和響應(yīng)速度。特別是在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，傳感器不僅需監(jiān)控環(huán)境和評估生產(chǎn)線狀態(tài)，還要能夠提供必要的處理能力，實現(xiàn)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(shù)和激光驅(qū)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(shè)備端直接進行復雜的數(shù)據(jù)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(xiàn)代工業(yè)傳感器已不僅僅是數(shù)據(jù)采集的工具，而是成為智能決策的參與者。”

在討論了智能化趨勢，特別是傳感器技術(shù)在自我處理和決策能力方面的發(fā)展之后，我們可以看到，這種技術(shù)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(yè)自動化中角色的根本變化。這一變化體現(xiàn)了工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對于更高效、更靈活的生產(chǎn)流程的迫切需求。此外，隨著企業(yè)向智能化轉(zhuǎn)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(shù)的快速發(fā)展，不僅要求傳感器有更高的靈敏度和響應(yīng)速度，還要求它們能夠在復雜的工業(yè)環(huán)境中作出智能決策。

隨著技術(shù)的發(fā)展，傳感器不再是單純的數(shù)據(jù)收集器，而是變成了具備自主處理和分析能力的智能設(shè)備。這種轉(zhuǎn)變意味著傳感器技術(shù)正處于一個重要的轉(zhuǎn)折點，它們將在實現(xiàn)更加靈活和智能的制造流程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。安森美模擬與混合信號事業(yè)部中國區(qū)市場經(jīng)理 Jagger Yan表示：“精準化則關(guān)乎傳感器提供的數(shù)據(jù)質(zhì)量，安森美通過其高精度與高速度性能的NCS32100雙電感式旋轉(zhuǎn)位置傳感器展現(xiàn)了精準化的重要性。這種傳感器的高性能對于實現(xiàn)精密的運動控制和提高自動化生產(chǎn)線的監(jiān)控質(zhì)量至關(guān)重要。這不僅提升了生產(chǎn)流程的精確度，還保障了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和可靠性?！?/strong>

在IoT和AI技術(shù)的賦能下，思謀科技智能傳感器系列產(chǎn)品經(jīng)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(yè)環(huán)境中的強大能力，他認為數(shù)據(jù)互操作性和智能化升級在這一過程中起到了關(guān)鍵作用，它們使得傳感器能夠更加高效地管理和分析數(shù)據(jù)，提升其對復雜環(huán)境的適應(yīng)性。這種技術(shù)融合不僅為傳感器帶來了新的機遇，也為整個工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展打開了新的視野。

工控網(wǎng)認為，工業(yè)傳感器的智能化和精準化趨勢正在為制造業(yè)、汽車行業(yè)和航空行業(yè)帶來革命性的變化。隨著這些技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用的不斷拓展，智能化、精準化的工業(yè)傳感器將在推動全球工業(yè)發(fā)展中扮演更加關(guān)鍵的角色。而在工業(yè)數(shù)智化和新質(zhì)生產(chǎn)力的趨勢推動下，工業(yè)將會是智能化傳感器最重要的應(yīng)用場景之一，同時不斷創(chuàng)新的傳感器技術(shù)也會帶給各行各業(yè)新的機遇。

整合物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和人工智能（AI）技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)，包括數(shù)據(jù)安全、能耗管理和技術(shù)兼容性等。面對這些挑戰(zhàn)，采取創(chuàng)新策略至關(guān)重要：通過端到端加密和強大認證機制加強數(shù)據(jù)保護，利用低功耗技術(shù)和能量收集減少能耗，以及使用開放標準和模塊化設(shè)計提高系統(tǒng)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(yè)應(yīng)用的發(fā)展，實現(xiàn)更高效、安全和可持續(xù)的生產(chǎn)環(huán)境。

安森美智能感知部工業(yè)及消費應(yīng)用大中華區(qū)市場經(jīng)理 Annie Tao認為，IoT和AI技術(shù)整合到傳感器中會促進主流工業(yè)應(yīng)用場景的創(chuàng)新，例如工業(yè)檢測、工業(yè)掃碼及機器人等，實現(xiàn)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(tǒng)的眼睛，如何在更復雜多樣的環(huán)境中更精準、快速的輸出場景信息至關(guān)重要。同時，她還分享了安森美在機器人應(yīng)用和AR/VR領(lǐng)域中，如何通過技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)對在不利光照條件下的圖像捕獲挑戰(zhàn)。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(tǒng)的設(shè)計提供了更大的靈活性和穩(wěn)定性。

