【芯观点】5G工厂在路上:从移动机器人在车间内“自主”穿行开始
2024-10-18 02:38:59智能控制资讯

  (文/Wilde) 制造迈向智造之路上,无线技术难以在工业互联网中推广是其中的一个痛点。

  “当前的工业生产场景中,无线%。工业网络链接还是现场总线和工业以太网为主。”深圳5G产业联盟专家委员会的荣乐天博士在今年上海工博会期间一场关于5G+工业互联网的会议上这样指出。

  而无线技术没办法在工业互联网广泛推广,主要限制于Wi-Fi、ZigBee、蓝牙技术的能力(如稳定性、速率、扩展性等)。也正因如此,很多智能化和工业应用难以在车间真正落地推广。其中在工业生产场景中有大量需求的移动机器人应用就是这里面一例。而5G的商用普及有望直击这些工业领域的应用痛点。

  以一家消费电子科技类产品制造工厂的CNC加工中心为例,该CNC加工中心为苹果手机加工刀具,面积近12000平方米的车间内共有11条产线近百台CNC机床。但直到不久之前,该工厂物料配送及机床上下料仍在采用原始的人工操作方式,不仅牵涉到大量的人力,需要昼夜两班倒,还常常出现物料管理混乱、生产效率不稳定、生产良率不高、管理成本比较高等问题。这成为很多传统制造工厂亟待解决的痛点。

  一套自动化物料配送及上下料系统,不仅能帮助工厂高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务,同时搬运路线HIA可以随着生产工艺流程的调整而及时作出调整,使一条生产线上能制造出十几种产品,对于当前制造升级大背景下的工厂来说,慢慢的变成了不得不面对的课题。

  “大规模定制”的生产模式慢慢的变成了未来发展的新趋势,要应对这一趋势,生产的柔性和智能化的提升成为工厂能在智能时代立足的必备能力。

  值得一提的是,早在上世纪70年代,AGV就已经在汽车的装配生产线年,瑞典沃尔沃Kalmar轿车装配厂采用基于AGVS为载运工具的自动轿车装配线让沃尔沃的该装配厂装配时间减少了20%,装配故障减小39%,投资回收时间减小57%,劳动力减小了5%。跟着时间不断推移,世界主要的汽车厂,如通用、丰田、克莱斯勒、大众等厂商的制造和装配线上,AGV和AMR很早就得到了普遍应用。

  但是与很早就实现高度自动化的汽车装配工厂不同,很多传统工业制造领域的自动化程度并不高,同时无线技术在工业互联网的低渗透率也大大制约了AGV、AMR等应用的发挥。

  AGV上装备有自动导向系统,可以保障系统在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶,将货物或物料自动从起始点运送到目的地;AMR则是通过搭载传感器和处理器来实现自动移动物料而无需物理导向器或标记,可以对环境中各种动态变化做出自己的合理反应。两者都需要具备稳定、可靠、低时延的网络环境。

  而随着5G的到来,AGV和AMR的应用也将真正帮助工厂解决工业物流场景中的痛点,应用场景涵盖平面仓库物流(栈板搬运、料箱搬运、拣选搬运、货架搬运)以及柔性生产物流(SMT、自动上下料、移动工位、复合协作、辊筒对接)。除了汽车之外,3C电子、半导体、医疗、新能源等行业都将受益。

  在刚刚结束的上海工博会上,高工机器人产业研究所(GGII)与斯坦德机器人联合发布的《2020年协作机器人产业高质量发展蓝皮书》显示,2019年全球移动机器人市场规模达139.5亿元人民币,同比增长5.68%。其中AGV市场规模占比63.91%,达到89.8亿元;AMR市场规模占比36.09%,达到50.7亿元。反观中国市场,蓝皮书多个方面数据显示,2019年中国移动机器人市场规模为26.09亿元,同比增长8.40%。从市场规模结构来看,AMR的占比还处于较低水平,2019年AMR市场规模为7.85亿元,占比30.09%。从市场销量结构来看,2019年AMR销量占比18.72%。

  高工机器人产业研究院(GGII)指出,中国市场相较于全球市场,具备更高的增长潜力,尤其在制造及仓储场景领域。GGII预计,2020-2025年中国移动机器人市场规模年均复合增速超23.5%,至2025年全球移动机器人市场规模有望突破90亿元,届时移动机器人的销量有望超11万台。

  而作为端到端的技术革命,5G的重要价值在于其能为千百行业赋能,而工业4.0和工业互联网势必是5G To B领域的重要场景。

  在5G的加持之下,工业物流有望实现真正的全场景智能化,这对于工厂应对未来“大规模定制”的生产模式、实现智能化柔性生产来说是很重要的进步。

  在上文的CNC加工中心案例中,国内移动机器人厂商斯坦德机器人为其提供了一套自动化物料配送及上下料系统,包含20台搭载了双层六工位输送台的AMR、11台线边码头,并为AMR集成5G能力,使通信延时得到明显降低,且稳定性明显提高。

