Hablando de la aplicación de sensores en la industria 4.0

Hablando de la aplicación de sensores en la industria 4.0

De Alemania's "Industria 4.0", Estados Unidos' "Estrategia de asociación de fabricación avanzada" al Reino Unido's "Estrategia de alto valor", la Internet industrial se ha convertido en un punto de referencia para que los principales países industriales aprovechen la competencia manufacturera internacional. Como motor central y foco estratégico de la transformación industrial actual, la fabricación inteligente está estrechamente relacionada con la Internet industrial.

El concepto de fabricación inteligente surgió a finales de los años 1980. El profesor P.K. Wright de la Universidad de Nueva York y el profesor D.A. Bourne, de la Universidad Carnegie Mellon, publicó el libro Manufacturing Intelligence, que propuso por primera vez el concepto de fabricación inteligente y señaló que el propósito de la fabricación inteligente es integrar la ingeniería del conocimiento, los sistemas de software de fabricación, la visión artificial y el control de las máquinas, modelar las habilidades y el conocimiento experto. de técnicos de fabricación para permitir que máquinas inteligentes produzcan pequeños lotes sin intervención humana.

Con el desarrollo de los tiempos y el avance de la tecnología, la fabricación inteligente también ha adquirido nuevos significados y los objetivos se han vuelto más ambiciosos. Mi país es un gran país manufacturero y la industria manufacturera es el cuerpo principal de la economía nacional. En la actualidad, la industria manufacturera de mi país se enfrenta a las tareas estratégicas de mejorar la eficiencia de la producción y la fabricación, la conservación de energía y la reducción de emisiones y el ajuste de la estructura industrial. "Plan de Desarrollo de la Fabricación Inteligente (2016-2020)" señaló:

La promoción de la fabricación inteligente puede acortar eficazmente el ciclo de desarrollo de productos, mejorar la eficiencia de la producción y la calidad de los productos, reducir los costos operativos y el consumo de recursos y energía, y acelerar el desarrollo de la fabricación inteligente. de gran trascendencia.

La industria manufacturera está cambiando del modo tradicional al digital, en red e inteligente, de la extensiva a la calidad y la eficiencia, de la alta contaminación y el elevado consumo de energía a la fabricación ecológica, y de la producción a la "producción + servicio". En este proceso de transformación, la fabricación inteligente es un medio importante.

La definición más común de fabricación inteligente es:

Orientado a todo el ciclo de vida del producto, basado en la nueva generación de tecnologías de la información y el sistema de fabricación como portador, en sus eslabones o procesos clave, tiene cierta percepción, aprendizaje, análisis, toma de decisiones, comunicación y coordinación autónomas. capacidades de control y puede adaptarse dinámicamente al entorno de fabricación. cambios para lograr ciertos objetivos de optimización.

Las definiciones anteriores plantean objetivos y expectativas claros para la fabricación inteligente. — alta eficiencia, bajo costo y alta calidad, y proporcionar orientación metodológica para su camino de realización. Enfatizar la percepción autónoma, conectar todo lo que se pueda digitalizar a través del Internet de Todo y utilizar datos y algoritmos para ganar inteligencia.

La fabricación inteligente requiere no sólo la adopción de nuevas tecnologías y equipos de fabricación, sino también la penetración en las fábricas de tecnologías de la información y la comunicación en rápido desarrollo, la construcción de una industria cibernética Sistema Físico (CPS) en el campo manufacturero, y cambios en la organización de la producción y las relaciones interpersonales de la industria manufacturera. Trayendo cambios innovadores en R&D métodos de fabricación y modelos de negocio.

¿Qué es el Internet industrial de las cosas?

El Internet industrial de las cosas (IIoT) se ha convertido en sinónimo de fabricación inteligente e Industria 4.0. El Internet industrial de las cosas puede implementar tecnologías inteligentes como la inteligencia artificial (IA), el aprendizaje automático, la realidad virtual/aumentada (AR/VR), el gemelo/threading digital, la computación en la nube/edge, según sea necesario, e impregna todos los aspectos de la fabricación inteligente.

El Internet industrial de las cosas también proporciona una plataforma para respaldar aplicaciones de fabricación inteligentes, una columna vertebral de comunicación entre sensores, dispositivos, máquinas, controladores, bases de datos y sistemas de información, capaz de conectarse a tecnologías y envases existentes y ampliar su funcionalidad y longevidad.

El mayor beneficio del IIoT son los diversos datos que se recopilan y analizan posteriormente. Los fabricantes pueden utilizar estos datos para mejorar el control de calidad, las iniciativas sostenibles y ambientales, la trazabilidad de la cadena de suministro y aumentar la eficiencia de la cadena de suministro.

Además, IIoT puede ayudar a los técnicos de campo a determinar cuándo las máquinas necesitan reparaciones, detectar niveles de corrosión en tuberías de refinerías, monitorear la infraestructura en operaciones industriales e incluso rastrear activos.

