【導讀】提高生產力和降低運營成本，是所有企業/工廠努力追求的目標，由此引發對增強邊緣智能新技術的需求暴增。不過您可能會好奇，“邊緣是什麼意思”？在ADI看來，“邊緣”是機器與現實世界融合或交互之地。

jujiaozhigongchangzidonghualingyu，zengqiangbianyuanzhinengyiweizhejianshaogongchangtingjishijian
，bimianshengchanxiantinggong，meiniankeweigongchangwanhuidaliangshengchanlisunshi。shishishang
，genjumaikenxi2018年10月發表的一篇有關“數字化可超越預測性維護提升可靠性”的文章，每年工廠生產線的停工時間平均為800小時，或每周平均15小時，對公司收入和利潤的負麵影響不容忽視。舉個例子，當工廠停止生產時，汽車製造商每分鍾將損失近22000美元。這意味著每小時損失130萬美元
，或每周損失近2000萬美元。而增強邊緣智能可為生產線帶來積極影響


，讓生產力提高10%
，維護成本節省20%。

顯然，增強邊緣智能可提高生產力並降低運營成本，不過真正的問題是“增強邊緣智能需要什麼”？

需要全新的思維方式！

作為一家知名半導體供應商

，ADI對“增強邊緣智能”有獨到見解，並可交付支持智能傳感器和執行器、支持軟件可配置IO並提供高級診斷功能的解決方案。下麵具體看看這個解決方案中的4個關鍵要素，以及它們在增強邊緣智能方麵提供的核心功能。

智能傳感器技術：

傳感器無處不在！日ri常chang生sheng活huo裏li，傳chuan感gan器qi應ying用yong十shi分fen普pu遍bian。在zai製zhi造zao環huan境jing中zhong
，所suo有you製zhi成cheng品pin都dou需xu要yao一yi係xi列lie傳chuan感gan器qi協xie同tong工gong作zuo，以yi幫bang助zhu機ji器qi檢jian測ce物wu體ti
，確que定ding與yu物wu體ti的de距ju離li，配pei置zhi物wu體ti的de顏yan色se和he組zu成cheng，以yi及ji監jian控kong物wu體ti或huo液ye體ti的de溫wen度du和he壓ya力li。

調(tiao)試(shi)新(xin)傳(chuan)感(gan)器(qi)以(yi)替(ti)換(huan)受(shou)損(sun)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)，或(huo)改(gai)裝(zhuang)設(she)備(bei)以(yi)便(bian)製(zhi)造(zao)不(bu)同(tong)的(de)產(chan)品(pin)，這(zhe)需(xu)要(yao)耗(hao)費(fei)大(da)量(liang)人(ren)力(li)
，並(bing)且(qie)由(you)於(yu)生(sheng)產(chan)力(li)損(sun)失(shi)
，將(jiang)造(zao)成(cheng)很(hen)大(da)的(de)成(cheng)本(ben)負(fu)擔(dan)。派(pai)遣(qian)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)到(dao)工(gong)廠(chang)車(che)間(jian)更(geng)換(huan)傳(chuan)感(gan)器(qi)，然(ran)後(hou)重(zhong)新(xin)校(xiao)準(zhun)到(dao)正(zheng)確(que)的(de)製(zhi)造(zao)參(can)數(shu)，這(zhe)些(xie)操(cao)作(zuo)成(cheng)本(ben)會(hui)影(ying)響(xiang)工(gong)廠(chang)的(de)吞(tun)吐(tu)量(liang)。如(ru)果(guo)工(gong)廠(chang)裏(li)的(de)每(mei)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)均(jun)實(shi)施(shi)相(xiang)同(tong)的(de)維(wei)護(hu)級(ji)別(bie)，所(suo)有(you)生(sheng)產(chan)線(xian)的(de)最(zui)大(da)一(yi)筆(bi)費(fei)用(yong)就(jiu)是(shi)更(geng)換(huan)或(huo)重(zhong)新(xin)配(pei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)。

