德勤咨詢提到，工業(yè)4.0讓組織能夠利用基于網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)驅(qū)動、自主和認(rèn)知的數(shù)字與物理技術(shù)來創(chuàng)建真正創(chuàng)新的業(yè)務(wù)解決方案。Sm1esmc

用相對通俗的話來說，工業(yè)4.0要做到最基本的就是生產(chǎn)業(yè)務(wù)的數(shù)字化，并通過數(shù)字化來徹底改變工廠運營的方式。工程師和運維人員與工廠設(shè)備、生產(chǎn)流程交互的過程，都因為自動化、甚至AI發(fā)生變化。他們能夠以更為實時的方式解決每天的生產(chǎn)問題。其中涵蓋的熱點就包括了IIoT工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、AI機器學(xué)習(xí)技術(shù)、各種各樣的連接技術(shù)，以及大數(shù)據(jù)、云，乃至底層電網(wǎng)、功率器件全方位的革新。Sm1esmc

有大的市場機遇，就存在技術(shù)和管理方面的挑戰(zhàn)。這就要求各層級的參與者通力合作，共同推進和解決各類難題。比如說工業(yè)4.0開展到當(dāng)前這個階段，工廠開始擁有大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)怎么去發(fā)揮效率，又有什么用？再比如，工廠設(shè)備設(shè)施間的連接，需要采用何種方案，又或者驅(qū)動數(shù)據(jù)的底層技術(shù)，小到機械臂的MCU平臺選擇問題。Sm1esmc

Sm1esmc

由Aspencore旗下《國際電子商情》《電子工程專輯》以及《電子技術(shù)設(shè)計》主辦的“智”動化與工業(yè)4.0論壇蘇州場于8月1日在蘇州國際科技園舉辦。BISTel、艾德克斯、Silicon Labs、Sigfox等十?dāng)?shù)家企業(yè)的技術(shù)專家就工業(yè)4.0各層級的話題展開了討論。而全天的討論，可以用“數(shù)據(jù)、連接、底層支持”三部分來概括。Sm1esmc

海量“數(shù)據(jù)”的AI利用

“數(shù)據(jù)”的充分利用，一直是BISTel的強項。以此為例更能窺見當(dāng)前工業(yè)4.0在這個時代的發(fā)展進程。BISTel China銷售副總裁Stanley Shi說，當(dāng)前制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)包括工廠內(nèi)大量的設(shè)備、傳感器，要求更快的數(shù)據(jù)采集頻率，導(dǎo)致了過量的數(shù)據(jù)。與此同時帶來的是更復(fù)雜的問題、更長時間的分析；加上缺少工程人員，帶來超負(fù)荷的工作量。Sm1esmc

要讓數(shù)據(jù)本身具備智能，這是BISTel智能應(yīng)用平臺期望解決的問題。該平臺包含了三大部分，其一是實時監(jiān)測——配合前期的數(shù)據(jù)管理。狹義的說，這是“獲取數(shù)據(jù)”的過程。實時監(jiān)測模塊，首先對工廠內(nèi)部的設(shè)備進行實時的監(jiān)控。通過各種設(shè)備工程解決方案，實現(xiàn)工廠范圍內(nèi)的設(shè)備配方管理、設(shè)備性能OEE分析，對工藝流程進行持續(xù)的優(yōu)化。Sm1esmc

其二是大數(shù)據(jù)分析平臺，對不良進行分析、歸類，通過運營算法做數(shù)據(jù)挖掘，找出工廠制造過程中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、參數(shù)，利用基于參數(shù)數(shù)據(jù)分析的方式找出問題根源。其三是健康預(yù)測，對工廠資產(chǎn)、設(shè)備、重要部件的健康度、健康狀況做出評估和預(yù)測。最終延伸出“自適應(yīng)智能”，通過自我學(xué)習(xí)、自我更新，建立起智能生態(tài)系統(tǒng)。Sm1esmc

Sm1esmc

分析階段是基于AI的分析系統(tǒng)，“通過人工智能數(shù)據(jù)算法、人工智能應(yīng)用，決策實施系統(tǒng)，來實現(xiàn)更高的產(chǎn)出、更簡單的工作流程。”“分析這塊我們追蹤數(shù)據(jù)，有很多trace data的算法。”工廠內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生的連續(xù)性數(shù)據(jù)，實際對參考設(shè)備健康，追蹤產(chǎn)品良率和質(zhì)量，都是有價值的。所以BISTel通過AI算法，進行數(shù)據(jù)分割、清理，將數(shù)據(jù)流中相似的曲線進行分類，異常曲線形態(tài)做實時監(jiān)測、報警。Sm1esmc

