智能仪表，构建智能工厂的基石

文/宋慧欣

智能仪表，构建智能工厂的基石

文/宋慧欣

2013年4月，德国政府于“2013汉诺威工业博览会”上正式推出“工业4.0”项目，该项目是德国政府2010年7月《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，被认为是继机械、电气和信息技术之后的第四次工业革命，不但成为引领德国工业未来发展的核心战略，更引爆全球工业的智能化发展浪潮。

“工业4.0”的重要方向之一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。 “工业4.0”关注整个产品生命周期，对产品开发、物流以及生产的集成将通过材料流、产品流以及信息流得以实现，从而构建高度复杂又极为高效的全球化生产运营。这样一来，一条生产线就能够与供应商以及消费信息进行连接，根据消费者需求对生产环节进行动态调整，并对所需的原材料进行相应调整，从而提升效率、降低成本，增强企业竞争力。

作为指引未来工业生产的一种全新概念，德国工业4.0的思路是：在新的工厂生产系统中，产品的组件直接与生产系统沟通，发出接下来所需生产过程的指令，这样将改变整个生产技术的使用，整个系统将更加智能，联网更加紧密，不同组件之间可以相互沟通，工作更快，做出反应更加迅速。而要实现这一构想，让制造流程有信息沟通与判断能力，仪器、仪表、传感器等控制系统的基本构成要素的智能化成为关键所在。

仪器仪表的智能化主要以微处理器和人工智能技术的发展与应用为主，包括运用人工智能、专家系统、遗传演算法、进化计算等技术，使仪器仪表实现高效、多功能、机动灵活等性能。在完成输人信号的非线性处理、温度与压力的补偿、量程刻度标尺的变换、零点的漂移与修正、故障诊断等基础上，还可完成对工业过程的控制， 使控制系统的危险进一步分散， 并使其功能进一步增强。智能仪表产品以数字输出形式出现，不但大大提升了仪表性能，而且便于信息沟通，可通过网络组成新型的、开放式的过程控制系统等，成为打造现代化智能工厂的重要基础。

可以预料，各种功能的智能仪器在不远的将来会广泛地使用在中国社会的各个领域。其一，《中国制造2025》推动的中国制造业整体“智能”转型将为智能仪表产业带来巨大的市场空间。中国提供了世界上发展最快、规模最大的新兴市场，同时也提供了世界上最大的智能仪表市场。其二，物联网这一新兴产业，将对智能仪表的发展产生深远的影响，促进智能仪表行业的发展。智能仪表是物联网构建中不可或缺的一部分，它通过采集数据，处理数据，并对数据进行初步分析加工成为物联网感知的源头。物联网作为我国重要的新兴产业，其大规模发展必然带动智能仪表在智慧城市、智能建筑、智能家居、智慧农业等各个领域的广泛应用。其三，食品安全、环保等问题的日益突出，带来了对食品检测、大气监测、水质监测、污染物排放监测等设备的大量需求，无疑将给仪器仪表行业带来新的发展机遇。其四，新能源、高铁、智能电网等战略新兴产业的发展为我国智能仪表注入新活力、新动力，将为仪器仪表工业的持续发展带来强劲动力，尤其是全国范围内智能电网的大发展对智能电表的市场需求大幅提升，为我国智能电表产业带来了发展机遇。