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從布局到成熟:英特爾工業解決方案總覽

  數據顯示,自2021年至今,智能制造市場體量增長達到50%,約2/3的制造商已經引入智能生產設備,超過60%的制造業企業采用了AI技術提升生產效率。根據MarketsandMarkets發布的研究報告顯示,2021年全球智能制造市場規模為887億美元,預計2022年至2027年將以18.5%的年復合增長率增長,到2027年將達到2282億美元。

  作為PC時代當之無愧的巨頭,英特爾是推動計算機技術向前發展的動力之一,極大地促進了互聯網的飛速發展。隨著信息時代的接續發展,英特爾正在為工業智造轉型增添新動力。早在2014年,英特爾就已開始布局智能制造背后的技術,并逐漸將業務重心向云計算和人工智能方向轉移。如今,英特爾的算力在工業解決方案中正煥發出澎湃活力。

  作為世界領先的制造強國,中國制造業不斷加速升級,產值連續12年位居世界第一。英特爾更是十分重視中國數字化轉型市場,在汽車制造業和3C行業生產智能化上,目前可提供包括數據中心、服務器、HMI、遠端IO、機器人、機器視覺以及移動辦公在內的多項技術和設備支持。

  智能邊緣技術奠定工業解決方案基礎

  隨著物聯網數據量的增加,越來越多的數據處理動作需要被下放到邊緣設備進行,這種降低對云計算及數據中心資源依賴的技術不僅能夠節約資源,還進一步提升了處理信息的效率。英特爾在智能邊緣技術上建立了工業邊緣節點參考架構,這是一個模塊化硬件參考設計 ,廣泛用于工業邊緣應用,如控制和視覺等。

  工業邊緣節點參考架構的模塊化設計在自定義I/O的多品類小批量產品上節省了成本和時間,還具有可升級式CPU,在舊I/O模塊上可搭配最新CPU模塊,提供卓越體驗。另外其工業級連接器和無風扇的堅固設計,更為生產日常提供了質量保障,落地全場景應用。

  英特爾®工業邊緣控制平臺 (ECI)是一個運行在x86硬件上的軟件參考架構。它包括下列微服務模塊:實時計算、標準工業總線連接、信息安全和功能安全、虛擬化、類IT式管理工具等等。英特爾的這套軟件參考架構可以幫助工廠改造升級,將單功能、軟硬件綁定的傳統工業控制系統替換為軟件定義的多功能、軟硬件解耦的先進控制系統。

  如今,以英特爾處理器為代表的x86處理器,正成為許多數控系統的首選核心。例如,北京精雕自主研發的數控系統,它的編程分辨率和控制分辨率能夠實現0.1μm,可以控制機床實現0.1μm的進給和1μm的切削。這種微米級高精度能力的背后離不開海量數據的計算,通過各種實時專屬技術,英特爾處理器已經可以保證在高負載情況下,讓加工中心的實時性能不出現變化。此外,英特爾還引入了時序協調運算,并擴大了對時間敏感網絡的支持,以滿足工業控制等不同應用對平臺實時性和計算能力的需求。

  機器視覺精準高效處理數據

  在人工智能領域,機器獲取信息的渠道之一是直接通過攝錄“觀察”——用各類傳感器、攝像頭代替人眼在產線上進行諸如工業品識別、缺陷檢測等工作。英特爾®機器視覺控制器具有可靠穩定的硬件與軟件系統,助力客戶實現實時與高準確率。其綜合性的軟件工具可優化基于英特爾架構的CV與AI推理性能,并降低運轉周期,這種強大的計算與處理性能可滿足各類應用的需求。

  機器視覺控制器豐富的生態產品應用廣泛,包括生態伙伴提供的可面向市場的AI算法,驗證性硬件以及整體解決方案,能夠用于生產設備缺陷的檢測。例如,電機外觀缺陷檢測中,肉眼極難辨別,當螺孔距離非常接近的時候,很容易因為遮擋導致螺釘的數量檢測出現錯誤,誤檢率可能高達20%。而在產品部署方面,傳統機器視覺解決方案的敏捷性與擴展性又不足,不利于在工廠內實現快速部署。通過英特爾®酷睿™處理器結合OpenVINO™工具套件, (UNET),最終實現了99.9%的檢測精度和低于0.03%的漏檢率。

  除此以外,還有激光印刻金屬表面字符識別、尋找輪胎平衡點等功能,精度和效率都有了區別于傳統機器視覺解決方案的提升。

  工廠機器人全面智能化解決方案

  2021年,中國工業機器人出貨量突破25萬臺,占全球銷量52.88%,是全球最大的工業機器人需求國。目前我國有大約一百萬臺在用工業機器人,對機器人的智能化賦能,可幫助制造企業進一步提升生產率和流程自動化率。

  從深度感知攝像頭、負載整合/AI加速器,到英特爾 ®處理器系列,英特爾不僅擁有豐富的軟件工具與平臺,還以全棧式的硬件產品支持機器人從感知端到執行端運作,促進邊、云協同計算,充分釋放潛力,以滿足各類工業應用場景,賦能機器人方案快速落地。英特爾®邊緣軟件中心能夠利用軟硬件產品在邊緣安全地提取、分析和存儲視頻與時序數據,進一步強化了制造業邊緣洞見和工業邊緣控制等環節,為機器人解決方案提供了技術基礎。

  機械臂是工業機器人中最常見的種類之一,隨著產品需求逐漸往小批量定制化發展,制造業訂單量小而多樣化成了新常態,對機器手臂的需求也從原來的重復執行轉變為智能化執行。當前機械臂的痛點在于,視覺識別運行速度要能跟得上生產節拍,運動需要根據實際情況實時規劃。英特爾® 酷睿™ 處理器、OpenVINO™ 工具套件,英特爾® ECI軟件套件以及英特爾® EII軟件套件為智能機械臂提供完整的解決方案,有效解決了運動物體實時抓取問題,為視覺、運動規劃以及運動控制一體的機械臂體系提供了軟硬件基礎。

  除此以外,相比固定的機械臂,更具靈活性的移動小車也是工廠內部較常見的機器人。隨著移動機器人在各種應用場景的鋪開,為了解決在不同環境的自由移動問題,多傳感器的接入以及多傳感器數據的融合成為了新的挑戰。英特爾® 酷睿™ 處理器、英特爾® FPGA能有效處理多傳感器之間的時間同步,以及實時處理的問題,形成了以CPU主導的軟時間同步方案和以FPGA+CPU的硬時間同步方案。

  在萬物互聯的時代,英特爾突破傳統,以其遠見卓識擁抱新技術,賦能制造業走向智能化、數字化。相信在未來,還將發揮出更加重要的作用。

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