Samtec連接器應(yīng)用科普 | 連接智能工廠中的AI

【摘要/前言】

本文是系列的第一部分，我們將探討人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的作用。

人工智能（AI）的話題最近成為頭條新聞，因?yàn)樽钚乱淮谠频娜斯ぶ悄芄ぞ哂型?b>為機(jī)器的力量帶來重大飛躍。在所有關(guān)于人工智能將如何影響我們的討論中，很少有人談到這些機(jī)器所需的硬件。無論這些機(jī)器變得多么強(qiáng)大，它們仍然需要物理基礎(chǔ)設(shè)施來提供電力和通信。

將人工智能與硬件連接起來的需求將大幅增長。

人工智能最有趣的用途之一是在工廠，它有可能改變工業(yè)環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，將生產(chǎn)過程中的每一個(gè)元素都集中在一起，使其作為一個(gè)整體發(fā)揮作用，這就是通常所說的智能工廠。要說明工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）如何發(fā)揮作用，就必須了解智能工廠內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及其對(duì)生產(chǎn)流程的影響。

【智能工廠的形態(tài)】

在傳統(tǒng)工廠中，從原材料接收到生產(chǎn)，最后到成品發(fā)運(yùn)，制造過程的所有要素都是獨(dú)立的。生產(chǎn)線上的每臺(tái)機(jī)器都與其他機(jī)器分開，整個(gè)過程都在高層次上進(jìn)行管理。 工廠的組織方式使其在完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)非常高效，但卻不夠靈活，無法輕松應(yīng)對(duì)各種變化。

智能工廠提供了傳統(tǒng)工廠無法提供的靈活性。IIoT允許每臺(tái)機(jī)器收集有關(guān)自身功能和狀態(tài)的數(shù)據(jù)，然后與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)共享。這種信息共享不僅能使工廠高效運(yùn)行，還能發(fā)現(xiàn)任何潛在問題，以便采取行動(dòng)，將干擾降到最低。

智能工廠的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是其成功的重要因素。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被描述為一系列層。最上層是企業(yè)層。這一層包含管理和控制業(yè)務(wù)的所有系統(tǒng)，從銷售和營銷到物流和維護(hù)。組織的整體運(yùn)行就是在這一層進(jìn)行的。

企業(yè)層下面是控制層。這一層包含的系統(tǒng)接收來自企業(yè)層的需求，并將其轉(zhuǎn)化為工作計(jì)劃，確保原材料放在正確的位置，操作人員準(zhǔn)備就緒。

最底層是設(shè)備層。這是操作所有機(jī)器的工廠車間。在 IIoT 時(shí)代之前的傳統(tǒng)工廠中，這些機(jī)器都是由本地控制的。熟練的操作員可以確保流程順利運(yùn)行，與其他操作人員幾乎沒有互動(dòng)。

隨著 IIoT 時(shí)代的到來，設(shè)備層的所有機(jī)器都被連接起來，相互之間以及與企業(yè)上層共享數(shù)據(jù)。因此，信息已成為智能工廠的重要原材料，并在工廠各層之間共享。

【工業(yè)自動(dòng)化和IIoT】

工業(yè)自動(dòng)化在現(xiàn)代生產(chǎn)線中發(fā)揮著不可或缺的作用。從簡單的電機(jī)到復(fù)雜的機(jī)器人，許多生產(chǎn)流程都利用最新技術(shù)來減少對(duì)人力投入的需求。在新型智能工廠中，這種自動(dòng)化設(shè)備變得更加重要。

與傳統(tǒng)工廠相比，新一代工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備在 IIoT?如何改變制造環(huán)境方面發(fā)揮著積極而重要的作用。由于 IIoT 依賴于設(shè)備層面所有元素的反饋，因此工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備需要配備傳感器來監(jiān)控其性能。這些信息與控制層共享，以了解機(jī)器的運(yùn)行情況。

這給用戶帶來了許多好處。首先是可以監(jiān)控整條生產(chǎn)線的性能。如果一臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行速度比其他機(jī)器慢，就可以重新配置生產(chǎn)線以適應(yīng)這種變化。事實(shí)上，與自動(dòng)化設(shè)備的雙向通信可以使用戶對(duì)需求的變化做出快速反應(yīng)，從而對(duì)生產(chǎn)的靈活性產(chǎn)生重大影響。

當(dāng)需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行維護(hù)時(shí)，監(jiān)控單個(gè)機(jī)器的性能也會(huì)帶來好處。通過記錄從溫度到能耗的各種參數(shù)，收集到的數(shù)據(jù)可為即將到來的維護(hù)需求提供預(yù)警。例如，電機(jī)振動(dòng)的增加可能表明軸承需要更換，或者成型機(jī)所需能量的增加可能表明加熱元件出現(xiàn)故障。

正是由于智能工廠內(nèi)的這種信息共享，才使其對(duì)制造商如此重要。智能工廠將具有更高的靈活性和快速響應(yīng)需求變化的能力。通過分析性能數(shù)據(jù)，可以更加重視預(yù)防性維護(hù)，從而減少停機(jī)時(shí)間。人工智能技術(shù)也將利用這些數(shù)據(jù)，使工廠環(huán)境真正實(shí)現(xiàn)自主化。

【小 結(jié)】

在本系列的第二部分，我們將研究工業(yè)環(huán)境。我們將探討客戶如何在這些苛刻的條件下連接人工智能，并了解 Samtec?如何開發(fā) COM-HPC 等技術(shù)，以滿足未來工廠苛刻的高速應(yīng)用需求。