Sm1esmc

CVD化學(xué)氣象沉積過程中發(fā)現(xiàn)的節(jié)氣閥位置偏移，實際BISTel的HMP可提前兩天偵測到閥位置發(fā)生偏移的趨勢；壓力問題則可提前10天獲得預(yù)測Sm1esmc

與此同時，利用追蹤數(shù)據(jù)還能進行預(yù)測。通過預(yù)測性維護算法，自然就能降低設(shè)備的downtime，減少非計劃性的停機，降低維護成本。且系統(tǒng)不只是設(shè)備健康分析，也對產(chǎn)品做分析預(yù)測。比如就半導(dǎo)體生產(chǎn)，能夠根據(jù)一批晶圓的歷史追蹤數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)，監(jiān)測此后每一批晶圓的質(zhì)量狀況，以及未來的趨勢如何，給出可視化的晶圓現(xiàn)有質(zhì)量與趨勢看板。Sm1esmc

通過內(nèi)在知識庫的不斷“自我完善”“自我更新”，自主性完成發(fā)現(xiàn)問題、學(xué)習(xí)問題、采取行動的閉環(huán)，這本質(zhì)上就是AI能夠做到的。這和Oracle資深解決方案架構(gòu)師Vicky Qiu在談到智慧工廠的數(shù)據(jù)時提到的數(shù)據(jù)需要能夠“自運行”是異曲同工的。Vicky Qiu說：“第一，我們關(guān)心數(shù)據(jù)的范圍?，F(xiàn)在的數(shù)據(jù)范圍已經(jīng)從傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)型數(shù)據(jù)，擴大到了設(shè)備端的萬物互聯(lián)，延伸到整個物聯(lián)網(wǎng)，也就是大數(shù)據(jù)。”“第二，我們也更關(guān)心，企業(yè)現(xiàn)在都是互聯(lián)的企業(yè)，不是孤立的，而需要和上下游的生產(chǎn)商合作。”Sm1esmc

“這個變化很快的時代，我們考慮如何降低IT從業(yè)人員方面的投資，加快數(shù)據(jù)資產(chǎn)的利用。AI技術(shù)讓效率得以提升，自然就能減少信息化管理人員。但與此同時數(shù)據(jù)分析對IT人員的效率、技能要求會變高，包括數(shù)據(jù)工程師、數(shù)據(jù)科學(xué)家等。”Oracle推出的基于AI的數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理平臺，是對于數(shù)據(jù)倉庫類型的管理平臺，同時利用云的技術(shù)與制程。云端的資產(chǎn)數(shù)據(jù)也能進行資源化利用。這是“節(jié)省數(shù)據(jù)科學(xué)家勞動力”的一套方案。Sm1esmc

數(shù)據(jù)資產(chǎn)能夠做到的是“自維護、自修復(fù)和自安全”。Sm1esmc

Sm1esmc

實際上這種數(shù)據(jù)的AI方案，對于MES生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)本身就會有著進一步的推動作用。浙江簡鹿科技發(fā)展有限公司COO周彥君分享了MES車間智能制造執(zhí)行系統(tǒng)的相關(guān)經(jīng)驗。所謂的MES系統(tǒng)，當(dāng)事件發(fā)生變異時，借著實時正確的信息、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)規(guī)范、原始工作情況、數(shù)據(jù)反應(yīng)及回饋，作出快速的響應(yīng)以減少無附加價值之生產(chǎn)活動，提升工廠生產(chǎn)制程的效率。Sm1esmc

周彥君提到，為MES提供技術(shù)支撐的，就包括了計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、軟件技術(shù)，以及自動控制、傳感器監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展?；蛟S在數(shù)據(jù)越來越有價值的今天，MES很快也會有AI的介入。Sm1esmc

“連接”是獲取數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)