IO Link是shi一yi項xiang激ji動dong人ren心xin的de新xin技ji術shu，能neng夠gou讓rang工gong廠chang車che間jian的de機ji器qi均jun實shi現xian智zhi能neng檢jian測ce。該gai新xin技ji術shu可ke幫bang助zhu實shi現xian靈ling活huo製zhi造zao，從cong而er改gai善shan工gong廠chang吞tun吐tu量liang，提ti高gao運yun營ying效xiao率lv。IO-Link技ji術shu通tong過guo提ti供gong與yu傳chuan感gan器qi的de雙shuang向xiang信xin息xi交jiao換huan，將jiang傳chuan統tong的de數shu字zi或huo模mo擬ni傳chuan感gan器qi轉zhuan換huan為wei智zhi能neng傳chuan感gan器qi。該gai技ji術shu提ti高gao了le遠yuan程cheng調tiao試shi傳chuan感gan器qi的de智zhi能neng和he功gong能neng水shui平ping，並bing且qie通tong過guo隨sui時shi調tiao整zheng傳chuan感gan器qi參can數shu，能neng夠gou實shi時shi作zuo出chu反fan應ying。現xian在zai，工gong廠chang自zi動dong化hua機ji械xie具ju備bei全quan新xin的de智zhi能neng水shui平ping，能neng夠gou根gen據ju遍bian布bu工gong廠chang車che間jian的de傳chuan感gan器qi網wang絡luo的de運yun行xing情qing況kuang和he狀zhuang態tai，動dong態tai響xiang應ying實shi時shi運yun行xing條tiao件jian。通tong過guo利li用yong智zhi能neng傳chuan感gan器qi網wang絡luo提ti供gong的de大da量liang端duan到dao端duan信xin息xi
，工gong廠chang可ke創chuang建jian其qi工gong廠chang車che間jian的de映ying射she，從cong而er為wei總zong體ti人ren工gong智zhi能neng監jian控kong解jie決jue方fang案an提ti供gong更geng好hao的de實shi時shi信xin息xi，以yi便bian能neng夠gou快kuai速su識shi別bie製zhi造zao瓶ping頸jing、故障點，並提供優化整個工廠車間的全新思路
，從而提高運營效率。

通過使用協議棧和IO設備描述(IODD)文件的通用物理接口
，IO-Link技ji術shu支zhi持chi傳chuan感gan器qi互hu換huan，進jin而er簡jian化hua調tiao試shi過guo程cheng，提ti高gao工gong廠chang吞tun吐tu量liang。基ji於yu此ci，技ji術shu人ren員yuan能neng夠gou快kuai速su調tiao試shi傳chuan感gan器qi，減jian少shao工gong廠chang停ting機ji時shi間jian
，允yun許xu隨sui時shi重zhong新xin配pei置zhi生sheng產chan線xian。

隨著公司認識到使用通用接口的好處，即壓力
、近距離和溫度等各個傳感器即插即用，更換起來非常簡單，IO-Link傳感器的采用率不斷加速提高。ResearchAndMarkets表示
，IO-Link市場持續發展，預計到2023年，將從2018年的30億美元增長到120億美元，CAGR達33.56%。

IO Link Hub和軟件可配置IO：

很明顯，IO-Link技術是催生一係列全新智能傳感器的推動因素
，除此之外

，IO-Link還可以通過IO-Link Hub解決方案為邊緣賦予智能。這些全新的IO-Link Hub提供一種簡單的方法
，能夠添加模擬和數字IO擴展通道，並集成電磁閥和電機驅動器等智能執行器。

IO-Link Hub通過簡單的方式來擴展所需的通道類型和數量，以支持意外的生產線重新配置。這些IO擴展中心解決方案充分利用IO-Link技術的所有優勢
，並簡化了添加數字和模擬IO端口的任務。這些新型產品允許通過IO-Link Hub調試傳感器，從而減少工廠停機時間。在Omron的NXR係列IO-Link集線器產品係列中可以看到這些解決方案的示例，該產品係列聲稱能夠使設置和調試時間減少90%。

利用軟件可配置數字和模擬IO解決方案
，自動化工程師和技術人員可以輕鬆地遠程調試通用IO端口。這些新型軟件可配置的數字和模擬IO產品可與IO-Link提供的優勢相媲美，不僅簡化了工廠的布線工作，還可靈活地將任何數字或模擬IO傳感器或執行器物理連接至任何未分配的數字和模擬IO端口。此項軟件可配置技術可提高成本效益和工廠車間的通道密度。

