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深度解說(shuō):盤(pán)點(diǎn)芯片商瓜分工業(yè)機(jī)器人的“吃相”

2014-05-15 09:20 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:佚名 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
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  運(yùn)動(dòng)控制整合視覺(jué)運(yùn)算成趨勢(shì) IPC大廠爭(zhēng)搶機(jī)器人商機(jī)
  凌華科技量測(cè)與自動(dòng)化產(chǎn)品事業(yè)處I/O平臺(tái)產(chǎn)品中心協(xié)理張晃華表示,雖然目前工業(yè)型機(jī)器人的樣態(tài)仍以單純的機(jī)器手臂為主,但在高階精密的工業(yè)領(lǐng)域中,機(jī)器人將朝向全人形演進(jìn),并將同時(shí)整合多種感知與控制能力,如機(jī)器視覺(jué)與運(yùn)動(dòng)控制等,以執(zhí)行更多樣且多工的任務(wù)。因此,未來(lái)機(jī)器人製造商在其所設(shè)計(jì)的機(jī)器人上同時(shí)開(kāi)發(fā)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)與整合型機(jī)器手臂,將是未來(lái)主要的發(fā)展趨勢(shì)。
  不過(guò),若要讓機(jī)器人同時(shí)具備機(jī)器視覺(jué)與運(yùn)動(dòng)控制功能,光靠低階的嵌入式處理器恐難滿足此需求。張晃華進(jìn)一步解釋?zhuān)瑔尉蜋C(jī)器視覺(jué)運(yùn)算而言,內(nèi)部的控制平臺(tái)須具備高密度的平行運(yùn)算能力,一般ARM架構(gòu)嵌入式處理器的運(yùn)算能力,要應(yīng)付機(jī)器視覺(jué)運(yùn)算系統(tǒng)就已相當(dāng)吃緊,遑論尚須同時(shí)進(jìn)行機(jī)器手臂運(yùn)動(dòng)控制,因此機(jī)器人開(kāi)發(fā)商將傾向借重?cái)U(kuò)充彈性較大的工業(yè)電腦平臺(tái)來(lái)達(dá)到此目標(biāo)。
  張晃華提到,x86架構(gòu)的工業(yè)電腦、嵌入式無(wú)風(fēng)扇電腦與可擴(kuò)充式無(wú)風(fēng)扇電腦,無(wú)論在穩(wěn)定性及效能方面都深受工業(yè)領(lǐng)域的客戶肯定,這些優(yōu)勢(shì)對(duì)于工作條件嚴(yán)苛的環(huán)境(高溫、雜塵多等)來(lái)說(shuō)尤其至關(guān)重要;而工業(yè)電腦亦可隨著生產(chǎn)線需求,自由擴(kuò)充各種運(yùn)動(dòng)控制、視覺(jué)運(yùn)算控制卡(Control Card)。
  看準(zhǔn)工業(yè)型機(jī)器人應(yīng)用前景,工業(yè)電腦大廠亦正爭(zhēng)相競(jìng)逐此商機(jī),如凌華推出的智慧型電腦應(yīng)用平臺(tái)(Application Ready Intelligent Platform, ARIP),以及研華的「MVP (Motion, Vision, Platform)」平臺(tái)即是為此應(yīng)運(yùn)而生,期為智動(dòng)化產(chǎn)線開(kāi)發(fā)商,提供各種整合運(yùn)動(dòng)控制與機(jī)器視覺(jué)運(yùn)算的應(yīng)用。
  除提供硬體支援之外,工業(yè)電腦大廠亦開(kāi)始專(zhuān)為智動(dòng)化產(chǎn)線編寫(xiě)應(yīng)用軟體,如凌華為其ARIP平臺(tái)添加了中介軟體、應(yīng)用程式介面(API)等附加資源,力求能最大幅度縮短機(jī)器人智動(dòng)化產(chǎn)線的設(shè)計(jì)時(shí)程。
  設(shè)置完智動(dòng)化產(chǎn)線之后,仍須有人負(fù)責(zé)產(chǎn)線及工業(yè)型機(jī)器人的操作與控制,因此流暢的人機(jī)介面(Human Machine Interface, HMI)已成為工廠智慧自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商的著力重點(diǎn)。有鑑于此,萊迪思(Lattice)近來(lái)即將人機(jī)介面解決方案視為該公司于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中的重點(diǎn)布局方向,期能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的工控FPGA市場(chǎng)奪得一席之地。
  瞄準(zhǔn)工業(yè)智動(dòng)化商機(jī) 萊迪思強(qiáng)攻人機(jī)介面應(yīng)用
