工业4.0远未到来，智能化已在路上 - 全文

　　工业4.0远未到来

　　对于国内的工厂而言，以工业机器人为例，这是一个快速增长的行业，特别是在中国，随着人力成本的增加，在工业应用中，机器人的应用率会越来越高。但就目前现状而言，在中国，市场总容量还不高，可以预见，在今后的3～5年内，工业机器人市场在中国，会是一个绝对容量不算大，但相对增长率很快的市场。

　　以工业4.0浪潮中十分重要的物联网为例，ADI公司亚太区电机与电源控制行业市场部经理于常涛表示，ADI十分看好物联网在中国的发展。未来工业物联网将会有明确的行业或企业标准。另外，工业物联网将以智能组网，低功耗，高度集成化作为主要发展趋势和目标。同时，统一的协议栈也是工业物联网的未来发展重点。

　　ADI公司亚太区电机与电源控制行业市场部经理于常涛

　　第四次工业革命是绿色工业革命，一系列生产函数发生从自然要素投入为特征，到以绿色要素投入为特征的跃迁，并普及至整个社会。其核心特征应该是高效节能，网络化与模块化。

　　而于常涛认为中国目前还是处在工业3.0的初期阶段，为什么？请看下面的划分

　　另外，也有着明显地域特性，从伺服相关的生产企业分布来看（不是最终用户），珠三角是最集中的区域，然后是上海及周边，再其次是武汉，最后是北京。

　　另外，不同的行业，对产品要求也有这明显的不同，相对而言，CNC和机器人是有着性能要求的行业。

　　难点在哪儿

　　于常涛表示，“智能”是一个相对的概念，但不可否认智能化是一个趋势，因为用户的需求在变化，技术在革新进步。至于在智能化的提升过程中，遇到的主要技术障碍，也没有办法简单来描述。把范围缩小，结合国内的工业机器人厂商，于常涛认为如下几个方面还有提升的空间：

　　1） 系统设计

　　2） 软件算法

　　3） 技术创新以及对新技术的敏感度和接受度

　　半导体厂商与工业机器人制造厂商之间的紧密配合，深层次的技术合作，无疑是一种很好的技术提升的方式。

　　就未来的发展而言：

　　1） 互联网、大数据、云计算、物联网等新技术给工业生产带来的革命性变化。

　　2） 其次，虚拟与实际的界限似被消除。所有生产程序均可提前在计算机中仿真模拟，可在虚拟世界中就完成生产的分析与优化。

　　3） 人工将在很大程度上被机器智能取代。

　　ADI在做什么

　　ADI秉承技术创新的理念，有很多的产品和方案。在工业机器人领域，重点突出二个方面的产品和方案：

　　一．电机控制系统级方案

　　针对电机控制，特别是伺服控制，ADI有着完整的系统方案，包括处理器，安全隔离相关的派生产品，位置检测，以及模拟信号处理等，甚至延伸到软件算法。在伺服控制中，高精度电流和电压检测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。

　　二．传感器技术

　　探讨工业机器人的应用，不得不提到当前的热点―工业4.0。在这个概念下，通过自动控制，网络及计算将人，机器设备和信息连接在一起。就生产制造的流程而言，就是将这一切整合到一个数字化的企业平台。

　　物联网中传感器侧对处理器的要求主要是低功耗、低成本、小体积，同时要能方便地支持可靠的连接（如射频传输等）----如果处理器能集成传感器和射频传输等的话更好。ADI公司的处理器的有独特的低功耗设计，能达到低功耗和高性能的平衡。比如，BF70x系列处理器在与同类产品性能相当的情况下功耗降低一半，非常适合需要高性能（图像处理）和低功耗（电池供电）的智能传感器应用。ADI针对物联网推出了AD9361无线收发模拟前端。对于智能化工厂的产品主要在工业组网上。

　　有多个维度可以来佐证ADI正在发挥的作用。

　　销售额：ADI公司在伺服控制（自动化的一个子集）这个行业中，市场占有率逐步在提升

　　客户推广：ADI的产品以及方案，在珠三角以及上海周边的客户群当中，都有着很好的进展。

　　ADI具有业界领先的ADC技术，包括了隔离ADC产品，它们可以很好地满足高精度控制的要求。位置检测性能是伺服控制的关键，常常使用光学编码器和旋转变压器作为位置传感器，对于高污染及强震动的工业及汽车应用环境，旋转变压器将会被越来越多采用；ADI可以提供高精度RDC（Resolver to Digital）来满足使用旋转变压器的位置检测场合。从考虑安全和保护的角度，信号采样和功率器件驱动应采用隔离技术，ADI公司的iCoupler数字隔离器产品可满足高压安全隔离要求。在工业应用的设计中，IC产品需要更长的生命周期和更高的可靠性。

　　另外，MEMS产品，如陀螺仪、加速度计，也是ADI针对电机控制应用的核心产品之一。目前，可以看到的一个应用就是设备的工作状态监控，它是这样的一个系统应用。ADI的ＷＳＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｎｏｄｅ）方案主要面向于智能楼宇的无线网络解决方案。ＡＤｕＣＲＦ１０１　是一款集ＡＲＭＣｏｒｔｒｅｘＭ３处理器与RF为一体的单芯片解决。　该方案支持多种无线网络协议，　包括ADI的ＡＤＲａｄｉｏＮｅｔ以及 6LoWPAN，Wireless MBus及WiSun Alliance。除了SoC方案，ADI还提供一系列的RF 收发芯片，以ADF70xx， ADF72xx为代表的RF芯片支持从数百兆到2.4G的频率范围。

　　针对工业机器人领域的重要环节--伺服器，也是有很多技术难点存在的。结合ADI所提供的方案，如下几个方面可以参考和借鉴：

　　1） 处理器平台：ADI针对通用伺服而推出的ARM Coretex M4F内核处理器CM40X，主频快，外设丰富，高性能ADC，并且是标准化以及通用性程度高的ARM平台，可以非常好地支持中高端伺服器的需求；

　　2） 电流采样的数字化：AD740x系列隔离∑-?ADC配合CM40X处理内部集成的Sinc滤波器，可以完美地实现中小功率伺服器的电流采样功能；

　　3） IGBT门驱：ADuM4135/36具备非常小的传输延迟，更好的通道匹配度以及非常好的CMTI等优势。

　　从目前ADI接触到的工业客户来看，机器人是一个快速增长的行业，据统计，其安装量保持了近30%的年增长率。同时，机器人所应用的行业，由之前用于汽车焊接、喷绘的产业，扩展到常规的工业应用场景，如搬运、码垛、点焊等等。应用于汽车行业的机器人，是属于技术高端的产品，一直由国外公司所垄断，如 ABB、FANUC等。常规工业所需要的，往往是小尺寸、紧凑型的机器人（或者说机器手臂），技术水平要求相对偏低，也是目前国内企业所主攻的市场。

　　就对半导体技术的需求而言，具有应用针对性的专用芯片以及系统级解决方案是大趋势。而细分应用市场的趋势也决定了半导体产品的具体发展方向，例如通信所需要的更高速和高集成度（如单片集成的收发方案），物联网和可穿戴设备所需要的低功耗和高能效以及新的传感器技术，工业自动化升级所需要的更高精密度和更多功能的集成，可再生能源和新能源汽车所要求的高能效转换和电源/电池管理技术。

　　汽车以及机械加工行业有着明显的高需求。原因很简单，自动化与先进制造是相关的。那些对于制造工艺，生产流程等，有明显技术要求的行业，会优先提升自动化的水平。