Omron：NXR係列IO-Link控製器和采用MAX14819A
、MAX14827A、MAX14912/15的IO-Link I/O集線器

智能執行器：

執zhi行xing器qi用yong於yu影ying響xiang和he控kong製zhi工gong廠chang車che間jian裏li產chan品pin的de移yi動dong方fang向xiang和he速su度du。由you於yu所suo有you應ying用yong都dou需xu要yao一yi組zu獨du特te的de運yun動dong控kong製zhi和he電dian機ji驅qu動dong特te性xing，因yin此ci這zhe些xie智zhi能neng執zhi行xing器qi需xu要yao根gen據ju其qi環huan境jing動dong態tai調tiao整zheng，形xing成cheng完wan善shan的de機ji電dian網wang絡luo物wu理li係xi統tong。目mu前qian

，智zhi能neng執zhi行xing器qi不bu斷duan發fa展zhan以yi提ti供gong自zi動dong配pei置zhi功gong能neng，能neng夠gou自zi動dong調tiao整zheng其qi性xing能neng參can數shu
，從cong而er滿man足zu運yun營ying環huan境jing的de需xu求qiu。要yao想xiang使shi執zhi行xing器qi對dui環huan境jing建jian立li自zi我wo意yi識shi，允yun許xu係xi統tong優you化hua其qi性xing能neng，同tong時shi最zui大da限xian度du提ti升sheng吞tun吐tu量liang或huo提ti高gao執zhi行xing器qi的de長chang期qi可ke靠kao性xing和he運yun行xing性xing能neng，這zhe是shi第di一yi步bu。而er無wu論lun哪na種zhong情qing況kuang，都dou會hui降jiang低di運yun營ying成cheng本ben和he提ti高gao效xiao率lv。

為了實現該智能運動組合，需要將兩個關鍵要素相集成。

diyigeguanjianyaosu，shigaonengxiaomoniqudongjishu，yongyushixiangaoyacaozuo
，tongshitigongbendihuanjingdeyunxingzhuangkuanghezhuangtai，yishixiandianjiyouhua，jinerzaigaoxiaolvhegengkuaidetuntuliangzhijiandadaopingheng。

第(di)二(er)個(ge)關(guan)鍵(jian)要(yao)素(su)
，是(shi)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)，以(yi)支(zhi)持(chi)順(shun)暢(chang)的(de)運(yun)動(dong)範(fan)圍(wei)。這(zhe)包(bao)括(kuo)能(neng)夠(gou)檢(jian)測(ce)運(yun)行(xing)期(qi)間(jian)的(de)電(dian)機(ji)負(fu)載(zai)，以(yi)避(bi)免(mian)生(sheng)產(chan)線(xian)故(gu)障(zhang)和(he)最(zui)大(da)限(xian)度(du)減(jian)少(shao)功(gong)耗(hao)。

運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)提(ti)供(gong)順(shun)暢(chang)精(jing)確(que)的(de)移(yi)動(dong)，而(er)截(jie)斷(duan)算(suan)法(fa)專(zhuan)注(zhu)於(yu)提(ti)高(gao)電(dian)機(ji)的(de)能(neng)效(xiao)。此(ci)外(wai)，要(yao)想(xiang)了(le)解(jie)電(dian)機(ji)是(shi)否(fou)朝(chao)著(zhe)正(zheng)確(que)位(wei)置(zhi)移(yi)動(dong)
，檢(jian)測(ce)電(dian)樞(shu)的(de)位(wei)置(zhi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。通(tong)常(chang)，這(zhe)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)磁(ci)性(xing)檢(jian)測(ce)的(de)霍(huo)爾(er)傳(chuan)感(gan)器(qi)或(huo)某(mou)些(xie)光(guang)學(xue)編(bian)碼(ma)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)來(lai)完(wan)成(cheng)。