En términos de automatización, optimización y mejor cadena de suministro y logística, las redes de IoT industrial brindan a estas industrias una integración de sistemas más sólida. Al utilizar sensores y actuadores inteligentes, los profesionales pueden monitorear y controlar de manera más fácil y eficiente la infraestructura en operaciones como el transporte, los servicios públicos y la atención médica. Estas redes de comunicación inteligentes tienen el potencial de cambiar y mejorar drásticamente los procesos industriales.

El uso de sensores en la Industria 4.0

El sensor se refiere a un circuito integrado de múltiples componentes con las funciones de adquisición de información, procesamiento de información, intercambio de información y almacenamiento de información. Es un producto a nivel de sistema que integra chips de sensores, chips de comunicación, microprocesadores, controladores y algoritmos de software. Industrias básicas, punteras y estratégicas para el desarrollo integral de la industria y la seguridad económica nacional.

Con el rápido desarrollo de tecnologías de la información de nueva generación, como Internet industrial, big data, Internet de las cosas y la inteligencia artificial, el mercado de aplicaciones de sensores está mostrando una tendencia de crecimiento explosivo. Según instituciones de investigación de mercado, el tamaño del mercado de sensores de mi país alcanzará los 166 mil millones de yuanes en 2019, con una tasa de crecimiento anual compuesta de alrededor del 11,65% en los próximos cinco años (2019-2023), y alcanzará los 258 mil millones de yuanes en 2023.

Impulsada por las políticas y los mercados, la ecología de la industria de sensores de mi país tiende a ser completa, y vínculos clave como el diseño, la fabricación, el embalaje y las pruebas tienen diseños empresariales centrales. En la actualidad, hay cerca de 2.000 empresas relacionadas que se dedican a la investigación de sensores en el país, incluidas casi 30 empresas que cotizan en bolsa. Varios productos de sensores satisfacen básicamente las necesidades del mercado interno.

(Retrato de familia de sensores de tecnología de sensor Rika)

Los sensores inteligentes son todo tipo de sensores utilizados en diversos escenarios industriales, como energía, petróleo, productos químicos, metalurgia, energía eléctrica, fabricación de maquinaria, automóviles y otros procesos de fabricación industrial. Generalmente se refieren a la fuerza, calor, luz, magnética, acústica, húmeda, eléctrica, ambiental, etc. se miden y se convierten en dispositivos y dispositivos de salida de señales eléctricas. Es un tipo de producto industrial que implica la integración de tecnologías básicas multidisciplinares. Tiene las características típicas de uso intensivo de tecnología, variedad múltiple, lotes pequeños, uso flexible y amplia distribución de aplicaciones.

La Asociación Alemana de Tecnología de Sensores y Medición (AMA) señala en el informe "Tecnología de sensores 2022: conectando innovaciones" que la tecnología de sensores es la tecnología central para la competitividad de muchas máquinas, equipos y vehículos, y un medio para aumentar su valor. Al igual que la actual Internet de rápido crecimiento, el desarrollo de sensores trae consigo oportunidades y desafíos. La sofisticación de los sensores del futuro determinará la competitividad internacional en los campos de la construcción de maquinaria, la automoción, el control de procesos y la fabricación.

Estados Unidos estableció un equipo técnico internacional (BGT) en la década de 1980 para coordinar recursos gubernamentales, empresas y departamentos relacionados para llevar a cabo trabajos en tecnología de sensores, materiales funcionales y otros aspectos a nivel nacional, al servicio de la fabricación industrial, la fabricación inteligente y el ejército estadounidenses. industria. Campo. A finales del siglo pasado, Japón incluyó la tecnología de sensores entre las diez principales tecnologías de este siglo. La comunidad empresarial japonesa cree directamente que "La nueva era puede estar dominada por la tecnología de sensores.", y el desarrollo y utilización de la tecnología de sensores se ha catalogado como una prioridad nacional en este siglo. Desarrollar una de las seis tecnologías centrales.

Epílogo

Y hoy en día, el surgimiento de ciudades, hogares y edificios inteligentes también requiere tecnología de sensores, y muchas innovaciones de sensores en la Industria 5.0 ya son aplicaciones de nivel medio en otros mercados orientados a la tecnología, como la rápida adopción de controladores avanzados. Sistemas de asistencia (ADAS) en modelos de vehículos nuevos. El despliegue y el desarrollo de vehículos eléctricos, semiautónomos y totalmente autónomos, tienen una enorme demanda de aplicaciones de sensores y sistemas industriales.

Desde el desarrollo continuo de la Industria 4.0 hasta la introducción del concepto de Industria 5.0, la importancia de los sensores es evidente. La continua innovación tecnológica de la industria de semiconductores promueve la aplicación de la tecnología de sensores a la implementación práctica, al tiempo que promueve el desarrollo continuo de la producción industrial, también crea una vida mejor y más inteligente para nosotros.