在我国迈向工业 4.0 的进程中,智能工厂建设备受关注,而传感器作为其中关键的一环,其国产化情况成为焦点话题,既有对整体国产化水平的疑问,也有不同应用场景下展现出的实际状况差异,这些都反映出我国智能制造传感器领域的发展现状与面临的挑战。
一、智能工厂与传感器的关联及国产化目标
我国首个面向工业 4.0 的智能工厂解决方案和示范生产线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,具备高灵活性与智能化特点。但就传感器应用而言,目前主要还是采用进口产品。传感器在不同工业领域有着各异的个性化要求,像需耐受不同的温度、湿度、酸碱度,并且功耗和尺寸也受到严格限制,例如零下 60℃极端环境就是一大挑战。按照《<中国制造 2025> 重点领域技术路线图》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%,这为传感器国产化设定了明确的阶段性目标。
二、关于国产传感器水平的争议
(一)不同观点碰撞
社会上存在一些观点,如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。然而,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,他表示在燕山石化的智能工厂里基本用的都是国产传感器,这与坊间流传观点形成鲜明对比,引发了对国产传感器实际水平的探讨。
(二)燕山石化案例分析
在燕山石化炼油二厂中控室呈现出独特的 “黑屏模式”,原本用于监控生产过程的 DCS 显示器平时保持黑屏,生产异常时系统自动弹出界面,这基于生产装置运行的高度自动化和生产过程管理的精细化,成为石化行业智能制造的典型案例。刘彦波介绍,从 80 年代初进厂时多采用日本进口传感器,到如今压力、温度、流量监测等数据采集用传感器,以及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,基本都已实现国产化。并且他认为,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,不过在某些特殊部件,像耐高温高压的传感器方面,国内产品在可靠性、稳定性上还存在一定差距,但他觉得这不全是技术水平问题,传感器生产企业还需在管理、品控方面多做努力。
三、不同行业传感器应用的差异情况
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和应用情况差距非常大。对于石油化工等流程工业来说,需要用到的新型高端工业传感器相对较少,所以国产化替代相对容易实现一些;但在高端制造领域,传感器的国产化率还很低,这意味着在高端制造场景下,对传感器的性能、精度等要求更高,国产传感器还面临较大的挑战,距离满足高端制造需求还有较长的路要走,凸显出我国传感器产业在不同行业应用中的不均衡发展现状。
综上所述,我国智能制造传感器国产化既有已取得一定进展的方面,如在部分流程工业领域实现了一定程度的国产化替代,但也存在明显短板,在高端制造等领域国产化率仍待提高,未来需要在技术研发、产品质量把控以及针对不同行业需求的定制化开发等方面持续发力,以提升我国智能制造传感器的整体水平,更好地服务于我国工业智能化发展。