当前新一轮科技革命与产业变革风起云涌，以信息技术与制造业加速融合为主要特征的智能制造成为全球制造业发展的主要趋势。同时，物联网通过与自动化技术、人工智能和边缘计算的组合运用，真正实现了传统工业向智能制造的转变。这些趋势也将极大地改变制造业中机器与机器、人与机器、人与人、预测与操作、管理与运营之间的关系，推动工业4.0时代的到来。
近日，TI（德州仪器）在深圳举行的工厂自动化和机器人技术创新媒体沟通会上，TI处理器业务部负责人Sameer Wasson、中国区业务拓展总监吴健鸿向与会媒体详细介绍了Sitara™AM6x处理器、60-GHz毫米波传感器等创新产品和关键技术在智能工厂和机器人的应用。
工业4.0是为提升工厂生产效率与工作环境安全而生，这个议题已受到相当大的重视，包括半导体、电子、网通、信息技术(IT)……各产业都纷纷摩拳擦掌迎接新的市场商机。然而，市场专家与分析机构也提出智能工厂的建置可能没有想象中简单，这当中将须面临诸多挑战。
TI处理器业务部负责人Sameer Wasson
先进集成工业处理器让工厂变得越来越智能
首先，在智能工厂中，一个强有力的工业通信网络对于数据的流通起着关键作用。其一，数据的高效采集需要底层通信网络的支持。其二，数据的纵横打通和连接需要底层网络的支持。实际上，近年来在数字化工厂的推动下，工业通信网络面临着越来越复杂的需求，通信网络正在从过去的简单、相对孤立的结构向复合结构演进，这也使得传统的工业网络设计的不足日益凸显，而更需要实现网络的升级和改造。
其次，边缘计算在数字化工厂的数据收集和处理方面越来越重要，边缘计算中不仅包括AI运用，还是一些实时算法。因此，越来越多的工厂在数据收集和处理方面，需要性能强大功能的处理器去做运算。而处理器强大的性能既要满足对本地数据的处理能力，另一方面还需对工厂供需端的实时数据传输到云端做处理。
第三，在自动化工厂设备中，不仅机器人需互联互通，甚至工厂很多的传感器，不管涉及到的简单的温度、湿度传感器，还是诸如雷达这样比如复杂的传感器，这些传感器所采集的数据都需要处理器帮助实时判断、分析。
此外，自动化工厂所涉及的工业安全和数据保密等各方面均面临诸多挑战。
TI推出的高集成度且支持多协议千兆位(Gb)时间敏感网络(TSN)的处理器系列——Sitara™AM6x，可提供工业级可靠性，有四核和双核Arm®Cortex®-A53两种版本可选，可满足工厂自动化、电机驱动和电网基础设施等应用中快速增长的工业4.0需求。
工业协议下的千兆位传输速率，可在单一网络上融合以太网和实时数据传输。这一特性对于工业4.0应用中的实时通信至关重要，可在工厂中实现可重新配置软件的网络物理系统。
毫米波传感器助力实现边缘智能
传统的工业传感器均采用相同的工作原理，以数据形式记录物理变量，并将采集的数据发送至设备控制器。然而，工业4.0与传统数据路径迥异，它为传感器创建了全新的任务，如需要更多的尖端决策能力，降低检测物体、人和运动可能产生的误报，以及工业应用需要在所有环境中实现更智能、更精确的传感。传感器将根本地改变生产过程。因此，智能工厂需要大量的传感器智能地收集、提供和分析海量的数据。
TI中国区业务拓展总监吴健鸿向媒体展示创新型产品
为了全球工业应用中推进毫米波（mmWave）传感器技术，TI推出用于工业系统的超高分辨率单芯片互补金属氧化物半导体（CMOS）60-GHz传感器产品系列。IWR6x毫米波传感器通过芯片内嵌处理单元支持工业自动化应用，可提供实时决策和信号处理。最新的60-GHz毫米波传感器将成为首款包含“AOP天线封装”在内的封装产品，克服了与射频（RF）设计相关的传统挑战，同时通过缩小尺寸降低成本。
借助60-GHz毫米波传感器，全球工程师可以将毫米波技术集成到各种机器人、工厂自动化和楼宇自动化设计中，同时利用ISM频段进行广泛部署。高分辨率的IWR6x传感器专为工业应用而设计，可提供高达4 GHz的超宽带宽，能够以高于24-GHz窄带解决方案16倍的精度感测物体和运动。
近年来，随着我国工业机器人的迅速发展，工业机器人在提高生产效率与品质的同时减少了人工成本，已被广泛应用于汽车制造业、铸造行业、物流行业等领域。协作机器人是一种对传统工业机器人在安全性方面改进，使之可以与人一起协同工作，相对安全的一种机器人。它为了达到安全的目的：1、需要限制速度、刚度、本体质量；2、具有碰撞检测（电流/压力传感器）功能和拖动示教功能。3、符合相关协作机器人的安全标准。而如今最新的协作型机器人（“cobots”），机器人依赖机器学习变得“自主”，从而做出尖端实时决策。
TI 60-GHz毫米波传感器通过在单个芯片上集成精确感应与实时决策和处理功能，在边缘实现智能感应，从而进一步加速机器人系统的采用。这些传感器可用于高精度占用检测和碰撞避免，其中人的位置和速度可用于在人或物体靠近机器时触发系统。其不仅仅能检测物体，同样支持诸如叉车、AGV、物流机器人等室内车辆的检测，也适合密切的人机交互的SIL合规性。相较于以往基于光的传感器难以检测到的玻璃和塑料等材料，它也能检测到。未来随着其技术的不断迭代，将会在更多的小型机器人中得到应用。
此外，伴随汽车高级辅助驾驶（ADAS）在过去几年的飞速发展，紧急刹车和行人探测等新功能在未来的新车型中将日渐普及，车辆中雷达传感器的数量也显著增加。相比微波雷达，毫米波雷达尺寸更小巧，相比激光雷达，毫米波雷达传受气候影响小，可以在大雾等低能见度环境下实现辅助驾驶、自动巡航控制，甚至在高速公路的自动驾驶。TI 汽车毫米波传感器 AWR1x 器件架构不局限于射频/模拟子系统，它集成了雷达处理器和主子系统，使客户能够获取稳定可靠的 AWR1x 器件产品系列，该产品系列涵盖从高性能雷达前端到超高分辨率、低功耗小型单芯片雷达的所有产品。
TI的高级驾驶辅助系统(ADAS)解决方案正在推动安全增强应用的发展，协助这些应用为驾驶员、乘客和行人营造更安全的交通环境。TI的完整系统产品系列为客户提供满足各种性能、应用和系统要求的可扩展解决方案，从而增强道路安全，使入门级到高端的所有车型普遍能够使用ADAS应用。
小结：
随着工业4.0模式的演进，大量的工厂设备将互相连接，以实现信息的交互。自动化厂商将需要部署大量的传感器，以及采集机器原始数据和测量现场环境参数，然后才能通过数据分析，进行各种预测性维护，可视化生产等场景。而得益于TI在工厂自动化和控制系统方面的系统专业知识，创新技术与产品应用，将帮助客户实现工业4.0愿景落地。
文字、图片来自于中国自动化网
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