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有人說中國只是處在“工業(yè)2.5”，還沒必要談“工業(yè)4.0”，也有人說中國可以彎道超車。“但無論工業(yè)4.0到什么程度，我們的確看到了一些機會，如生態(tài)系統(tǒng)和伙伴關(guān)系、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)、人工智能、智能機器人和協(xié)作機器人、增強現(xiàn)實、網(wǎng)絡(luò)安全、可穿戴設(shè)備、自動駕駛車輛等，這也給ADI帶來面向中長期發(fā)展的潛在機會。”ADI亞太區(qū)工業(yè)自動化行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤近日在第八屆年度中國電子ICT媒體論壇暨2019產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會上，分享了ADI在工業(yè)自動化相關(guān)的產(chǎn)品方案。
于常濤分析，工業(yè)4.0帶來的是生產(chǎn)效率提高、安全性能提升、非常龐大并且越來越強大的數(shù)據(jù)分析能力，以及為生產(chǎn)整體帶來靈活性。但是，也可以發(fā)現(xiàn)目前很多中國企業(yè)很大程度上需要解決的是生存的問題，還不是發(fā)展的問題，生存過程中面臨同質(zhì)化的競爭，同時還要尋求出路，因此需要產(chǎn)品具備差異化，同時，工業(yè)4.0固然提升了靈活性、生產(chǎn)效率，也伴隨著很龐大的投資，企業(yè)就會有所顧慮目前是否到了合適的時間點做這些投資，這也是工業(yè)4.0怎么落地、什么時候落地直接相關(guān)聯(lián)的問題。
在工廠中，機器人應(yīng)用、控制系統(tǒng)、若干儀表和傳感器、穩(wěn)健的傳輸通訊網(wǎng)絡(luò)這四大部分把各網(wǎng)絡(luò)連在一起。恰恰ADI能夠提供從前端的檢測，各類傳感器，到后端的測量，技術(shù)、參考、ADC，再到數(shù)據(jù)解析，以微處理器或DSP為基礎(chǔ)，與邊緣計算相切合應(yīng)用于特定領(lǐng)域。
于常濤表示，圍繞實際工廠的應(yīng)用場景，ADI的方案已經(jīng)涵蓋了各個環(huán)節(jié)。之前對機器人的核心要求是讓機械手臂動起來，需要有控制系統(tǒng)、相應(yīng)的硬件軟件設(shè)計，還有基本的安全功能。但隨著智能化、靈活性、物聯(lián)網(wǎng)等概念的興起，人工智能概念融合之后，賦予了機器人更多元素，這些元素更多體現(xiàn)在傳感器上，檢測各關(guān)節(jié)當(dāng)前的角度，即在大負(fù)載情況下，手臂的抖動情況，同時機器人在工作過程當(dāng)中，特別是協(xié)作機器人，與工作人員緊密配合時候如何保證安全性。同時，機器人作為工廠的一分子，需要把參數(shù)上傳到云端，為通訊領(lǐng)域帶來了機會。得益于工業(yè)4.0和中國制造2025，新的需求和新的技術(shù)導(dǎo)向催生了ADI新的機會。
機器人控制系統(tǒng)
機器人控制系統(tǒng)的核心是模塊，是直接連接現(xiàn)場儀表和整個控制單元當(dāng)中的紐帶。ADI針對整個模塊量輸入模塊，推出了最新一代的AD411X產(chǎn)品，集成了多重保護功能，同時提供相應(yīng)的電源解決方案。在應(yīng)用過程中，基本上是24V輸入、5V輸出的電源架構(gòu)。AD411X產(chǎn)品每個通道都可以任意地定義為數(shù)字量的輸入輸出，或者模擬量的輸入輸出，所以把它叫做軟件定義I/O。
于常濤介紹，如現(xiàn)場有十個傳感器，需要接入之后，在電器柜這一側(cè)有10%的余熱，十個通道的輸入，工程完成之后可能要額外多留兩個通道，以防客戶新的需求增加或者損壞做備份使用。并且有些現(xiàn)場對信號類型需求也不一樣，所以在一些工廠的過程控制應(yīng)用當(dāng)中，有些客戶就把這個產(chǎn)品應(yīng)用起來，叫做小型化的PLC的控制柜，而不是說傳統(tǒng)的所有的現(xiàn)場全部連到一個房間來，需要很長的線纜。
此外，為了配合安規(guī)的要求，借助這個產(chǎn)品的靈活性，就可以給終端客戶在工廠實施過程當(dāng)中，為工人清晰標(biāo)注出數(shù)字型、模擬型的，把信號的正負(fù)連接對，完全根據(jù)現(xiàn)場的實施結(jié)構(gòu)，通過軟件的方式把系統(tǒng)完整地運行起來，從而大程度節(jié)省現(xiàn)場工程安裝的難度和成本。
工業(yè)以太網(wǎng)