從工控網(wǎng)視角來看，隨著設(shè)備變得更加智能和連接性更強，數(shù)據(jù)安全問題變得尤為突出。保護傳輸中和靜態(tài)中的敏感數(shù)據(jù)，防止未授權(quán)訪問和數(shù)據(jù)泄露，是技術(shù)整合的重要考慮點。此外，隨著傳感器數(shù)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(fā)低功耗設(shè)備和算法，優(yōu)化能源使用，是確?？沙掷m(xù)性和減少運營成本的關(guān)鍵。

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

在面臨挑戰(zhàn)的同時，我們也看到了一些機遇。當下，企業(yè)對于傳感器要求不僅僅是數(shù)據(jù)采集點，而是變成了智能設(shè)備，能夠在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的地點即時處理和分析數(shù)據(jù)。這種轉(zhuǎn)變大大減少了對中心服務(wù)器的依賴，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和成本，同時提高了數(shù)據(jù)處理的效率和安全性。邊緣計算的興起使得傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)更加快速的決策和響應(yīng)，對于實時監(jiān)控、預測性維護和自動化控制等應(yīng)用至關(guān)重要。這不僅為傳感器技術(shù)的未來發(fā)展開辟了新的道路，也為各行各業(yè)帶來了革新的可能，使其能夠更好地適應(yīng)快速變化的市場需求和技術(shù)環(huán)境。

ADI OtoSense智能電機傳感器解決方案

ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇表示，智能傳感、人工智能驅(qū)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(yīng)用和市場。在工業(yè)領(lǐng)域，預測性維護技術(shù)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(shè)計的AI基礎(chǔ)預測性維護平臺。這個解決方案整合了微機電系統(tǒng)（MEMS）、溫度、磁感等多種傳感技術(shù)，并通過AI實現(xiàn)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(xù)監(jiān)控并跟蹤傳感器異常，該系統(tǒng)可以預計未來可能出現(xiàn)的問題，如斷裂，并提前發(fā)出警告。此外，通過將收集到的數(shù)據(jù)上傳到云端進行分析并學習，系統(tǒng)能夠通過更新軟件算法并將其傳輸?shù)竭吘壴O(shè)備上，實現(xiàn)技術(shù)的持續(xù)迭代和優(yōu)化。

同時，弓望電子董事長鄧高強強調(diào)了邊緣計算和能源效率在智能傳感器發(fā)展中的創(chuàng)新策略。他認為，將數(shù)據(jù)處理和分析功能移到傳感器設(shè)備本身可以減少對中央服務(wù)器的依賴，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀竞脱舆t，并提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和傳感器的易用性。此外，通過采用節(jié)能型傳感器芯片和優(yōu)化能源管理算法，可以進一步降低傳感器系統(tǒng)的能耗，延長設(shè)備的使用壽命。

產(chǎn)業(yè)智能化已成為推動經(jīng)濟增長和技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵因素。企業(yè)和行業(yè)深入挖掘場景化應(yīng)用的能力，不僅對于優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)流程至關(guān)重要，更是實現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新和維持競爭優(yōu)勢的核心。通過深入場景化的應(yīng)用，智能傳感器不僅能夠提高生產(chǎn)效率，降低運營成本，還能夠預防潛在的安全風險，保障生產(chǎn)安全。

ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇介紹到，ADI MEMS傳感器技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在風電產(chǎn)業(yè)的智能風機中，實現(xiàn)了對風機塔筒的實時監(jiān)測，從而提高風電設(shè)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(guān)鍵狀態(tài)進行監(jiān)控，通過預測性維護避免事故發(fā)生。此外，ADI的MAX40109低功耗、精密傳感器接口SoC為傳統(tǒng)壓力傳感器提供了一種新的校準方法，減少了生產(chǎn)復雜性和成本。這一創(chuàng)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(xù)在壓力傳感器市場進行創(chuàng)新，旨在提供支持各種壓力傳感器技術(shù)的通用解決方案，滿足工業(yè)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(chǎn)品經(jīng)理魏少康以光伏行業(yè)中的智能傳感器和在制造業(yè)中的智能工業(yè)平臺應(yīng)用為例，說明智能傳感器如何實現(xiàn)生產(chǎn)效率的大幅提升和產(chǎn)品質(zhì)量的顯著增強。他指出，智能傳感器可以實現(xiàn)對光伏組件的快速檢測和識別，提高了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的一致性。同時，智能工業(yè)平臺可以實現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和分析，為生產(chǎn)過程的優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持。

