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TI用“芯”备战5G智能制造

2019-05-10 22:07:50 来源:大比特商务网 作者:楚驰 点击:1111

【大比特导读】5月10日,德州仪器在深圳以一场主题为“工厂自动化和机器人技术的创新”的媒体交流会上,阐述了TI在工业领域,尤其是工厂自动化、机器人方面最新的技术和方案。

 随着全球经济一体化的不断加剧,中国企业普遍面临着产品生命周期缩短、产品同质化、技术竞争白热化以及成本不断上升的压力,日益严苛的要求也对制造行业提出了更高的要求。

5G的到来为工业4.0与智能工厂的落地开启了无限可能,如何更好的将精益化、信息化、自动化、智能化四化深度融合,整合和开发新的生产及商业模式成为各个制造企业新的发展方向。
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5月10日,德州仪器在深圳的一场主题为“工厂自动化和机器人技术的创新”的媒体交流会上,阐述了TI在工业领域,尤其是工厂自动化、机器人方面最新的技术和方案。媒体会中,TI处理器业务部负责人Sameer Wasson、中国区业务拓展总监吴健鸿还为众多业内知名媒体详细介绍了Sitara™ AM6x 处理器、60-GHz毫米波传感器等产品和关键技术,分享了实施智能工厂的技术架构和机器人技术的创新方法。
 
一、       当工厂不再需要工人

如今,越来越多的企业开始尝试建设“无人车间”、“无人工厂”。未来当你迈入一家工厂时,可能见到的不是一排排的工人,而是造型炫酷的各种机器人在生产线上进行疯狂操作,在数字化屏幕上显示的是工厂的全部工作状态,甚至于是每个细节。
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其实上述智能制造的应用场景早已不再是想象。比如,在西门子安贝格电子工厂,可以看到多品种工控机的混线生产;而海尔佛山滚筒洗衣机工厂亦是早已采用了高柔性的自动无人生产线,实现了按订单智能配置、生产和装配。

此外,凭借移动机器人和视觉智能的配备,智能仓库在智能和效率方面都达到了相当高的水平,能够做出近乎实时的决策响应,比如京东的物流机器人通过自动化分拣流程,一举解决了仓库分拣难题。
显而易见的是,对于传统制造业来说,“无人化”大大降低了生产成本,效率也得到了大幅提高。
 
二、       TI的60 GHz毫米波传感器应运而生


“无人工厂”实质上是工业制造智能化、高端化的一个缩影。如果说一座智能工厂内,工厂的处理系统相当于大脑,那么,连接网络如同它的神经,驱动系统就像是肌肉,传感器就相当于眼睛和鼻子。密布工厂的传感器实时把生产信息传导到制造执行系统中,系统在进行质量管理后会把信息显示出来。

这就对传感器提出了极高的要求,它要同时具备微型化、无线化、智能化、低驱动、低成本和快速响应等特点,还要做到稳定性好、可靠性高、寿命长、免维修。诚如Sameer Wasson 所说:“一旦如果传感器误判,将会直接给工厂造成损失,甚至停工等重大事故。”
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 TI的60 GHz毫米波传感器正是为满足智能工厂需求应运而生的一种带集成片上处理和封装天线(AoP)的智能传感器。它能提供频率最高达4 Ghz的超宽带分辨率,比窄带24 GHz解决方案足足高出16倍。这种开放式频段可服务于所有地区和各种应用,包括机器人、安保、区域扫描仪等,能大幅提高工厂、楼宇和城市的智能化程度,助力实现边缘智能,提供尖端实时分类和决策功能,让工厂变得越来越智能。
 
三、       TI毫米波传感器助力工业应用转型

 
TI处理器在单个芯片上集成了精确的传感功能,可智能进行实时决策和处理,能轻易实现以下功能:不管是针对需要密切人机交互的工业环境进行优化、了解人体运动与机械运动以减少误报,还是检测玻璃、木材和树脂玻璃等材料并通过适时传感,甚至可以通过极具挑战性的恶劣环境条件(包括灰尘、烟雾和雨水)的传感,足见功能相当强悍。
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随着TI毫米波技术的新应用不断涌现,客户可利用这些传感器来创造更智能、更高效的城市、楼宇和设备。IWR1642传感器以其小巧的外形、高分辨率以及丰富的设计资源支持,专为帮助工程师快速实现智能化世界而设计。例如:

· 为了提升楼宇自动化水平,开发者可参考使用毫米波雷达传感器的人员跟踪和计数参考设计。通过采集不同范围、速度和角度的数据对行人动作幅度大小进行监测,开发者可设计出更为智能化的楼宇系统,包含暖通空调(HVAC)、照明和电梯等。

· 在智能城市方面,开发者可参考使用毫米波雷达传感器的交通监控物体检测与跟踪参考设计,通过配备有传感器的智能交通系统,对车辆和设备在道路上、工厂或农场里的运行情况进行追踪,从而简化从停车计时器、交通信号灯到农业设备、施工设备以及事故管理等一切事项。

