工业4.0远未到来 智能化已在路上
工业4.0浪潮下的工业机器人与物联网的崛起
对于国内的工厂而言，工业机器人是一个快速增长的行业。随着人力成本的增加，工业机器人的应用率越来越高。尽管当前市场总容量还不高，但预计未来3至5年内，工业机器人市场在中国将呈现出相对增长率很快但绝对容量不算大的态势。
随着工业4.0浪潮的推进，物联网在其中扮演着十分重要的角色。ADI公司亚太区电机与电源控制行业市场部经理于常涛对物联网在中国的发展抱有乐观态度，并认为未来工业物联网将会有明确的行业或企业标准。物联网的发展趋势将围绕智能组网、低功耗、高度集成化，同时统一的协议栈也是其未来发展的重点。
第四次工业革命被看作是绿色工业革命，生产函数从依赖自然要素转向以绿色要素投入为特征。其核心特征包括高效节能、网络化与模块化。于常涛认为中国目前仍处于工业3.0的初期阶段。
地域特性对工业发展也有显著影响。珠三角是最集中的区域，其次是上海及周边，再次是武汉，最后是北京。不同的行业对产品要求有明显差异，CNC和机器人是对性能要求较高的行业。
机器人行业是一个快速增长的行业，其安装量保持了近30%的年增长率。机器人的应用领域也在不断扩大，从最初的汽车焊接、喷绘扩展到常规的工业应用场景。汽车行业所需的机器人属于高端技术产品，一直被国外公司如ABB、Fanuc等所垄断。而常规工业更多需要的是小尺寸、紧凑型的机器人，技术水平要求相对偏低，这也是目前国内企业主攻的市场。
在智能化提升的过程中，面临的主要技术障碍包括系统设计、软件算法、技术创新以及对新技术的敏感度和接受度。半导体厂商与工业机器人制造厂商之间的紧密配合，深层次的技术合作，是一种很好的技术提升的方式。
展望未来，互联网、大数据、云计算、物联网等新技术给工业生产带来的革命性变化不言而喻。虚拟与实际的界限似乎被消除，生产程序可在计算机中仿真模拟，虚拟世界中完成生产的分析与优化。人工将在很大程度上被机器智能取代。
作为技术创新的引领者，ADI在工业机器人领域推出了电机控制系统级方案和传感器技术两大产品和方案。针对电机控制，特别是伺服控制，ADI提供了完整的系统方案，包括处理器、安全隔离相关的派生产品、位置检测以及模拟信号处理等，并延伸到软件算法。传感器技术在工业机器人的应用中扮演着关键角色，特别是在工业4.0的概念下，自动控制、网络及计算需要依赖传感器技术将人、机器设备和信息紧密连接在一起。关于生产制造流程的数字化转型：所有环节都被整合到一个数字化企业平台之上。在这个过程中，物联网的参与显得尤为关键。对于物联网中的传感器而言，它们对处理器的需求特定，包括低功耗、低成本、小体积等要素，同时还需要处理器能够支持可靠的连接，如射频传输等。如果能将传感器与射频传输集成于处理器之上，将会大大增强系统的效能。
以ADI公司为例，其处理器拥有独特的低功耗设计，成功实现了低功耗与高性能之间的平衡。例如，BF70x系列处理器在保证与同类产品相当的性能的功耗却降低了一半，特别适用于智能传感器应用，这些传感器需要高性能的图像处理和低功耗的电池供电。为了响应物联网的需求，ADI推出了AD9361无线收发模拟前端。
在智能化工厂的演进中，主要的产品聚焦于工业组网领域。ADI公司发挥着举足轻重的作用，其销售额及市场占有率正逐步上升。在珠三角和上海周边地区，客户对ADI的产品及方案赞不绝口。ADI拥有业界领先的ADC技术，其隔离ADC产品能满足高精度控制的需求。
位置检测是伺服控制的关键环节，而光学编码器和旋转变压器是常用的位置传感器。在高污染和强震动的工业及汽车环境中，旋转变压器因其实用性和可靠性而受到青睐。为了满足这一需求，ADI提供了高精度RDC产品来满足旋转变压器的位置检测场合的应用需求。从安全和保护的角度考虑，信号采样和功率器件驱动采用隔离技术显得尤为重要。ADI的iCoupler数字隔离器产品可应对高压安全隔离的要求。
对于工业应用设计而言，IC产品的生命周期和可靠性至关重要。ADI的MEMS产品如陀螺仪和加速度计也是其核心产品线之一。这些产品在设备工作状态监控等领域有着广泛的应用。ADI的WSN方案为智能楼宇提供了无线网络解决方案。其ADuCRF101是一款集成了ARMCortexM3处理器与RF的单芯片解决方案，支持多种无线网络协议。除了SoC方案外，ADI还提供了系列的RF收发芯片，为各种频率范围的应用提供了广泛的选择。
在工业机器人领域的关键环节——伺服器中，存在许多技术难点。结合ADI的解决方案，我们可以从处理器平台、电流采样的数字化以及IGBT门驱等方面进行深入探讨和借鉴。其中，ADI的CM40X处理器可以很好地支持中高端伺服器的需求；AD740x系列隔离Σ-ADC则能配合处理器实现中小功率伺服器的电流采样功能；而ADuM4135/36则具备小传输延迟、良好的通道匹配度和CMTI等优势，在IGBT门驱方面表现卓越。