  近年来,运营商、通信设施及服务提供商和相关硬件和系统厂商都在积极地推进智慧物流相关的技术和解决方案。

  无独有偶,华为日前就携手中国移动、倍福中国和华恒公司联合发布了5G全场景智慧物流系统。该方案中,利用5G网络的低时延以及高效的Ether CAT实时网络通讯机制,能轻松实现多台标准AGV同步协同作业,以及AGV与机器人组合工作,在智能仓储和物料配送大型工件运输领域都有广泛的应用前景。

  而围绕5G网络在智能仓储、人机一体化智能系统的探索才刚刚起步,并且慢慢的变多的科技大厂逐步加入其中。比如,IBM公司正从边缘计算实践出发,围绕5G工厂提出自己的解决方案。据国外科技媒体Light Reading报道,该公司最近还构建了一个由3000名员工组成的名为“智能连接运营(Intelligent Connected Operations)”业务部门,这中间还包括资产和建筑物优化、制造业和工业4.0以及物联网和边缘计算。事实上,IBM同时也期望5G在制造领域为公司创造新的机会。在7月IBM表示它将与Verizon合作,为企业用户带来5G和边缘计算解决方案。

  负责IBM制造业和工业4.0实践的合作伙伴David Meek指出,目前来看,专用的5G网络对于与IBM合作的大多数制造商来说仍然太昂贵,但“5G肯定在某些制造商的路线图上”。

  (文/Jimmy),据经济日报报道,SEMI产业研究总监曾瑞榆在SEMI展前记者会报告中表示,半导体产业成长可期,但不确定因素可能延续至2021年。

  受惠于逻辑以及晶圆代工在先进制程的投资,2020年晶圆厂设备出货仍呈强劲趋势,SEMI已上修2020年的全球半导体设备出货预估至650亿美元。展望2021年,在存储支出的复苏、以及中国市场的支撑下,可望带来进一步的增长并创下700亿美元的新高。

  此前,SEMI公布了8月北美半导体设备制造商出货金额,高达26.53亿美元,月增3%,年增32.5%。该数据不仅创了今年新高,也创下自2018年5月以来的新高。SEMI认为,虽疫情持续,芯片需求激增,包括通信与IT基本的建设、个人云端运算、游戏与医疗电子装备等领域都推动全球晶圆厂设备支出增加,预估今年增幅将达8%,为今年第三度上修预估值。

  (文/holly),据路透社报道,根据《中华人民共和国技术进出口管理条例》和《中国禁止出口限制出口技术目录》规定,字节跳动已向北京市商务局提交了技术出口许可证许可申请,正在等待北京市商务局的受理决定。

  据悉,字节跳动正努力与甲骨文(Oracle)和沃尔玛(Walmart)达成协议,希望以此结束美国政府以安全为由禁止其TikTok视频应用的计划。

  字节跳动此前表示,与甲骨文和沃尔玛的交易将建立一家独立的美国公司,不涉及任何技术转让,不过甲骨文能够检查TikTok美国的源代码。它还表示,这项交易需要得到中国和美国的批准。

  不过,两家公司就与美国政府达成的协议条款发表了相互矛盾的声明。字节跳动表示,将在美国设立一家名为TikTok Global的子公司,并将持有该公司80%的股份。甲骨文和沃尔玛则表示,TikTok Global的多数股权将掌握在美国人手中,这符合美国总统特朗普8月14日的一项行政命令,即字节跳动在90天内放弃TikTok的所有权。

  (文/holly),2019年3月,国家发布了《超高清视频产业高质量发展行动计划(2019年-2022年)》,该文件推测到2022年,4K产业生态体系将基本完善。此后,地方实施方案及配套政策启动,将“超高清显示”推向了风口。与此同时,全国各地DVB机顶盒市场掀起了换机潮,为4K解码芯片带来了巨大的市场机遇。

  集微直播间自开播以来获得了大量来自行业的关注与好评。其中“集微公开课”栏目联合行业头部企业,通过线上直播的方式分享精彩主题内容,同时设立直播间文字提问互动环节。集微网希望将“集微公开课”栏目打造成中国ICT产业最专业、优质的线上培训课程,深化产教融合,助力中国ICT产业发展。

  第三十五期“集微公开课”邀请到了国科微智能多媒体事业群芯片设计总监胡德才,带来以《基于国产标准的4K机顶盒芯片设计》为主题的精彩演讲。

  据胡德才介绍,超高清视频是继视频数字化、高清化之后的新一轮重大技术革新,将带动视频采集、制作、传输、呈现、应用等产业链各环节发生深刻变革。自2012年ITU发布UHD标准建议以来,全球超高清产业步入了快速地发展的阶段,截至目前,全球共有142个4K频道和服务。

  我国在2019年3月制定了《超高清视频产业高质量发展行动计划(2019-2022)》,遵循“4K先行、兼顾8K”的总体技术路线,大力推进超高清视频产业高质量发展和相关领域的应用。目前国内8K显示屏和电视机已初步实现量产,2021年CCTV将开展8K超高清技术试验。

