工业领域步入4.0时代 工控自动化、智能化全面升级
大比特讯:2013年,工业4.0在德国被首次提出,随之在世界范围内引起了极大的反响。而今年,工业4.0更无疑成为了工业行业的热门关键词,越来越多的人相信,工业4.0时代正而加速带来。中国作为世界工厂,受工业4.0的影响也逐渐加深。谈到工业4.0,就离不开智能化与自动化。业内认为,工业4.0即是以智能制造为主的“第四次工业革命”,其三大主题分别为智能工厂、智能生产以及智能物流。在全球新一轮工业革命来袭之际,中国作为制造业大国也紧随发展潮流积极布局市场。工信部部长苗圩表示,新一轮科技革命和产业变革蓄势待发,智能制造、网络制造、绿色制造、服务性制造已日益成为生产方式变革的重要方向。
针对工业控制以及嵌入式的最新技术与应用,大比特资讯在上海成功举办了2014’嵌入式与工业控制创新与应用研讨会。Freescale、Fairchild、Spansion、Exar、Xilinx以及永铭电子等代表企业针对工业物联网、工业电机应用、工业自动化、工业电源、嵌入式设计等工业控制行业的热点话题带来了精彩的技术分享。而大比特特邀嘉宾上海大学阮毅教授也针对变频技术的演讲与发展带来了精彩的演讲。会议吸引了工控行业150多位高工,横河电机、安科瑞电气、安川、辰竹、台安、葆德、上海电气等众多知名企业代表均到场参会。
大比特工业控制技术研讨会现场一
各方观点看工业4.0时代
工业领域的前三次革命都有很明显的标志,即蒸汽、电力以及信息化。而关于工业4.0 是否能称为第四次工业革命,业界仍然存在着争议。从根本上讲,工业4.0是一种信息技术发展到新阶段产生的新的工业发展模式。而从终极目标来看,工业4.0并非为技术而技术,其最根本的本质在于提高企业、行业的整体竞争力。上海大学阮毅教授认为,工业4.0的主要特征是智能化,不断完善已有的物联网网络,实现更高层次的工业自动化。而在这种情况下,具备互联功能的智能设备能够在优化工厂运作、改善设备维护、节省生产成本等方面起到巨大的作用。而工业4.0究竟是否算得上是工业的第四次革命还有待商榷。
智能化是工业4.0的大趋势,工业4.0也是工业智能化的典型代表。来自Xilinx的Andy Luo认为,在今后整个工业生产环境里面,各设备具有智能的数据分析和处理能力,使得各个部件之间可以进行相互的通信,而这也将是工业领域的大趋势。业内专家认为,工业4.0的本质含义之一就是要打造一个世界级的工厂。也就是说,工业4.0能够整合最好的传感器、软件和技术,把一个全球公司在世界各地的工厂都汇集到一个网络里,总部可以通过互联网实时看到每个工厂运行的情况,并通过高度的可视化、自动化来实现高效率、降低能耗的目的。
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在工业3.0时代,IT技术介入,工业领域的自动化之旅随之开始。Freescale资深软件系统应用工程师姜庆荣表示,如今进入到工业4.0时代,很多的工厂都实现了自动化的生产,但某些产链上仍需要人的介入。他认为,随着工业自动化和智能化程度的不断加深,工厂将实现完全的机器化。未来的机器也将更加的智能,能自动进行分析判断和处理。来自中电21所的倪工也认为,工业4.0是一个大的趋势。但是,目前国内的伺服电机基本上被国外企业垄断,国内企业想要发展,离不开元器件厂商的支持,他希望厂商能够提供稳定性和可靠性都高的元件,提高国内电机的性能竞争力。
大比特工业控制技术研讨会现场二
多种方案满足工业自动化、智能化新需求
人力成本、土地成本的加速上升,使中国制造业发展备受压力。于是,不少企业逐渐加大对工业自动化以及智能化的投入与建设。有分析称,未来5~10年,中国智能制造装备行业将迎来高速增长。姜庆荣认为,在未来的工业产链上,每一个产品都可以是一个智能终端,在生产线上自行运转,零件与机器间能够交互信息,并具有信息存储、传感以及通信等功能,在此期间,工业物联网的应用也将愈趋广泛。顺应这一趋势的发展,Freescale 在i.MX 6系列上新增了基于ARM®CortexTM-A9架构的应用处理器平台。据介绍,i.MX6拥有强大的运算能力,可支持4个屏幕的独立显示。此外,该系列产品拥有全面的安全特性,可帮助工业物联网应对数据安全、网络安全等挑战。姜庆荣表示,Freescale的 i.MX 6 处理器正推动ARM生态系统创造一个更好的物联网时代。
