8月23日,2018傳感器產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)敏感元器件與傳感器分會(huì)年會(huì)在沈陽舉行。論壇舉行專場報(bào)告會(huì)12場,全國敏感元件及傳感器領(lǐng)域的230余家企業(yè)代表參加活動(dòng)。
全球八大敏感技術(shù)中的傳感器約有2.2萬余種,創(chuàng)新性品種和類型仍在不斷出現(xiàn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國目前已經(jīng)擁有科研成果、技術(shù)和產(chǎn)品的敏感元件與傳感器約有1.2萬多種,常規(guī)類型和品種約有7000種。
目前,傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進(jìn)入新的常態(tài),傳感器已成為衡量一個(gè)國家軍事、科技水平的重要標(biāo)志。美國《福布斯》雜志認(rèn)為,當(dāng)前,甚至今后幾十年內(nèi),在影響、改變世界經(jīng)濟(jì)格局和人們生活方式的10大科技領(lǐng)域中,傳感器名列首位。
在國內(nèi)近5000家儀器儀表企業(yè)中,有1600多家不同程度地生產(chǎn)制造敏感元件及傳感器。國內(nèi)各省市理工科大專院校、科研機(jī)構(gòu)都不同程度地研發(fā)傳感器、小批量生產(chǎn)敏感元件及傳感器。由于非專業(yè)型企業(yè)比例較高,因此,在企業(yè)中傳感器只為附屬產(chǎn)品,產(chǎn)值相對(duì)較低,而且受重視程度不夠。無論哪種類型企業(yè),傳感器產(chǎn)值過億元的僅占企業(yè)總數(shù)的13%,全國不足200家,產(chǎn)品種類齊全的專業(yè)廠家不足3%。現(xiàn)階段,我國市場主要應(yīng)用的傳感器絕大部分仍要依賴于進(jìn)口,主流市場產(chǎn)品依賴國外配套的情況尤為突出。
中國傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長郭源生發(fā)表講話,他認(rèn)為,從整個(gè)行業(yè)看,存在如下問題:
第一,新原理(敏感機(jī)理)、新材料(敏感材料)、新工藝(設(shè)備裝置)、新結(jié)構(gòu)(生產(chǎn)工藝)、新應(yīng)用(計(jì)量測試方法)等研究成果會(huì)不斷出現(xiàn),仍然還需要不斷創(chuàng)新和更新。
第二,多品種、小批量、小規(guī)模向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范和產(chǎn)業(yè)化方向轉(zhuǎn)化步伐太慢,難度較大,產(chǎn)業(yè)聚集度、飽和度不高。
第三,低成本、多結(jié)構(gòu)、高性能、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;笊a(chǎn)是行業(yè)持續(xù)追求方向和目標(biāo),但總是不盡如人意,與國外差異較大。
第四,由于技術(shù)含量高、市場應(yīng)用廣闊,備受資本市場和“有識(shí)之士”長期、持續(xù)關(guān)注,但他們總是不介入,使之成為資本市場投資的“雞肋”。
從企業(yè)角度看,存在的具體問題有四方面:
首先是缺人,現(xiàn)有企業(yè)缺乏創(chuàng)新型人才團(tuán)隊(duì)。人才結(jié)構(gòu)單一,行業(yè)內(nèi)業(yè)務(wù)員出身、科技人員自主創(chuàng)辦企業(yè)居多,不愿做大,同時(shí)也不會(huì)做大。缺乏行業(yè)技術(shù)領(lǐng)軍人才,以及高級(jí)工藝技術(shù)人員群體;缺乏國際化市場、技術(shù)、信息等復(fù)合型人才。
其次是缺乏自主研發(fā)的、具有核心技術(shù)與核心競爭力的產(chǎn)品。行業(yè)內(nèi)大多是互相模仿,或是模仿國外同類產(chǎn)品,簡單引進(jìn)后沒有消化、吸收再創(chuàng)新,缺乏新原理、新材料的產(chǎn)品技術(shù)與工藝創(chuàng)新,只能通過價(jià)格體現(xiàn)競爭優(yōu)勢。
