眾廠商談智能制造的技術(shù)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(shù)和操作技術(shù)的融合。本媒體邀請了業(yè)內(nèi)部分領(lǐng)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(shù)的發(fā)展方向。

2016年智能機(jī)器前景預(yù)測

　　智能機(jī)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(jī)器以創(chuàng)造商業(yè)價值。智能機(jī)器領(lǐng)域的商業(yè)投資將快速增長，其中以收入增長與運(yùn)營效率為投資重點(diǎn)。

　　到2020年，智能機(jī)器將成為30%以上首席信息官的五大投資優(yōu)先領(lǐng)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(rèn)為，以下三大發(fā)展趨勢將促使智能機(jī)器未來5年內(nèi)更廣泛、經(jīng)濟(jì)和高效地應(yīng)用在各個領(lǐng)域

　　1.全新處理硬件;

　　2.更強(qiáng)大的算法;

　　3.海量數(shù)據(jù)。

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

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

　　智能機(jī)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(lǐng)導(dǎo)者與戰(zhàn)略規(guī)劃部門應(yīng)提前規(guī)劃智能機(jī)器開發(fā)、使用、持續(xù)支持與維護(hù)的相關(guān)成本以及為智能機(jī)器部署而變革現(xiàn)有IT基礎(chǔ)架構(gòu)。

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

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

　　由智能機(jī)器引擎主動收集、交付信息及洞察結(jié)果的技術(shù)正在促進(jìn)從人類生成信息資產(chǎn)到機(jī)器生成信息資產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。而這些資產(chǎn)包括：新內(nèi)容、分析與業(yè)務(wù)流程知識本體、知識產(chǎn)權(quán)。

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

　　這是一種涉及到大量互聯(lián)、各類關(guān)系及動態(tài)洞察的經(jīng)濟(jì)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(chǎn)權(quán)來支持行動。

　　智能機(jī)器技術(shù)遍布多個市場，因此沒有單獨(dú)的“智能機(jī)器市場”;相反，它是面向廣泛應(yīng)用案例的綜合市場。

　　智能機(jī)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(wù)方式。新興的算法業(yè)務(wù)即是其中最重要的趨勢之一，它將帶動能夠產(chǎn)生新收入的新業(yè)務(wù)模式，借助算法充分利用大量與互聯(lián)和關(guān)系有關(guān)的大數(shù)據(jù)的動態(tài)洞察結(jié)果。此類業(yè)務(wù)模式與智能機(jī)器之間的關(guān)系非常密切，它將各種技術(shù)與智能機(jī)器的服務(wù)結(jié)合在一起。

　　同時，有關(guān)此類服務(wù)的知識產(chǎn)權(quán)有望產(chǎn)生大量或永久性收入流，因為知識產(chǎn)權(quán)可以依法獲得專利，從而提升價值。

　　未來5年，首席財務(wù)官將面臨解決這些新資產(chǎn)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)問題的壓力。

　　到2018年，全球300多萬勞動者將接受“機(jī)器主管”的監(jiān)督

　　監(jiān)督職責(zé)將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛谂c產(chǎn)出和客戶評價直接掛鉤的績效指標(biāo)來監(jiān)督員工的工作。

　　“零工經(jīng)濟(jì)”——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(jié)構(gòu)化、細(xì)分任務(wù)等形式獲得大量人才。

　　機(jī)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(jī)器技術(shù)與服務(wù)目前已實現(xiàn)了商業(yè)化，并展示出部分關(guān)鍵屬性，包括：

　　? 輕松應(yīng)對高度的復(fù)雜性與不確定性，并基于學(xué)習(xí)能力形成假設(shè)條件。

　　? 檢驗這些假設(shè)條件，得出具體的概率性結(jié)論。

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

　　機(jī)器主管將日益充當(dāng)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(jī)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(jī)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(xì)。

　　針對此類評估的反應(yīng)也將隨之變得靈活和個性化。

2016年工業(yè)4.0技術(shù)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(shù)已經(jīng)在提供低功耗、智能網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)感測解決方案等領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)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(guān)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(jīng)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(guān)鍵所在。正是因為有了高效的電源管理和信號鏈技術(shù)，我們才得以實現(xiàn)少于1微瓦的待機(jī)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(nèi)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(yīng)用中提供全新的多模式功能。

工業(yè)4.0值得關(guān)注

　　智能制造的相關(guān)技術(shù)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(dǎo)者，與其他成員一起負(fù)責(zé)工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化的制定，特別是工業(yè)4.0場景下的核心器件和技術(shù)的研發(fā)。

　　從技術(shù)角度看，智能制造的核心是物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)的應(yīng)用，所以物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)趨勢會推動智能制造的發(fā)展。

　　同時，互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)在促進(jìn)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(wù)以實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量和高效資源利用。這樣制造過程中的人機(jī)交互、機(jī)器和機(jī)器交互、物料和機(jī)器交互、機(jī)器和環(huán)境交互等技術(shù)成為必然，并已經(jīng)逐漸成熟和進(jìn)行嘗試。工業(yè)4.0的參考架構(gòu)和軟件模型也已經(jīng)發(fā)布，相信不久就會有基于參考架構(gòu)的應(yīng)用實例出現(xiàn)。

　　為了符合個性化制造的要求，產(chǎn)品生命周期管理的系統(tǒng)和設(shè)計及制造的系統(tǒng)的結(jié)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(jīng)營決策和質(zhì)量控制服務(wù)。

　　英飛凌的特色技術(shù)和產(chǎn)品

　　英飛凌在智能制造領(lǐng)域和工業(yè)4.0領(lǐng)域有獨(dú)到的技術(shù)。英飛凌不光有高效能的電機(jī)馬達(dá)驅(qū)動芯片、還有微控制芯片、高性能傳感器等成熟領(lǐng)先的產(chǎn)品。針對工業(yè)4.0，或者更廣的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，我們一直認(rèn)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(lǐng)先的基于硬件的安全芯片解決方案服務(wù)于工業(yè)控制安全和物聯(lián)網(wǎng)安全。

　　例如，針對工業(yè)智慧人-機(jī)、機(jī)-機(jī)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(zhuǎn)運(yùn)動。所采用的數(shù)字I2C接口可在傳感器與單片機(jī)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(yīng)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(shù)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(dāng)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(jī)器及虛擬現(xiàn)實應(yīng)用。

電機(jī)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(shù)應(yīng)用。從電機(jī)控制的角度來看，節(jié)能、高效、精準(zhǔn)、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(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。ADI可以提供高精度RDC來滿足使用旋轉(zhuǎn)變壓器的位置檢測場合。從優(yōu)先考慮安全和保護(hù)的角度，信號采樣和功率器件驅(qū)動應(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)計中，IC產(chǎn)品需要更長的生命周期和更高的可靠性。普通的交流感應(yīng)電機(jī)向永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)變已是大勢所趨，要求系統(tǒng)設(shè)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(chǎn)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。