  胡德才指出,超高清是一个全产业链,涵盖网络、内容、期间、终端、运营、制造等环节。其中,国科微所做的是提供4K机顶盒芯片等核心关键芯片。

  超高清带来了分辨率、帧率、色彩、色域、动态范围、三维立体声场等全方位的提升。包含四个一级技术分支,共计25个关键技术。其中,AVS技术于2006年成为了我国的信源编码标准。

  从直观的感受来说,从720P到1080P分辨率提高了2倍,而从1080P到4K提高了4倍。

  胡德才表示:“以往我从事的行业都与机顶盒息息相关,从标清到高清再到超高清都有参与芯片的研发和量产。”

  上述图片中“标红”的地方,4K芯片相对于1080P来说,差别比较大。“标黄”的地方能认为是在架构上做的小调整,没有特别大的变化。而其它部分则是传统的架构。

  胡德才称,在做4K芯片时,要关注AVS2、HDR、国密、ChinaDRM等关键规格。值得一提的是,国科微4K芯片的特色在于“全面拥抱国产标准”。

  另外,胡德才强调,芯片涉及的IP非常多,在做芯片时,要考虑哪些IP需要自研、哪些IP需要外购、如何确保一次T/O成功等问题。

  3.基于硬件加速器的性能仿真:相较EDA仿线.总线/DDR控制器的仲裁机制。

  据胡德才介绍,4K芯片实现要点分为四个部分,即综合、DFT的设计、Timing Signoff和Power Signoff。“只有每个部分都做的非常好时,芯片才能导入量产。在这期间,会碰到不小的挑战。”胡德才如是说。

  胡德才指出,在过去一些年,其实低功耗的手段并没再次出现特别多的新技术,但是将功耗做到极致仍面临不少挑战。

  在Gate&Circuit-level阶段,要注意减少逻辑电路翻转、做好clock gating等工作。另外,胡德才强调:“低功耗设计,开始得越早,收益越大。”

  胡德才列举了4K芯片低功耗实现的各种应用场景以及需要仔细考虑的问题,如上图所示。

  胡德才认为,对比1080P芯片来说,4K芯片有更多高速信号(DDR3/4,USB 3,HDMI 2.0)和电源信号,在基板/封装/PCB上面临了新的挑战。另外,更多模拟IP将会面临测试时间与测试成本的挑战。

  胡德才总结了4K机顶盒的主要特征和应用市场,即(1)支持AVS2 4K@P60解码的智能4K解码芯片;(2)支持国密SM2/3/4加解密算法,从硬件上为广播电视安全保驾护航;(3)应用于DVB, IPTV,IPBOX等泛智能终端市场。

  值得一提的是,2019年3月,CCBN展会上,国科微智能4K解码芯片精彩亮相。目前,4K解码芯片GK6323已获得湖南有线、山西广电网络青睐,正在导入河北、大连、甘肃等有线市场,开拓全国市场版图。

  最后胡德才讲述了对8K的展望,8K会有更多的新技术、更高的性能和更好的视听体验。与此同时,8K技术也带来了更深度的挑战。

  (文/隐德莱希),东京当地时间9月24日,瑞萨电子集团(Renesas Electronics Corporation)正式公开宣布加入全球半导体联盟(GSA)。

  瑞萨电子CEO柴田英利表示:“对瑞萨此次加入全球半导体联盟我感到十分荣幸。作为GSA成员,瑞萨将积极与合作伙伴、业界同仁进行更深入的合作,以加速技术进步并促进半导体行业发展。”

  GSA联合创始人兼CEO Jodi Shelton表示:“瑞萨可成为GSA的一员,我感觉到很高兴。瑞萨为联盟带来丰富的行业知识,我们期待他们今后为我们的行业活动和联盟资源做出更大贡献。随着GSA成员的持续不断的发展壮大,全球半导体行业的整个生态系统也将会更为丰富和成熟。”

  GSA是一个为推动产业协作而构建的独特的半导体技术中立平台。加入GSA之后,在该平台上,全球半导体行业高管可与业界同仁、合作伙伴及客户进行互动、创新,以加快行业发展,并最大限度地提高投资回报与知识资本价值。

  (文/小山),据Washington Examiner报道,近年来,华为、中兴在土耳其电信业中占有主体地位,美国国务卿蓬佩奥23日警告称,土耳其对华为和其他中国公司的日益依赖,可能会引起美国与土耳其的军事合作变得复杂化。

  蓬佩奥受访时强调:“我们一定要确保我们的网络是安全的,包括防御网络和安全网络。军事和安全网络会受到来自中国的网络在土耳其或其它任何国家日益增加的活动的影响。我们要确保并保护美国的数据。”

  报道指出,土耳其与美国此前曾爆发过外交政策争端,令双方军事合作伙伴关系变得紧张。另一方面,土耳其是参与中国“一带一路”倡议的国家之一,因而蓬佩奥对此表示担忧。他警告,接受中国提供的资源,需要付出真正的代价,国家的人民境况会更糟,这不仅适用于东南亚和土耳其,在美国也是如此。

  同时,蓬佩奥也声称,需要让美国内部井然有序,中国正试图通过利用这些国有企业来建立霸权,并获取外国资产。

  2024集成电路特色工艺与先进封装测试产业技术论坛将于11月29日在成都举办

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