在家电领域成功转型MEMS传感器,需要具备哪些因素?

2023-07-06

迈向智能制造——MEMS传感器技术应用发展

目前我国处于工业产业结构升级的重要发展阶段,未来工业制造业将逐渐向高端发展,这使得传感器等自动化相关产品迎来良好的发展机会。传感技术早已走进人类 社会 的方方面面,不仅是工业生产,连日常生活也离不开传感技术。

工业电子领域,在生产、搬运、检测、维护等方面均涉及智能传感器,如机械臂、AGV导航车、AOI检测等装备。在消费电子和医疗电子产品领域,智能传感器的应用更具多样化。如智能手机中比较常见的智能传感器有距离传感器、光线传感器、重力传感器、图像传感器、三轴陀螺仪和电子罗盘等。可穿戴设备最基本的功能就是通过传感器实现运动传感器,通常内置MEMS加速度计、心率传感器、脉搏传感器、陀螺仪、MEMS麦克风等多种传感器。智能家居(如扫地机器人、洗衣机等)涉及位置传感器、接近传感器、液位传感器、流量和速度控制、环境监测、安防感应等传感器等技术。

传感材料、MEMS 芯片、驱动程序和应用软件是智能传感器实现这些功能的核心技术,特别是 MEMS 芯片,由于其具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高并能与微处理器集成等特点,已成为智能传感器的重要载体。

MEMS全称Micro Electromechanical System,即微机电系统,是将微电子与精密机械结合发展的工程技术,尺寸在1微米到100微米量级衫档,核心功能是将物理信号转换为电子设备能够识别的电信号,主要用于传感器。这需要MEMS器件具有通道、孔、悬臂、膜、腔等一系列结构以测量环境变量,涵盖机械(移动和旋转)、光学、电子(开关和计算)、热学、生物等功能结构,涉及众多交叉学科。

一个真正意义上的智能传感器应该具有如下功能:

1)自校准、自动标定和自动补偿功能;

2)自动采集数据、逻辑判断和数据处理功能;

3)自动调整、自适应功能;

4)一定程度的存储、识别和信息处理功能;

5)双向通信、标准销灶数字化输出或者符号输出功能;

6)算法判断、决策处理的功能。

下面以光学传感器为例,介绍基于MEMS的智能传感器技术进展。

光学传感器具有精度高、反应快亏塌扮、非接触等优点,而且可测参数多、传感器的结构简单,因此光学传感器的应用领域非常广泛,如LED照明、安防、智能家居、智能交通、智能农业、玩具、可穿戴设备等数码电子产品等。非接触和非破坏性测量是光学传感器的一大优势,在电子产品检测领域应用较多。

从技术和产品趋势看,MEMS传感器正在向四化——智能化、集成化、低功耗化、微型化演进。

加入信号处理功能,实现智能化。现代传感器作为电子产品的“感知中枢”,通过加入微控制单元和相应信号处理算法,还可以承担自动调零、校准和标定等功能,实现终端设备的智能化。

传感器呈现多项功能高度集成化和组合化。由于设计空间、成本和功耗预算日益紧缩,在同一衬底上集成多种敏感元器件、制成能够检测多个参量的多功能组合MEMS传感器成为重要解决方案。

传感器低功耗化需求日趋增加。随着物联网等应用对传感需求的快速增长,传感器使用数量急剧增加,能耗也将随之翻倍。降低MEMS功耗,增强续航能力的需求将会伴随传感器发展的始终,且日趋强烈。

微型化不可逆,MEMS向NEMS演进。与MEMS类似,NEMS(纳机电系统)是专注纳米尺度领域的微纳系统技术,只不过尺寸更小。而随着终端设备小型化、种类多样化,MEMS向更小尺寸演进是大势所趋。

随着新材料,新技术的广泛应用,基于各种功能材料的新型传感器件得到快速发展,其对制造的影响愈加显著。未来,智能化、微型化、多功能化、低功耗、低成本、高灵敏度、高可靠性将是新型传感器件的发展趋势,新型传感材料与器件将是未来智能传感技术发展的重要方向。

国内大多数传统企业,包括建筑业的数字化转型意识才刚觉醒,如何通过数字化战略的实施来驱动生产、服务与业务增长…这些难题都亟需领头羊企业的成功案例来提供行动路径参考。

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一、海尔的成就与战略

来自尔作为数字化转型最成功的代表企业之一,本文将通过梳理海尔在转型过程中的重点、难点,为更多包括建筑企业在内的传统企业在数字化转型之战中早日突围带去启发。

海尔如今在全球有十大研发中心、108乱苗良临区间似带去本消个制造工厂、66个营销中心,已然成为全球领先的家电品牌,跻身世界500强、连续九年蝉联“全球大型家用电器第一品牌”、连续十次获“全球大型家电360问答品牌零售量第一”,这些都是海尔率先实行数字化转型的成果。

