工業(yè)4.0時(shí)代 恩智浦在行動(dòng)

近年來(lái)，科技加速發(fā)展，在工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，智能工廠建設(shè)成為一大趨勢(shì)。智能工廠建設(shè)圍繞生產(chǎn)智能化、管理智能化、物流智能化三方面展開(kāi)，其目的是推動(dòng)傳統(tǒng)工廠轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)全面智能化。日前，恩智浦在北京舉辦了智能工業(yè)專題媒體溝通會(huì)，由恩智浦安全連接邊緣事業(yè)部副總裁、工業(yè)邊緣處理總經(jīng)理Jeff Steinheider先生和恩智浦大中華區(qū)工業(yè)及物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)高級(jí)總監(jiān)孫航先生發(fā)表演講。

Jeff表示，在邊緣處理方面我們的觀察是，客戶正在從簡(jiǎn)單地在云中執(zhí)行所有處理，轉(zhuǎn)變到在數(shù)據(jù)所在的邊緣進(jìn)行處理，以便實(shí)現(xiàn)更低的延遲、提升的隱私，以及更多元?jiǎng)討B(tài)的應(yīng)用，這推動(dòng)了這些邊緣應(yīng)用的更多智能化需求。因此恩智浦認(rèn)為，智能工廠的真正推動(dòng)力是工業(yè) 4.0 或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，其核心是將真實(shí)物理工廠的數(shù)據(jù)連接到云端，并創(chuàng)建數(shù)字孿生等事物。

全球工廠對(duì)自動(dòng)化需求呈指數(shù)增長(zhǎng)

在這一趨勢(shì)下，工廠對(duì)更多數(shù)據(jù)和更強(qiáng)處理能力的需求呈指數(shù)級(jí)上漲。為了推動(dòng)這一創(chuàng)新，并在工廠中實(shí)現(xiàn)更多數(shù)據(jù)和更多互聯(lián)，恩智浦將重點(diǎn)放在智能工廠的應(yīng)用上。這些應(yīng)用包括可編程邏輯控制器（PLC）、遠(yuǎn)程IO控制器（IO）、驅(qū)動(dòng)/電機(jī)控制等傳統(tǒng)應(yīng)用，以及機(jī)器人技術(shù)和機(jī)器視覺(jué)等的更先進(jìn)的系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的自動(dòng)化流程，同時(shí)還包括控制所有這些的人機(jī)界面（HMI）。

2021 年，全球 18% 的 GDP 用于工廠自動(dòng)化，未來(lái) 30 年，全球人口將增加近 20 億，這將繼續(xù)推動(dòng)工廠自動(dòng)化需求的巨大增長(zhǎng)。如何擴(kuò)大工廠規(guī)模來(lái)滿足這20億人的需求，關(guān)鍵就是要建立圍繞智能工廠的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，這包括許多復(fù)雜的實(shí)體，其中便包括支持智能工廠的基礎(chǔ)設(shè)施以及高效靈活的生產(chǎn)線，它也包括與政府和財(cái)團(tuán)合作，推動(dòng)不同標(biāo)準(zhǔn)的更新，并使用這些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)支持工廠的廣泛生態(tài)系統(tǒng)。會(huì)上Jeff深入的介紹了恩智浦在機(jī)器學(xué)習(xí)、工業(yè)通信和無(wú)線連接等領(lǐng)域的技術(shù)，以及如何與客戶、同行一起推動(dòng)解決方案進(jìn)入工廠，幫助未來(lái)20億用戶增加產(chǎn)量。

恩智浦一站式解決方案助力智能工廠

在擴(kuò)大工廠自動(dòng)化中會(huì)面臨的挑戰(zhàn)，Jeff舉了幾個(gè)例子說(shuō)明：去年，由于工廠計(jì)劃外停工，在全球范圍內(nèi)損失了1.5萬(wàn)億美元。這種情況每年都在發(fā)生。雖然說(shuō)制造業(yè)貢獻(xiàn)了GDP的18%，但它實(shí)際上消耗了世界總能源的38%，并且全球50%的廢物都是來(lái)自于制造業(yè)的產(chǎn)出。

