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，因為最新一代基于云的人工智能工具有望為機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器所需的硬件。無論這些機器變得多么強大，它們?nèi)匀恍枰锢砘A(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)過程中的每一個元素都集中在一起，使其作為一個整體發(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，制造過程的所有要素都是獨立的。生產(chǎn)線上的每臺機器都與其他機器分開，整個過程都在高層次上進行管理。 工廠的組織方式使其在完成某項任務(wù)時非常高效，但卻不夠靈活，無法輕松應(yīng)對各種變化。

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

智能工廠的拓撲結(jié)構(gòu)是其成功的重要因素。拓撲結(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。組織的整體運行就是在這一層進行的。

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)化為工作計劃，確保原材料放在正確的位置，操作人員準備就緒。

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

隨著 IIoT 時代的到來，設(shè)備層的所有機器都被連接起來，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)自動化和IIoT

工業(yè)自動化在現(xiàn)代生產(chǎn)線中發(fā)揮著不可或缺的作用。從簡單的電機到復(fù)雜的機器人，許多生產(chǎn)流程都利用最新技術(shù)來減少對人力投入的需求。在新型智能工廠中，這種自動化設(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，以了解機器的運行情況。

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。如果一臺機器的運行速度比其他機器慢，就可以重新配置生產(chǎn)線以適應(yīng)這種變化。事實上，與自動化設(shè)備的雙向通信可以使用戶對需求的變化做出快速反應(yīng)，從而對生產(chǎn)的靈活性產(chǎn)生重大影響。

當(dāng)需要對生產(chǎn)線進行維護時，監(jiān)控單個機器的性能也會帶來好處。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需求提供預(yù)警。例如，電機振動的增加可能表明軸承需要更換，或者成型機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，從而減少停機時間。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。

審核編輯：湯梓紅