Công nghiệp Tin tức
0102030405
Cảm biến công nghiệp tăng tốc vào kỷ nguyên thông minh
2023-12-08
Cảm biến thông minh là mạch tích hợp nhiều thành phần có chức năng thu thập thông tin, xử lý thông tin, trao đổi thông tin và lưu trữ thông tin. Nó là một sản phẩm cấp hệ thống tích hợp cảm biến, chip truyền thông, bộ vi xử lý, trình điều khiển và thuật toán phần mềm. Với sự phát triển nhanh chóng của Internet công nghiệp, công nghiệp 4.0 và sản xuất thông minh, các cảm biến công nghiệp đang bước vào kỷ nguyên “cảm biến công nghiệp 4.0” hay cảm biến thông minh công nghiệp. 
Cảm biến đóng vai trò quan trọng trong Internet công nghiệp Tập trung vào ba kịch bản ứng dụng là tối ưu hóa quy trình sản xuất lĩnh vực công nghiệp, tối ưu hóa hoạt động và sản phẩm của doanh nghiệp cũng như phân bổ và điều phối tối ưu nguồn lực của sản xuất xã hội hóa, Internet công nghiệp đã mang lại bốn tác động cho các doanh nghiệp công nghiệp: tăng cường an toàn và giảm chi phí, tối ưu hóa sản phẩm và dịch vụ, tối ưu hóa chuỗi cung ứng, tạo ra các mô hình và giá trị mới.
Cảm biến đóng vai trò quan trọng trong Internet công nghiệp Tập trung vào ba kịch bản ứng dụng là tối ưu hóa quy trình sản xuất lĩnh vực công nghiệp, tối ưu hóa hoạt động và sản phẩm của doanh nghiệp cũng như phân bổ và điều phối tối ưu nguồn lực của sản xuất xã hội hóa, Internet công nghiệp đã mang lại bốn tác động cho các doanh nghiệp công nghiệp: tăng cường an toàn và giảm chi phí, tối ưu hóa sản phẩm và dịch vụ, tối ưu hóa chuỗi cung ứng, tạo ra các mô hình và giá trị mới. Chìa khóa của Internet công nghiệp nằm ở việc thu thập dữ liệu và thông tin, đồng thời cảm biến được sử dụng ở giao diện người dùng để thu thập dữ liệu và cung cấp hỗ trợ dữ liệu cơ bản cho toàn bộ cấu trúc sinh thái của Internet công nghiệp là đầu cuối thần kinh của Internet công nghiệp. Đồng thời, với sự phát triển nhanh chóng của Internet công nghiệp, công nghiệp 4.0 và sản xuất thông minh, nhu cầu ứng dụng ngày càng trở nên theo chiều dọc và phân mảnh. Cảm biến thông minh thu thập nhiều dữ liệu ban đầu và ban đầu nhất đang nhanh chóng nâng cấp và lặp lại, thúc đẩy sự thay đổi thông minh của thiết bị đầu cuối internet công nghiệp. Thời đại của “cảm biến công nghiệp 4.0” hay cảm biến thông minh công nghiệp đang đến.
Cảm biến đóng nhiều vai trò khác nhau trong các nhà máy hiện đại. Ngoài việc cung cấp dữ liệu để kiểm soát quá trình, nó còn được sử dụng rộng rãi trong đánh giá chất lượng, theo dõi tài sản, đảm bảo an toàn cho người lao động, v.v. Sau khi ứng dụng được nối mạng, dữ liệu được thu thập bởi các cảm biến có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, từ quản lý nguồn cung đến điều phối nguồn lực sản xuất toàn cầu. Các loại cảm biến không ngừng được cải tiến và tối ưu hóa để đáp ứng các mục đích trên. Các loại cảm biến phổ biến nhất là ánh sáng, nhiệt độ, chuyển động, vị trí, sự tồn tại, tầm nhìn, lực, dòng chảy, thành phần hóa học, v.v. Hầu như mọi quy trình hoặc điều kiện môi trường đều có loại cảm biến phù hợp. Cảm biến thông minh tích hợp điều hòa tín hiệu, công nghệ MEMS và phần sụn, nhằm đáp ứng nhu cầu nhận thức của kỹ sư thiết kế công nghiệp với tính dễ sử dụng, chi phí thấp và đa dạng, giảm đáng kể gánh nặng phát triển của kỹ sư thiết kế và có tiềm năng lớn trong việc tối ưu hóa và giảm thiểu công nghiệp chi phí hoạt động.