· 开发者可在生产线的设备上安装毫米波传感器,帮助感测和避免障碍物;或通过收集不同范围、速度与角度的数据来检测和识别手势,实现人机互动。
 
四、       TI促进机器人技术的演变

60-GHz毫米波传感器能做到的不仅仅是物体检测,它也支持支持室内车辆,如叉车、AGV 、物流机器人,也适用于密切人机交互的SIL合规性;以往基于光的传感器难以检测到的玻璃和塑料等材料,它亦能检测到。技术的迭代让它的体积变得更小,集成度更高,耗电更少,未来将在较小的机器人中得到广泛运用。
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5G网络可以进一步实现自动化的问题。从传统工业机器人系统到如今最新的协作型机器人(cobots),机器学习已成为现代机器人技术的一个组成部分;机器人依赖机器学习变得“自主”,它能通过震动近距/接触、温度/湿度、听觉/视觉,从而做出尖端实时决策,像以往当工厂出现问题时,传感器只会向管理员发出警报。但是5G时代,功能更为强大的传感器可能在诊断出流水线有问题后,不仅会自动修复问题,甚至召唤一个自动机器人来修复它。
 
 
五、       TI ADAS扩展用于工业车辆

TI长期致力于为汽车市场提供一流的系列产品。针对3D全景环视应用,TDA SoC系列也跟着应运而生,目前已经有TDA2x、TDA3x、TDA2Eco。
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TDA2x可实现各种前置摄像机应用的同步运行,其中包括远光灯辅助、车道保持辅助、高级巡航控制、交通信号识别、行人/对象检测以及防碰撞等。此外,还支持智能 2D 及 3D 环绕视图以及后方碰撞警告等泊车辅助应用,并可运行为前置摄像机开发的行人/对象算法。TDA3x系列可支持车线维持辅助、自适应巡航控制、交通标志识别、行人与物体检测、前方防碰撞预警和倒车防碰撞预警等多种ADAS算法。TDA2Eco处理器,是TI在这3年内针对汽车行业推出的第三款产品,该产品针对3D全景环视应用而开发,可便捷替代初、中级全景环视解决方案中所使用的TDA2器件,从而降低功耗、优化性能和物料清单 (BOM) 。

和汽车类似,越来越多的工业车辆采用ADAS来提供更安全的环境。与人容易出现认知偏差不同的是,工业车辆有着比一些汽车ADAS 更多的要求。它在环绕监测系统(传感和避免 )、悬崖检测和陡坡缓降控制(地面速度测量 )、车辆占用检测(人员率 )、SIL2 合规性(与人类密切互动)、高程平面中的角度信息等方面发挥着至关重要的作用。
 
六、       引领新趋势,抓住新机遇

中国的人口红利已经终结,劳动力供应迅速下降、人口老龄化程度加深将成为中国面临的新问题,工厂只有朝着更智能化、可视化的方向发展,才能应对上述新趋势和新挑战。因此,以机器人、人工智能为代表的新技术与制造业会加速融合,进一步促进智能制造发展;对于Ti处理器来说, 既意味着重大的挑战,更意味着难得的机遇。
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作为新一代移动通信技术,5G技术既切合了传统制造企业智能制造转型对无线网络的应用需求,又能满足工业环境下设备互联和远程交互应用需求,从而实现设备的相互连接,机器与机器之间的自由对话,使得生产各个环节之间更加协调,整体效率大幅提升。

在过去,当部件的供应耗尽时,生产线会停止。现在,5G网络允许远程呈现机器人在工厂车间漫游,可以自动跟踪耗材流量并检测耗尽量。系统发送警报并且机器人获取其他零件或耗材,这大大降低了停机时间。“凭借数据分析和高度自动化,未来的制造环境充满了创新;”吴健鸿表示:“随着机器人数量不断增加,自动化水平也在不断提高。这将使整个供应链更灵活,更容易适应新产品。”
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借助 TI 的创新技术、系统专业能力,可为任何工业市场设计出更智能、更强大的工业系统,帮助客户攻克最棘手的系统级挑战。吴健鸿先生就此介绍到:“TI早在2016年就与BAT及京东四家互联网巨头建立了IoT合作伙伴关系,并深度参与到京东自动化仓库的建设中。我们的产品被广泛采用,足以证明TI技术的领先和产品的优势;未来,我们希望能够携手更多的本土企业,为他们提供更加优质的产品服务和技术支持,共同推动中国工厂自动化和机器人技术创新的蓬勃发展。”

 TI相信,工业4.0在5G技术的推动下必将促成传统企业的自动化向完全互联和柔性系统的飞跃,即由“自动化”向“智能化”的转变,其终极形态虽任重道远,但未来可期。

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