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工业4.0对世界的影响绝不仅限于带动了制造业的转型升级,对提供底层技术的半导体产业来说,由于涉及自动机器人、仿真器、云计算、物联网以及大数据分析技术等,对工业的生产制造、库储、物流,甚至产品设计流程进行改造,需要广泛采用微电子产品,如处理器、传感器和微控制器等。而全新市场需求必将推动各种微电子产品在技术层面的改变,进而驱动半导体企业在产业层面做出调整。在为半导体业提供市场机会的同时,也重塑着半导体产业。
英飞凌:工业4.0是一个闭环
在先进制造业代表德国提出工业4.0概念后,工业4.0已经成为当今热词,只要论及产业升级、制造业转型,几乎无人不谈工业4.0。对于工业4.0,我们可以将其理解为通过互联网将相关要素连接起来,使得不仅生产线和生产设备更加智能化,同时被生产和加工的产品本身也将变得智能,并参与到被生产和制造的流程中来。也就是说,工业4.0应当是一个闭环的过程。它推动的是工业的智能化升级,而非仅仅自动化,更重要的是推动信息化升级,即通过传感、机器视觉等系统的应用,形成大数据的采集、反应和对未来的预测,在产品的开发和制造、产品的设计和制造、产品的质量和管理体系三方面形成有效闭环。
“提到工业4.0,人们往往都会注意到工厂的智能化,却往往忽视了智能产品。”Maurizio Skerl 强调,“事实上,工业4.0包括两大要素:智能工厂和智能产品。智能产品有利于多个领域的改变,包括公司的生产物流管理、人机交互、未来工业生产过程管理等。产品变得更加智能,可以在任何时候被定位、识别和沟通。在智能产品的生产流程中,我们可以在每个产品中,通过植入电子标签或外部传感的方式,在信息物理系统架构下,产品能告诉制造流程自己应该被怎样制造,自己知道它已经做到什么步骤、下一步应该做什么,并控制下一步骤应该去哪个工厂。”
芯片:解决联、感、知等基础问题
那么,具备如此先进理念的工业4.0应当如何落实呢?无疑,工业4.0是一个愿景,特别是在中国的制造业发展水平差异巨大,很多企业自动化阶段尚没有完成的时候。但是,它又是一个正在实施的渐进过程。“这将是一个渐进的过程,改造大致应经历四个阶段,分别是自动化升级、信息化升级、工厂内的互联网化、产业链整体互联网化。”华泰证券研究员章诚表示。“实施过程中要注意几大要素:更多地实现工厂自动化、各行业间横向和纵向更深地互相融合,中国控制向分散智能控制转变,以及大数据的分析。”Maurizio Skerl表示。“具体来说,工业4.0的整体架构将大致由“云、网、端”三大部分组成。“云”是指工业大数据及工业云。对数据进行采集、反应和预测,形成可行为的大数据。“网”是指工厂内物联网及覆盖产业链整体的工业互联网。“端”是指智能机床、机器人、传感器、机器视觉等智能生产设备,AGV、服务机器人等智能物流设备。智能生产终端是核心。”章诚表示。
就半导体技术在其中扮演的角色,Maurizio Skerl指出:“芯片处于整个工业4.0架构的基础,它解决的是上述架构中的联、感、知等基础问题和执行问题。具体到产品,则涉及工业传感器、微控制器、电子标签、和高效的功率器件等。具体来说,高精度的工业传感器是捕捉工业4.0环境下有效数握的关键,收集到有意义的数据后,高性能的微控制产品进行数据的分析和计算,从而发出指令对生产进行智能控制,微控制器再将指令传达给功率半导体,保障高能效地生产。此外,在整个生产流程中,数据的安全,设备的防伪贯穿始终,安全芯片可为智能生产的数据和信息安全提供保障。”
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