全球進入工業(yè)4.0時代，已有許多企業(yè)采用機器人、物聯(lián)網(wǎng)、云端運算等新興技術進行自動化生產(chǎn)。然而技術從未停滯不前，技術的不斷發(fā)展正在推動企業(yè)開始轉向工業(yè)5.0，為智慧生產(chǎn)系統(tǒng)打造一個“人性化”的制造環(huán)境。

工業(yè)5.0指的是“以人為本”的協(xié)作式生產(chǎn)，將人類引入高度自動化生產(chǎn)過程中，實現(xiàn)人機協(xié)同，各種傳感器數(shù)據(jù)直接聯(lián)通設計與生產(chǎn)，從而為用戶實時提供個性化產(chǎn)品。

其中，傳感器不僅是工業(yè)4.0實現(xiàn)高度自動化生產(chǎn)的重要零件，也是工業(yè)5.0愿景中將“人”引入生產(chǎn)過程的關鍵技術，而這背后離不開半導體行業(yè)對傳感器技術的創(chuàng)新加持。

傳感器助力工業(yè)4.0發(fā)展

Connectivity

工業(yè)4.0的核心是互聯(lián)

互聯(lián)是一種雙向通信，允許自動或通過人工干預控制機器和工廠；同時也意味著，任何工業(yè)自動化項目或工藝設備，都可以實時提供有關其運行狀態(tài)和性能的數(shù)據(jù)。

要想實現(xiàn)工業(yè)互連，基本前提是能夠通過監(jiān)控、控制和分析應用，以數(shù)字方式將制造和生產(chǎn)資料連接在一起，實現(xiàn)工業(yè)自動檢測和自動控制，最終達到自動化生產(chǎn)的目的，而這些都離不開傳感器的幫助。

Sensor

傳感器是工業(yè)4.0場景中的基石

一方面，傳感器可以監(jiān)測溫度、濕度、聲音以及其他各種環(huán)境因素，并能夠測量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，將其轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息，在工廠設備和中央控制系統(tǒng)中進行信息交流，實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)。

另一方面，傳感器能監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設備工作處于正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質量。如果缺少這些傳感器對生產(chǎn)信息和狀態(tài)進行精確而可靠的自動檢測，工廠的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn)。

半導體技術推動工業(yè)5.0崛起

技術的進步并非總是停滯不前。傳統(tǒng)的觀點認為，工業(yè) 4.0概念有其局限性：它專注于自動化，忽視了人為因素所帶來的創(chuàng)新能力。而工業(yè)5.0則意在增強人為因素，讓人在傳感器的幫助下，充分發(fā)揮創(chuàng)造性。

因此，在全新工業(yè)5.0概念中，傳感器的作用只強不弱。工業(yè)機器人周圍通常設置安全屏障以防止事故發(fā)生，然而如需達到高效生產(chǎn)，機器人需要在人類旁邊工作，如此一來對感應提出了更高的要求。

除此之外，從接收傳感器數(shù)據(jù)到采取行動，還涉及各種通信節(jié)點、云和控件，由此可能導致大量延遲，而無法對某些特定的任務使用基于云的控制。因此新型傳感器不僅需要感應，還需要推斷控制操作。

目前，半導體行業(yè)正在把低功耗微控制器作為解決方案。這些微控制器包含感應元件和足夠的計算資源，可以運行任務特定的人工智能算法，包含了針對邊緣推理進行優(yōu)化的計算機硬件體系結構，讓傳感器變得更加智能，并且能夠進行進行預測。

例如，工人的手是否位于協(xié)作機器人的預期運動路徑上。另一個例子是使用機器學習算法偵聽安裝在電機殼體內的音頻傳感器的輸出，以檢測軸承磨損的早期跡象。

自 20 世紀 70 年代中期首款基于硅的傳感器問世以來，工業(yè)感應市場發(fā)生了巨大變化。

而如今，智能城市、智能家居和智能建筑的出現(xiàn)也需要傳感器技術，工業(yè)5.0中的許多傳感器創(chuàng)新已經(jīng)在其他技術導向型市場中等到應用，如高級駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 在新車型中的快速部署，以及電動汽車、半自動和全自動汽車的發(fā)展，都與工業(yè)系統(tǒng)一樣對傳感器應用有著巨大的需求。

從工業(yè)4.0的持續(xù)發(fā)展到工業(yè)5.0概念的提出，傳感器的重要性不言自明。半導體行業(yè)的不斷技術創(chuàng)新，推動傳感器技術應用落到實處，在推動工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展的同時，也為我們創(chuàng)造一個更美好、智能的生活。

責任編輯：haq