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TI用“芯”備戰5G智能制造

2019-05-10 22:07:50 來源:第戎历史 作者:楚馳 點擊:5658

【大比特導讀】5月10日,德州儀器在深圳以一場主題為“工廠自動化和機器人技術的創新”的媒體交流會上,闡述了TI在工業領域,尤其是工廠自動化、機器人方面最新的技術和方案。

 隨著全球經濟一體化的不斷加劇,中國企業普遍面臨著產品生命周期縮短、產品同質化、技術競爭白熱化以及成本不斷上升的壓力,日益嚴苛的要求也對制造行業提出了更高的要求。

5G的到來為工業4.0與智能工廠的落地開啟了無限可能,如何更好的將精益化、信息化、自動化、智能化四化深度融合,整合和開發新的生產及商業模式成為各個制造企業新的發展方向。
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5月10日,德州儀器在深圳的一場主題為“工廠自動化和機器人技術的創新”的媒體交流會上,闡述了TI在工業領域,尤其是工廠自動化、機器人方面最新的技術和方案。媒體會中,TI處理器業務部負責人Sameer Wasson、中國區業務拓展總監吳健鴻還為眾多業內知名媒體詳細介紹了Sitara™ AM6x 處理器、60-GHz毫米波傳感器等產品和關鍵技術,分享了實施智能工廠的技術架構和機器人技術的創新方法。
 
一、       當工廠不再需要工人

如今,越來越多的企業開始嘗試建設“無人車間”、“無人工廠”。未來當你邁入一家工廠時,可能見到的不是一排排的工人,而是造型炫酷的各種機器人在生產線上進行瘋狂操作,在數字化屏幕上顯示的是工廠的全部工作狀態,甚至于是每個細節。
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其實上述智能制造的應用場景早已不再是想象。比如,在西門子安貝格電子工廠,可以看到多品種工控機的混線生產;而海爾佛山滾筒洗衣機工廠亦是早已采用了高柔性的自動無人生產線,實現了按訂單智能配置、生產和裝配。

此外,憑借移動機器人和視覺智能的配備,智能倉庫在智能和效率方面都達到了相當高的水平,能夠做出近乎實時的決策響應,比如京東的物流機器人通過自動化分揀流程,一舉解決了倉庫分揀難題。
顯而易見的是,對于傳統制造業來說,“無人化”大大降低了生產成本,效率也得到了大幅提高。
 
二、       TI的60 GHz毫米波傳感器應運而生


“無人工廠”實質上是工業制造智能化、高端化的一個縮影。如果說一座智能工廠內,工廠的處理系統相當于大腦,那么,連接網絡如同它的神經,驅動系統就像是肌肉,傳感器就相當于眼睛和鼻子。密布工廠的傳感器實時把生產信息傳導到制造執行系統中,系統在進行質量管理后會把信息顯示出來。

這就對傳感器提出了極高的要求,它要同時具備微型化、無線化、智能化、低驅動、低成本和快速響應等特點,還要做到穩定性好、可靠性高、壽命長、免維修。誠如Sameer Wasson 所說:“一旦如果傳感器誤判,將會直接給工廠造成損失,甚至停工等重大事故。”
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 TI的60 GHz毫米波傳感器正是為滿足智能工廠需求應運而生的一種帶集成片上處理和封裝天線(AoP)的智能傳感器。它能提供頻率最高達4 Ghz的超寬帶分辨率,比窄帶24 GHz解決方案足足高出16倍。這種開放式頻段可服務于所有地區和各種應用,包括機器人、安保、區域掃描儀等,能大幅提高工廠、樓宇和城市的智能化程度,助力實現邊緣智能,提供尖端實時分類和決策功能,讓工廠變得越來越智能。
 
三、       TI毫米波傳感器助力工業應用轉型

 
TI處理器在單個芯片上集成了精確的傳感功能,可智能進行實時決策和處理,能輕易實現以下功能:不管是針對需要密切人機交互的工業環境進行優化、了解人體運動與機械運動以減少誤報,還是檢測玻璃、木材和樹脂玻璃等材料并通過適時傳感,甚至可以通過極具挑戰性的惡劣環境條件(包括灰塵、煙霧和雨水)的傳感,足見功能相當強悍。
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隨著TI毫米波技術的新應用不斷涌現,客戶可利用這些傳感器來創造更智能、更高效的城市、樓宇和設備。IWR1642傳感器以其小巧的外形、高分辨率以及豐富的設計資源支持,專為幫助工程師快速實現智能化世界而設計。例如:

· 為了提升樓宇自動化水平,開發者可參考使用毫米波雷達傳感器的人員跟蹤和計數參考設計。通過采集不同范圍、速度和角度的數據對行人動作幅度大小進行監測,開發者可設計出更為智能化的樓宇系統,包含暖通空調(HVAC)、照明和電梯等。

· 在智能城市方面,開發者可參考使用毫米波雷達傳感器的交通監控物體檢測與跟蹤參考設計,通過配備有傳感器的智能交通系統,對車輛和設備在道路上、工廠或農場里的運行情況進行追蹤,從而簡化從停車計時器、交通信號燈到農業設備、施工設備以及事故管理等一切事項。