工業(yè)4.0或智能制造重點強調(diào)的是網(wǎng)絡(luò)化。工廠中以有線網(wǎng)絡(luò)為主，除了傳統(tǒng)的基于RS-485/RS-422的現(xiàn)場走線之外，更多的是工業(yè)以太網(wǎng)，工業(yè)以太網(wǎng)把現(xiàn)場所有傳感器全部匯集到以這個產(chǎn)品為基礎(chǔ)的小型化控制之后，所有數(shù)據(jù)進行匯集，然后這些大量的數(shù)據(jù)就可以走現(xiàn)在的工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，從而為現(xiàn)場節(jié)省線纜的布置，提高方案的性價比。這也是ADI今年推出的明星產(chǎn)品，重點體現(xiàn)靈活性、集成度、軟件可配置性。
“ADI產(chǎn)品可以用單一一顆芯片支持現(xiàn)在主流的工業(yè)以太網(wǎng)的協(xié)議，可以有個單一的硬件平臺，通過調(diào)用或者編寫部分的軟件方式，就可直接實施不同的工業(yè)以太網(wǎng)的協(xié)議。不僅如此，工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)存在若干年了，并不是新興事物。作為下一代的延續(xù)，需要涉及時間敏感網(wǎng)絡(luò)，此前工業(yè)以太網(wǎng)都是各大廠商主導(dǎo)推出的，比如西門子通過PI、ETG等等，其間帶來一個問題：各廠商之間完全不兼容。”
“現(xiàn)行的工業(yè)以太網(wǎng)都是運行在一百兆的通訊速率之下，但事實上工廠中有一些對實時性要求不高，數(shù)據(jù)量很大的數(shù)據(jù)源，比如攝像頭、機器視覺、工業(yè)相機這些應(yīng)用場景，在兩個比較大的因素驅(qū)動之下， TSN網(wǎng)絡(luò)既兼顧了一些實時性數(shù)據(jù)的傳輸，同時保留了帶寬，它在數(shù)據(jù)鏈上提倡數(shù)據(jù)兼容，不存在壟斷的門檻?；谶@個趨勢，ADI一方面運用現(xiàn)有產(chǎn)品支持普及率越來越高的現(xiàn)行工業(yè)以太網(wǎng)，同時在今年底也會推出下一代的基于千兆的TSN技術(shù)。
機器健康監(jiān)測
機器健康監(jiān)測從去年到今年，是非?；馃岬囊粋€點，同時機器健康監(jiān)測也是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)一個很好的落地的實踐，機器健康監(jiān)測也被越來越多的客戶所接受。
如風(fēng)電、火電、核電等化工廠的應(yīng)用場景，有一些國家硬性規(guī)定的安全方面的考慮，也包括風(fēng)機、風(fēng)能，過往很多靠人工的方式，現(xiàn)在越來越多的客戶評估后發(fā)現(xiàn)構(gòu)建一套自動化系統(tǒng)非常劃算，一方面可以拿到高效的數(shù)據(jù)，同時可以節(jié)省人力成本，使設(shè)備安全更有保證。
“并且，這樣的技術(shù)讓我們有很好的方式搜集到工業(yè)現(xiàn)場各種設(shè)備大量現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)放到云端做系統(tǒng)處理。這個架構(gòu)就是很典型的智能+、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用。” 于常濤認(rèn)為。
ADI最突出的產(chǎn)品就是基于加速度計的產(chǎn)品，因為在機器健康相關(guān)的各種各樣的檢測參數(shù)當(dāng)中，溫度是比較關(guān)鍵的參數(shù)。同時，震動也是關(guān)鍵參數(shù)，從而知道機器的損壞會帶來震動情況的反饋。同時配合后端的信號處理，跟邊緣計算的理念相結(jié)合，以低功耗為基礎(chǔ)，注入頻率數(shù)據(jù)的分析、時間預(yù)算的經(jīng)驗學(xué)習(xí)、算法等。
同時，ADI把一些有特色的產(chǎn)品與方案整合在一起，形成完整的DEMO系統(tǒng)，包括震動檢測節(jié)點，基于無線傳輸方案檢測震動，天線，電機驅(qū)動，同時在PC端還做了GOI，可以看到相關(guān)數(shù)據(jù)?；谠撓到y(tǒng)，就可以第一時間拿到你需要的關(guān)于機器檢測的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，把工作重心集中在更有附加值、更有意義的、基于云端的算法上面。
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