隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)自動(dòng)化也在不斷地推進(jìn)。近年來，全球人力成本的上升更是加速工廠的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。工廠自動(dòng)化指自動(dòng)完成產(chǎn)品制造的全部或部分加工過程，實(shí)現(xiàn)工廠的綜合自動(dòng)化，包括設(shè)計(jì)制造加工、企業(yè)內(nèi)部管理、市場(chǎng)信息處理等信息流的全面自動(dòng)化。要真正達(dá)到工廠完全自動(dòng)化水平，需要計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、IT技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)，傳感器技術(shù)等。

作為全球知名的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與制造企業(yè)，德州儀器 （TI） 為設(shè)計(jì)人員提供創(chuàng)新技術(shù)、系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)和廣泛的參考設(shè)計(jì)。無論是從事工業(yè) 4．0 的設(shè)計(jì)還是電機(jī) 驅(qū)動(dòng)和控制方面的設(shè)計(jì)，TI 均可幫助客戶攻克最棘手的系統(tǒng)級(jí)挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)人員可為任何工業(yè)市場(chǎng)設(shè)計(jì)出更 智能、更強(qiáng)大的工業(yè)系統(tǒng)，從而創(chuàng)建更安全高效的環(huán)境。近日，TI在深圳舉辦了主題為《工廠自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)的創(chuàng)新》的媒體見面會(huì)活動(dòng)，德州儀器處理器部門負(fù)責(zé)人Sameer Wasson、德州儀器中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻等分享了TI在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是工廠自動(dòng)化、機(jī)器人方面最新的技術(shù)和方案，并介紹了Sitara AM6x 處理器、60－GHz 毫米波傳感器等產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)。

為工業(yè)自動(dòng)化而生的Sitara AM6x處理器

工業(yè)自動(dòng)化是打造無人工廠，人越少的話，整個(gè)自動(dòng)化會(huì)做得更好。傳統(tǒng)的工廠要實(shí)現(xiàn)工廠的全自動(dòng)化就得打造智能工廠。處理器對(duì)工業(yè)而言至關(guān)重要，通過工業(yè)處理器的集成，工廠里的機(jī)器才會(huì)更加智能。德州儀器處理器部門負(fù)責(zé)人Sameer Wasson表示，在整個(gè)工業(yè)應(yīng)用里有一些趨勢(shì)。

德州儀器處理器部門負(fù)責(zé)人Sameer Wasson

一是需要統(tǒng)一的平臺(tái)，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，很多的應(yīng)用是分散的，它們需要一個(gè)綜合的平臺(tái)去解決問題。不同的應(yīng)用場(chǎng)景要用不同的平臺(tái)去研發(fā)和設(shè)計(jì)，這樣做很浪費(fèi)時(shí)間，而且無法運(yùn)用已經(jīng)做好的產(chǎn)品。要解決工業(yè)自動(dòng)化的研發(fā)困難，需要一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研發(fā)。對(duì)平臺(tái)性能的需求，有了統(tǒng)一平臺(tái)去做不同設(shè)備時(shí)，平臺(tái)需要的性能會(huì)越來越強(qiáng)，也需要很多云端服務(wù)器做這些應(yīng)用。對(duì)于本地運(yùn)算性能的要求，包括數(shù)據(jù)搜集、處理等，需要邊緣計(jì)算和AI等做實(shí)時(shí)運(yùn)算，以前工廠用MCU處理，現(xiàn)在很多開始轉(zhuǎn)向大的AM處理器解決問題。

二是保密性，安全保密部分是非常重要的，以前很多設(shè)備想互獨(dú)立，如今要互聯(lián)互通，這些設(shè)備在聯(lián)網(wǎng)情況下，如果沒有保密協(xié)議，很容易被黑客攻擊，造成很大的災(zāi)難。當(dāng)然，做無人工廠不一定完全沒人參與，哪怕一個(gè)人在工廠，也要確保在他們的安全，從這個(gè)角度而言，企業(yè)在進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，也需要考慮機(jī)器周邊的人身安全。

三是互聯(lián)互通，這些數(shù)據(jù)除了在本地進(jìn)行運(yùn)算，也有很多數(shù)據(jù)要傳送到云端，這樣的應(yīng)用是需要本地運(yùn)算加云端進(jìn)行服務(wù)，從這個(gè)角度，工廠如何實(shí)現(xiàn)本地和云端的連接，也是現(xiàn)在工廠進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化轉(zhuǎn)型需要考慮的一個(gè)方向。

面對(duì)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的應(yīng)用趨勢(shì)，德州儀器也發(fā)現(xiàn)越來越多的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)用了機(jī)器人，在智能工廠里面，需要很多的傳感器，包括溫濕度傳感器、激光雷達(dá)等等，不同的應(yīng)用需要把不同數(shù)據(jù)傳送到終端處理器，幫助處理器作實(shí)時(shí)判斷。對(duì)于工業(yè)的傳感器，需要做底層的配置，這個(gè)傳感器需要很強(qiáng)的穩(wěn)定性能和可靠性，因?yàn)闄C(jī)器通過傳感器搜集的訊息進(jìn)行判斷，一旦某個(gè)傳感器傳送不正確的數(shù)據(jù)，會(huì)給工程造成巨大的災(zāi)難，這也是TI的機(jī)會(huì)，Sameer Wasson表示，為工業(yè)自動(dòng)化而生的Sitara AM6x處理器針對(duì)高集成度且支持多協(xié)議千兆位時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)，提供工業(yè)級(jí)的可靠性，可滿足智能工廠和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用中的工業(yè)自動(dòng)化需求。

