眾廠商談智能制造的技術市場動向

摘要：智能制造、工業(yè)4.0和《中國制造2025》聚焦新一代信息技術和操作技術的融合。本媒體邀請了業(yè)內部分領軍企業(yè)，探討了智能制造的發(fā)展趨勢、元器件、測試測量等技術的發(fā)展方向。

2016年智能機器前景預測

　　智能機器的各種功能已足夠穩(wěn)定與透明，各企業(yè)可以嘗試著利用智能機器以創(chuàng)造商業(yè)價值。智能機器領域的商業(yè)投資將快速增長，其中以收入增長與運營效率為投資重點。

　　到2020年，智能機器將成為30%以上首席信息官的五大投資優(yōu)先領域之一

　　Gartner研究副總裁暨杰出分析師Whit Andrews，Gartner研究副總裁暨院士級分析師Tom Austin，Gartner研究總監(jiān)劉軼認為，以下三大發(fā)展趨勢將促使智能機器未來5年內更廣泛、經濟和高效地應用在各個領域

　　1.全新處理硬件;

　　2.更強大的算法;

　　3.海量數(shù)據(jù)。

　　智能機器的種類及其相關商業(yè)案例正在不斷豐富，這表明了智能機器解決各種工作難題的商機正在真實而快速地增長。有效識別這些機會將大大促進智能機器發(fā)展計劃的商業(yè)投資。

　　預計在5年以上的時間內有望為企業(yè)帶來最大收益的技術包括：智能顧問、智能機器人、商業(yè)無人航空器(無人機)、自動駕駛車輛以及虛擬個人助理。

　　智能機器的使用通常依賴于改變現(xiàn)有的IT系統(tǒng)與工具接口。因此，首席信息官、IT領導者與戰(zhàn)略規(guī)劃部門應提前規(guī)劃智能機器開發(fā)、使用、持續(xù)支持與維護的相關成本以及為智能機器部署而變革現(xiàn)有IT基礎架構。

　　此外，首席信息官們還需預測一系列組織問題。智能機器由多種資產組成，所有這些資產需要統(tǒng)籌管理。這些資產可能屬于不同的所有人，有著與所有人業(yè)務系統(tǒng)主要目的相關的不同優(yōu)先級別。

　　到2020年，首席財務官必須處理由智能機器數(shù)據(jù)以及“算法業(yè)務”衍生的估值問題

　　由智能機器引擎主動收集、交付信息及洞察結果的技術正在促進從人類生成信息資產到機器生成信息資產的轉變。而這些資產包括：新內容、分析與業(yè)務流程知識本體、知識產權。

　　智能機器將完善和推進被稱之為“算法業(yè)務”的新型業(yè)務模式。

　　這是一種涉及到大量互聯(lián)、各類關系及動態(tài)洞察的經濟形態(tài)，它基于以算法形式呈現(xiàn)的連接、大數(shù)據(jù)和新知識產權來支持行動。

　　智能機器技術遍布多個市場，因此沒有單獨的“智能機器市場”;相反，它是面向廣泛應用案例的綜合市場。

　　智能機器的崛起與其他發(fā)展趨勢相輔相成，并必將與這些趨勢共同顛覆我們的業(yè)務方式。新興的算法業(yè)務即是其中最重要的趨勢之一，它將帶動能夠產生新收入的新業(yè)務模式，借助算法充分利用大量與互聯(lián)和關系有關的大數(shù)據(jù)的動態(tài)洞察結果。此類業(yè)務模式與智能機器之間的關系非常密切，它將各種技術與智能機器的服務結合在一起。