Sigfox全球生態(tài)鏈合作總監(jiān)嚴(yán)更真提到了一個基本理念：數(shù)據(jù)的價值應(yīng)該大于獲取數(shù)據(jù)的總成本，唯有如此客戶才會投資。而與獲取數(shù)據(jù)相關(guān)的，實際上就是“連接”，連接自然成為工業(yè)4.0時代的重要一環(huán)。今年“智”動化與工業(yè)4.0論壇蘇州場，除了“數(shù)據(jù)”之外，另一個重要的話題就是“連接”，小至藍牙大到Sigfox、LoRaWAN這樣的技術(shù)。Sm1esmc

Sigfox是低功耗廣域網(wǎng)的提出者。Sigfox連接的典型應(yīng)用，比如全球商用空調(diào)巨頭COFELY，設(shè)備需要布局在外或者條件比較惡劣的地方。在產(chǎn)品賣向全球的情況下，如何降低維修成本是個挑戰(zhàn)。如果能夠通過預(yù)診斷的方式，將全球運行產(chǎn)品的數(shù)據(jù)都獲取到位，做出提前的判斷，自然就可成為盈利的方向。所以COFELY選擇了Sigfox。Sm1esmc

在數(shù)據(jù)價值＞獲取數(shù)據(jù)的總成本，這個不等式背后，實際要做到的就是提升數(shù)據(jù)的價值，以及降低獲取數(shù)據(jù)的成本。而這里的總成本實則包括了硬件成本、鏈接成本、基礎(chǔ)設(shè)施、部署成本、維護成本甚至電池成本等。Sigfox期望的就是降低連接的成本，提供完整的方案和生態(tài)。Sm1esmc

Sigfox在全球部署了地面基站+物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星，提供了統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)一運營平臺，全球無縫的通信網(wǎng)絡(luò)，“同一份合約全球有效”。預(yù)計今年年底，就能覆蓋70個國家地區(qū)。“不需要和不同的運營商談不同的資費、運營，對全球大工業(yè)公司的使用都非常合適。”具體到工業(yè)4.0相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)“傳感器數(shù)據(jù)，追蹤，事件上報，以及資產(chǎn)的管理”，以低功耗、低成本的方式實現(xiàn)全球性資產(chǎn)追蹤，就顯得很有價值。“LV在追蹤行李箱的誤處理、丟失方面，比如在某個機場的誤處理，這是Sigfox在航空物流市場的典型應(yīng)用。”Sm1esmc

Semtech華東區(qū)客戶經(jīng)理陳建魏則表示，在針對這類型大范圍的連接方案時，“我們還能提出另一種解決方案，就是LoRa”。LoRa是帶寬較低，但覆蓋范圍很廣且網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對靈活、功耗低、成本低的一種連接方案。“韓國99.9%覆蓋了LoRa網(wǎng)絡(luò)，瑞士法國，還有國內(nèi)的深圳、杭州、上海很多地方都覆蓋了LoRa。”“我們和FedEx進行合作，網(wǎng)絡(luò)很簡單，三個基站就能覆蓋整個硅谷。應(yīng)對城市覆蓋，也不需要太多的基站。”Sm1esmc

Sm1esmc

Silicon Labs展示的多協(xié)議支持Sm1esmc

而在室內(nèi)局域網(wǎng)方面，Silicon Labs（芯科科技）中國華東區(qū)銷售經(jīng)理牛凱分享了針對工業(yè)4.0室內(nèi)方案的解決之道。“無線連接是工業(yè)4.0的解決方案，增加更多的監(jiān)控和控制系統(tǒng)，用無線對有線連接方式做替代，使用OTA升級的方式滿足未來的功能需要，以及使用高級加密方法進行安全保護。”這是Silicon Labs在做的事。Sm1esmc

Silicon Labs專注于“一個無線方案適用所有”，其Wireless Gecko系列的二代產(chǎn)品，實際已經(jīng)在今年的CES展會上展示過，提供對藍牙、WiFi、Zigbee、Z-Wave等的一體化支持。而且“全球頻段的分部情況都是有差異的，我們提供多頻段、多協(xié)議的無線解決方案，不需要開發(fā)者考慮射頻論證之類的問題。”Sm1esmc

包括在藍牙m(xù)esh、WiFi、藍牙/Sub-GHz多支持等方面，Silicon Labs都有充沛的開發(fā)經(jīng)驗?；诖耍琒ilicon Labs得以在工業(yè)4.0方向進軍。比如實現(xiàn)資產(chǎn)管理：資產(chǎn)標(biāo)簽通過藍牙信標(biāo)的方式進行數(shù)據(jù)發(fā)送，藍牙m(xù)esh節(jié)點在收到信標(biāo)數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到云端進行位置信息應(yīng)用，也就實現(xiàn)了實時位置管理，通過無線連接對勞動力、設(shè)備、庫存等在較大區(qū)域范圍內(nèi)進行可靠的分析管理。Sm1esmc

