工業(yè)4.0遠(yuǎn)未到來 智能化已在路上

　　工業(yè)4.0遠(yuǎn)未到來

　　對于國內(nèi)的工廠而言，以工業(yè)機(jī)器人為例，這是一個(gè)快速增長的行業(yè)，特別是在中國，隨著人力成本的增加，在工業(yè)應(yīng)用中，機(jī)器人的應(yīng)用率會(huì)越來越高。但就目前現(xiàn)狀而言，在中國，市場總?cè)萘窟€不高，可以預(yù)見，在今后的3～5年內(nèi)，工業(yè)機(jī)器人市場在中國，會(huì)是一個(gè)絕對容量不算大，但相對增長率很快的市場。

　　以工業(yè)4.0浪潮中十分重要的物聯(lián)網(wǎng)為例，ADI公司亞太區(qū)電機(jī)與電源控制行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤表示，ADI十分看好物聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展。未來工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)有明確的行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將以智能組網(wǎng)，低功耗，高度集成化作為主要發(fā)展趨勢和目標(biāo)。同時(shí)，統(tǒng)一的協(xié)議棧也是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展重點(diǎn)。

　　第四次工業(yè)革命是綠色工業(yè)革命，一系列生產(chǎn)函數(shù)發(fā)生從自然要素投入為特征，到以綠色要素投入為特征的躍遷，并普及至整個(gè)社會(huì)。其核心特征應(yīng)該是高效節(jié)能，網(wǎng)絡(luò)化與模塊化。

　　而于常濤認(rèn)為中國目前還是處在工業(yè)3.0的初期階段，為什么?請看下面的劃分

　　另外，也有著明顯地域特性，從伺服相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)分布來看(不是最終用戶)，珠三角是最集中的區(qū)域，然后是上海及周邊，再其次是武漢，最后是北京。

　　另外，不同的行業(yè)，對產(chǎn)品要求也有這明顯的不同，相對而言，CNC和機(jī)器人是有著性能要求的行業(yè)。

　　從目前ADI接觸到的工業(yè)客戶來看，機(jī)器人是一個(gè)快速增長的行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，其安裝量保持了近30%的年增長率。同時(shí)，機(jī)器人所應(yīng)用的行業(yè)，由之前用于汽車焊接、噴繪的產(chǎn)業(yè)，擴(kuò)展到常規(guī)的工業(yè)應(yīng)用場景，如搬運(yùn)、碼垛、點(diǎn)焊等等。應(yīng)用于汽車行業(yè)的機(jī)器人，是屬于技術(shù)高端的產(chǎn)品，一直由國外公司所壟斷，如ABB、FANUC等。常規(guī)工業(yè)所需要的，往往是小尺寸、緊湊型的機(jī)器人(或者說機(jī)器手臂)，技術(shù)水平要求相對偏低，也是目前國內(nèi)企業(yè)所主攻的市場。

　　就對半導(dǎo)體技術(shù)的需求而言，具有應(yīng)用針對性的專用芯片以及系統(tǒng)級解決方案是大趨勢。而細(xì)分應(yīng)用市場的趨勢也決定了半導(dǎo)體產(chǎn)品的具體發(fā)展方向，例如通信所需要的更高速和高集成度(如單片集成的收發(fā)方案)，物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備所需要的低功耗和高能效以及新的傳感器技術(shù)，工業(yè)自動(dòng)化升級所需要的更高精密度和更多功能的集成，可再生能源和新能源汽車所要求的高能效轉(zhuǎn)換和電源/電池管理技術(shù)。

　　汽車以及機(jī)械加工行業(yè)有著明顯的高需求。原因很簡單，自動(dòng)化與先進(jìn)制造是相關(guān)的。那些對于制造工藝，生產(chǎn)流程等，有明顯技術(shù)要求的行業(yè)，會(huì)優(yōu)先提升自動(dòng)化的水平。

　　難點(diǎn)在哪兒

　　于常濤表示，“智能”是一個(gè)相對的概念，但不可否認(rèn)智能化是一個(gè)趨勢，因?yàn)橛脩舻男枨笤谧兓夹g(shù)在革新進(jìn)步。至于在智能化的提升過程中，遇到的主要技術(shù)障礙，也沒有辦法簡單來描述。把范圍縮小，結(jié)合國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人廠商，于常濤認(rèn)為如下幾個(gè)方面還有提升的空間：

　　1) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2) 軟件算法

　　3) 技術(shù)創(chuàng)新以及對新技術(shù)的敏感度和接受度

　　半導(dǎo)體廠商與工業(yè)機(jī)器人制造廠商之間的緊密配合，深層次的技術(shù)合作，無疑是一種很好的技術(shù)提升的方式。

　　就未來的發(fā)展而言：

　　1) 互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)給工業(yè)生產(chǎn)帶來的革命性變化。

　　2) 其次，虛擬與實(shí)際的界限似被消除。所有生產(chǎn)程序均可提前在計(jì)算機(jī)中仿真模擬，可在虛擬世界中就完成生產(chǎn)的分析與優(yōu)化。

