隨著人工智能、物聯網等技術的進步，工業自動化也在不斷地推進。近年來，全球人力成本的上升更是加速工廠的轉型和升級。工廠自動化指自動完成產品制造的全部或部分加工過程，實現工廠的綜合自動化，包括設計制造加工、企業內部管理、市場信息處理等信息流的全面自動化。要真正達到工廠完全自動化水平，需要計算機技術、無線技術、工業以太網技術、IT技術、機器人技術，傳感器技術等。
作為全球知名的半導體設計與制造企業，德州儀器 （TI） 為設計人員提供創新技術、系統專業知識和廣泛的參考設計。無論是從事工業 4．0 的設計還是電機 驅動和控制方面的設計，TI 均可幫助客戶攻克最棘手的系統級挑戰。設計人員可為任何工業市場設計出更 智能、更強大的工業系統，從而創建更安全高效的環境。近日，TI在深圳舉辦了主題為《工廠自動化和機器人技術的創新》的媒體見面會活動，德州儀器處理器部門負責人Sameer Wasson、德州儀器中國區業務拓展總監吳健鴻等分享了TI在工業領域，尤其是工廠自動化、機器人方面最新的技術和方案，并介紹了Sitara AM6x 處理器、60－GHz 毫米波傳感器等產品和關鍵技術。
為工業自動化而生的Sitara AM6x處理器
工業自動化是打造無人工廠，人越少的話，整個自動化會做得更好。傳統的工廠要實現工廠的全自動化就得打造智能工廠。處理器對工業而言至關重要，通過工業處理器的集成，工廠里的機器才會更加智能。德州儀器處理器部門負責人Sameer Wasson表示，在整個工業應用里有一些趨勢。
德州儀器處理器部門負責人Sameer Wasson
一是需要統一的平臺，在工業應用領域，很多的應用是分散的，它們需要一個綜合的平臺去解決問題。不同的應用場景要用不同的平臺去研發和設計，這樣做很浪費時間，而且無法運用已經做好的產品。要解決工業自動化的研發困難，需要一個統一的平臺進行設計和研發。對平臺性能的需求，有了統一平臺去做不同設備時，平臺需要的性能會越來越強，也需要很多云端服務器做這些應用。對于本地運算性能的要求，包括數據搜集、處理等，需要邊緣計算和AI等做實時運算，以前工廠用MCU處理，現在很多開始轉向大的AM處理器解決問題。
二是保密性，安全保密部分是非常重要的，以前很多設備想互獨立，如今要互聯互通，這些設備在聯網情況下，如果沒有保密協議，很容易被黑客攻擊，造成很大的災難。當然，做無人工廠不一定完全沒人參與，哪怕一個人在工廠，也要確保在他們的安全，從這個角度而言，企業在進行工業自動化設計時，也需要考慮機器周邊的人身安全。
三是互聯互通，這些數據除了在本地進行運算，也有很多數據要傳送到云端，這樣的應用是需要本地運算加云端進行服務，從這個角度，工廠如何實現本地和云端的連接，也是現在工廠進行工業自動化轉型需要考慮的一個方向。
面對工業自動化市場的應用趨勢，德州儀器也發現越來越多的工業自動化設備運用了機器人，在智能工廠里面，需要很多的傳感器，包括溫濕度傳感器、激光雷達等等，不同的應用需要把不同數據傳送到終端處理器，幫助處理器作實時判斷。對于工業的傳感器，需要做底層的配置，這個傳感器需要很強的穩定性能和可靠性，因為機器通過傳感器搜集的訊息進行判斷，一旦某個傳感器傳送不正確的數據，會給工程造成巨大的災難，這也是TI的機會，Sameer Wasson表示，為工業自動化而生的Sitara AM6x處理器針對高集成度且支持多協議千兆位時間敏感網絡，提供工業級的可靠性，可滿足智能工廠和電機驅動等應用中的工業自動化需求。
邊緣智能如何實現？
邊緣計算是指在靠近物或數據源頭的一側，采用網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務。由于應用程序在邊緣側發起產生更快的網絡服務響應，滿足行業在實時業務、應用智能、安全與隱私保護等方面的需求。德州儀器的毫米波傳感器通過在芯片上處理實現邊緣智能，它需要將微控制器、DSP處理器等集成到傳感器里面，實現初級雷達處理、特征檢測和分類等功能。
德州儀器中國區業務拓展總監吳健鴻
德州儀器中國區業務拓展總監吳健鴻表示，對工業4．0而言，機器間的通訊非常重要，傳感器一樣很重要，除此之外，功能安全和保密機制等亦不可或缺。當然還需要考慮設備的供電、系統保護、隔離等技術難題。工業設備需要很好的通訊標準，確保每一個系統用的通信協議都是一樣的，這樣才可以實現互聯互通，越來越多的分布式功能集成在工業設備里面。提到實時攻擊，對時間的掌控特別敏感，我們看到比較新的處理方法，如TSN協議，針對實時性要求很高、安全的網絡。對整個智能工廠而言，所有的設備都需要有互聯互通的部分，它們需要一個處理性能較強的網絡處理器或邊緣計算處理器，TI的Sitara系列就能滿足這樣的需求，Sitara就是TI的AM，有可能是AM單核，也有可能是多核AM，還有可能是AM加DSP控制器系列的產品，適合做工業傳感、工業通信還有工業控制的功能。TI有整個系列的產品，從低端、中端到高端，大內核、多內核、AM和DSP等不同類型的產品，我們提供一整系列的產品給客戶，讓它們在不同應用里，選擇同一個平臺做設計。
TI在去年推出的60－GHz毫米波傳感器，克服了與射頻設計相關的傳統挑戰，體積非常小，也能為客戶降低成本，提供高達4GHz的超寬帶寬。吳健鴻繼續說道，德州儀器的毫米波傳感器能在單芯片上集成精確的傳感和實時決策以及處理，可以在復雜的環境下檢測物體的速度、角度和距離，也能提供高級算法的片上處理功能。客戶通過這個毫米波傳感器，能讓機器實現的獨特數據集與片上處理功能，減少工廠在自動化設計和運作時的錯誤檢測。
機器人助力工廠的自動化升級
工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執行工作，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。TI在機器人的研究上有新的理念，Cobots機器人能夠與人類合作，無需用安全欄進行隔離。德州儀器中國區業務拓展總監吳健鴻提到，Cobots就是把機器人本身的智能控制加上AI去做判斷，它們會有更自主的控制能力，我們看到越來越多的趨勢在智能部分，工業機器人里用AI技術可以實現這樣的功能。TI在器械上的ADAS主芯片有很多創新的點，運用ADAS研發好的AI技術，讓工業跟機械變得更加智能。
機器人在工業自動化里的應用也在變化，在工業領域用到的機器人也在不斷地演變，機器人不只是做些簡單的無人檢測工作，工廠里的設備離開人一樣會做更多不同的感知。我們需要把機器體積做得越來越小，功耗降低。不同的應用情景，機器人做不同判斷，需要用到不同的傳感器，將搜集的數據給機器做不同判斷，TI要做的就是根據不同客戶的場景，為客戶提供不同的參考設計。
總結：
盡管傳統工廠在進行系統升級過程中會面臨成本上升和技術缺失等難題，但隨著人力成本上升，自動化趨勢不可逆，工業自動化必然成為企業轉型的必經之路。TI在工業領域有著深厚的技術積累，通過從處理器、傳感器到機器人等完善的解決方案，助力工業4．0，為設計人員提供了創新的參考設計和全面的知識。