工业发展从模拟到数字,再到现今的智能化发展,衍生了非常多的需求。如信息的处理能力和控制能力。未来满足这些需求,Spansion推出了FM MCU系列产品。其中,FM0+可以满足低电压运行和低功耗以及经济高效的应用,而作为通用的FM3拥有广泛的产品线,适用于570多种产品,FM4+更多的是满足高性能的应用领域。Spansion市场部经理彭涛认为,工业的自动化发展,对产品的稳定性、可靠性以及安全性的要求将会更高。而Andy Luo认为工业自动化的控制系统需要一个更智能的平台:网络化、高性能、高可靠性、安全、灵活性、可扩展性以及高效率等缺一不可。
大比特工业控制技术研讨会现场三
除了自动化、智能化,Fairchild市场拓展经理张瑞斌认为,高效率、高功率密度以及高可靠性也成为了工业变频驱动的大趋势。他谈到,作为一家功率半导体和模拟控制IC的专业供应商,Fairchild的功率器件产品更多的是实现高效节能,并从自身来提高性能、集成度和高可靠性,从而为客户提供更好的使用体验。安川电机陈科长也认为,随着工业自动化的发展,变频器逐渐向高精度、大功率的方向发展,这也要求厂商能够推出更多高可靠性、高效率的产品和方案,以满足市场的需求。于是Xilinx推出了全可编程逻辑的SOC——Zynq-7000。他介绍到:“我们把一个双核的ARM处理器和我们自己的FPGA整合在一个单芯片上。这样既保持了FPGA的灵活性,又可以使它变得跟ARM处理器一样,越来越实用。”这也是针对工业自动化和智能化非常好的一个平台。
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中国工业控制市场整体向上
中国工业控制的自动化发展正如火如荼地进行中,工业机器人人性机器人等都是时下最热门的话题。有数据显示,2015年,中国大概会有35000台工业机器人投入使用。而中国工业的自动化发展也将更上一个台阶。张瑞斌表示看好整体的工业市场:“目前国内的工业市场总体向上发展,虽然电机的整体市场数量不会增加,但是变频电机的占有率会显著提高。”他认为这对于半导体厂商来说是一个机会,而Fairchild也会继续立足于已经推出的电机控制方案,包括SPM、开关电源、控制器、光耦等产品,开发出新的产品。同时,他也表示,工业市场将是Fairchild未来最看重的市场之一。彭涛表示,在工业领域,电机控制并非Spansion的传统优势。但是在工业变频和工业缝纫机以及人机接口等方面的应用,Spansion会在未来加入一些数据通信、网络以及安全标准的投入。
大比特工业控制技术研讨会产品展示一
大比特工业控制技术研讨会产品展示二
作为传统的工业国,德国、日本等仍然走在我们的前面。但Andy Luo相信,我们国内的工厂会逐渐吸收消化国外先进的技术,如果能达到足以推动本地的创新与设计的话,未来5-10年将是中国本土厂商非常好的机会。他透露,Xilinx也将在现有的平台上,针对重点的应用加大支持,包括机器视觉、工业电机控制以及工业以太网等,都将加大投入。
阮毅教授认为目前国内企业的规范以及规模都不够,“国内企业鱼龙混杂,很多企业都追求快速产生效率”。所以,尽管国内的技术水平比较高,但是对成本敏感,如果要发展工业自动化,就需要政府政策的指导。姜庆荣则表示,智能化和自动化是未来中国工业控制的发展趋势。中国一直是制造业大国,长期以来依靠着密集的劳动力而成长。但是随着产业的升级以及人力成本的增加,所有的设备都要往越来越智能的方向发展,从制造业大国进化成制造业强国。“未来,我们要订一些标准,主导这个工业做得更加的精密。”
中国工业在今年来的发展有目共睹。而随着计算机技术、通信技术和控制技术的快速发展,传统的工业控制领域正经历着一场前所未有的变革,自动化、智能化、网络化的发展程度日渐加剧。控制技术的发展与计算机技术、数字技术、网络通信技术、物联网等的发展息息相关,而这些技术也推动着工业控制技术不断向前。
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