将智能化向数字工厂前沿推进

2018年11月30日

Jeff DeAngelis 作者: Jeff DeAngelis
Maxim Integrated工业通信事业部总经理

此时此刻,在美国加州的圣卡洛斯,机器人Angus正在繁忙地工作,搬运重达800磅的水培箱,水培箱内种植着茂盛的蔬菜和药材。它最亲密的伙伴是一条配备了多个摄像头的机械臂,能够执行在不同容器之间移种幼苗等任务。最终,Iron Ox的创始人希望在其他地区规模化和复制这套自动化室内农场项目。

这个农场中正在进行的,展示了农业、制造业以及物流等产业如何通过自动化融合而成功实现转型。事实上,数字工厂正在通过生产力的提高,将工业4.0的愿景变为现实。机器人与人类操作员并肩作战,执行那些本质上重复性的,以及那些在耐力或力量上超出人类能力的任务。当被赋予了相应的智能性之后,数字工厂就具有足够的灵活性,能够根据新的及变化中的要求快速、动态地调整生产线。这种配置正在有效提高工厂的效率和吞吐量。但是这仅仅是个开始。实现真正的产业融合取决于以下四个关键领域的技术进步:

  • 工业物联网(IIoT)
  • 云计算
  • 数据分析
  • 人工智能

当产业融合成为现实后,机器就具有足够的智能性,不再只是从事重复性的任务。当数字工厂在前沿具备更高的智能性时,机器将能够根据实时健康和状态信息,自动优化其自身的性能。想象一下机器人能够对其故障点进行自检的情形——并且能够在诊断以及修复自身故障时,提醒其他机器同事来替它完成任务。或者,如果需要,还能够通知人类操作员来进行维修。这些功能背后的“大脑”包括相互协作的传感器、处理器、电源IC和高级算法。所有这些元件都需要满足日益严格的要求:尺寸更小、电源效率更高,以及在恶劣的电气和热环境下工作的可靠性。

为自我感知数字工厂提供所需的能力,就需要新型的硅方案。随着智能性向前沿推进,元件必须能够集成到尺寸越来越小的工厂设备之中。例如,指挥自动化工厂设备动作的可编程逻辑控制器(PLC),已经从1970年时和房间一样大发展为今天的手掌大小的器件。因此,底层元件必须小巧、可靠。智能的联网传感器也需要更高的精度,从而为算法的实现提供更强的助力。比如收集工厂车间的数据,帮助指导机器的操作。处理器必须越来越强大,以支持算法流程。电源IC也需要更高的效率,降低功耗的同时提供更高级别的密度。为了提供灵活的IO方案,这些IC也需要具有对其参数进行自检的能力。

助力您实现产业融合愿景
Maxim一直在致力于帮助客户实现产业融合的愿景。我们的IIoT方案可提高生产力、推动自适应制造,以及提高关键实时决策所需要信息的质量。在2014年的慕尼黑电子展上,Maxin展示了其首款微型PLC演示平台,与当时已有的PLC相比,体积缩小10倍,功耗节省50%。利用这款突破性的IIoT演示平台,客户能够将工业控制力推向生产线前沿。2016年,Maxim推出了其第二代IIoT平台。 Pocket IO PLC演示平台的亮点是在10立方英寸体积内实现自适应制造——与上一代平台相比,体积减小2.5倍,功耗节省30%。Pocket IO平台采用Maxim的IO-Link技术,支持快速重新配置传感器。

在今年的慕尼黑电子展上,Maxim继续聚焦其在实现产业融合上的探索。目前我们的焦点是提高可用性、质量,以及能够收集并上传至云端的实时数据数量。这种具有可操作性的信息组合有助于全面了解工厂车间运行的设备健康和状态。试想一下,利用智能算法挖掘实时信息宝库,并据此采取措施,将带来巨大的生产力利益。再想象一下体积不足1立方英寸、拥有17路可配置IO的灵活IIoT平台,这是业界首次实现如此高的功能密度,并且借助了Maxim的高效模拟工艺技术,比之前的IIoT方案节省50%的功耗。Maxim最新的Go-IO IIoT参考设计提供的功能有助于释放产业融合的真正潜力。灵活及通用的IO配置能力满足了自动化工厂不断变化的系统要求,允许主动监测和交换工厂车间设备的健康和状态信息。允许生产设备进行动态优化,或者快速适应新分配的任务,从而支持工厂运营拥有更高水平的智能性和适应性。所有这些灵活性、控制和智能性都是Maxim第三代IIoT系统的具体体现。

Go-IO包括Maxim先进的模拟IO、数字IO、IO-Link、通信和电源方案。每个技术领域都将受益于Maxim的新通用IO平台架构,这种架构具有系统级的配置灵活性和可扩展性,最新的IO-Link主机(MAX14819)和数字IO(MAX14912, MAX22192)方案就是其具体体现。除了提供软件可配置的灵活IO平台架构外,Maxim通过将高水平的IO可配置性与强大的集成诊断能力相结合,不断创新,帮助监测工厂车间设备的健康和状态。拥有Go-IO后,工厂就能够根据车间每时每刻的工作环境条件动态优化性能。最后,高度集成的降压型DC-DC转换器(MAX15462)为Go-IO供电,同时带有电源的高度集成RS-485收发器模块(MAXM22511) 为点对点Go-IO模块通信提供可靠的通信端口,以及为健康和状态数据上传到本地数据湖或远端提供高速数据通路。

Go-IO参考设计为驾驭真正的产业融合提供了一条途径。敬请光临慕尼黑电子展上的Maxim展台(C4厅,440展台),实地考察小巧、灵活的Go-IO。

Go-IOGo-IO参考设计为创建智能数字工厂设备提供底层技术