工业无线传感器网络产品是由无线传感器、无线网关、监控主机等构成,具备范围广、布设方便、稳定性高、成本低等特点,在某些领域无线传感器网络产品对有线网络传感器产品的替代作用不断增强,且替代比例呈上升趋势。此外,随着工业4.0概念的逐渐推广,工业生产智能化成为未来工业转型的重要手段,作为工业智能化重要技术之一的无线传感器网络技术必将发挥越来越重要的作用,而工业无线传感器网络市场也将赢来更为广阔的发展机遇,行业增长速度有望稳定增长。
①监测市场
A、智能工业领域
我国工业制造业正面临新一轮产业革命的契机,制造企业利用物联网技术进行改造升级的需求十分迫切,信息技术企业也在积极借助物联网技术,以其为突破口迅速向工业领域渗透。以智能化为核心的工业4.0的提出,契合了物联网技术向工业领域融合的趋势,未来市场发展潜力巨大。智能制造中的核心之一是工业过程的智能监测。
将无线传感器网络技术应用到智能监测中,将有助于工业生产过程工艺的优化,同时可以提高生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平,使得生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。2015年5月国务院颁布了《中国制造2025》,明确提出了要突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统等智能核心装置,在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间,促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。随着物联网的快速发展和工业4.0的进一步推进,以智能化为核心的工业过程控制将得到发展,进而拉动对基于无线传感器网络技术的监测方案的市场需求。
B、数字油田领域
数字油田是全面信息化和自动化的油田,无线传感器网络技术作为自动化核心技术之一,在石化生产的各个环节都有着非常广泛的应用,已引起石油企业的高度重视。早在2011年,为提高油气生产管理水平,实现信息化与工业化的融合,中国石油发布了《中国石油“十二五”信息技术总体规划》,提出建设“油气生产物联网系统”(以下简称A11系统)。A11系统通过生产数据自动采集、油气生产环节自动控制和流程优化,以实现生产方式的转变、生产效率的提高、管理水平的提升。2013年中石油颁布了《中国石油油气生产物联网系统建设规范》,规范内明确了井场设备选型宜采用无线仪表,并明确规定了系统类的无线网络通讯协议。2012年3月,中石化胜利油田发布《生产数据自动化采集系统建设规范》,同样明确了无线传感器网络系统是油气井生产数据监测的优选方案。
C、智能电网领域
智能电网的智能体现在通过对先进的传感和测量技术、设备技术、控制方法和决策支持系统技术的应用,提高能源的利用率,提高供电安全,节约用电成本,从而提高电网的综合效率。国家电网公司在“2009特高压输电技术国际会议”上提出“坚强智能电网”的发展规划,规划提出2016年至2020年将建成统一的“坚强智能电网”。国家电网公司公布数据显示,在发展规划的三个阶段中总投资预计超过4万亿。
2015年7月,国家发展改革委、国家能源局颁布了《关于促进智能电网发展的指导意见》,意见提出鼓励发展配电网柔性化、智能测控等主动配电网技术,鼓励云计算、大数据、物联网等技术在电力系统的应用支撑,到2020年,初步建成安全可靠、开放兼容、双向互动、高效经济、清洁环保的智能电网体系。随着智能电网的快速推进,作为物联网核心技术之一的无线传感器网络技术将进一步发挥巨大作用,而基于此技术的智能电网监测方案也将迎来市场需求。
②检测市场