以下兩個新示例展現了下一代智能執行器的價值：PD42-1-1243-IOLINK和最近發布的機械手末端工具(EoAT)夾具參考設計TMCM-1617-GRIP-REF。這兩個解決方案演示了融合ADI的智能運動
、驅動器和IO-Link通信技術後所獲得的強大性能。這些全新的智能執行器允許工業自動化工程師通過IO-Link通信接口訪問50%以(yi)上(shang)的(de)配(pei)置(zhi)和(he)性(xing)能(neng)參(can)數(shu)
，從(cong)而(er)簡(jian)化(hua)調(tiao)試(shi)，提(ti)高(gao)工(gong)廠(chang)生(sheng)產(chan)力(li)。最(zui)後(hou)，這(zhe)些(xie)智(zhi)能(neng)執(zhi)行(xing)器(qi)可(ke)動(dong)態(tai)調(tiao)整(zheng)
，以(yi)適(shi)應(ying)運(yun)行(xing)環(huan)境(jing)變(bian)化(hua)和(he)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)技(ji)術(shu)衍(yan)生(sheng)的(de)高(gao)級(ji)生(sheng)產(chan)力(li)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)實(shi)施(shi)。這(zhe)種(zhong)根(gen)據(ju)運(yun)營(ying)環(huan)境(jing)塑(su)造(zao)執(zhi)行(xing)器(qi)性(xing)能(neng)的(de)能(neng)力(li)
，將(jiang)是(shi)智(zhi)能(neng)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)未(wei)來(lai)。

智能執行器——PD42-1243-IOLINK步進電機和EoAT夾具(TMCM-1617-GRIP REF)

診斷和實時決策：

更高級別的診斷功能可不斷提供更豐富的數據集

，以改善基於邊緣的實時決策，從而提高工廠車間的生產力和運營完整性。根據MarketsandMarkets在2019年1月發表的名為《製造市場的人工智能》的報告預計
，到2025年，這些製造領域強大的人工智能算法平台收入將從2018年的10億美元增加至超過170億美元，或CAGR接近50%。在zai這zhe段duan時shi間jian裏li，由you於yu為wei實shi施shi智zhi能neng工gong廠chang所suo做zuo的de快kuai速su投tou資zi，機ji器qi學xue習xi預yu計ji將jiang是shi人ren工gong智zhi能neng領ling域yu增zeng長chang率lv最zui高gao的de部bu分fen。這zhe一yi增zeng長chang背bei後hou的de推tui動dong力li源yuan自ziIIoT支持設備網絡生成的大量運行狀況和狀態信息、提供預測性分析的算法、監控產品質量以及評估機器狀態和運行狀況的機器視覺攝像頭。

在IC級別，將會監控、收集越來越多的信息，並通過SPI總線與微處理器進行通信。這些IC數據報文的數量繼續成倍增加，因為它們攜帶關鍵信息，如設備的溫度狀態、過壓、過流、開路檢測、短路檢測、溫度過高警告、熱關斷和CRC。現(xian)在(zai)如(ru)果(guo)後(hou)退(tui)一(yi)步(bu)，在(zai)工(gong)廠(chang)車(che)間(jian)的(de)各(ge)種(zhong)設(she)備(bei)中(zhong)大(da)幅(fu)增(zeng)加(jia)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)診(zhen)斷(duan)信(xin)息(xi)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)芯(xin)片(pian)數(shu)量(liang)
，那(na)麼(me)將(jiang)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)工(gong)廠(chang)車(che)間(jian)的(de)診(zhen)斷(duan)映(ying)射(she)，以(yi)預(yu)測(ce)
、識別和診斷生產線故障。

展望未來

有一點是明確的，通過實施這種“全新思維方式”

，zhinenggongchangkeliyongzhexiexingongnenglaitigaotuntuliangheshengchanli。suizhezhexiexinjishubuduanchengshu，xiayidairengongzhinengsuanfajiangliyongzhexiejiejuefanganshengchenggenggaozhiliangdeshishishuju，chanshenggengduoxiaoyi。yinci，zhexiejuyouziwoyishidexinjiqijiangzidongshishirengongzhinengshengchengdejiejuefangan，shishengchanxianbaochizhengchangyunxing，zhidaoxuyaojishurenyuanweixiuhuobaoyang。zhegejuyouziwoyishidejiqishidai，shibihuijifagongyezidonghualingyude“新變革”。

關於ADI公司

ADI是全球領先的高性能模擬技術公司

，致力於解決最艱巨的工程設計挑戰。憑借傑出的檢測
、測量

、電源
、連接和解譯技術，搭建連接現實世界和數字世界的智能化橋梁，從而幫助客戶重新認識周圍的世界。詳情請瀏覽ADI官網www.analog.com/cn。

作者：ADI工業和醫療健康事業部工業通信和運動控製副總裁Jeff DeAngelis

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