从1984年创业以来,经历了五个战略阶段:名牌战略、多元化战略、国际化战略、全球化品牌战略、网络化战略。

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二、海尔的数字化发展进程

海尔的数字化进程,从1995年服务运营的线上化探索起,到2007年的信息化,2012年搭建互联工厂胶球国,2017卡奥斯平台的上线,始终富有前瞻性。其以智能家庭转型实践为核心,从产品设计、智能制造、销售及售后服务甲已、物流服务等全过程进行数字化机光农些民树飞那转型。

阶段一、1995-2006年

海尔早在1995年就开始了线上化运营的初步探索么种去米她答,这一年其正式提供跨国服务,并创建售后服务信息化系统,开创了行业先河。

另一方面,引进了基础网络、电算化和智能化办公技术,随后在1998年加烟请安按条裂料丝收穿速了企业供应链、现金管理、物流服务以及客户服务一系列系统的完善和升级,极大提升了公司运营、管理效率,为企业后期信息化建设到全面数字化转型打下了坚实基础。

阶段二、2007-2016年

2007年,海尔开始的八致力于通过全面信息化完成制造外烟我械盐具者费死业向服务业的跨越;

2008年,海尔上线HGVS系统,完成了ERP系统的搭建,对关键业务流程进行了整理、对重要的信息系统进行改革,高度整合了企业各项资源,径制色木品压艺色础执将繁琐的业务项目与流程简单化

阶段三、2017年至今

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201费并套镇响计结婷别车7年,海尔正式推出卡奥斯平台,它是一种更契合数字化时代的工业互联网平台。在这基础上海尔对智能工厂进行改进升级,将人工智顾换官室失多势宗能与五代移动通信技术紧爱觉密结合,2019年全球范围内第一个“智能+5G”海尔互联工厂成功问世。

在数字化生产方面,海尔大力搭建智能化制造体系,智能工厂运行的生产信息化管理系统,同时包含了工业化控制、物流、诗律CAD和CAPP等系统,搭配大量智能传感器,让且损剧实行生产线柔化,构建了智慧生产模式,使得人、设备、产品和订单高效交互联结。对信息化、自动化技术的全面应用,也使海尔大大缩短了产品生产过程、丰富了产品工艺、降低了生产成本。

在互联工厂的基础上,海尔率先完成了企业全业务流程的数字化转型。

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数字化时代,服务转型是大势所趋。海尔以服务起家,最早的信息化建设额源装受了活营也是从服务系统开始,始终会降止停状赵长言离围绕着用户体验开展数字化服务,2015年便打造了U+智联平台,对内从对售后问题自动分析,再到抢单、用户沟通、费用结算、用户评价反馈,实现了服务全流程透明化管理,消除了客户售后问题上报难、收费有误差、缺乏回访机制等弊端;对外上架U+智慧生活APP,变被动维修为主动服务,为客户创造了极致服务和无忧体验。

这些举措,帮助海尔以不断迭代的客户需求,从产品、服务各个关键节点不断地改善,构建了生生不息的生态服务系统,攸关厂商、客户、员工各方共赢,进一步奠定了海尔家电行业领头羊的稳固局面。

  

三、海尔数字化转型难点与思考

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传统企业数字化转型最大的难点在哪里?

海尔数字技术服务副总熊媛媛认为:“最大的难点是企业战略和全员的观念问题,是构建数字化全体系过程中的执行力度问题,而不是技术。”

制造业数字化转型的核心,不是从单一产品变成解决方案,也不是从大规模制造变成大规模定制,而是从产品端更深入地连接到用户。从保证用户体验角度,数字化转型最重要的是要构建互联互通和共享协同的能力。

海尔是制造业数字化转型的成功代表,但不是唯一一家。数字经济迅猛发展背景下,企业紧跟时代步伐打破以往固化的业务流程等封闭系统,促进自身数字化、智能化发展,凝聚新技术的力量,在产品、服务、组织管理等全领域进行数字化转型将成主流。这些数字化觉醒者,也将前景可期!

MEMS加速度传感器有哪些特点?

在此背景下,许多新兴市场需求涌现,客观上再次促进传感器技术的创新。日前,由中国电子[0.630.00%]科技集团第13研究所研制的MEMS加速度传感器突破了高精度SOI工艺加工、圆片级可调阻尼封装、低功耗ASIC专用集成电路等关键技术,在国际招标项目中,一举战胜美国PCB公司和瑞士奇石乐等国际知名传感器厂商。这是国产MEMS加速度传感器首次在国际招标中获胜,标志着中国电科MEMS加速度传感器已达到国际先进产品水平。MEMS加速度传感器具备高精度、高分辨率(分辨率优于10μg)、低噪声(13所2.5μg,国外同类产品约5μg)、低功耗、低温漂、抗过载和超小体积(体积是国外同类产品1/4)、重量小于1.2克(国外同类产品约10克)等技术特点,主要技术指标全面超越国外同类产品。目前,MEMS传感器主要应用在汽车和消费电子两大领域。汽车工业是传感器的一个重要应用领域。每辆汽车会有40到上百个传感器,而汽车智能化的发展趋势也将促进汽车市场对传感器的需求。

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