隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)自動化也在不斷地推進(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。工廠自動化指自動完成產(chǎn)品制造的全部或部分加工過程，實現(xiàn)工廠的綜合自動化，包括設(shè)計制造加工、企業(yè)內(nèi)部管理、市場信息處理等信息流的全面自動化。要真正達(dá)到工廠完全自動化水平，需要計算機(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)計與制造企業(yè)，德州儀器 （TI） 為設(shè)計人員提供創(chuàng)新技術(shù)、系統(tǒng)專業(yè)知識和廣泛的參考設(shè)計。無論是從事工業(yè) 4．0 的設(shè)計還是電機(jī) 驅(qū)動和控制方面的設(shè)計，TI 均可幫助客戶攻克最棘手的系統(tǒng)級挑戰(zhàn)。設(shè)計人員可為任何工業(yè)市場設(shè)計出更 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《工廠自動化和機(jī)器人技術(shù)的創(chuàng)新》的媒體見面會活動，德州儀器處理器部門負(fù)責(zé)人Sameer Wasson、德州儀器中國區(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)自動化而生的Sitara AM6x處理器

工業(yè)自動化是打造無人工廠，人越少的話，整個自動化會做得更好。傳統(tǒng)的工廠要實現(xiàn)工廠的全自動化就得打造智能工廠。處理器對工業(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，在整個工業(yè)應(yīng)用里有一些趨勢。

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，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，很多的應(yīng)用是分散的，它們需要一個綜合的平臺去解決問題。不同的應(yīng)用場景要用不同的平臺去研發(fā)和設(shè)計，這樣做很浪費(fèi)時間，而且無法運(yùn)用已經(jīng)做好的產(chǎn)品。要解決工業(yè)自動化的研發(fā)困難，需要一個統(tǒng)一的平臺進(jìn)行設(shè)計和研發(fā)。對平臺性能的需求，有了統(tǒng)一平臺去做不同設(shè)備時，平臺需要的性能會越來越強(qiáng)，也需要很多云端服務(wù)器做這些應(yīng)用。對于本地運(yùn)算性能的要求，包括數(shù)據(jù)搜集、處理等，需要邊緣計算和AI等做實時運(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，哪怕一個人在工廠，也要確保在他們的安全，從這個角度而言，企業(yè)在進(jìn)行工業(yè)自動化設(shè)計時，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)，從這個角度，工廠如何實現(xiàn)本地和云端的連接，也是現(xiàn)在工廠進(jìn)行工業(yè)自動化轉(zhuǎn)型需要考慮的一個方向。

面對工業(yè)自動化市場的應(yīng)用趨勢，德州儀器也發(fā)現(xiàn)越來越多的工業(yè)自動化設(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，幫助處理器作實時判斷。對于工業(yè)的傳感器，需要做底層的配置，這個傳感器需要很強(qiáng)的穩(wěn)定性能和可靠性，因為機(jī)器通過傳感器搜集的訊息進(jìn)行判斷，一旦某個傳感器傳送不正確的數(shù)據(jù)，會給工程造成巨大的災(zāi)難，這也是TI的機(jī)會，Sameer Wasson表示，為工業(yè)自動化而生的Sitara AM6x處理器針對高集成度且支持多協(xié)議千兆位時間敏感網(wǎng)絡(luò)，提供工業(yè)級的可靠性，可滿足智能工廠和電機(jī)驅(qū)動等應(yīng)用中的工業(yè)自動化需求。

邊緣智能如何實現(xiàn)？

邊緣計算是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力為一體的開放平臺，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)在實時業(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，實現(xiàn)初級雷達(dá)處理、特征檢測和分類等功能。

德州儀器中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻

德州儀器中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻表示，對工業(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)，確保每一個系統(tǒng)用的通信協(xié)議都是一樣的，這樣才可以實現(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。提到實時攻擊，對時間的掌控特別敏感，我們看到比較新的處理方法，如TSN協(xié)議，針對實時性要求很高、安全的網(wǎng)絡(luò)。對整個智能工廠而言，所有的設(shè)備都需要有互聯(lián)互通的部分，它們需要一個處理性能較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)處理器或邊緣計算處理器，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，讓它們在不同應(yīng)用里，選擇同一個平臺做設(shè)計。

TI在去年推出的60－GHz毫米波傳感器，克服了與射頻設(shè)計相關(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時決策以及處理，可以在復(fù)雜的環(huán)境下檢測物體的速度、角度和距離，也能提供高級算法的片上處理功能。客戶通過這個毫米波傳感器，能讓機(jī)器實現(xiàn)的獨(dú)特數(shù)據(jù)集與片上處理功能，減少工廠在自動化設(shè)計和運(yùn)作時的錯誤檢測。

機(jī)器人助力工廠的自動化升級

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，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現(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，它們會有更自主的控制能力，我們看到越來越多的趨勢在智能部分，工業(yè)機(jī)器人里用AI技術(shù)可以實現(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)器人不只是做些簡單的無人檢測工作，工廠里的設(shè)備離開人一樣會做更多不同的感知。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)不同客戶的場景，為客戶提供不同的參考設(shè)計。

總結(jié)：

盡管傳統(tǒng)工廠在進(jìn)行系統(tǒng)升級過程中會面臨成本上升和技術(shù)缺失等難題，但隨著人力成本上升，自動化趨勢不可逆，工業(yè)自動化必然成為企業(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)計人員提供了創(chuàng)新的參考設(shè)計和全面的知識。