Năm 2020, quy mô thị trường cảm biến thông minh sẽ đạt 35,81 tỷ USD
Được thúc đẩy bởi nhu cầu liên tục về thị trường thông minh và kỹ thuật số trong lĩnh vực ô tô, tự động hóa công nghiệp, điều trị y tế, bảo vệ môi trường và tiêu dùng, quy mô thị trường cảm biến toàn cầu sẽ duy trì mức tăng trưởng ổn định vào năm 2020. Năm 2020, quy mô thị trường cảm biến thông minh sẽ đạt 35,81 tỷ USD, chiếm 22,3% tổng quy mô. Giá trị đầu ra của cảm biến thông minh tại Hoa Kỳ chiếm cao nhất, đạt 43,3%, tiếp theo là Châu Âu, chiếm 29,7%. Châu Âu và Hoa Kỳ đã trở thành cơ sở sản xuất cảm biến thông minh chính trên thế giới, chiếm hơn 70%, trong khi khu vực Châu Á Thái Bình Dương (như Trung Quốc, Ấn Độ, v.v.) vẫn sẽ duy trì tốc độ tăng trưởng nhanh chóng. 
Trong tương lai, tốc độ chuyển đổi kỹ thuật số của doanh nghiệp ở nhiều quốc gia nhìn chung sẽ tăng tốc. Ngược lại, các nước phát triển có nền tảng kinh tế công nghiệp vững chắc, nền tảng kỹ thuật vững chắc và khả năng đổi mới sáng tạo mạnh mẽ. Hoa Kỳ, Châu Âu và khu vực Châu Á Thái Bình Dương là những khu vực trọng điểm để phát triển Internet công nghiệp. Trong số đó, doanh nghiệp Mỹ có lợi thế đáng kể. Những gã khổng lồ như GE, Microsoft, Rockwell và Amazon tích cực bố trí. Ngoài ra, nhiều công ty khởi nghiệp khác nhau tập trung vào đổi mới tiên tiến, được kỳ vọng sẽ giúp Hoa Kỳ duy trì vị trí dẫn đầu trong ngành. Các gã khổng lồ công nghiệp châu Âu như Siemens, Bosch, abb và SAP cũng đã có những bước phát triển nhanh chóng nhờ những lợi thế cơ bản trong sản xuất. Sự phát triển mạnh mẽ của Internet công nghiệp đã mang lại cơ hội phát triển lớn cho các cảm biến thông minh. Nhà tư vấn CCID phân tích thị trường toàn cầu bằng cách đếm hơn 20 doanh nghiệp cảm biến thông minh công nghiệp từ các quốc gia và khu vực khác nhau trên thế giới, cũng như các sản phẩm và lĩnh vực ứng dụng chính của mỗi doanh nghiệp. Theo kết quả thống kê về loại sản phẩm của các doanh nghiệp khác nhau, top 10 là áp suất, mức chất lỏng, nhiệt độ, quang điện, bộ mã hóa, độ gần, siêu âm, dòng chảy, tầm nhìn / hình ảnh và độ rung. Ở góc độ phân phối của doanh nghiệp, các loại sản phẩm của doanh nghiệp Mỹ chủ yếu tập trung ở cảm biến mã hóa, độ rung, nhiệt độ và siêu âm, các loại sản phẩm của doanh nghiệp Nhật Bản và Hàn Quốc chủ yếu tập trung ở cảm biến thị giác/hình ảnh, bộ mã hóa và cảm biến tiệm cận, các loại sản phẩm của các doanh nghiệp châu Âu chủ yếu tập trung vào cảm biến lưu lượng, độ gần và siêu âm, còn các doanh nghiệp Trung Quốc chủ yếu tập trung vào cảm biến gia tốc áp suất, nhiệt độ. Theo kết quả thống kê của các lĩnh vực ứng dụng sản phẩm doanh nghiệp khác nhau, top 10 là khoa học đời sống và sức khỏe, gia công và sản xuất cơ khí, ô tô, chất bán dẫn và điện tử, tự động hóa công nghiệp, vận tải và hậu cần, năng lượng và điện, thực phẩm, dầu khí và hàng không vũ trụ. . Ở góc độ phân phối doanh nghiệp, doanh nghiệp Mỹ chủ yếu tập trung vào lĩnh vực khoa học đời sống và y tế, doanh nghiệp Nhật Bản và Hàn Quốc chủ yếu tập trung vào ô tô, chất bán