邊緣智能如何實(shí)現(xiàn)？

邊緣計(jì)算是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力為一體的開放平臺(tái)，就近提供最近端服務(wù)。由于應(yīng)用程序在邊緣側(cè)發(fā)起產(chǎn)生更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)，滿足行業(yè)在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的需求。德州儀器的毫米波傳感器通過在芯片上處理實(shí)現(xiàn)邊緣智能，它需要將微控制器、DSP處理器等集成到傳感器里面，實(shí)現(xiàn)初級(jí)雷達(dá)處理、特征檢測(cè)和分類等功能。

德州儀器中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻

德州儀器中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻表示，對(duì)工業(yè)4．0而言，機(jī)器間的通訊非常重要，傳感器一樣很重要，除此之外，功能安全和保密機(jī)制等亦不可或缺。當(dāng)然還需要考慮設(shè)備的供電、系統(tǒng)保護(hù)、隔離等技術(shù)難題。工業(yè)設(shè)備需要很好的通訊標(biāo)準(zhǔn)，確保每一個(gè)系統(tǒng)用的通信協(xié)議都是一樣的，這樣才可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，越來越多的分布式功能集成在工業(yè)設(shè)備里面。提到實(shí)時(shí)攻擊，對(duì)時(shí)間的掌控特別敏感，我們看到比較新的處理方法，如TSN協(xié)議，針對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高、安全的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)整個(gè)智能工廠而言，所有的設(shè)備都需要有互聯(lián)互通的部分，它們需要一個(gè)處理性能較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)處理器或邊緣計(jì)算處理器，TI的Sitara系列就能滿足這樣的需求，Sitara就是TI的AM，有可能是AM單核，也有可能是多核AM，還有可能是AM加DSP控制器系列的產(chǎn)品，適合做工業(yè)傳感、工業(yè)通信還有工業(yè)控制的功能。TI有整個(gè)系列的產(chǎn)品，從低端、中端到高端，大內(nèi)核、多內(nèi)核、AM和DSP等不同類型的產(chǎn)品，我們提供一整系列的產(chǎn)品給客戶，讓它們?cè)诓煌瑧?yīng)用里，選擇同一個(gè)平臺(tái)做設(shè)計(jì)。

TI在去年推出的60－GHz毫米波傳感器，克服了與射頻設(shè)計(jì)相關(guān)的傳統(tǒng)挑戰(zhàn)，體積非常小，也能為客戶降低成本，提供高達(dá)4GHz的超寬帶寬。吳健鴻繼續(xù)說道，德州儀器的毫米波傳感器能在單芯片上集成精確的傳感和實(shí)時(shí)決策以及處理，可以在復(fù)雜的環(huán)境下檢測(cè)物體的速度、角度和距離，也能提供高級(jí)算法的片上處理功能。客戶通過這個(gè)毫米波傳感器，能讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)集與片上處理功能，減少工廠在自動(dòng)化設(shè)計(jì)和運(yùn)作時(shí)的錯(cuò)誤檢測(cè)。

機(jī)器人助力工廠的自動(dòng)化升級(jí)

工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動(dòng)執(zhí)行工作，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。TI在機(jī)器人的研究上有新的理念，Cobots機(jī)器人能夠與人類合作，無需用安全欄進(jìn)行隔離。德州儀器中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻提到，Cobots就是把機(jī)器人本身的智能控制加上AI去做判斷，它們會(huì)有更自主的控制能力，我們看到越來越多的趨勢(shì)在智能部分，工業(yè)機(jī)器人里用AI技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能。TI在器械上的ADAS主芯片有很多創(chuàng)新的點(diǎn)，運(yùn)用ADAS研發(fā)好的AI技術(shù)，讓工業(yè)跟機(jī)械變得更加智能。

機(jī)器人在工業(yè)自動(dòng)化里的應(yīng)用也在變化，在工業(yè)領(lǐng)域用到的機(jī)器人也在不斷地演變，機(jī)器人不只是做些簡(jiǎn)單的無人檢測(cè)工作，工廠里的設(shè)備離開人一樣會(huì)做更多不同的感知。我們需要把機(jī)器體積做得越來越小，功耗降低。不同的應(yīng)用情景，機(jī)器人做不同判斷，需要用到不同的傳感器，將搜集的數(shù)據(jù)給機(jī)器做不同判斷，TI要做的就是根據(jù)不同客戶的場(chǎng)景，為客戶提供不同的參考設(shè)計(jì)。

總結(jié)：

盡管傳統(tǒng)工廠在進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)過程中會(huì)面臨成本上升和技術(shù)缺失等難題，但隨著人力成本上升，自動(dòng)化趨勢(shì)不可逆，工業(yè)自動(dòng)化必然成為企業(yè)轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路。TI在工業(yè)領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)積累，通過從處理器、傳感器到機(jī)器人等完善的解決方案，助力工業(yè)4．0，為設(shè)計(jì)人員提供了創(chuàng)新的參考設(shè)計(jì)和全面的知識(shí)。