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全球首席技术官谈TE传感器未来如何演进

行业上下游中国仪表网2015年08月12日 17:14人气:33169

  【中国仪表网 行业上下游】日前在“TE创新日”活动上,TE全球首席技术官(CTO)以及来自TE全球技术总部的各领域专家们进行了深入交流,从汽车电子、V2V到数字化工厂、先进制造,再到物联网、智能家居,数据、电力或信号所到之处,都有着TE的连接和传感解决方案。对于“技术本身将如何演进、推动应用的创新”这一话题,TE或许最有发言权。
  
  图1:“TE创新日”活动上,带有CTO Rob Shaddock先生头像的机器人
  
  CTO眼中一年、三年或更远的前瞻技术
  
  技术不断更迭,对于短期内TE所关注的技术趋势,Rob Shaddock先生率先表示,“日益增多的传感器将肩负起收集海量数据的重任,传感器的小型化趋势会是近期一个比较大的关注点。TE近期努力的方向主要体现在两个方面:首先是传感器小型化,表现为尺寸越来越小,从而可以嵌入到更多的装置中;其次是传感器的多功能化,即一个传感器同时能测更多的数据。TE将会在一年内推出更多小型化的传感器件。”
  
  对长期前瞻性技术趋势,Rob Shaddock也表示:“我们注意到,许多智能设备的厂家或客户希望看到更高的集成度产品,希望能够将传感器、连接器或总线接口等集成到一个产品中。所以这也将是长期值得关注的一大方向。”
  
  CTO谈TE传感器最大优势:严苛环境是关键
  
  “传感”正逐渐成为TE另一项业务发展的重点。谈到TE在传感领域的独特优势,Rob Shaddock表示:“连接器和传感器的组合将是TE业务发展的关键,我们将比同行更为专注其在严苛环境下的应用。例如对于传感器件,TE将更注重严苛环境下的封装,包括传感器本身的封装和模块的封装,以适应诸多严苛环境下的应用。TE的传感器和集成传感器模块按照严格规范设计和制造,能适应于更多样化的环境。目前,TE所提供的传感器技术包括位置、压力、温度、湿度、流量、振动、液位、超声波传感器技术等。从汽车到工业,从医疗到航空航天,从家电到测试和测量,很多行业应用都对环境适应性要求颇高,对器件封装和性能要求也很高,而这恰恰也是TE所擅长的。”
  
  不仅是传感,TE产品所覆盖的客户群体也来自方方面面,既有像中国商飞、国家电网这样的行业巨头,也有谷歌这样的科技新贵。在很多企业的应用中,严苛环境都是需要注意的重要方面。据杨立章介绍,“TE希望能提供核心部件帮助这些企业准确收集或传输数据。例如在TE和商飞的合作中,TE的传感器被应用于捕捉发动机的某些关键数据;在和国家电网公司的合作中,TE也直接或间接地为电网中的关键设备提供部件,如在特高压方面的一些核心部件。”
  
  包括连接器与传感器在内,为了使生产出的产品更能适应严苛环境,TE上海研发中心内设有CNAS授权的“电子元器件测试实验室”,该实验室能进行各种严苛环境的电子元器件测试,包括电气安全实验、失效分析实验、腐蚀性气体实验、环境性能实验、材料实验等。
  
  智能环保汽车:TE参与的V2V、新能源项目
  
  构建更加智能和环保的汽车,是TE对于汽车领域的发展目标。众所周知,车内电子元器件的使用日益增长,据Rob Shaddock介绍,“汽车电子部件的增长速度是汽车本身数量增长的三倍,其中传感器和一些电子设备的应用已使汽车的安全性大大增强。而确保安全的另一种做法就是通过汽车之间的通信使行车更为安全,TE正好参与到这一通信技术的建设中。”
  
  对于参与V2V车间通信技术,Rob Shaddock补充道,“TE主要参与V2V的部分是在天线系统,构建V2V系统的一大挑战就来自于车上的天线系统。所有的车必须有同步通信,目前需要两个或更多天线来支持。基于移动网络或NGPS来实现的车对车通信传输则有希望能集成到一个天线来实现。而TE拥有很强的天线设计能力,可以利用先进制造技术,如3D打印,来制造高性能和复杂的天线系统。”
  
  除此之外,TE还和许多车厂进行着紧密合作,参与许多电动汽车和混合动力车方面的工作。TE是混合动力车关键部件的供应商之一,产品广泛应用于各种新能源车型,比如TE为FormulaE电动方程式赛事提供相关产品和技术的支持。对于智能环保的大趋势,Rob Shaddock也强调,“有两大趋势可以看到:一是汽车内部零部件从铜到铝的替代进程,可以减轻重量、节能减排。二是汽车内部信号的传输方式,从点到点的线束转到数据总线的连接,通过这种传输结构,使车内信号传输更有效。”
  
  数字化工厂:TE也做大数据分析和云平台?
  