  萊迪思臺(tái)灣區(qū)總經(jīng)理李泰成表示,在各種自動(dòng)化設(shè)備引進(jìn)工廠之后,仍須要有作業(yè)員來(lái)照顧、監(jiān)視機(jī)臺(tái)運(yùn)作,因此人機(jī)介面在工廠智慧自動(dòng)化應(yīng)用中亦是另一重要課題;而隨著電機(jī)電子技術(shù)的發(fā)達(dá),工廠內(nèi)的人機(jī)介面正不斷汰舊換新,如何設(shè)計(jì)出流暢的人機(jī)介面應(yīng)用,更是工業(yè)智動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商角力的重點(diǎn)。
  瞄準(zhǔn)人機(jī)介面應(yīng)用商機(jī),萊迪思亦正卯足全力偕同系統(tǒng)商開(kāi)發(fā)相關(guān)解決方案。李泰成提到,不同于其他兩家FPGA大廠--賽靈思及Altera,以28/20奈米FPGA進(jìn)軍高階工業(yè)控制領(lǐng)域,萊迪思選擇將目標(biāo)市場(chǎng)放在工控系統(tǒng)人機(jī)介面應(yīng)用,并持續(xù)于40奈米製程中穩(wěn)扎穩(wěn)打。
  李泰成進(jìn)一步分析,因應(yīng)工業(yè)智慧自動(dòng)化風(fēng)潮興起,許多業(yè)者推出的自有產(chǎn)品往往會(huì)搭配自家的通訊協(xié)定,導(dǎo)致控制機(jī)臺(tái)主控端往往須支援多種通訊介面,才能與不同的系統(tǒng)完成溝通,不同的應(yīng)用又須擴(kuò)充各自的輸入/輸出接腳;而相較于MCU或是MPU方案,F(xiàn)PGA與生俱來(lái)的可編程優(yōu)勢(shì)使其能支援多種工業(yè)通訊協(xié)定,也讓FPGA成為用來(lái)擴(kuò)充人機(jī)介面通訊周邊的最佳方案。
  據(jù)了解,萊迪思已于2014年德國(guó)紐倫堡舉辦的國(guó)際嵌入式電子與工業(yè)電腦應(yīng)用展上展示一系列人機(jī)介面解決方案,如人機(jī)介面單晶片(HMI on Chip, HOI),即是完全基于萊迪思FPGA的單晶片人機(jī)介面應(yīng)用參考設(shè)計(jì)。
  萊迪思策略行銷(xiāo)與業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理Kambiz Khalilian表示,萊迪思HOI方案最大的好處是帶來(lái)了可擴(kuò)展性、高階的圖像處理、快速的反應(yīng)時(shí)間和人機(jī)介面設(shè)計(jì)的方便性;不同于基于MCU的解決方案,萊迪思的人機(jī)介面解決方案系基于編輯器(Editor-based),所以即使沒(méi)有程式設(shè)計(jì)或作業(yè)系統(tǒng)操作專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的工程師也能輕鬆上手。
  至于目前工廠智慧自動(dòng)化人機(jī)介面的應(yīng)用前景,李泰成指出,智慧工廠內(nèi)的人機(jī)介面正從傳統(tǒng)的按鈕操作逐漸汰換為觸控螢?zāi)唬凰差A(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi),觸控操作將成為工業(yè)領(lǐng)域中人機(jī)介面應(yīng)用的主流操控方式。
  另一方面,除了操作方式的轉(zhuǎn)變外,智慧工廠內(nèi)的人機(jī)介面系統(tǒng)亦正逐漸邁向與前端系統(tǒng)整合的潮流,如操控機(jī)臺(tái)與監(jiān)控和資料擷取系統(tǒng)(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)的整合應(yīng)用,能讓生產(chǎn)線上的所有動(dòng)態(tài)資料能即時(shí)回傳至資料庫(kù),可應(yīng)用于生產(chǎn)力分析、故障檢測(cè)/診斷,以及生產(chǎn)流程之優(yōu)化;而人機(jī)介面系統(tǒng)與生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)或企業(yè)資源管理系統(tǒng)(ERP)的整合,則能讓工廠內(nèi)的運(yùn)作與企業(yè)內(nèi)部資訊流通更為即時(shí)、無(wú)縫接軌。
  顯而易見(jiàn),隨著工業(yè)智慧自動(dòng)化風(fēng)潮興盛,亦將帶動(dòng)工業(yè)型機(jī)器人的商機(jī)蓬勃發(fā)展,晶片商、系統(tǒng)廠之間的角力大戰(zhàn)亦將全面引爆,無(wú)論是機(jī)器手臂、機(jī)器視覺(jué),抑或是人機(jī)介面應(yīng)用,各個(gè)嵌入式處理器、FPGA、IPC廠商皆期盼能順勢(shì)搭上工業(yè)型機(jī)器人的順風(fēng)車(chē),在工業(yè)智慧自動(dòng)化領(lǐng)域奪得一席之地。
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