【物聯網發展端看感測器的力量】台灣要在物聯網時代稱王,感測器必是核心技術所在

【我們為什麼要編譯這篇文章】物聯網想要走得遠,端看感測器的發展程度。不管是從機器間的資訊協作、測量、分析到控制,都要靠感測器來搜集資訊。

誰掌握了感測器,誰就掌握了物聯網的未來。

而同時,台灣想要在物聯網甚至是工業物聯網取得一席之地,「感測器」便是最適合台灣的切入點。過去製造業與半導體產業的經驗,將有效地協助台灣在物聯網的未來獲得一席之地。(責任編輯:陳君毅)

如果沒有「感測器」來檢測壓力、位置、溫度等重要的生產數據,工業物聯網(Industrial Internet of Things,IIoT)也不會有今天的發展。基本上,工業物聯網以及消費者物聯網(Consumer Internet of Things,IoT)的成長,都伴隨感測器市場的擴張,而感測科技的創新與研發也會刺激 IoT 產業的潛力與發展力度。

感測器仍以工業產業為大宗,佔據了 31% 市場

工業、自動化產業的感測器需求居高不下

自動化產業裡的感測器使用比例越來越高,諸如連網汽車、自動駕駛汽車等都對感測器有很高的需求,佔感測器市場的百分之二十一;醫療業對感測器的需求也有所增長,他們依賴感測器進行病患健康狀況的監測與醫療診斷,目前佔了感測器市場的百分之十二。 不過,佔據該市場最多的依舊是工業產業,直接佔據了百分之三十一

工業應用通常會專注於產出高端產品而非高量生產,因此對感測器的需求偏向能在嚴苛工作環境下可靠、精準且小型的裝置。隨著機器之間(Machine-to-Machine,M2M)的連結協作越來越精密, 感測器的任務也從被動監測,演化成主動探測預防型維護、資產控管與數據分析,協助增加生產效率

在自動化流程的領域中,流程控管、流程安全、作業管理與資產利用等系統,皆需要使用感測器來測量、分析與控制系統設置。將多個感測科技與軟體分析工具整合,推動生產效能、可靠性與安全的資訊傳播會變得更快、更準確。最後,這個產業將迎來一個成本優化又能產出高端產品的工作環境。

現在,為了把握這股趨勢,美國、英國與歐洲的企業正積極地與科技公司合作,收購專精於即時數據管理、資產管理與感測器裝置的公司,企業之間的合併與收購在感測器市場形成旋風,就是因為這樣可以不受某些進入壁壘(Barriers to Entry)的限制。傳統感測器公司也樂於與新產業區塊的企業合作,而科技製造業者也跳進了這場感測器之戰。

這樣的感測器市場併購趨勢,會關鍵性地讓我們導向比現在更互聯、更自動化的世界。 在幾個重大產業中,如製造業、物聯網,隨著自動化程度提升,感測器的使用也會更加普及 ,如此高度的市場需求以及商機無限的前景會吸引更多人加入市場。

感測器協助智慧化工廠實例:運用雷射感測器自動偵測液體,省下大把時間成本!

當計算機服務與數據被往上推至雲端,物聯網的結構性進化也將以裝置作為地基,不只雲端存有智慧,連裝置都要多一個能獨立作業的大腦。在業界,已經有許多利用感測器管理生產流程、優化生產效率的創新方法。

裝於大型器皿、桶子、桶倉的粉體與散裝固體的即時標高測量、體積測量、質量測量一直都是業者的煩惱之一。要管理資產和流程,就需要非常精準的測量結果,然而大多時候這些物質的擁有者都必須手動測量這些數據,儘管有雷射科技的協助,仍然必須將流程完全停止,花上好幾個小時才能得到結果。

不過,引入 5708 掃描器之後,業者即可在不間斷工作的情況下進行這些測量,就算是難以用其他科技技術測量的粉煤灰或低介電質物質,也能確實透過感測器得到數據。這個掃描器甚至能模擬出固體物質的不規則表面,還能提供最小與最大標高、總體積,以及一個 3D 的視覺化模型。

另一方面,在長距離與大範圍的溫度控管上也必須依賴感測器。Yokogawa 設計的 DTSX3000 光纖檢測科技就解決了這個問題。傳統技術依靠多個監控攝影機、熱電偶、電阻溫度檢測器或其他溫度感應器,這些科技裝置無論操作、安裝或維護都很麻煩。Yokogawa 所研發的感測器則以每一公尺為空間單位,最多可用沿著光纖網路測量長達五十公里的溫度。

有些感測器的研發,已經隱隱有了未來世界的影子。舉例來說,一間以色列公司已經研發出全世界首件奈米科技「電子鼻」,可以聞出如炸彈、生化武器與毒素等國安威脅,且可以檢測到即便是最微量的成分。該公司的 CEO Ricardo Osiroff 博士表示,這個可稱為「晶片實驗室」的奈米感測器,可以從氣體、液體與固體樣本中,探測出不同種類的化學威脅,像是炸藥、生化武器等,效率大幅超出現有的技術, 也完全勝過緝毒犬或其他緝毒動物的能耐

物聯網發展關鍵在於機器之間的協作,感測器就是其心臟所在

作為半導體大國,台灣在 IC 晶片的設計、製造、封測等領域都數一數二,但要跨足感測器晶片市場,則需要與機械、化工、生醫、環工等領域結合合作,為了協助台灣的產業進入感測器晶片市場,國研院晶片中心研發了「感測晶片高速整合技術」,可快速組合完成物聯網應用之無線感測晶片,大幅簡化設計及測試時間,加速物聯網應用之創新投入。

「感測晶片高速整合技術」可以任選不同特性的無線感測區塊,組合成全新的感測晶片。例如晶片中心組合運動感測器、電容感測信號讀取、省電低速處理器、藍牙無線傳輸、電池電源管理電路,製作出「智慧背包感測晶片」,當背包快速大幅移動時,即可能是登山者跌落山谷,可立即發出求救訊號給指定對象;晶片中心又組合形變感測器、電阻感測信號讀取、RFID 無線傳輸、電磁波能量擷取電路,製作出「智慧骨板晶片」,當受傷的骨板完全癒合,不再產生形變,就會發出訊號通知醫生可以開刀取出骨板了。

國外大廠主要將感測器技術放入工業流程當中,台灣則可以讓這份技術更加貼近生活,交通、醫療、救援、穿戴式裝置等都是值得投資的領域。 物聯網發展的關鍵在於機器之間的協作與資訊傳輸 ,而感測器在這些機器網絡以及更長遠的互聯世界中,扮演了不可或缺的角色。

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【時間】:2017 年 5 月 19 日(五)09:00 到 16:00

【地點】:華山 1914 文化創意產業園區紅磚六合院西 2 館(台北市中正區八德路一段 1 號)

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資料來源: Automation WorldAutomation.com科技新報 圖片來源:untitled exhibitions 1Automation Worlduntitled exhibitions 2Fagor Automation

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