再比如工廠內(nèi)的智能照明，通過各種物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進行mesh組網(wǎng)，實現(xiàn)定制化的工廠照明和遠程、智能控制；智能能源管理：電廠、熱能廠、水廠都能通過無線智能能源管理系統(tǒng)更便捷地管理能源生產(chǎn)，提供連接的同時，簡化現(xiàn)場設(shè)備設(shè)置維護和數(shù)據(jù)采集過程。Sm1esmc

在討論工業(yè)領(lǐng)域的連接方案時，自然也不能少了NB-IoT。歐孚通信CEO俞文杰分享了臺灣日月光作為其客戶，應(yīng)用NB-IoT智能派工手表的方案案例。歐孚通信完成IoT派工手表，在日月光工廠內(nèi)服役。這臺手表通過eLTE-IoT與歐孚通信MQTT企業(yè)電信SMS系統(tǒng)平臺連接，往前再借由web API連接至智能手表管理系統(tǒng)，以及自動派工系統(tǒng)。佩戴手表的工人可以選擇接單和拒絕。這樣能夠方便地實現(xiàn)工單、員工管理。這是智能連接在智慧生產(chǎn)方面的一個典型應(yīng)用。Sm1esmc

Sm1esmc

“億歐認(rèn)為，工業(yè)自動化階段，之后就是網(wǎng)絡(luò)化，到了這一步，對連接的需求就會比較大。”瑞昱半導(dǎo)體無線網(wǎng)絡(luò)部門產(chǎn)品經(jīng)理孫再強表示。他特別提到了“多連接技術(shù)”趨勢，所謂的多連接技術(shù)，實際也就是多種連接方式的融合與需求，這實際也印證了Silicon Labs的方案，并且也是瑞昱當(dāng)前的一大特色與優(yōu)勢。比如在應(yīng)用NB-IoT的設(shè)備上，也總是能看到其他配套的連接方案，比如智能門鎖還需要配備藍牙，煙感還需要低功耗mesh。“在NB-IoT的1.0時代是一家獨大，2.0時代就需要多家芯片供貨了，但大部分產(chǎn)品都只做一種連接，沒有解決工業(yè)上多連接的問題；3.0就需要多個連接去做了。”從這幾家企業(yè)的分享來看，多連接的確是當(dāng)前工業(yè)4.0發(fā)展時期的寫照。Sm1esmc

更底層的支持

富昌電子電機控制業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理余國民說：“不管數(shù)據(jù)與連接如何智能，總還是離不開底層技術(shù)的，所以‘智’動化與工業(yè)4.0論壇還包含一些必不可少的基礎(chǔ)方案。包括了智能設(shè)備測試，驅(qū)動工業(yè)自動化系統(tǒng)發(fā)展的功率半導(dǎo)體，以及電網(wǎng)基建等。有趣的是，與此同時基礎(chǔ)設(shè)施自身也在變得更智能，或者說他們本身就是工業(yè)4.0發(fā)展的技術(shù)受惠者。”Sm1esmc

如電網(wǎng)就在實現(xiàn)智能化、虛擬化演進過程。深圳市風(fēng)云實業(yè)有限公司技術(shù)總監(jiān)詹晉川提到了電網(wǎng)本身的智能化。智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的集群測控裝置在架構(gòu)迭代中，開始采用多核、片內(nèi)連接的方式，便于做虛擬化功能；實現(xiàn)信息模型化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化——通過網(wǎng)絡(luò)化的方式傳輸網(wǎng)絡(luò)報文；與此同時進行軟件虛擬化，在不同核運行docker容器，不同的容器資源獨享。這樣一來也就具備了應(yīng)用無關(guān)性，還能實現(xiàn)動態(tài)遷移、熱備用等特性；并且支持新型部署方式、測試功能集成，以及軟硬件的獨立升級等。Sm1esmc

