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现在,以工业4.0为代表 的智能制造正改变着未来制造业的形态。在这新的制造体系中,数据是灵魂性的要素,位于核心地位。不过这 并不意味着硬件在工业4.0中会被边缘化,毕竟数 据还是需要透过硬件作为载体,进而在 现实世界中呈现其价值。因此,智能制造中“数据”的崛起,也会给 硬件带来了不少的商机。接下来,从工业4.0“数据流”的走向,可以更 了解发掘出各个环节潜藏的硬件“钱途”。
传感
在工业控制系统中,传感器是数据采集端,它们负 责将工业现场的大量非电量的物化参数转化成电信号,再由系 统从中解读出关键的数据信息,作为控制决策的依据。智能制 造对数据的依赖必然会刺激对传感器的需求,未来工业市场对压力、位移、加速度、角速度、温度、湿度、气体、光敏等 多种传感器的需求,会呈现 整体提升的态势。
另一个 值得关注的部份,还有机 器视觉核心部件的CMOS图像传感器市场。根据IC Insights预测,全球工业用CMOS图像传感器市场将从2015年的3.96亿美元成长到2020年的9.12亿美元。此外,多目三 维视觉在工业场景中的应用,可借助 图像传感器收集的图像数据也会更加丰富,作用也会更为显著。图像传 感器也将成为工业传感器市场中不容小视的一块“蛋糕”。
互连
智能制 造系统生成的数据,需要经由一个快速、稳定的 网络进行传输和共享。德国的《工业4.0研发白皮书》中将无 线技术视为工业4.0网络通 讯技术研究的重点项目。无线互 连技术与传统的有线工业通讯相比,优势显著:一、网络建 构与维护成本低,根据测试,使用无 线的测控系统其安装与维护成本可降低90%;二、提高生 产线设备配置的灵活性,且更符合智能制造“大规模定制”愿景所需的“柔性”要求;三、可适应 多样性的组网应用场景需求,Mesh、星型等 多种网络的部署需求。
因此,不论是 工业领域原有的无线协议—如WIA-PA、Wireless HART和ISA,还是通用的无线协议—如Wi-Fi、Zigbee、NFC、Bluetooth、2G/3G/4G网络通讯,都正影响、渗入工业领域。如何将NB-IoT等新兴的LPWAN无线通 信技术融合到工业应用中,也已被 列入一些公司的考虑重点中。5G也在工业4.0的范畴,按照计划2018年将实现公共5G网络基 础设施的设计与标准,为工业 提供广域网服务。
不过,工业应 用对无线通信有更特殊的要求,特别是 在可靠性和低延时等方面。因此,一些通 用的无线技术短期内还是会用于设备和产品信息的采集、内部信 息交互等非实时控制的场景,未来它 们会与实时工业控制网络形成复合的通讯系统,为数据 架设高效可靠的管道。
无线互 连与传感技术也在走向融合,具有无 线数据通讯功能的无线传感器也会成为一个新的市场增长点。无线传 感器网络可以摆脱传统传感器总线的束缚,让数据 汇聚的方式更为灵活,成本也更低。在此基础上,传感器 产品还可加迭其他如能量采集等技术,形成更 加多元化的产品,扩展应用版图。
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