中国作为全球更大的制造业国家,一直在积极推动智能制造的发展。在“中国制造 2025”和“工业 4.0”等战略的推动下,中国智能制造行业得到了快速的发展。随着科技的不断发展,智能工业制造已成为制造业的重要发展方向。

以“碳循新工业、数聚新经济”为主题的第二十三届中国国际工业博览会近日在上海举行。在本届工博会上,英特尔携手 20 余家行业合作伙伴参展,涵盖机器视觉、工业控制、工业数字化和工业计算机四大板块,和以光伏、锂电制造为主题的新能源区域,共计 18 组解决方案 Demo,近 30 款硬件产品亮相,充分展示英特尔更新软硬件技术如何赋能数字化时代的智能工业制造。 

让工业设备能够“看得见”

机器视觉作为人工智能领域的重要分支,主要通过摄像头、图形处理单元等硬件设备,结合计算机视觉算法,实现工业制造过程中的自动检测、识别、引导等功能。借助机器视觉技术,工业设备能够“看得见”操作情况,并根据它所看到的情况快速做出决策,帮助企业实现高效的自动化检测以及目标识别、分类和追踪,避免了人工检测的误差和效率低下等问题。

英特尔与汇川技术合作,基于英特尔十二代酷睿处理器以及锐炫 A770 独立显卡开发的视觉缺陷检测系统,支持 3 台 16k 线扫相机图像采集,搭载 OpenVINO 进行分割模型推理加速,广泛应用于平面物体高分辨率图像的高吞吐量计算与 AI 分析。

在汇川晶圆无图案缺陷检测方案中,通过对晶圆减薄后的无图案缺陷检测,及时发现包括水印、划痕、凹凸坑、异物、研磨纹、边缘破损和裂纹等缺陷。更小缺陷检测能力达到 5um,检测效率为 60wph (wafer per hour),即可在 60 秒内找出微米级的尘埃,好比在一个足球场上快速地找到一粒米。

此外,英特尔还携手康士达、阿普奇等合作伙伴,展示不同类型的机器视觉解决方案,助力工业制造企业提升视觉检测和处理能力。作为工业 4.0 技术的基本构建模块,机器视觉正在推动制造、物流和运营方面的变革,英特尔携手合作伙伴,帮助制造业企业实现生产线、工厂运营和工业流程转型,加速 IT 和 OT 集成,从而实现工业 4.0 目标。

重塑工业控制

工业控制是指通过对工业生产过程的监测、控制和优化,以提高生产效率和产品质量。英特尔通过融合创新技术,重塑工业控制领域,并帮助众多企业发挥工业 4.0 的全部潜力。

传统上,IT 行业使用虚拟化技术来整合和管理服务器上的工作负载。 随着虚拟化技术的进步以及向工业 4.0 过渡的准备就绪,通过虚拟化实现工作负载整合对于工业制造变得至关重要。

ACRN 是一种虚拟机管理程序堆栈,可以在裸机硬件上运行,具有快速启动功能,并且可针对各种 IoT、边缘和嵌入式设备解决方案进行配置。它提供了一个灵活、轻量级的虚拟机管理程序,在构建时考虑了实时性和安全关键性,并通过开源、可扩展的参考平台进行了优化,以简化嵌入式开发。它的架构可以通过高效虚拟化在统一系统上运行多个操作系统 (OS) 和虚拟机 (VM),并进行安全管理,资源分区可确保一个系统硬件平台上共存的异构工作负载不会相互干扰。

基于 PC 的工业控制技术,英特尔能够帮助企业实现更高效、更灵活的生产模式,提高产品质量和生产效率。英特尔将继续致力于与众多企业合作,推动工业 4.0 的发展,并为企业创造更多价值而努力。

助力新能源产业可持续发展

新能源市场的巨大潜力,也带动了锂电池产能的需求。以电动汽车、光伏产品、锂电池为代表的技术,正逐步成为支撑我国出口的主要力量。

在工博会现场,合作伙伴提供了各种基于英特尔技术的光伏和锂电生产线方案,利用英特尔处理器的视觉性能和实时控制能力,以及各类软件优化工具,满足新能源高节拍等产线特点。这些方案不仅能够有效提高生产效率和产品质量,还可以帮助企业实现高度自动化和无人制造水平。

在锂电制造过程中,从前端流程制造到中端的流程制造与离散制造的混合模式,以及后端的模组分装和装配环节,都有英特尔技术的身影。英特尔技术不仅帮助工业制造企业提高了生产效率和质量,还可以降低成本和能耗,推动新能源产业的可持续发展。

华汉锂电池密封钉检测方案是一个典型的例子。该方案基于华汉自研的 AI 视觉算法和 3D视觉相融合,同时接入OpenVINO 实现深度学习加速,可以深度识别密封钉焊接过程的缺陷,大幅度提高工件出厂良率和速率,进一步赋能智能制造。

另一个例子是 JAKA 能源电芯贴胶方案。这个方案集成了两套 JAKA Zu 3 协作机器人和机器人视觉,通过视觉识别定位系统,实现双臂轨迹规划,精准完成流水线锂电池贴胶装配工作,充分展示了协作机器人的安全、柔性、小巧等特性,大大提高了工作效率和集成成本效益。

随着电动汽车市场的不断扩大,锂电制造已成为未来发展的重要趋势。英特尔通过提供各种创新技术,携手合作伙伴打造光伏和锂电生产线方案,为新能源产业的可持续发展做出重要贡献。

平衡的艺术:让灵活与便利兼得

英特尔致力于推动智能边缘计算产业的发展,通过关注规模化、标准的制定,为这一产业奠定坚实基础。为了实现这一目标,英特尔与边缘计算产业联盟(Edge Computing Consortium,简称 ECC)紧密合作,并携手国内厂商共同定义了工业边缘节点参考架构(IEN)。

英特尔工业边缘节点引入了模块化架构,通过将核心模块与外设模块相互分离,使产品更加灵活、易于扩展。其中,简约扩展版(类型-E)适用于边缘网关和 HMI 等产品,而灵活定制版(类型-F)则适用于边缘控制器和边缘服务器等。

由于采用模块化的设计方式,使得用户可以根据不同的工业应用需求进行定制化的配置。同时,用户可以随时根据业务需求对核心模块进行升级,以保持设备的性能和稳定性。目前,英特尔工业边缘节点广泛落地在工业边缘控制、机器人、视觉和数字化等应用中。

为了实现工业场景中的各类应用,工业计算机在硬件方面有许多相较商用计算机更为严苛的需求,例如坚固耐用的设计、灵活可扩展的接口,防尘/防水/防浸没能力等等。英特尔针对中国工业用户的开发习惯,挑选适合机器视觉与运动控制应用的工业电脑进行测试及优选认证。

该认证项目针对不同的工业应用和需求,基于英特尔工业级芯片、工业边缘节点参考架构、工业边缘软件平台等,设立了差异化的调优等级,以帮助合作伙伴更有效地推广产品,并减少终端用户的选择成本。同时,这些经过优选的工业电脑产品也可以更好地满足实际应用场景中的性能和可靠性需求。

结语

通过不断的技术创新和应用拓展,英特尔的软硬件解决方案为企业提供了强大的技术支持,推动智能工业制造的发展。正如英特尔所展示的那样,这些技术在提高生产效率、降低能耗、提升产品质量等方面具有显著优势,对于实现制造业的高质量发展具有重要意义。

随着 5G、人工智能等技术的不断进步,智能工业制造将迎来更为广阔的发展空间。英特尔也将继续深耕智能工业制造领域,推出更多创新的解决方案,助力企业实现数字化转型和高质量发展。