Sm1esmc

艾德克斯（ITECH）技術(shù)工程師張彬則著重講解了工業(yè)與智能設(shè)備測試解決方案，包括各類發(fā)電機/電機測試方案，如BSG電機測試、直流電機測試、調(diào)速電機測試，還有工業(yè)電源模塊測試方案等；并且在測試方案以外，推薦了公司的一些系列產(chǎn)品，例如可靈活插接的IT-M系列電源、IT89/88/8700電子負(fù)載系列及各類電源模塊測試系統(tǒng)。Sm1esmc

Sm1esmc

活動現(xiàn)場的展臺上，艾德克斯展示了IT8900大功率直流電子負(fù)載系列產(chǎn)品，可模擬用電設(shè)備以驗證短路或電流異常時，電源供應(yīng)器能否正常判定并及時作出反應(yīng)；還有兆瓦級IT6000源載系列，比如其中的IT6000C系列雙向可編程直流電源，集成了雙線性電源和回饋式負(fù)載功能，可實現(xiàn)source功能提供功率，也具備sink能力，可吸收功率還可將消耗的能量清潔地返回至電網(wǎng)；而IT-M系列電源具備靈巧的特點，產(chǎn)品在200W-600W功率范圍內(nèi)，實現(xiàn)了½1U的體積，可以像“樂高”一樣，模塊化組合搭配。Sm1esmc

在功率元器件方面，包括新能源在內(nèi)的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，一直都是這一市場的發(fā)展熱點；如果做細(xì)分，實際工業(yè)領(lǐng)域的功率元器件市場規(guī)模也大于其他包括家電、汽車在內(nèi)的領(lǐng)域。Sm1esmc

意法半導(dǎo)體功率分離器件技術(shù)市場部經(jīng)理孫君穎分享了針對工業(yè)4.0的功率器件解決方案?？傮w上包括了高電壓功率MOSFET、低電壓功率MOSFET、IGBT、碳化硅MOSFET、氮化鎵、功率RF、功率模塊等覆蓋相對較廣的各種產(chǎn)品。孫君穎特別提到現(xiàn)如今智能功率器件的增長速度已經(jīng)和32位MCU一樣，預(yù)計IGBT/MOSFET IPM近5年的復(fù)合年增長率達到25%，到2021年市場規(guī)模就會達到26億美元。所以他也在會上特別介紹了650V HB2系列IGBT，后續(xù)將做到車規(guī)級應(yīng)用。此外他還提到了SLLIMM智能功率模塊、650V/1200V SiC MOSFET、低壓MOSFET F7系列產(chǎn)品；以及意法半導(dǎo)體的FERD技術(shù)，相較傳統(tǒng)功率肖特基技術(shù)實現(xiàn)VF/IR最佳平衡。Sm1esmc

富昌電子電機控制業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理余國民特別分析了工業(yè)電驅(qū)面臨的新形勢和挑戰(zhàn)，除了工業(yè)4.0對性能和功能提出更高的要求，更豐富的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能之外，中美貿(mào)易爭端也對國內(nèi)的這一市場發(fā)生了影響：高端制造面臨打壓，關(guān)鍵元器件供應(yīng)的不確定性，增高的技術(shù)交流壁壘。“選擇元器件時，美資元器件如何做替換？”作為系統(tǒng)集成商，“不只是傳統(tǒng)意義上的代理商”，富昌電子給出了一些應(yīng)對挑戰(zhàn)的系統(tǒng)化解決方案，選擇合適的方案，從總體上降低BOM成本和系統(tǒng)成本。Sm1esmc

“國內(nèi)大家都在做低端競爭，我們總是跟別人對標(biāo)這些東西，還有價格戰(zhàn)。所以國產(chǎn)的產(chǎn)品始終徘徊在中低端。工業(yè)4.0的機遇應(yīng)該要留給國內(nèi)，不是從采購上去壓低工人工資，而是從技術(shù)上去降低成本。”而“貿(mào)易爭端帶來的挑戰(zhàn)，對我們的高端制造業(yè)產(chǎn)生沖擊，但對很多客戶而言卻也恰好是個機會。”在工業(yè)4.0的機遇面前，迎接挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)變思路，實贏得這場戰(zhàn)役的必然選擇。Sm1esmc

有關(guān)智能工廠的智能生產(chǎn)解決方案，我們特別采訪了BISTel的Stanley Shi，后續(xù)我們還會就智能生產(chǎn)和工廠數(shù)據(jù)的AI利用做更為詳細(xì)的報道。Sm1esmc