工業(yè)智能化一個(gè)必備要素就是信息化的加入與大量應(yīng)用。具體到生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)，信息化首先要解決的是制造數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、顯示和監(jiān)控。制造數(shù)據(jù)的采集首先是橫向的采集，即將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的所有裝備的制造數(shù)據(jù)采集并經(jīng)由連通的網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)中心，并按照需要進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，形成工廠信息化的一個(gè)基礎(chǔ)信息平臺(tái)。另外一方面是縱向的生產(chǎn)信息集成，包括上述的底層基礎(chǔ)信息平臺(tái)、中層的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)以及上層的ERP系統(tǒng)，由此實(shí)現(xiàn)完整的制造業(yè)信息化。

 

在整個(gè)控制理論里，所有的控制實(shí)現(xiàn)都是要經(jīng)過(guò)前端的感知，雖然有些系統(tǒng)屬于預(yù)先性的設(shè)置，但是預(yù)先性的設(shè)置和條件式的反應(yīng)完全是兩回事，在工業(yè)智能化方面也是兩個(gè)性質(zhì)的。假如將一盆水潑向一個(gè)人時(shí)，如果是預(yù)設(shè)置型的，過(guò)來(lái)的不管是什么水都會(huì)躲開，因?yàn)闊o(wú)法對(duì)水進(jìn)行感知判斷;而如果是感知型的，要對(duì)潑來(lái)的水要先感覺(jué)是冷水還是熱水，如果感覺(jué)很痛苦就會(huì)對(duì)下面的潑來(lái)的水迅速躲閃，如果感覺(jué)舒服就會(huì)很享受的迎接。在智能化方面，傳感器的角色就是這種關(guān)鍵性的，沒(méi)有了感知，智能化將無(wú)從體現(xiàn)。如果整個(gè)系統(tǒng)都是很多經(jīng)驗(yàn)性或者預(yù)測(cè)性的，這里面首先就需要超大數(shù)據(jù)的支撐，另一面在實(shí)際情況中各種變化都是新的，不可能先有一種預(yù)先對(duì)其準(zhǔn)確無(wú)誤的預(yù)測(cè)，這就會(huì)給實(shí)際的生產(chǎn)造成某種隱患。所以在智能生產(chǎn)中，傳感器的角色是絕對(duì)關(guān)鍵的。

 

現(xiàn)代工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)傳輸越來(lái)越依賴于智能傳感器。從前，傳感器只負(fù)責(zé)監(jiān)控和測(cè)量，卻不分析。隨著傳感器變得更加智能，它們能夠更好地對(duì)其所檢測(cè)的工作進(jìn)行評(píng)估，并能實(shí)時(shí)地完成任務(wù)。傳感技術(shù)在不斷地更新與變化中，越來(lái)越多的智能技術(shù)被用在傳感器上，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也已開始與傳感器緊密結(jié)合，形成新一代的智能傳感器。智能傳感器必須讓產(chǎn)品生產(chǎn)線持續(xù)運(yùn)行，通過(guò)低延遲和實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，連接至高性能可編程邏輯控制器(PLC)以及人機(jī)界面(HMI)系統(tǒng)。對(duì)制造廠商而言，時(shí)間就是金錢。只要制造的產(chǎn)品能夠達(dá)到規(guī)定質(zhì)量水平，高效的生產(chǎn)線就會(huì)盡可能快地持續(xù)運(yùn)行。高速、可靠的傳感器必須非常迅速(數(shù)毫秒甚至更快)地監(jiān)控或者測(cè)量生產(chǎn)線的各種狀態(tài)。之后，網(wǎng)絡(luò)必須以最小時(shí)間的延遲、且不中斷生產(chǎn)的情況下，傳輸這種信息。我們需要大量的工業(yè)通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)所要求的關(guān)鍵通信性能，例如：PROFIBUS/PROFINET、Ethernet/IP、EtherCAT、POWERlink、SERCOSIII等。另外，如PLC等處理元件必須正確地實(shí)時(shí)響應(yīng)，否則會(huì)影響生產(chǎn)率，造成損失利潤(rùn)。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，傳感器的諸多功能包括檢測(cè)溫度、運(yùn)動(dòng)、光學(xué)對(duì)象和位置、重量、加速度、化學(xué)成分、氣體、氣壓或者其他壓力、液體流動(dòng)以及物理世界的其它方面。傳感器的工作環(huán)境是十分惡劣的，振動(dòng)、強(qiáng)電磁干擾、沖擊、高濕、高低溫等;特別的場(chǎng)合還要求傳感器具有防火和阻燃功能。工業(yè)智能化目前面臨的挑戰(zhàn)是如何使智能傳感器具備上述所有的智能功能，以及傳感器如何在非常惡劣的工作環(huán)境中正常工作。

 

目前，智能傳感器作為21世紀(jì)最具影響力和發(fā)展前景高新技術(shù)，正引起國(guó)內(nèi)外電子信息界的高度重視。光電行業(yè)開發(fā)協(xié)會(huì)(OIDA)預(yù)測(cè)，智能傳感器的國(guó)際市場(chǎng)銷售量將以每年20%的高速度增長(zhǎng)，智能傳感器將在工業(yè)自動(dòng)化時(shí)代扮演更加重要角色。在中國(guó)市場(chǎng)內(nèi)，傳感器行業(yè)就是一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，因?yàn)椴还苁堑聡?guó)的工業(yè)4.0，還是中國(guó)的工業(yè)2025，具體到物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、智能家具，這些的前端核心都是傳感器。在整個(gè)工業(yè)4.0過(guò)程中，傳感器可以說(shuō)需求巨大，市場(chǎng)廣闊，應(yīng)用廣泛，但也因?yàn)檫@樣，出現(xiàn)了技術(shù)分散、市場(chǎng)分散、投資分散的問(wèn)題，一個(gè)“散”字正代表了現(xiàn)在整個(gè)傳感器市場(chǎng)，這對(duì)未來(lái)的發(fā)展也將是一個(gè)難點(diǎn)。展望2015年，傳感器產(chǎn)業(yè)仍將保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，傳感技術(shù)會(huì)在挑戰(zhàn)難題的過(guò)程中取得更大的發(fā)展，傳感器在智能化生產(chǎn)進(jìn)程中會(huì)發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用。