dẫn và điện tử, doanh nghiệp châu Âu chủ yếu tập trung vào gia công và sản xuất cơ khí, còn Trung Quốc chủ yếu tập trung vào lĩnh vực dầu khí, tự động hóa công nghiệp và hàng không vũ trụ. Từ sự phân bố theo khu vực của các văn phòng toàn cầu của các doanh nghiệp, họ chủ yếu tập trung ở khu vực Châu Á Thái Bình Dương, điều này cho thấy các doanh nghiệp rất coi trọng thị trường Châu Á Thái Bình Dương. Trong số đó, số lượng chi nhánh của doanh nghiệp Trung Quốc chiếm tới hơn 90% diện tích khu vực Châu Á Thái Bình Dương. Xét về phạm vi phân bổ quốc gia, khu vực Châu Á Thái Bình Dương chủ yếu tập trung ở Trung Quốc (51%), Nhật Bản và Ấn Độ, Bắc Mỹ chủ yếu tập trung ở Hoa Kỳ (50%) và Mexico, Nam Mỹ chủ yếu là Brazil, còn Châu Âu là chủ yếu. Đức (23%), Pháp, Anh và Tây Ban Nha. Tập trung vào bốn khía cạnh để thúc đẩy phát triển cảm biến thông minh công nghiệp Việc xây dựng cơ sở hạ tầng mới như Internet công nghiệp đã mang lại cơ hội thị trường to lớn cho ngành cảm biến. Việc xây dựng Internet công nghiệp sẽ có tác động toàn diện, sâu sắc và mang tính cách mạng đối với ngành công nghiệp cảm biến. Đồng thời, các cảm biến thông minh sẽ cung cấp thông tin quan trọng và dữ liệu đo lường cần thiết cho hoạt động của Internet vạn vật công nghiệp và cơ hội thị trường của nó là hiển nhiên. Với việc mở rộng dần dần các kịch bản ứng dụng Internet công nghiệp theo chiều rộng và chiều sâu, nhiều chức năng và chi tiết thiết kế sẽ xuất hiện và các cảm biến thông minh sẽ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. 
Sự đổi mới công nghệ của cảm biến thông minh công nghiệp sẽ thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao của Internet công nghiệp. Với việc liên tục giới thiệu các cảm biến thông minh công nghiệp mới, chi phí thấp, tiêu thụ năng lượng vi mô và hiệu suất cao, chi phí ứng dụng cảm biến sẽ tiếp tục giảm. Một mặt, nó có thể cải thiện khả năng nhận thức của thiết bị cơ bản của Internet công nghiệp, mặt khác, nó có thể hiện thực hóa việc triển khai quy mô lớn công nghệ nhận thức, điều này sẽ thúc đẩy sự tích hợp sâu của chuỗi công nghiệp trong các giai đoạn khác nhau chẳng hạn như sản xuất, thiết kế và phát triển cảm biến thông minh, tối ưu hóa và lặp lại, đồng thời thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái của ngành cảm biến thông minh, nhằm thúc đẩy tốt hơn sự phát triển chất lượng cao của ngành Internet công nghiệp. Cảm biến thông minh công nghiệp sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển hướng tới hệ thống cảm biến thông minh công nghiệp. Cảm biến thông minh công nghiệp là nền tảng của điều khiển công nghiệp và việc chuyển đổi cảm biến thông minh công nghiệp thành hệ thống Internet vạn vật công nghiệp là một thách thức lớn. Với sự ra đời của kỷ nguyên Internet công nghiệp, các cảm biến thông minh công nghiệp đang đẩy nhanh sự phát triển của hệ thống cảm biến thông minh bao gồm phần mềm và phần cứng, vượt qua khoảng cách từ thiết bị biên đến dịch vụ đám mây, lưu trữ dữ liệu một cách an toàn trên đám mây và phân tích sâu