智能工業(yè)促使芯片變革

　　摘要：制造業(yè)革命需要大量的工業(yè)機(jī)器人、PLC、電機(jī)，FPGA及模擬芯片廠商需要因應(yīng)新的工業(yè)需求，推出新型的芯片或模塊解決方案。

　　機(jī)器人需要新型芯片及模組

　　世界機(jī)器人市場

　　現(xiàn)代工業(yè)正逐漸由“工業(yè)自動化”向“工業(yè)智能化”邁進(jìn)，傳統(tǒng)制造業(yè)正開啟“智”造之門。實現(xiàn)工業(yè)智能化需要更高安全性、可靠性的工業(yè)以太網(wǎng)、更高精確度的運(yùn)動控制技術(shù)以及馬達(dá)控制解決方案等，機(jī)器人就是綜合體現(xiàn)這種智能化的設(shè)備之一。

　　據(jù)統(tǒng)計，世界機(jī)器人市場2013年出貨量約是18萬個(圖1)，增長最快的是中國(圖2)，其原因除了勞動力缺乏以外，還有汽車工廠自動化的增長，需要更多的機(jī)械手臂，以及智能手機(jī)等加工業(yè)的發(fā)展。機(jī)械手臂通常集中在三到六軸，當(dāng)然還有少部分是七軸。大部分的平臺是以工控機(jī)、X86為基礎(chǔ)的，還有高端DSP。

　　現(xiàn)在的機(jī)器人主要是機(jī)械手和機(jī)械臂，完成兩類工作：第一類是對精度、速度、負(fù)載要求高的工作;另一類是靈巧性的工作。當(dāng)前世界十大流行工業(yè)機(jī)器人是^[1]：電弧焊接，點焊，材料處理(material handing)，機(jī)器看管(machine tending)，噴漆，擺放、包裝，裝配，切割、拋光，上膠、密封，檢查、焊接。

　　我國機(jī)器人市場

　　在2014年11月北京舉行的“嵌入系統(tǒng)聯(lián)誼會”上，北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所的王田苗教授介紹道，2013年中國購買了全球五分之一的機(jī)器人，首度超越日本。據(jù)IFR數(shù)據(jù)，中國2013年購買了36560個工業(yè)機(jī)器人，同比增長60%。日本購買了26015個機(jī)器人，美國位居第三，購買了23679個機(jī)器人。中國機(jī)器人仍然有巨大的發(fā)展空間，因為每萬名制造業(yè)工人機(jī)器人保有量，我國低于世界平均水平(表1)，更與發(fā)達(dá)國家存在較大差距。

　　在中國市場上，國產(chǎn)機(jī)器人以三、四軸的機(jī)器人為主，外資機(jī)器人以多關(guān)節(jié)機(jī)器人為主。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人主體是單價較低的工業(yè)機(jī)器人。

　　電機(jī)、PLC是關(guān)鍵

　　工業(yè)自動化的市場成長驅(qū)動來自三方面。

　　第一是能效。在各國推動節(jié)能減排的誘引帶動下，電力往往是工廠里消耗最高的資源，以及花費最大的部分。所以要節(jié)能減排必須要尋找一些新的方案來替代，除了替代能源以外，就是怎樣提高效能。根據(jù)統(tǒng)計，在自動化工廠里馬達(dá)是最主要的能耗來源，約占能耗的40%。因此，怎樣在馬達(dá)控制方面找出較好的控制方法將是一個重點。