對(duì)于這些挑戰(zhàn)，恩智浦的解決方法是提高工廠的靈活性，以便可以快速調(diào)整它們，以更低的延遲和更及時(shí)的響應(yīng)時(shí)間輸出客戶要求的確切數(shù)量的所需產(chǎn)品，以降低工廠的資源浪費(fèi)。同時(shí)在幫助工廠自動(dòng)化的過(guò)程中也要保證安全性和網(wǎng)絡(luò)連接可靠性，從中添加機(jī)器學(xué)習(xí)能力以提供預(yù)測(cè)性維護(hù)和提高效率的功能。

恩智浦在推進(jìn)工廠自動(dòng)化解決方案中重點(diǎn)介紹了i.MX RT1180跨界MCU、使能機(jī)器學(xué)習(xí)的MCU——MCX、模擬前端——N-AFE等產(chǎn)品。

異構(gòu)多核跨界MCU——i.MX RT 1180

i.MX RT 1180是恩智浦跨界MCU產(chǎn)品線中的明星產(chǎn)品，可以異構(gòu)多核處理。其特點(diǎn)是具有一個(gè)高性能的M-7核心，可以用于實(shí)時(shí)控制，以及一個(gè)節(jié)能的M-33核心，可以用來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。恩智浦還在i.MX RT 1180中集成了每秒千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，能夠支持時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)以及其他工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如EtherCAT、PROFINET、Ethernet/IP和CC-Link，在功能安全方面，它還集成了EdgeLock安全島區(qū)域(security enclave)——可用于驗(yàn)證通過(guò)工業(yè)協(xié)議傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)包。

恩智浦表示i.MX RT 1180的應(yīng)用場(chǎng)景十分豐富，重點(diǎn)介紹了工業(yè)網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程I/O、交流（AC）/伺服驅(qū)動(dòng)、IO-LINK輸入輸出鏈路、網(wǎng)絡(luò)伴生五個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景。

MCX系列將機(jī)器學(xué)習(xí)引入MCU

在微控制器領(lǐng)域中，MCX 系列是恩智浦第一個(gè)集成了 eIQ Neutron 神經(jīng)處理單元的 MCU 系列。該神經(jīng)處理單元可為機(jī)器學(xué)習(xí)提供極其高效的處理，并可提供加速功能，使其在執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)工作負(fù)載時(shí)比通用處理器的效率高出 5 到 30 倍。MCX中搭配的NPU可以被廣泛應(yīng)用于視覺(jué)、語(yǔ)音或異常檢測(cè)等場(chǎng)景。

而且恩智浦MCX系列不僅僅是從應(yīng)用處理器的層面支撐NPU，還提供了與硬件配合緊密的eIQ工具。eIQ工具套件使開(kāi)發(fā)人員能夠圍繞恩智浦處理器產(chǎn)品組合中的任何設(shè)備，針對(duì)其目標(biāo)平臺(tái)優(yōu)化這些模型。當(dāng)模型最終在目標(biāo)平臺(tái)運(yùn)行時(shí)，eIQ同樣能幫助做更好的調(diào)試和優(yōu)化的工作，以使模型獲得最佳表現(xiàn)。

可重構(gòu)和預(yù)測(cè)性維護(hù)——N-AFE模擬前端

       模擬前端是通過(guò)軟件可重構(gòu)的，無(wú)論是電流還是電壓以及各種不同的范圍，都可以在同一芯片中支持不同的輸入。它也能提供非常高的準(zhǔn)確性和精確度以及具有迅速的數(shù)據(jù)采集能力。工廠擁有者能非?？斓乇O(jiān)測(cè)到任何細(xì)小的性能變化，把它反饋到輸入中，進(jìn)行工廠吞吐量的異常檢測(cè)。最后它有一個(gè)卓越的自校準(zhǔn)的功能，無(wú)需工廠現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，能夠極大地節(jié)約客戶成本。

    許多恩智浦生產(chǎn)工藝和設(shè)備已通過(guò)了IEC 62443認(rèn)證，以便客戶步入工業(yè)4.0。

最后孫航先生補(bǔ)充道，恩智浦通過(guò)模擬產(chǎn)品的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)感知，用嵌入式處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)更高程度的智能；將連接與對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的支持以及無(wú)線連接產(chǎn)品組合相結(jié)合，在協(xié)同工作中，通過(guò)電機(jī)控制和機(jī)器人控制應(yīng)用程序來(lái)驅(qū)動(dòng)和移動(dòng)智能工廠內(nèi)的設(shè)備?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，恩智浦致力于將我們的產(chǎn)品和技術(shù)集成在一起，為客戶提供全面的解決方案，以便解決工業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜性。