瑞萨电子分析工业自动化和工业4.0的动态发展

时间： 2022-07-30 来源：Renesas

技术问答

工业4.0是下一代工业自动化解决方案，允许关联机构优化他们的工厂，通过工业设备的互联和不断增加的计算来增强他们的生产效率的生产流程。第四次工业革命的概念是21世纪技术、工业、社会模式和流程的快速变化，以及它们的互联性和智能自动化的增加所产生的。这是工业发展的新篇章，其动力来自与第一、第二和第三次工业革命相当的非凡技术进步。这些进步正在将物理、数字和生活世界融合在一起，既创造了巨大的前景，也带来了潜在的危险。这不仅仅是技术驱动的变革；这是一个帮助利益相关者利用融合技术创造一个包容的、以人为本的未来以实现发展的可持续性。互操作性、信息透明、技术辅助、去中心化决策是建立工业4.0的基本原则。图1提供了在识别和实施工业4.0方面的解析。物联网促进了设备之间的相互通信，从而创建了物理世界数据的虚拟副本。这有助于操作人员进行可视化/分析所涉及的相关过程，并最终自己做出决定，使执行任务自动化成为可能。

图一工业4.0的设计原则

工业4.0被认为是一系列颠覆性的和不断增长的生产创新和工业流程的飞跃，目标是在生产率、安全性和相关成本方面实现卓越的效果。各种关键技术正在工业领域中得到实践(图2)。

从提高产量和质量到相关的安全性和成本，工业4.0为日常工业问题创造了解决方案。它展示了资产利用和资源能源优化的各种范例。图3总结了一些可以通过工业4.0实现的主要附加功能。

图二工业4.0关键促成因素

图3 工业4.0的优势

采用工业4.0的主要挑战

工业4.0解决方案提供商面临诸多挑战。包括在实现最佳性能的方面，一些与系统中不同技术的有效实施相关。尤其是物联网、人工智能、多协议通信接口等多方面技术的整合。来自不同的供应商，包括专有软件框架是主要的障碍。此外，智能工厂需要其设备的稳健运行，以确保自动化流程无缝运行，并避免任何功能故障。因此，实施最佳的功能安全措施是任何工业制造商的主要关注点。这是通过遵守全球各机构监管的严格工业标准和认证来确保的。

图4 工业4.0解决方案提供商面临的挑战

图5展示了一个典型的工业4.0用例，涵盖不同的设备、能源和专用传感器。在这种情况下，供应链配备了对不同设备以及整个工厂运营的实时跟踪和监测。所有单位通过中央云服务器共享信息，促进资源利用、能源和流程优化方面的运作，同时改善最终产品/服务。在整个操作过程中获得的大量数据提供了以自动化方式在每个层面上得到了其功能性的增强。然而，自动化的成功将需要对流程的充分理解，以及操作技术、信息技术和综合数据分析方法的有效融合。

图5 与工业4.0相关的供应链-产品/服务运营的通用实例

RENESAS您工业自动化和工业4.0的合作伙伴

Renesas为广泛的工业自动化应用提供最先进的解决方案，支持工业4.0标准的实施。产品组合包括高端工业级IC，包括MCU/MPU、功率器件、传感器、通信接口和多种连接解决方案。无论您是在开发电机驱动、系统控制、传感器解决方案、工业网络还是通信接口，Renesas都以专注的工业自动化解决方案加速应用程序开发，同时保持强大的工业控制、功能安全性。获胜的组合涵盖模拟+电源+嵌入式处理设备以及支持的软件框架，以确保最终产品能够以最佳方式协同工作，从而帮助客户加快上市时间。Renesas专注于工业、基础设施和过程自动化，为其全球客户和合作伙伴提供完整的产品组合。不限于工厂自动化，在广泛的领域为所有类型的工业4.0应用提供高效的解决方案。

图6 Renesas电子产品组合及相关工业应用/技术

工业4.0彻底改变了整个自动化流程。云计算、数据分析、人工智能和机器学习(ML)等新兴技术在下一代智能工业自动化设计中发挥着至关重要的作用。工业4.0允许整个制造运营具有更大的灵活性，这有助于确保更好的设备利用率，进而有助于实现收入增加和未来增长。开发数十亿智能设备的道路正在拓宽，并创造出前所未有的新工业应用和业务流。释放你的想象力，因为即将到来的是超出预期的！

在Renesas，邀请您利用高性能MCU和A&P产品组合以及完整的软件平台和工具来构建领先的工业4.0解决方案。

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