意法半导体:通过预测赋能工业自动化

2020-08-04 07:52

  近年来,提出了“工业4.0” 规划,美国提出了“国家制造创新网络”,日本提出了“创新产业结构计划”,中国也提出了“中国制造2025”发展规划,制造业的智能化、柔性化、无人化成为发展趋势,工业自动化行业获得了广阔的发展空间。

  意法半导体(STMicroelectronics,简称ST)在慕尼黑上海电子展2020期间,以“意法半导体,科技始之于你”为主题,展示了领先的智能出行、电源&能源管理、物联网&5G产品及解决方案。

  其中,在工业应用领域,意法半导体亚太区工业自动化产业技术中心策略市场经理柯新宇表示,ST关注到三个市场方向,分别是自动化、电机控制、电源&能源。 在自动化这一块,此次ST推出了一套基于IO-Link传输的完整解决方案,应用于预测。在工业、工厂的实际中,需要对电机进行常规的操作,以往有三种操作方式。第一种方式是在电机失效收到故障报告之后去;第二种是常规的例行,比如每季度或每半年对电机进行一次检测;第三种就是我所提到的预测的解决方案。

  据大半导体产业网了解,预测的解决方案具体是前端利用IO-Link的传输方式,将振动传感器所监测到的电机振动的频率,实时传送到云端,进行预测诊断。其中,将检测数据实时传送至云端可以通过基于IO-Link传输的方式,另一种方式可以通过WiFi进行无线传输。

  在现实当中,电机失效的频率大概在2Khz左右,而ST的工业级别振动传感器检测范围大得多,基本上能覆盖目前业界所有的电机失效的一些情况。

  柯新宇例举了一个应用场景,在冷链的运输存储当中,对于风扇、冰箱等一些电机的失效情况,它的诊断检测常重要的。一旦在工作中发生故障,整条产线可能都要停止,这对于食品或是冷链运输的工厂来讲非常。所以预测方案的提出,使得客户能够及时发现潜在问题,并解决这些问题,以减少损失及费用。

  在工业4.0的概念中一个热门话题叫作监测与预测,它其中还包含了一些人工智能(AI)的判断,比如在预测诊断的传感器上增加一个处理器做一些AI算法,来预判传感器所监测的信号正常工作了多久、大概多久后会失效,不仅赋能工业自动化更加智能与高效率,还体现了AI技术的成熟与商用逐渐落地。

  展会现场,ST还展示了在智慧家庭、智能楼宇中的应用方案,该方案是基于带调压器的小型KNX收发芯片。在柯新宇的demo中,基于ST的KNX开发板,对于实际楼宇中的一个节点比如一个灯泡的控制,可以通过按键控制,也可以用手机APP通过蓝牙的方式来控制及调整配置参数。

  “实际上,KNX是欧洲智能家庭与智能楼宇中的一个标准化组织,目前国内很多客户对这套方案感兴趣,希望得到设计方案与整体的解决方案,那么ST在国内也有相应的合作厂商帮助做一些KNX协议栈的开发工作。”柯新宇说道。ST非常重视在研发与技术创新上的持续投入,在亚洲地区共设有7个技术创新中心,这体现出ST更加关注本地化,更加关注客户的系统解决方案。

  ST在亚太地区的战略布局之一就是建立了“技术创新中心”,主要的任务是促进跨部门间的合作为客户提供完整的解决方案。目前我们在深圳设有两个技术创新中心,分别聚焦自动化和电机控制;另外,还有一个电源&能源技术创新中心在台北,负责把ST跨部门的一些方案系统性地结合起来。其中,设立在深圳的自动化技术创新中心(Automation Competence Center),主要专注于智慧工厂,智能家居和智慧建筑的系统解决方案推广。

  在共同推进工业自动化的过程中,柯新宇表示,通过ST完善的现场支持团队,客户可以与ST原厂的工程师或是代理商进行现场的调试及测试工作。“ST在工作支持上的投入也非常大,网点布局已经基本覆盖全国区域,每个地方每个点位都会有相应的工程师支持到客户。且一直致力于提供更多的系统化、定制化的解决方案。”

  随着先进节点的开发难度与成本越来越高,半导体生产工艺越来越复杂,ST将延续BCD工艺的领先优势,并不断为之投入。“包括ST的欧洲研发中心不断召集人才来改进相应的工艺。另外,对于BCD工艺对应的一些市场比如电机控制、无线充电、电源管理等市场,也将适应时代的需要对于自身工艺做一些改进。”

  在中国,ST设有相应的COT团队就工艺层面与一些特定客户包括IC半导体客户们做对接。BCD作为市场上领先的技术之一,ST积极与客户共同进行定制化的服务,为IC设计公司提供代工服务,目前ST正与国内一些设计公司进行洽谈。