再次是缺資金,投資少、裝備差、企業(yè)整體缺少規(guī)劃,現(xiàn)有產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)能力較差。至今來看,仍缺少較大而持續(xù)的投資,導(dǎo)致工藝設(shè)備落后、制造裝備水平差、產(chǎn)業(yè)化能力不夠。最后是市場對(duì)接能力弱、溝通機(jī)制缺乏。生產(chǎn)企業(yè)與應(yīng)用單位的技術(shù)阻隔沒有打通,缺乏結(jié)合基礎(chǔ)通道和橋梁,缺少科技成果向市場轉(zhuǎn)化的能力和機(jī)制。
郭源生認(rèn)為,未來,傳感器將圍繞工藝技術(shù)和應(yīng)用兩大方向進(jìn)行突破:一是敏感機(jī)理創(chuàng)新與突破,通過提高材料、工藝、微型化、產(chǎn)業(yè)化等基礎(chǔ)水平實(shí)現(xiàn);二是智能化,功能集成化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化,通過搭建應(yīng)用橋梁、突破瓶頸、拓展市場空間等手段實(shí)現(xiàn)。智能化的三大基礎(chǔ)核心技術(shù)是:MEMS工藝技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)以及微能量獲取技術(shù)。
著名電子元器件專家譚克研先生做了題為《基于力學(xué)模型的應(yīng)變式扭矩傳感器的設(shè)計(jì)研究》的學(xué)術(shù)報(bào)告。譚克研在報(bào)告指出,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是在機(jī)器人、汽車工業(yè)、機(jī)械加工等領(lǐng)域,越來越多地要求測量動(dòng)態(tài)非電量或在運(yùn)動(dòng)過程中測量非電量,而傳感器處于被測對(duì)象與測試系統(tǒng)的接口位置,故對(duì)其性能的要求越來越高。應(yīng)變式傳感器由在彈性元件上粘貼電阻應(yīng)變敏感元件構(gòu)成,廣泛應(yīng)用于力、力矩、壓力及加速度等參數(shù)測量。
為了解決多維力傳感器各輸出通道之間相互耦合的問題,改善傳感器綜合性能,提高測量精度,譚克研針對(duì)典型彈性元件理論分析的基礎(chǔ)上,譚克研提出了5種應(yīng)變式扭矩傳感器的實(shí)現(xiàn)形式,并對(duì)其應(yīng)變、變形及扭振固有頻率進(jìn)行了理論研究,分別建立了對(duì)應(yīng)的力學(xué)模型。依據(jù)所建立的力學(xué)模型,以扭轉(zhuǎn)變形最小為目標(biāo)函數(shù),進(jìn)行了彈性元件幾何尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì),并分析了不同形式的扭矩傳感器性能差異。
最后,譚克研設(shè)計(jì)了一種應(yīng)變式扭矩傳感器,并對(duì)其進(jìn)行了有限元仿真,仿真結(jié)果很好地驗(yàn)證了所建立的力學(xué)模型,所建立的力學(xué)模型可以較好地解決應(yīng)變式扭矩傳感器的設(shè)計(jì)計(jì)算問題。譚克研的精彩報(bào)告贏得了與會(huì)專家、企業(yè)代表的一致認(rèn)可和高度贊譽(yù)。
沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司中央研究院院長鄒風(fēng)山作了題為《機(jī)器人傳感器技術(shù)的發(fā)展》的演講。
鄒風(fēng)山對(duì)傳感器技術(shù)的未來進(jìn)行了展望,他表示,傳感器技術(shù)將向5個(gè)方向發(fā)展
智能化:傳感器將與人工智能技術(shù)相結(jié)合,形成智能傳感器;
可移動(dòng)化:充分利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),技術(shù)關(guān)鍵在于克服節(jié)點(diǎn)資源限制;
微型化:在微型化的同時(shí),降低功耗、提高精度、集成化等;
集成化:形成多功能一體化傳感器,集成度高、體積小、容易實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償與校正;
多樣化:新材料技術(shù)的突破加快了多種新型傳感器的涌現(xiàn),該研究方向主要與新材料的發(fā)展息息相關(guān)。