在我国迈向工业 4.0 以及推进智能制造的进程中,传感器作为关键要素,其国产化情况备受关注,既有着积极进展,也面临着诸多挑战,对整个智能制造产业的发展影响深远。
一、智能工厂解决方案及传感器应用现状
我国首个面向工业 4.0 的智能工厂解决方案依托中科院沈阳自动化研究所自主研发的 WIA-FA 技术,并融入众多前沿核心技术,展现出了极高的灵活性与智能化水平。然而,就其中应用的传感器而言,目前主要还是依赖进口产品,这凸显出我国在这一关键领域仍存在一定的短板,有待进一步突破。
传感器在不同工业领域应用时,面临着多样化且严苛的个性化要求。例如,需耐受不同的温度、湿度、酸碱度条件,同时其功耗和尺寸也受到严格限制,像零下 60℃这样的极端环境对传感器来说就是极大挑战,这也使得满足各工业场景需求的传感器研发和生产难度增大。
二、国产化目标与争议观点
《<中国制造 2025> 重点领域技术路线图》明确提出要求,到 2020 年智能型光电传感器、智能型接近传感器、中低档视觉传感器、MEMS 传感器及芯片、光纤传感器的国产化率要提高到 20%,这为传感器国产化进程设定了阶段性目标,也凸显了国家对这一领域发展的重视与期望。
但在行业内存在一些争议观点,如有人认为我国智能制造传感器尤其是工业机器人传感器,自主研发能力落后国际 10 年,且智能工厂用的都是进口传感器。不过,中国石化智能工厂建设试点单位 —— 燕山石化信息部部长刘彦波并不认同这些说法。他指出,在燕山石化的智能工厂里,情况并非如此,从压力、温度、流量监测等数据采集用传感器,到生产和经营过程中涉及的各种大型设备和中央控制系统的传感器,基本都实现了国产化,这与坊间流传观点形成了鲜明对比。
三、燕山石化案例及国内产品情况
燕山石化的智能工厂有着独特的 “黑屏模式”,在炼油二厂中控室,原本用于监控生产过程的 DCS(分布式控制系统)显示器常处于黑屏状态,只有生产出现异常时系统才会自动弹出界面,工作人员无需时刻盯着屏幕,这得益于生产装置运行的高度自动化和生产过程管理的精细化,也使其成为石化行业智能制造的典型案例。
在这个过程中,传感器起着至关重要的作用。刘彦波回顾称,80 年代厂里确实采用了不少日本进口的传感器,而如今情况已大为改观。并且他认为,像浙大中控、北京和利时等国内企业生产的传感器,在使用效果上并不比日本横河、美国霍尼韦尔等国际巨头的产品逊色太多。当然,他也指出在某些特殊部件方面,例如需要耐高温高压的传感器,国内产品在可靠性、稳定性上还存在一定差距,但他觉得这不完全是技术水平问题,传感器生产企业应在管理、品控等环节再多下功夫,以提升产品整体质量。
四、不同行业传感器国产化差异分析
赛迪智库集成电路产业研究所副所长林雨指出,不同行业间对于传感器的需求及国产化情况差距非常大。对于石油化工等流程工业来说,由于其生产特点,需要用到的新型高端工业传感器相对较少,所以国产化程度相对较高;但在高端制造领域,传感器的国产化率还处于较低水平,这意味着在高端制造等对传感器技术要求更高、应用场景更复杂的行业,我国传感器产业还有很长的路要走,需要加大研发投入、攻克关键技术难题,以提升国产化率,满足产业发展需求。
综上所述,我国智能制造传感器国产化已取得一定成绩,像燕山石化这样的案例展示了部分领域的良好进展,但整体来看,在不同行业间还存在着较大差异,尤其在高端制造领域面临诸多挑战。未来需要企业、科研机构等各方协同发力,从技术研发、管理品控等多方面入手,推动传感器国产化进程加速,助力我国智能制造产业高质量发展。