装备制造领域:装备制造是制造业的核心组成部分,是国民经济发展特别是工业发展的基础。近年来,国家出台了《装备制造业调整和振兴规划》、《高端装备制造业“十二五”发展规划》等政策,大力支持国内装备制造业加强自主创新能力,加大科研投入力度。2015年5月,国务院出台了《中国制造2025》,将进一步实现制造业升级,以带动装备制造业发展。在国家大力推进装备制造业的背景下,众多企业开始投入大量的人力和物力,以不断优化设计,降低成本,缩短周期,提高产品竞争力,占领制造业市场的制高点。而检测产品作为装备企业实现装备性能提升、加快产品设计、缩短产品开发周期所必备的设备,市场存在需求。
科研领域:专业科研机构主要承担国家和企业具体的研究项目,同时部分科研机构还承担着国家重点装备、技术的研发任务。随着国家及大型工业企业在结构力学项目上研发投入的增加,这些专业科研机构对检测的需求将会有所增加。
检测领域:专业检测机构承担着对重点工程项目的监督检验、特种设备型式检验、大型结构安全检验及新型科研产品性能检验,而高标准的力学测量仪器是检验结果准确性的重要保障。随着我国工业化进程的推进,国家逐步完善对重点工程及设施的标准化管理,出台一系列监督检验管理规定,将有一系列重大工程项目及新型设备需要进行力学参数检测,加之已有尚需检测的大量基础工程项目,未来检测需求存在一定空间。
教学及实验领域:尤其是理工院校,具备高水平的实验检测设备是实践与研究必备的基础,实验装备水平是影响院校科研实力的重要因素之一。教学及实验领域对检测存在持续需求。
国防研究领域:由于国防研究院的研究对象多为高速武器装备,该类装备的特殊性决定了其对稳定性和安全性的高要求。因此,在研发和设计时,研究单位需要对这些装备的动态力学、静态力学特性进行大量的测试,确保结构的可靠性。近年来国家实施了诸多大型武器装备、航母工程、深潜器工程、载人航天工程和探月工程项目,这些大型工程投入资金大,对工程要求标准极高,将给检测市场带来市场需求。
无线检测具备布设灵活、范围大、成本低、稳定性高、移动支持等优势,能够满足上述领域中客户对检测高标准和低成本的要求,在上述领域中保持着较为稳定的市场份额。
③MEMS压力传感器芯片市场
MEMS传感器芯片作为获取信息的关键器件,对各种传感装置的微型化起着巨大的推动作用,已在航空航天、车辆、生物医学及消费电子产品等领域中得到广泛应用。其中汽车工业和消费电子产品应用是MEMS传感器最主要的应用领域,这两个产业的发展将直接影响MEMS压力传感器的出货量,进而直接带动MEMS压力传感器芯片的市场需求。
汽车电子产业被认为是MEMS传感器的第一波应用高潮的推动者,在众多的汽车MEMS传感器中,使用量较多、发展的最快的是MEMS压力传感器。MEMS压力传感器可满足汽车环境苛刻、可靠性高、精度准确、成本低的要求,其应用方向和市场需求包括进气歧管绝对压力、油压、刹车压力、胎压监测等。根据数据显示,2014年全球汽车MEMS压力传感器市场规模约为13.1亿美元,预计到2018年全球汽车用MEMS压力传感器使用量将达到9.7亿个,市场销售额为16.9亿美元,从2012年到2018年复合增长率为6.5%。
随着移动互联网和物联网的发展,MEMS压力传感器应用已从传统汽车工业领域扩展到消费类电子产品市场,MEMS技术能在很大程度上提高用户体验,其应用方向和市场需求包括海拔高度测量、无人机稳定控制、运动/坠落检测、导航数据补偿、游戏/人机界面、速度/距离计数等。借助消费类产品庞大的用户基数,MEMS压力传感器出货量正以几何级速度增长。Yole developpement数据显示,2014年MEMS压力传感器消费品市场规模为2.14亿美元,预计到2018年消费类产品用MEMS压力传感器使用量将达到16.6亿个,市场销售额为6.1亿美元,从2012年到2018年复合增长率为25%。其中,以手机和平板电脑为代表的消费类电子产品成为带动市场发展的重要力量,预计2018年在MEMS压力传感器产品应用中,手机应用市场规模将达到4.33亿美元,平板电脑等其他消费类产品应用市场规模将达到7,150万美元,智能家居应用市场规模将达到1.05亿美元。
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