文/宋慧欣

智能儀表，構建智能工廠的基石

文/宋慧欣

2013年4月，德國政府于“2013漢諾威工業(yè)博覽會”上正式推出“工業(yè)4.0”項目，該項目是德國政府2010年7月《高技術戰(zhàn)略2020》確定的十大未來項目之一，被認為是繼機械、電氣和信息技術之后的第四次工業(yè)革命，不但成為引領德國工業(yè)未來發(fā)展的核心戰(zhàn)略，更引爆全球工業(yè)的智能化發(fā)展浪潮。

“工業(yè)4.0”的重要方向之一是“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn)。 “工業(yè)4.0”關注整個產(chǎn)品生命周期，對產(chǎn)品開發(fā)、物流以及生產(chǎn)的集成將通過材料流、產(chǎn)品流以及信息流得以實現(xiàn)，從而構建高度復雜又極為高效的全球化生產(chǎn)運營。這樣一來，一條生產(chǎn)線就能夠與供應商以及消費信息進行連接，根據(jù)消費者需求對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行動態(tài)調整，并對所需的原材料進行相應調整，從而提升效率、降低成本，增強企業(yè)競爭力。

作為指引未來工業(yè)生產(chǎn)的一種全新概念，德國工業(yè)4.0的思路是：在新的工廠生產(chǎn)系統(tǒng)中，產(chǎn)品的組件直接與生產(chǎn)系統(tǒng)溝通，發(fā)出接下來所需生產(chǎn)過程的指令，這樣將改變整個生產(chǎn)技術的使用，整個系統(tǒng)將更加智能，聯(lián)網(wǎng)更加緊密，不同組件之間可以相互溝通，工作更快，做出反應更加迅速。而要實現(xiàn)這一構想，讓制造流程有信息溝通與判斷能力，儀器、儀表、傳感器等控制系統(tǒng)的基本構成要素的智能化成為關鍵所在。

儀器儀表的智能化主要以微處理器和人工智能技術的發(fā)展與應用為主，包括運用人工智能、專家系統(tǒng)、遺傳演算法、進化計算等技術，使儀器儀表實現(xiàn)高效、多功能、機動靈活等性能。在完成輸人信號的非線性處理、溫度與壓力的補償、量程刻度標尺的變換、零點的漂移與修正、故障診斷等基礎上，還可完成對工業(yè)過程的控制， 使控制系統(tǒng)的危險進一步分散， 并使其功能進一步增強。智能儀表產(chǎn)品以數(shù)字輸出形式出現(xiàn)，不但大大提升了儀表性能，而且便于信息溝通，可通過網(wǎng)絡組成新型的、開放式的過程控制系統(tǒng)等，成為打造現(xiàn)代化智能工廠的重要基礎。

可以預料，各種功能的智能儀器在不遠的將來會廣泛地使用在中國社會的各個領域。其一，《中國制造2025》推動的中國制造業(yè)整體“智能”轉型將為智能儀表產(chǎn)業(yè)帶來巨大的市場空間。中國提供了世界上發(fā)展最快、規(guī)模最大的新興市場，同時也提供了世界上最大的智能儀表市場。其二，物聯(lián)網(wǎng)這一新興產(chǎn)業(yè)，將對智能儀表的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響，促進智能儀表行業(yè)的發(fā)展。智能儀表是物聯(lián)網(wǎng)構建中不可或缺的一部分，它通過采集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行初步分析加工成為物聯(lián)網(wǎng)感知的源頭。物聯(lián)網(wǎng)作為我國重要的新興產(chǎn)業(yè)，其大規(guī)模發(fā)展必然帶動智能儀表在智慧城市、智能建筑、智能家居、智慧農(nóng)業(yè)等各個領域的廣泛應用。其三，食品安全、環(huán)保等問題的日益突出，帶來了對食品檢測、大氣監(jiān)測、水質監(jiān)測、污染物排放監(jiān)測等設備的大量需求，無疑將給儀器儀表行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。其四，新能源、高鐵、智能電網(wǎng)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為我國智能儀表注入新活力、新動力，將為儀器儀表工業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來強勁動力，尤其是全國范圍內(nèi)智能電網(wǎng)的大發(fā)展對智能電表的市場需求大幅提升，為我國智能電表產(chǎn)業(yè)帶來了發(fā)展機遇。