　　同時，有關此類服務的知識產權有望產生大量或永久性收入流，因為知識產權可以依法獲得專利，從而提升價值。

　　未來5年，首席財務官將面臨解決這些新資產結構經濟問題的壓力。

　　到2018年，全球300多萬勞動者將接受“機器主管”的監(jiān)督

　　監(jiān)督職責將逐漸轉變?yōu)榛谂c產出和客戶評價直接掛鉤的績效指標來監(jiān)督員工的工作。

　　“零工經濟”——勞動者為短期合同而展開競爭而非為了薪水工作，正在讓企業(yè)通過結構化、細分任務等形式獲得大量人才。

　　機器主管將直接根據(jù)勞動者的業(yè)績數(shù)據(jù)和自身能力從中獲取洞察力，這一功能人類可能無法企及或者無法快速實現(xiàn)。

　　智能機器技術與服務目前已實現(xiàn)了商業(yè)化，并展示出部分關鍵屬性，包括：

　　? 輕松應對高度的復雜性與不確定性，并基于學習能力形成假設條件。

　　? 檢驗這些假設條件，得出具體的概率性結論。

　　? 針對具體任務環(huán)境形成超出許多行業(yè)觀察家所預測到的理解力。

　　機器主管將日益充當決策人的角色，而以往這些決策只能由人類管理者制定。

　　注重績效評估、激勵與支付的商業(yè)流程外包商將開發(fā)出智能機器“承包管理者”，專門用于評估和監(jiān)督特殊類別的勞動者。

　　隨著智能機器成為分析績效的主要工具，勞動者績效評估將變得更加精細。

　　針對此類評估的反應也將隨之變得靈活和個性化。

2016年工業(yè)4.0技術動向

　　制造業(yè)和庫存管理正向著智能化過渡。例如低功耗連接、嵌入式處理和嵌入式感測等推動智能化過渡的技術已經在提供低功耗、智能網絡互聯(lián)感測解決方案等領域取得了巨大進步。然而，為了實現(xiàn)工業(yè)4.0更加廣泛和快速的部署，安全性和可靠性才是最值得關注的問題。諸如濕度、溫度和壓力感測等多模式感測解決方案經常被集成在許多工業(yè)和樓宇自動化系統(tǒng)中。從延長電池使用壽命到最終的能量采集，超低功耗是關鍵所在。正是因為有了高效的電源管理和信號鏈技術，我們才得以實現(xiàn)少于1微瓦的待機功率以及低于100nA的睡眠模式電流。包括模擬和數(shù)字信號處理器在內的集成式超聲波和毫米波感測解決方案能夠在流量計量、診斷和很多其它工業(yè)應用中提供全新的多模式功能。

工業(yè)4.0值得關注

　　智能制造的相關技術趨勢

　　英飛凌作為德國工業(yè)4.0的創(chuàng)始成員和工業(yè)4.0的積極倡導者，與其他成員一起負責工業(yè)4.0標準化的制定，特別是工業(yè)4.0場景下的核心器件和技術的研發(fā)。

　　從技術角度看，智能制造的核心是物聯(lián)網和服務互聯(lián)網在工業(yè)的應用，所以物聯(lián)網和互聯(lián)網的技術趨勢會推動智能制造的發(fā)展。

　　同時，互聯(lián)網和物聯(lián)網在促進智能制造整合價值鏈的過程中，其核心部分還是為制造過程服務以實現(xiàn)高效率、高質量和高效資源利用。這樣制造過程中的人機交互、機器和機器交互、物料和機器交互、機器和環(huán)境交互等技術成為必然，并已經逐漸成熟和進行嘗試。工業(yè)4.0的參考架構和軟件模型也已經發(fā)布，相信不久就會有基于參考架構的應用實例出現(xiàn)。

　　為了符合個性化制造的要求，產品生命周期管理的系統(tǒng)和設計及制造的系統(tǒng)的結合度現(xiàn)在越來越緊密，這將成為一個趨勢。智能化制造還會推動制造大數(shù)據(jù)分析來更好地為經營決策和質量控制服務。

　　英飛凌的特色技術和產品

　　英飛凌在智能制造領域和工業(yè)4.0領域有獨到的技術。英飛凌不光有高效能的電機馬達驅動芯片、還有微控制芯片、高性能傳感器等成熟領先的產品。針對工業(yè)4.0，或者更廣的物聯(lián)網環(huán)境，我們一直認為安全是一個重要并斟待解決的問題，所以我們開發(fā)并提供了世界領先的基于硬件的安全芯片解決方案服務于工業(yè)控制安全和物聯(lián)網安全。

　　例如，針對工業(yè)智慧人-機、機-機等接口的發(fā)展，我們推出了高精度的3D磁性傳感器。通過檢測x、y和z方向的磁場，傳感器能夠可靠地感測三維、線性和旋轉運動。所采用的數(shù)字I2C接口可在傳感器與單片機之間實現(xiàn)快速雙向通信。適合于需要快速三維、角度測量或低功耗的應用。

　　最近我們也推出了3D圖像傳感器，英飛凌全新的傳感器新技術不僅幫助3D攝像頭實現(xiàn)了具有真實感的成像功能，還能識別手勢及面部表情。如在醫(yī)療檢測儀器中，可幫助醫(yī)生無需觸碰電腦顯示屏，查看病人的檢測數(shù)據(jù);在高級輔助駕駛系統(tǒng)中，可主動獲取駕駛員的面部表情，判斷駕駛員的精神狀態(tài)，在駕駛員面露疲倦時，給予及時的警示，當車輛處于即將與其他車輛碰擦的危險時及時剎車，避免交通事故的發(fā)生。在工業(yè)場景中幫助人通過手勢控制機器及虛擬現(xiàn)實應用。

電機需要精確位置控制及電流控制

　　智能制造是一個很大的概念，包含若干的技術應用。從電機控制的角度來看，節(jié)能、高效、精準、互通肯定是毋庸置疑的趨勢。

　　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;ADI具有業(yè)界領先的ADC技術，包括了隔離ADC產品，它們可以很好地滿足高精度控制的要求。ADI可以提供高精度RDC來滿足使用旋轉變壓器的位置檢測場合。從優(yōu)先考慮安全和保護的角度，信號采樣和功率器件驅動應采用隔離技術，ADI公司的iCoupler數(shù)字隔離器產品可滿足高壓安全隔離要求。在工業(yè)應用的設計中，IC產品需要更長的生命周期和更高的可靠性。普通的交流感應電機向永磁同步電機轉變已是大勢所趨，要求系統(tǒng)設計師能提供更高效率和更靈活的算法。

本文來源于中國科技期刊《電子產品世界》2016年第2期第13頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。