　　3) 人工將在很大程度上被機(jī)器智能取代。

　　ADI在做什么

　　ADI秉承技術(shù)創(chuàng)新的理念，有很多的產(chǎn)品和方案。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，重點(diǎn)突出二個(gè)方面的產(chǎn)品和方案：

　　一.電機(jī)控制系統(tǒng)級方案

　　針對電機(jī)控制，特別是伺服控制，ADI有著完整的系統(tǒng)方案，包括處理器，安全隔離相關(guān)的派生產(chǎn)品，位置檢測，以及模擬信號處理等，甚至延伸到軟件算法。在伺服控制中，高精度電流和電壓檢測可提高速度和扭矩控制性能，要求12位及以上的性能的多通道ADC。

　　二.傳感器技術(shù)

　　探討工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，不得不提到當(dāng)前的熱點(diǎn)―工業(yè)4.0。在這個(gè)概念下，通過自動(dòng)控制，網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算將人，機(jī)器設(shè)備和信息連接在一起。就生產(chǎn)制造的流程而言，就是將這一切整合到一個(gè)數(shù)字化的企業(yè)平臺(tái)。

　　物聯(lián)網(wǎng)中傳感器側(cè)對處理器的要求主要是低功耗、低成本、小體積，同時(shí)要能方便地支持可靠的連接(如射頻傳輸?shù)?----如果處理器能集成傳感器和射頻傳輸?shù)鹊脑捀谩DI公司的處理器的有獨(dú)特的低功耗設(shè)計(jì)，能達(dá)到低功耗和高性能的平衡。比如，BF70x系列處理器在與同類產(chǎn)品性能相當(dāng)?shù)那闆r下功耗降低一半，非常適合需要高性能(圖像處理)和低功耗(電池供電)的智能傳感器應(yīng)用。ADI針對物聯(lián)網(wǎng)推出了AD9361無線收發(fā)模擬前端。對于智能化工廠的產(chǎn)品主要在工業(yè)組網(wǎng)上。

　　有多個(gè)維度可以來佐證ADI正在發(fā)揮的作用。

　　銷售額：ADI公司在伺服控制(自動(dòng)化的一個(gè)子集)這個(gè)行業(yè)中，市場占有率逐步在提升

　　客戶推廣：ADI的產(chǎn)品以及方案，在珠三角以及上海周邊的客戶群當(dāng)中，都有著很好的進(jìn)展。

　　ADI具有業(yè)界領(lǐng)先的ADC技術(shù)，包括了隔離ADC產(chǎn)品，它們可以很好地滿足高精度控制的要求。位置檢測性能是伺服控制的關(guān)鍵，常常使用光學(xué)編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置傳感器，對于高污染及強(qiáng)震動(dòng)的工業(yè)及汽車應(yīng)用環(huán)境，旋轉(zhuǎn)變壓器將會(huì)被越來越多采用;ADI可以提供高精度RDC(Resolver to Digital)來滿足使用旋轉(zhuǎn)變壓器的位置檢測場合。從考慮安全和保護(hù)的角度，信號采樣和功率器件驅(qū)動(dòng)應(yīng)采用隔離技術(shù)，ADI公司的iCoupler數(shù)字隔離器產(chǎn)品可滿足高壓安全隔離要求。在工業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)中，IC產(chǎn)品需要更長的生命周期和更高的可靠性。

　　另外，MEMS產(chǎn)品，如陀螺儀、加速度計(jì)，也是ADI針對電機(jī)控制應(yīng)用的核心產(chǎn)品之一。目前，可以看到的一個(gè)應(yīng)用就是設(shè)備的工作狀態(tài)監(jiān)控，它是這樣的一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用。ADI的WSN(Wireless　Sensor　Node)方案主要面向于智能樓宇的無線網(wǎng)絡(luò)解決方案。ADuCRF101　是一款集ARMCortrexM3處理器與RF為一體的單芯片解決?！≡摲桨钢С侄喾N無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，　包括ADI的ADRadioNet以及6LoWPAN，Wireless MBus及WiSun Alliance。除了SoC方案，ADI還提供一系列的RF 收發(fā)芯片，以ADF70xx， ADF72xx為代表的RF芯片支持從數(shù)百兆到2.4G的頻率范圍。

　　針對工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)--伺服器，也是有很多技術(shù)難點(diǎn)存在的。結(jié)合ADI所提供的方案，如下幾個(gè)方面可以參考和借鑒：

　　1) 處理器平臺(tái)：ADI針對通用伺服而推出的ARM Coretex M4F內(nèi)核處理器CM40X，主頻快，外設(shè)豐富，高性能ADC，并且是標(biāo)準(zhǔn)化以及通用性程度高的ARM平臺(tái)，可以非常好地支持中高端伺服器的需求;

　　2) 電流采樣的數(shù)字化：AD740x系列隔離∑-ADC配合CM40X處理內(nèi)部集成的Sinc濾波器，可以完美地實(shí)現(xiàn)中小功率伺服器的電流采樣功能;

　　3) IGBT門驅(qū)：ADuM4135/36具備非常小的傳輸延遲，更好的通道匹配度以及非常好的CMTI等優(yōu)勢。