· 開發者可在生產線的設備上安裝毫米波傳感器,幫助感測和避免障礙物;或通過收集不同范圍、速度與角度的數據來檢測和識別手勢,實現人機互動。
 
四、       TI促進機器人技術的演變

60-GHz毫米波傳感器能做到的不僅僅是物體檢測,它也支持支持室內車輛,如叉車、AGV 、物流機器人,也適用于密切人機交互的SIL合規性;以往基于光的傳感器難以檢測到的玻璃和塑料等材料,它亦能檢測到。技術的迭代讓它的體積變得更小,集成度更高,耗電更少,未來將在較小的機器人中得到廣泛運用。
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5G網絡可以進一步實現自動化的問題。從傳統工業機器人系統到如今最新的協作型機器人(cobots),機器學習已成為現代機器人技術的一個組成部分;機器人依賴機器學習變得“自主”,它能通過震動近距/接觸、溫度/濕度、聽覺/視覺,從而做出尖端實時決策,像以往當工廠出現問題時,傳感器只會向管理員發出警報。但是5G時代,功能更為強大的傳感器可能在診斷出流水線有問題后,不僅會自動修復問題,甚至召喚一個自動機器人來修復它。
 
 
五、       TI ADAS擴展用于工業車輛

TI長期致力于為汽車市場提供一流的系列產品。針對3D全景環視應用,TDA SoC系列也跟著應運而生,目前已經有TDA2x、TDA3x、TDA2Eco。
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TDA2x可實現各種前置攝像機應用的同步運行,其中包括遠光燈輔助、車道保持輔助、高級巡航控制、交通信號識別、行人/對象檢測以及防碰撞等。此外,還支持智能 2D 及 3D 環繞視圖以及后方碰撞警告等泊車輔助應用,并可運行為前置攝像機開發的行人/對象算法。TDA3x系列可支持車線維持輔助、自適應巡航控制、交通標志識別、行人與物體檢測、前方防碰撞預警和倒車防碰撞預警等多種ADAS算法。TDA2Eco處理器,是TI在這3年內針對汽車行業推出的第三款產品,該產品針對3D全景環視應用而開發,可便捷替代初、中級全景環視解決方案中所使用的TDA2器件,從而降低功耗、優化性能和物料清單 (BOM) 。

和汽車類似,越來越多的工業車輛采用ADAS來提供更安全的環境。與人容易出現認知偏差不同的是,工業車輛有著比一些汽車ADAS 更多的要求。它在環繞監測系統(傳感和避免 )、懸崖檢測和陡坡緩降控制(地面速度測量 )、車輛占用檢測(人員率 )、SIL2 合規性(與人類密切互動)、高程平面中的角度信息等方面發揮著至關重要的作用。
 
六、       引領新趨勢,抓住新機遇

中國的人口紅利已經終結,勞動力供應迅速下降、人口老齡化程度加深將成為中國面臨的新問題,工廠只有朝著更智能化、可視化的方向發展,才能應對上述新趨勢和新挑戰。因此,以機器人、人工智能為代表的新技術與制造業會加速融合,進一步促進智能制造發展;對于Ti處理器來說, 既意味著重大的挑戰,更意味著難得的機遇。
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作為新一代移動通信技術,5G技術既切合了傳統制造企業智能制造轉型對無線網絡的應用需求,又能滿足工業環境下設備互聯和遠程交互應用需求,從而實現設備的相互連接,機器與機器之間的自由對話,使得生產各個環節之間更加協調,整體效率大幅提升。

在過去,當部件的供應耗盡時,生產線會停止。現在,5G網絡允許遠程呈現機器人在工廠車間漫游,可以自動跟蹤耗材流量并檢測耗盡量。系統發送警報并且機器人獲取其他零件或耗材,這大大降低了?;奔?。“憑借數據分析和高度自動化,未來的制造環境充滿了創新;”吳健鴻表示:“隨著機器人數量不斷增加,自動化水平也在不斷提高。這將使整個供應鏈更靈活,更容易適應新產品。”
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借助 TI 的創新技術、系統專業能力,可為任何工業市場設計出更智能、更強大的工業系統,幫助客戶攻克最棘手的系統級挑戰。吳健鴻先生就此介紹到:“TI早在2016年就與BAT及京東四家互聯網巨頭建立了IoT合作伙伴關系,并深度參與到京東自動化倉庫的建設中。我們的產品被廣泛采用,足以證明TI技術的領先和產品的優勢;未來,我們希望能夠攜手更多的本土企業,為他們提供更加優質的產品服務和技術支持,共同推動中國工廠自動化和機器人技術創新的蓬勃發展。”

 TI相信,工業4.0在5G技術的推動下必將促成傳統企業的自動化向完全互聯和柔性系統的飛躍,即由“自動化”向“智能化”的轉變,其終極形態雖任重道遠,但未來可期。

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