hơn trên đám mây thông qua nhân tạo. trí tuệ và công nghệ dữ liệu lớn để hình thành các giải pháp sẵn có. Mức độ an toàn và độ tin cậy của cảm biến thông minh công nghiệp sẽ dần được cải thiện. Nhiều thiết bị thông minh công nghiệp và doanh nghiệp có một số lượng lớn lỗ hổng bảo mật có thể bị tin tặc khai thác. Với sự phổ biến dần dần của các cảm biến thông minh trong lĩnh vực công nghiệp, để đảm bảo tính bảo mật và độ tin cậy dữ liệu của Internet công nghiệp, ngày càng có nhiều kịch bản công nghiệp đặt ra yêu cầu cao hơn về bảo mật dữ liệu và độ tin cậy của các thiết bị cảm biến thông minh, nghĩa là cải thiện mức độ bảo mật và độ tin cậy của các thiết bị cũ Tăng ngưỡng đầu vào cho thiết bị mới. Sự phát triển trong tương lai của cảm biến thông minh công nghiệp cần tập trung vào bốn khía cạnh. Đầu tiên, dựa trên tầm nhìn toàn cầu, tìm ra vị trí chính xác, nắm bắt cơ hội và nhận ra giá trị của chính mình. Các giai đoạn phát triển khác nhau của Internet công nghiệp có những yêu cầu khác nhau đối với cảm biến thông minh. Các doanh nghiệp trong ngành cảm biến thông minh và hệ thống cảm biến cần có tầm nhìn toàn cầu. Họ không chỉ nên nhìn thấy đại dương xanh do Internet công nghiệp mang lại cho sự phát triển của ngành cảm biến thông minh mà còn khai thác thị trường hiệu quả để hiện thực hóa giá trị đầu ra và lợi nhuận cuối cùng. Thứ hai, tăng cường hợp tác thượng nguồn và hạ nguồn trong chuỗi công nghiệp và cải thiện hệ sinh thái công nghiệp. Dựa trên nhu cầu thị trường ứng dụng Internet công nghiệp, tích cực nâng cao năng lực hỗ trợ công nghiệp, khuyến khích xây dựng các khu tập trung công nghiệp và nền tảng đổi mới công cộng, đẩy nhanh việc giới thiệu các thiết kế và quy trình mới, đồng thời rút ngắn chu kỳ chuyển đổi sản phẩm. Tăng cường lực kéo nhu cầu của các ứng dụng thị trường trong ngành, khuyến khích các nhà sản xuất ứng dụng tham gia R&D và sản xuất cảm biến thông minh thông qua hợp tác và đầu tư thương mại, đồng thời tích hợp thượng nguồn và hạ nguồn của chuỗi công nghiệp để hình thành hợp tác công nghiệp. Thứ ba, nâng cao khả năng giải pháp tổng thể của hệ thống và mở rộng ứng dụng công nghiệp. Cần nắm bắt không gian thị trường mới do các lĩnh vực ứng dụng mới nổi mang lại, phấn đấu nâng cao khả năng cạnh tranh từ các khía cạnh công nghệ và giải pháp ứng dụng, lấy nhu cầu ứng dụng làm lực kéo, tích hợp phần mềm và phần cứng sản phẩm, công cụ bảo mật, mạng, lưu trữ và hệ thống tích hợp, đưa ra các giải pháp hệ thống tổng thể, thúc đẩy tiến bộ công nghệ và thúc đẩy phát triển công nghiệp. Thứ tư, chú ý phát triển các nguyên tắc mới, công nghệ mới và vật liệu mới của cảm biến thông minh. Chú ý nghiên cứu về tích hợp, năng lượng không dây, cập nhật thuật toán phần mềm và các công nghệ khác, không ngừng nâng cao các loại chức năng của cảm biến thông minh, thúc đẩy chế độ làm việc thông minh hơn, hiện thực hóa ứng dụng môi trường phức tạp đa miền, mở rộng thu thập dữ liệu, hiện thực hóa chia sẻ dữ liệu giữa các lĩnh vực khác nhau và nâng cao mức độ thông minh.
