智能自動化和運動控制如何推動更高的工業(yè)生產(chǎn)力

隨著智能在工業(yè)環(huán)境（運動控制）中不斷向邊緣移動，需要一種新的思維方式，將底層半導(dǎo)體解決方案轉(zhuǎn)化為可以提供更好實時信息的產(chǎn)品。為什么這很重要？實時信息為人工智能(AI) 算法提供信息，這些算法對于優(yōu)化整個工廠以及生產(chǎn)線上單個機器的性能至關(guān)重要。

為了實現(xiàn)工業(yè)融合所需的自動化和靈活性水平，設(shè)備的各個方面都需要發(fā)展。例如，在運動控制中，我們需要智能執(zhí)行器來對產(chǎn)品在其操作過程中移動的流量和速度提供必要的控制。由于所有應(yīng)用都需要自己獨特的一套運動控制和電機驅(qū)動設(shè)備，因此這些智能執(zhí)行器需要提供更高的效率以限制功耗并實現(xiàn)更小的尺寸、更好的定位和扭矩控制以及自調(diào)節(jié)能力并在運行時優(yōu)化它們的性能。這種智能集成的結(jié)合將使一類新產(chǎn)品能夠滿足工業(yè) 4.0的需求超越。在本文中，我們將仔細研究實現(xiàn)這些目標所需的技術(shù)。

邊緣智能是什么樣的？

工業(yè) 4.0 的承諾是它為制造帶來的靈活性，允許產(chǎn)品線即時重新配置自身以適應(yīng)產(chǎn)品變化并保持更高的正常運行時間。隨著決策轉(zhuǎn)移到工廠車間的邊緣——機器與現(xiàn)實世界相遇的地方——這就需要在整個工廠車間訪問更好的實時信息。有了更高質(zhì)量的信息，人工智能算法可以不斷提高其分析能力，使機器能夠更好地解釋信息并做出適當?shù)姆磻?yīng)。

什么智能在邊緣的樣子在行動？在最近的電子展上，Maxim Integrated 展示了一個智能足球工廠，它根據(jù)國際足球協(xié)會 (FIFA) 的規(guī)定檢查每個足球的質(zhì)量和完整性。當足球從稱重站移動到跌落測試站、壓力站和周長測量站時，工廠由位于每個站的各種傳感器收集半導(dǎo)體和電機的數(shù)據(jù)。整個工廠都通過 iPad 進行控制和監(jiān)控。在進行測量時，信息被推送到云端，在那里人工智能算法分析數(shù)據(jù)并提供提高工廠生產(chǎn)力的選項。

為全面賦能智能工廠，半導(dǎo)體行業(yè)需要提供：

• 智能傳感器可即時調(diào)整參數(shù)
• 軟件可配置 IO，可更靈活地適應(yīng)新的工廠車間配置和擴展需求
• 智能執(zhí)行器可自行調(diào)整以針對特定環(huán)境優(yōu)化其性能
• 用于快速識別故障根本原因的高級診斷，以及提高實時決策質(zhì)量

傳感器、數(shù)字和模擬 IO 以及執(zhí)行器是所有工業(yè)控制系統(tǒng)的三大主要功能。這三個要素必須協(xié)同工作并擁有智能才能支持智能系統(tǒng)。在傳感器方面，IO-Link 技術(shù)將傳統(tǒng)的二進制或模擬傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢允占瘮?shù)據(jù)的智能傳感器，還允許操作員根據(jù)線路上其他傳感器的實時健康和狀態(tài)數(shù)據(jù)遠程重新配置其參數(shù)。智能傳感器可以支持產(chǎn)品定制，適應(yīng)產(chǎn)品的變化，并適應(yīng)不同的產(chǎn)品組合。軟件可配置的 IO允許工廠簡化其布線需求，提供更具成本效益和創(chuàng)造性的解決方案，以優(yōu)化生產(chǎn)力并縮短周期時間。此外，實施軟件可配置 IO 還有助于減少工廠停機時間，因為更換傳感器相當容易，工廠調(diào)整以增加或擴展其能力也是如此。智能執(zhí)行器幫助控制產(chǎn)品在工廠車間移動的形狀、流動和速度。由于所有應(yīng)用都需要一組獨特的運動控制和電機驅(qū)動特性，因此這些智能執(zhí)行器需要非常高效，以限制功耗并實現(xiàn)更小的尺寸，提供更好的定位和扭矩控制，并提供自調(diào)節(jié)能力并在其特定環(huán)境中運行時優(yōu)化其性能。

鑒于這種智能集成的組合，需要做兩件事來實現(xiàn)智能運動。首先，我們需要能夠?qū)崿F(xiàn)平滑運動范圍的運動控制算法，以及檢測運行期間施加在電機上的負載的能力，以避免線路故障并最大限度地降低功耗。其次，我們需要高能效的模擬設(shè)備技術(shù)，以允許高壓運行，同時提供本地環(huán)境的健康和狀態(tài)，以優(yōu)化電機以實現(xiàn)高效率和更快的吞吐量。?? ?

審核編輯 黃昊宇