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从布局到成熟:英特尔工业解决方案总览

从布局到成熟:英特尔工业解决方案总览

2022/9/29 11:31:43

数据显示,自2021年至今,智能制造市场体量增长达到50%,约2/3的制造商已经引入智能生产设备,超过60%的制造业企业采用了AI技术提升生产效率。根据MarketsandMarkets发布的研究报告显示,2021年全球智能制造市场规模为887亿美元,预计2022年至2027年将以18.5%的年复合增长率增长,到2027年将达到2282亿美元。

作为PC时代当之无愧的巨头,英特尔是推动计算机技术向前发展的动力之一,极大地促进了互联网的飞速发展。随着信息时代的接续发展,英特尔正在为工业智造转型增添新动力。早在2014年,英特尔就已开始布局智能制造背后的技术,并逐渐将业务重心向云计算和人工智能方向转移。如今,英特尔的算力在工业解决方案中正焕发出澎湃活力。

作为世界领先的制造强国,中国制造业不断加速升级,产值连续12年位居世界第一。英特尔更是十分重视中国数字化转型市场,在汽车制造业和3C行业生产智能化上,目前可提供包括数据中心、服务器、HMI、远端IO、机器人、机器视觉以及移动办公在内的多项技术和设备支持。

智能边缘技术奠定工业解决方案基础

随着物联网数据量的增加,越来越多的数据处理动作需要被下放到边缘设备进行,这种降低对云计算及数据中心资源依赖的技术不仅能够节约资源,还进一步提升了处理信息的效率。英特尔在智能边缘技术上建立了工业边缘节点参考架构,这是一个模块化硬件参考设计 ,广泛用于工业边缘应用,如控制和视觉等。

工业边缘节点参考架构的模块化设计在自定义I/O的多品类小批量产品上节省了成本和时间,还具有可升级式CPU,在旧I/O模块上可搭配最新CPU模块,提供卓越体验。另外其工业级连接器和无风扇的坚固设计,更为生产日常提供了质量保障,落地全场景应用。

英特尔®工业边缘控制平台 (ECI)是一个运行在x86硬件上的软件参考架构。它包括下列微服务模块:实时计算、标准工业总线连接、信息安全和功能安全、虚拟化、类IT式管理工具等等。英特尔的这套软件参考架构可以帮助工厂改造升级,将单功能、软硬件绑定的传统工业控制系统替换为软件定义的多功能、软硬件解耦的先进控制系统。

如今,以英特尔处理器为代表的x86处理器,正成为许多数控系统的首选核心。例如,北京精雕自主研发的数控系统,它的编程分辨率和控制分辨率能够实现0.1μm,可以控制机床实现0.1μm的进给和1μm的切削。这种微米级高精度能力的背后离不开海量数据的计算,通过各种实时专属技术,英特尔处理器已经可以保证在高负载情况下,让加工中心的实时性能不出现变化。此外,英特尔还引入了时序协调运算,并扩大了对时间敏感网络的支持,以满足工业控制等不同应用对平台实时性和计算能力的需求。

机器视觉精准高效处理数据

在人工智能领域,机器获取信息的渠道之一是直接通过摄录“观察”——用各类传感器、摄像头代替人眼在产线上进行诸如工业品识别、缺陷检测等工作。英特尔®机器视觉控制器具有可靠稳定的硬件与软件系统,助力客户实现实时与高准确率。其综合性的软件工具可优化基于英特尔架构的CV与AI推理性能,并降低运转周期,这种强大的计算与处理性能可满足各类应用的需求。

机器视觉控制器丰富的生态产品应用广泛,包括生态伙伴提供的可面向市场的AI算法,验证性硬件以及整体解决方案,能够用于生产设备缺陷的检测。例如,电机外观缺陷检测中,肉眼极难辨别,当螺孔距离非常接近的时候,很容易因为遮挡导致螺钉的数量检测出现错误,误检率可能高达20%。而在产品部署方面,传统机器视觉解决方案的敏捷性与扩展性又不足,不利于在工厂内实现快速部署。通过英特尔®酷睿™处理器结合OpenVINO™工具套件, (UNET),最终实现了99.9%的检测精度和低于0.03%的漏检率。

除此以外,还有激光印刻金属表面字符识别、寻找轮胎平衡点等功能,精度和效率都有了区别于传统机器视觉解决方案的提升。

工厂机器人全面智能化解决方案

2021年,中国工业机器人出货量突破25万台,占全球销量52.88%,是全球最大的工业机器人需求国。目前我国有大约一百万台在用工业机器人,对机器人的智能化赋能,可帮助制造企业进一步提升生产率和流程自动化率。

从深度感知摄像头、负载整合/AI加速器,到英特尔 ®处理器系列,英特尔不仅拥有丰富的软件工具与平台,还以全栈式的硬件产品支持机器人从感知端到执行端运作,促进边、云协同计算,充分释放潜力,以满足各类工业应用场景,赋能机器人方案快速落地。英特尔®边缘软件中心能够利用软硬件产品在边缘安全地提取、分析和存储视频与时序数据,进一步强化了制造业边缘洞见和工业边缘控制等环节,为机器人解决方案提供了技术基础。

机械臂是工业机器人中最常见的种类之一,随着产品需求逐渐往小批量定制化发展,制造业订单量小而多样化成了新常态,对机器手臂的需求也从原来的重复执行转变为智能化执行。当前机械臂的痛点在于,视觉识别运行速度要能跟得上生产节拍,运动需要根据实际情况实时规划。英特尔® 酷睿™ 处理器、OpenVINO™ 工具套件,英特尔® ECI软件套件以及英特尔® EII软件套件为智能机械臂提供完整的解决方案,有效解决了运动物体实时抓取问题,为视觉、运动规划以及运动控制一体的机械臂体系提供了软硬件基础。

除此以外,相比固定的机械臂,更具灵活性的移动小车也是工厂内部较常见的机器人。随着移动机器人在各种应用场景的铺开,为了解决在不同环境的自由移动问题,多传感器的接入以及多传感器数据的融合成为了新的挑战。英特尔® 酷睿™ 处理器、英特尔® FPGA能有效处理多传感器之间的时间同步,以及实时处理的问题,形成了以CPU主导的软时间同步方案和以FPGA+CPU的硬时间同步方案。

在万物互联的时代,英特尔突破传统,以其远见卓识拥抱新技术,赋能制造业走向智能化、数字化。相信在未来,还将发挥出更加重要的作用。

审核编辑(
王妍
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