摘要：智能制造、工業(yè)4.0和《中國(guó)制造2025》聚焦新一代信息技術(shù)和操作技術(shù)的融合。本媒體邀請(qǐng)了業(yè)內(nèi)部分領(lǐng)軍企業(yè)，探討了智能制造的發(fā)展趨勢(shì)、元器件、測(cè)試測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展方向。

2016年智能機(jī)器前景預(yù)測(cè)

　　智能機(jī)器的各種功能已足夠穩(wěn)定與透明，各企業(yè)可以嘗試著利用智能機(jī)器以創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值。智能機(jī)器領(lǐng)域的商業(yè)投資將快速增長(zhǎng)，其中以收入增長(zhǎng)與運(yùn)營(yíng)效率為投資重點(diǎn)。

　　到2020年，智能機(jī)器將成為30%以上首席信息官的五大投資優(yōu)先領(lǐng)域之一

　　Gartner研究副總裁暨杰出分析師Whit Andrews，Gartner研究副總裁暨院士級(jí)分析師Tom Austin，Gartner研究總監(jiān)劉軼認(rèn)為，以下三大發(fā)展趨勢(shì)將促使智能機(jī)器未來(lái)5年內(nèi)更廣泛、經(jīng)濟(jì)和高效地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域

　　1.全新處理硬件;

　　2.更強(qiáng)大的算法;

　　3.海量數(shù)據(jù)。

　　智能機(jī)器的種類及其相關(guān)商業(yè)案例正在不斷豐富，這表明了智能機(jī)器解決各種工作難題的商機(jī)正在真實(shí)而快速地增長(zhǎng)。有效識(shí)別這些機(jī)會(huì)將大大促進(jìn)智能機(jī)器發(fā)展計(jì)劃的商業(yè)投資。

　　預(yù)計(jì)在5年以上的時(shí)間內(nèi)有望為企業(yè)帶來(lái)最大收益的技術(shù)包括：智能顧問(wèn)、智能機(jī)器人、商業(yè)無(wú)人航空器(無(wú)人機(jī))、自動(dòng)駕駛車輛以及虛擬個(gè)人助理。

　　智能機(jī)器的使用通常依賴于改變現(xiàn)有的IT系統(tǒng)與工具接口。因此，首席信息官、IT領(lǐng)導(dǎo)者與戰(zhàn)略規(guī)劃部門應(yīng)提前規(guī)劃智能機(jī)器開發(fā)、使用、持續(xù)支持與維護(hù)的相關(guān)成本以及為智能機(jī)器部署而變革現(xiàn)有IT基礎(chǔ)架構(gòu)。

　　此外，首席信息官們還需預(yù)測(cè)一系列組織問(wèn)題。智能機(jī)器由多種資產(chǎn)組成，所有這些資產(chǎn)需要統(tǒng)籌管理。這些資產(chǎn)可能屬于不同的所有人，有著與所有人業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要目的相關(guān)的不同優(yōu)先級(jí)別。

　　到2020年，首席財(cái)務(wù)官必須處理由智能機(jī)器數(shù)據(jù)以及“算法業(yè)務(wù)”衍生的估值問(wèn)題

　　由智能機(jī)器引擎主動(dòng)收集、交付信息及洞察結(jié)果的技術(shù)正在促進(jìn)從人類生成信息資產(chǎn)到機(jī)器生成信息資產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。而這些資產(chǎn)包括：新內(nèi)容、分析與業(yè)務(wù)流程知識(shí)本體、知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

　　智能機(jī)器將完善和推進(jìn)被稱之為“算法業(yè)務(wù)”的新型業(yè)務(wù)模式。

　　這是一種涉及到大量互聯(lián)、各類關(guān)系及動(dòng)態(tài)洞察的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，它基于以算法形式呈現(xiàn)的連接、大數(shù)據(jù)和新知識(shí)產(chǎn)權(quán)來(lái)支持行動(dòng)。

　　智能機(jī)器技術(shù)遍布多個(gè)市場(chǎng)，因此沒有單獨(dú)的“智能機(jī)器市場(chǎng)”;相反，它是面向廣泛應(yīng)用案例的綜合市場(chǎng)。

　　智能機(jī)器的崛起與其他發(fā)展趨勢(shì)相輔相成，并必將與這些趨勢(shì)共同顛覆我們的業(yè)務(wù)方式。新興的算法業(yè)務(wù)即是其中最重要的趨勢(shì)之一，它將帶動(dòng)能夠產(chǎn)生新收入的新業(yè)務(wù)模式，借助算法充分利用大量與互聯(lián)和關(guān)系有關(guān)的大數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)洞察結(jié)果。此類業(yè)務(wù)模式與智能機(jī)器之間的關(guān)系非常密切，它將各種技術(shù)與智能機(jī)器的服務(wù)結(jié)合在一起。