Sự đổi mới công nghệ của cảm biến thông minh công nghiệp sẽ thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao của Internet công nghiệp. Với việc liên tục giới thiệu các cảm biến thông minh công nghiệp mới, chi phí thấp, tiêu thụ năng lượng vi mô và hiệu suất cao, chi phí ứng dụng cảm biến sẽ tiếp tục giảm. Một mặt, nó có thể cải thiện khả năng nhận thức của thiết bị cơ bản của Internet công nghiệp, mặt khác, nó có thể hiện thực hóa việc triển khai quy mô lớn công nghệ nhận thức, điều này sẽ thúc đẩy sự tích hợp sâu của chuỗi công nghiệp trong các giai đoạn khác nhau chẳng hạn như sản xuất, thiết kế và phát triển cảm biến thông minh, tối ưu hóa và lặp lại, đồng thời thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái của ngành cảm biến thông minh, nhằm thúc đẩy tốt hơn sự phát triển chất lượng cao của ngành Internet công nghiệp. Cảm biến thông minh công nghiệp sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển hướng tới hệ thống cảm biến thông minh công nghiệp. Cảm biến thông minh công nghiệp là nền tảng của điều khiển công nghiệp và việc chuyển đổi cảm biến thông minh công nghiệp thành hệ thống Internet vạn vật công nghiệp là một thách thức lớn. Với sự ra đời của kỷ nguyên Internet công nghiệp, các cảm biến thông minh công nghiệp đang đẩy nhanh sự phát triển của hệ thống cảm biến thông minh bao gồm phần mềm và phần cứng, vượt qua khoảng cách từ thiết bị biên đến dịch vụ đám mây, lưu trữ dữ liệu một cách an toàn trên đám mây và phân tích sâu hơn trên đám mây thông qua nhân tạo. trí tuệ và công nghệ dữ liệu lớn để hình thành các giải pháp sẵn có. Mức độ an toàn và độ tin cậy của cảm biến thông minh công nghiệp sẽ dần được cải thiện. Nhiều thiết bị thông minh công nghiệp và doanh nghiệp có một số lượng lớn lỗ hổng bảo mật có thể bị tin tặc khai thác. Với sự phổ biến dần dần của các cảm biến thông minh trong lĩnh vực công nghiệp, để đảm bảo tính bảo mật và độ tin cậy dữ liệu của Internet công nghiệp, ngày càng có nhiều kịch bản công nghiệp đặt ra yêu cầu cao hơn về bảo mật dữ liệu và độ tin cậy của các thiết bị cảm biến thông minh, nghĩa là cải thiện mức độ bảo mật và độ tin cậy của các thiết bị cũ Tăng ngưỡng đầu vào cho thiết bị mới. Sự phát triển trong tương lai của cảm biến thông minh công nghiệp cần tập trung vào bốn khía cạnh. Đầu tiên, dựa trên tầm nhìn toàn cầu, tìm ra vị trí chính xác, nắm bắt cơ hội và nhận ra giá trị của chính mình. Các giai đoạn phát triển khác nhau của Internet công nghiệp có những yêu cầu khác nhau đối với cảm biến thông minh. Các doanh nghiệp trong ngành cảm biến thông minh và hệ thống cảm biến cần có tầm nhìn toàn cầu. Họ không chỉ nên nhìn thấy đại dương xanh do Internet công nghiệp mang lại cho sự phát triển của ngành cảm biến thông minh mà còn khai thác thị trường hiệu quả để hiện thực hóa giá trị đầu ra và lợi nhuận cuối cùng. Thứ hai, tăng cường hợp tác thượng nguồn và hạ nguồn trong chuỗi công nghiệp và cải thiện hệ sinh thái công nghiệp. Dựa trên nhu cầu thị trường ứng dụng Internet công nghiệp, tích cực nâng cao năng lực hỗ trợ công nghiệp, khuyến khích xây dựng các khu tập trung công nghiệp và nền tảng đổi mới công cộng, đẩy nhanh việc giới thiệu các thiết kế và quy trình mới, đồng thời rút ngắn chu kỳ chuyển đổi sản phẩm. Tăng cường lực kéo nhu cầu của các ứng dụng thị trường trong ngành, khuyến khích các nhà sản xuất ứng dụng tham gia R&D và sản xuất cảm biến thông minh thông qua hợp tác và đầu tư thương mại, đồng thời tích hợp thượng nguồn và hạ nguồn của chuỗi công nghiệp để hình thành hợp tác công nghiệp. Thứ ba, nâng cao khả năng giải pháp tổng thể của hệ thống và mở rộng ứng dụng công nghiệp. Cần nắm bắt không gian thị trường mới do các lĩnh vực ứng dụng mới nổi mang lại, phấn đấu nâng cao khả năng cạnh tranh từ các khía cạnh công nghệ và giải pháp ứng dụng, lấy nhu cầu ứng dụng làm lực kéo, tích hợp phần mềm và phần cứng sản phẩm, công cụ bảo mật, mạng, lưu trữ và hệ thống tích hợp, đưa ra các giải pháp hệ thống tổng thể, thúc đẩy tiến bộ công nghệ và thúc đẩy phát triển công nghiệp. Thứ tư, chú ý phát triển các nguyên tắc mới, công nghệ mới và vật liệu mới của cảm biến thông minh. Chú ý nghiên cứu về tích hợp, năng lượng không dây, cập nhật thuật toán phần mềm và các công nghệ khác, không ngừng nâng cao các loại chức năng của cảm biến thông minh, thúc đẩy chế độ làm việc thông minh hơn, hiện thực hóa ứng dụng môi trường phức tạp đa miền, mở rộng thu thập dữ liệu, hiện thực hóa chia sẻ dữ liệu giữa các lĩnh vực khác nhau và nâng cao mức độ thông minh.