  答案是,是的。
  
  世界正经历着物联网和大数据等方向的演进,海量数据的采集和分析结合高度自动化的生产,衍生出数字化工厂和工业4.0等概念。在这些工业领域,连接器和传感器都有着独特的应用环境。TE对于先进制造与数字化工厂也有着自己独特的理解。据David B.Sinisi介绍:“TE正在对公司内部的多家工厂进行数字化改造,改造的重点体现在从工程设计到生产的方方面面,其中包括利用3D建模、模拟、用于机器互联的传感器以及利用大数据分析产生的生产私有云平台等。工业4.0将提高生产效率、效能及可持续发展,其主要包括10条法则――系统集成、物联网、信息安全、云计算、大数据、仿真模拟、增量制造、增强现实技术、机器人、移动。所有这些内容在TE数字化工厂中都进行了试点和使用。”
  
  据介绍,TE此次的数字化工厂改造仅为内部试点的改造,但其中并不仅限于数据收集和传输等TE所擅长的部分,更包括了上层生产控制和大数据分析等平台的构建。据David介绍,“TE数字化工厂的大数据分析平台是TE通过自行开发及与合作伙伴开发联合实现的。TE在数字化工厂试点所做的第一步是所擅长的数据传感、收集状况信息与互连传输的部分,第二步是将数据整理分析。很多数据收集和储存都是利用私有云相关的概念和技术来做,数据只有通过分析才能最大化其价值。目前,在大数据分析方面还有很大的提升空间。”
  
  而据TE位于上海的数字化工厂负责人介绍,TE对所有生产机器进行了数字化改造,硬件上实现其联网功能,使设备本身实时产生的PLC、数控等数据可以被存储,并通过大数据平台实现数据分析,使现场生产工人可以通过平台(图2)实时看到生产设备运行状态,生产计划安排,设备总体效率、质量产出、原材料追溯等情况,并可生成生产数据报告提供给客户。对客户而言,如果某一批次产品出现质量问题,将可以追踪到当时生产环节的各项数据,对客户提高产品质量多一层保障。
  
  图2:现场工人可以通过平台实时看到各类生产状态。
    
  图3:平台列出的生产计划安排。
    
  图4:采用数字化平台控制后,捕捉机器短暂停工次数,分析并使机器效率增加。
    
  先进制造:3D建模、机器人
  
  如果说3D打印彻底颠覆了传统的开模方式,那么3D建模 3D打印则彻底加速了生产制造进程,为更先进的制造带来可能。在TE工厂,我们就亲眼见证了“3D建模 3D打印”所带来的优势。在TE工厂中,被称之为“工业CT”的3D扫描CT,可以被应用于TE自身连接器等器件的数字化建模过程中,只需将器件放入该机器,就能形成器件的完整结构图形,完成立体的数字建模(图5),该模型也可通过3D打印输出(图6),从模型转换成产品,这也是在先进生产过程中引入数字化的一个典型案例。
  
  图5:将盒盖上的器件放入3D扫描CT,就能形成器件的完整结构图形,完成立体的数字建模。
  
  图6:通过3D打印输出各类器件
  
  对于先进制造另一项关键技术机器人,博士也介绍到,“机器人已经全面应用于提升工厂效率或是应用在手工艰难的环境中,来提升产量、质量与安全性。TE并不直接提供机器人,但基本上TE与全球主流的机器人制造厂商都有紧密的合作。TE提供机器人应用中的许多传感器、线速、连接等器件,并与系统供应商一起创建Eco-system,希望以此助力‘中国制造2025’。”
  
  除了上述两方面,TE也提供激光、水力切割等应用为中国企业利用先进制造提供更多创新的可能性。表示,“通过这些先进的制造技术结合自动化、数字化生产的应用,能大大加快新品开发周期、降低研发预算,为开发和生产过程带来更多创新的可能。”
  
  更智能互联的生活:智能家居、IoT
  
  在消费电子领域,更智能化是不可否认的趋势。从手机、家电到家居,帮助这些领域的产品进行智能化转变也是TE重视的方向。对此,JimToth博士表示:“不同的产品所对应的应用需求有所不同,但究其核心有着很大的共性,就是‘传感 连接’,同时这些传感与传输对稳定性和可靠性要求很高。在消费领域,市场变化迅速是一大特点,客户的需求也变化很快,所以面对不同需求,持续创新是关键。在智能家居领域,目前看到的三大应用方向为:能效的节省、维护成本的降低以及功能的创新。
  
  首先,传感与IoT互连技术正帮助家电或家居产品实现更节能、更低能耗的助益;其次,这两大技术也为智能家电等产品提供更好的后期维护体验或直接使维护成本下降;最后,诸如‘冰箱告诉你何时买牛奶’的创新功能也驱动着功能性新市场的开辟。对于可预见的万物互联的时代,如何更好的收集与传输这么大规模的数据量是一个极为重要的课题。这对TE而言,将会是极大的机遇。”
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