　　同時(shí)，有關(guān)此類服務(wù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)有望產(chǎn)生大量或永久性收入流，因?yàn)橹R(shí)產(chǎn)權(quán)可以依法獲得專利，從而提升價(jià)值。

　　未來(lái)5年，首席財(cái)務(wù)官將面臨解決這些新資產(chǎn)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的壓力。

　　到2018年，全球300多萬(wàn)勞動(dòng)者將接受“機(jī)器主管”的監(jiān)督

　　監(jiān)督職責(zé)將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛谂c產(chǎn)出和客戶評(píng)價(jià)直接掛鉤的績(jī)效指標(biāo)來(lái)監(jiān)督員工的工作。

　　“零工經(jīng)濟(jì)”——?jiǎng)趧?dòng)者為短期合同而展開競(jìng)爭(zhēng)而非為了薪水工作，正在讓企業(yè)通過(guò)結(jié)構(gòu)化、細(xì)分任務(wù)等形式獲得大量人才。

　　機(jī)器主管將直接根據(jù)勞動(dòng)者的業(yè)績(jī)數(shù)據(jù)和自身能力從中獲取洞察力，這一功能人類可能無(wú)法企及或者無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)。

　　智能機(jī)器技術(shù)與服務(wù)目前已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，并展示出部分關(guān)鍵屬性，包括：

　　? 輕松應(yīng)對(duì)高度的復(fù)雜性與不確定性，并基于學(xué)習(xí)能力形成假設(shè)條件。

　　? 檢驗(yàn)這些假設(shè)條件，得出具體的概率性結(jié)論。

　　? 針對(duì)具體任務(wù)環(huán)境形成超出許多行業(yè)觀察家所預(yù)測(cè)到的理解力。

　　機(jī)器主管將日益充當(dāng)決策人的角色，而以往這些決策只能由人類管理者制定。

　　注重績(jī)效評(píng)估、激勵(lì)與支付的商業(yè)流程外包商將開發(fā)出智能機(jī)器“承包管理者”，專門用于評(píng)估和監(jiān)督特殊類別的勞動(dòng)者。

　　隨著智能機(jī)器成為分析績(jī)效的主要工具，勞動(dòng)者績(jī)效評(píng)估將變得更加精細(xì)。

　　針對(duì)此類評(píng)估的反應(yīng)也將隨之變得靈活和個(gè)性化。

2016年工業(yè)4.0技術(shù)動(dòng)向

　　制造業(yè)和庫(kù)存管理正向著智能化過(guò)渡。例如低功耗連接、嵌入式處理和嵌入式感測(cè)等推動(dòng)智能化過(guò)渡的技術(shù)已經(jīng)在提供低功耗、智能網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)感測(cè)解決方案等領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)步。然而，為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0更加廣泛和快速的部署，安全性和可靠性才是最值得關(guān)注的問(wèn)題。諸如濕度、溫度和壓力感測(cè)等多模式感測(cè)解決方案經(jīng)常被集成在許多工業(yè)和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中。從延長(zhǎng)電池使用壽命到最終的能量采集，超低功耗是關(guān)鍵所在。正是因?yàn)橛辛烁咝У碾娫垂芾砗托盘?hào)鏈技術(shù)，我們才得以實(shí)現(xiàn)少于1微瓦的待機(jī)功率以及低于100nA的睡眠模式電流。包括模擬和數(shù)字信號(hào)處理器在內(nèi)的集成式超聲波和毫米波感測(cè)解決方案能夠在流量計(jì)量、診斷和很多其它工業(yè)應(yīng)用中提供全新的多模式功能。

工業(yè)4.0值得關(guān)注

　　智能制造的相關(guān)技術(shù)趨勢(shì)

　　英飛凌作為德國(guó)工業(yè)4.0的創(chuàng)始成員和工業(yè)4.0的積極倡導(dǎo)者，與其他成員一起負(fù)責(zé)工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化的制定，特別是工業(yè)4.0場(chǎng)景下的核心器件和技術(shù)的研發(fā)。

　　從技術(shù)角度看，智能制造的核心是物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)的應(yīng)用，所以物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)趨勢(shì)會(huì)推動(dòng)智能制造的發(fā)展。