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

安森美智能感知部工業(yè)及消費應(yīng)用大中華區(qū)市場經(jīng)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(huán)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(shù)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(yīng)周圍狀況。針對光線復雜的混合照明場景，高動態(tài)范圍（HDR）技術(shù)確保機器人視覺系統(tǒng)能準確捕捉高對比度環(huán)境下的細節(jié)信息。至于需要精確測距和物品精確定位的任務(wù)，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?！?/p>

通過前面三部分與企業(yè)的交流，讓我們對當下智能傳感器的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用有了更為清晰的認識。但是面對新質(zhì)生產(chǎn)力、新型工業(yè)化以及供應(yīng)鏈安全的趨勢驅(qū)動，傳感器企業(yè)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(tǒng)領(lǐng)域和“嗷嗷待哺”的新興產(chǎn)業(yè)。

安森美中國區(qū)汽車現(xiàn)場應(yīng)用工程經(jīng)理 William Chen表示：“汽車圖像傳感器市場正在迅速發(fā)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(zhuǎn)變，同時500萬和800萬像素的傳感器被廣泛應(yīng)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(fā)展趨向于更小的像素尺寸，面臨的主要挑戰(zhàn)是在低光照條件和高溫環(huán)境下保持優(yōu)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(tài)范圍（HDR超過150 dB）以及減少LED閃爍方面表現(xiàn)更佳，提供了卓越的色彩保真度和圖像清晰度。”

在汽車領(lǐng)域，圖像傳感器市場的快速發(fā)展及其對更高分辨率和更小像素尺寸的追求，反映了技術(shù)進步和市場需求的動態(tài)平衡。這種進步不僅是技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果，也是應(yīng)對復雜駕駛環(huán)境挑戰(zhàn)的必然要求。這一點不僅體現(xiàn)了在汽車安全和自動駕駛技術(shù)方面的應(yīng)用需求，也預示了未來汽車圖像傳感器技術(shù)發(fā)展的方向。從這一趨勢轉(zhuǎn)向工業(yè)自動化領(lǐng)域，智能傳感器的創(chuàng)新和應(yīng)用展現(xiàn)了對高效、智能生產(chǎn)方式的追求的同時，也依然要求技術(shù)和市場需求處于動態(tài)平衡的狀態(tài)。

海伯森市場經(jīng)理葉慶耀從高精度智能傳感器產(chǎn)品的創(chuàng)新和供應(yīng)鏈安全角度，分享了公司對工業(yè)自動化未來發(fā)展的看法。他認為，高精度智能傳感器將成為工業(yè)自動化的重要組成部分，為制造業(yè)帶來更高效、更智能的生產(chǎn)方式。同時，他也強調(diào)了高精度智能傳感器的供應(yīng)鏈安全問題，指出了保護知識產(chǎn)權(quán)和數(shù)據(jù)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(yè)，智能傳感器正引領(lǐng)著向高精度和高可靠性的新標準轉(zhuǎn)變，推動著集成化和模塊化設(shè)計的趨勢，以適應(yīng)極端環(huán)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(shù)據(jù)處理速度和系統(tǒng)效率，還賦予了自我監(jiān)測和診斷的能力，實現(xiàn)預測性維護。此外，隨著智能傳感器越來越多地連接到互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)安全和隱私保護也成為設(shè)計和開發(fā)過程中的關(guān)鍵考慮因素。

智能化與精準化正在根本上改變工業(yè)傳感器的角色和能力，引領(lǐng)制造業(yè)、汽車行業(yè)、航空領(lǐng)域等關(guān)鍵工業(yè)部門進入一個全新的發(fā)展階段。這些進步不僅使傳感器從簡單的數(shù)據(jù)采集器轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂凶灾魈幚砗蛯崟r決策能力的智能單元，而且在提高生產(chǎn)效率、確保產(chǎn)品質(zhì)量以及增強安全和環(huán)境監(jiān)控方面起到了決定性作用。隨著IoT和AI技術(shù)的融合深化，面臨的數(shù)據(jù)安全、能耗管理和技術(shù)兼容性挑戰(zhàn)也促使行業(yè)不斷創(chuàng)新，以維持技術(shù)的前沿地位和應(yīng)用的廣泛性。智能傳感器技術(shù)的持續(xù)進步預示著工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒏訌娬{(diào)系統(tǒng)的集成性和操作的智能化，為實現(xiàn)高度自動化和智能化的工業(yè)4.0愿景鋪平道路。