　　同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)在促進(jìn)智能制造整合價(jià)值鏈的過(guò)程中，其核心部分還是為制造過(guò)程服務(wù)以實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量和高效資源利用。這樣制造過(guò)程中的人機(jī)交互、機(jī)器和機(jī)器交互、物料和機(jī)器交互、機(jī)器和環(huán)境交互等技術(shù)成為必然，并已經(jīng)逐漸成熟和進(jìn)行嘗試。工業(yè)4.0的參考架構(gòu)和軟件模型也已經(jīng)發(fā)布，相信不久就會(huì)有基于參考架構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例出現(xiàn)。

　　為了符合個(gè)性化制造的要求，產(chǎn)品生命周期管理的系統(tǒng)和設(shè)計(jì)及制造的系統(tǒng)的結(jié)合度現(xiàn)在越來(lái)越緊密，這將成為一個(gè)趨勢(shì)。智能化制造還會(huì)推動(dòng)制造大數(shù)據(jù)分析來(lái)更好地為經(jīng)營(yíng)決策和質(zhì)量控制服務(wù)。

　　英飛凌的特色技術(shù)和產(chǎn)品

　　英飛凌在智能制造領(lǐng)域和工業(yè)4.0領(lǐng)域有獨(dú)到的技術(shù)。英飛凌不光有高效能的電機(jī)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片、還有微控制芯片、高性能傳感器等成熟領(lǐng)先的產(chǎn)品。針對(duì)工業(yè)4.0，或者更廣的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，我們一直認(rèn)為安全是一個(gè)重要并斟待解決的問(wèn)題，所以我們開發(fā)并提供了世界領(lǐng)先的基于硬件的安全芯片解決方案服務(wù)于工業(yè)控制安全和物聯(lián)網(wǎng)安全。

　　例如，針對(duì)工業(yè)智慧人-機(jī)、機(jī)-機(jī)等接口的發(fā)展，我們推出了高精度的3D磁性傳感器。通過(guò)檢測(cè)x、y和z方向的磁場(chǎng)，傳感器能夠可靠地感測(cè)三維、線性和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所采用的數(shù)字I2C接口可在傳感器與單片機(jī)之間實(shí)現(xiàn)快速雙向通信。適合于需要快速三維、角度測(cè)量或低功耗的應(yīng)用。

　　最近我們也推出了3D圖像傳感器，英飛凌全新的傳感器新技術(shù)不僅幫助3D攝像頭實(shí)現(xiàn)了具有真實(shí)感的成像功能，還能識(shí)別手勢(shì)及面部表情。如在醫(yī)療檢測(cè)儀器中，可幫助醫(yī)生無(wú)需觸碰電腦顯示屏，查看病人的檢測(cè)數(shù)據(jù);在高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)中，可主動(dòng)獲取駕駛員的面部表情，判斷駕駛員的精神狀態(tài)，在駕駛員面露疲倦時(shí)，給予及時(shí)的警示，當(dāng)車輛處于即將與其他車輛碰擦的危險(xiǎn)時(shí)及時(shí)剎車，避免交通事故的發(fā)生。在工業(yè)場(chǎng)景中幫助人通過(guò)手勢(shì)控制機(jī)器及虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。

電機(jī)需要精確位置控制及電流控制

　　智能制造是一個(gè)很大的概念，包含若干的技術(shù)應(yīng)用。從電機(jī)控制的角度來(lái)看，節(jié)能、高效、精準(zhǔn)、互通肯定是毋庸置疑的趨勢(shì)。

　　在伺服控制中，高精度電流和電壓檢測(cè)可提高速度和扭矩控制性能，要求12位及以上的性能的多通道ADC;ADI具有業(yè)界領(lǐng)先的ADC技術(shù)，包括了隔離ADC產(chǎn)品，它們可以很好地滿足高精度控制的要求。ADI可以提供高精度RDC來(lái)滿足使用旋轉(zhuǎn)變壓器的位置檢測(cè)場(chǎng)合。從優(yōu)先考慮安全和保護(hù)的角度，信號(hào)采樣和功率器件驅(qū)動(dòng)應(yīng)采用隔離技術(shù)，ADI公司的iCoupler數(shù)字隔離器產(chǎn)品可滿足高壓安全隔離要求。在工業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)中，IC產(chǎn)品需要更長(zhǎng)的生命周期和更高的可靠性。普通的交流感應(yīng)電機(jī)向永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)變已是大勢(shì)所趨，要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)師能提供更高效率和更靈活的算法。

本文來(lái)源于中國(guó)科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第2期第13頁(yè)，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。