缩短工业物联网的设计时间

当采用稳定可靠的解决方案时,工业物联网 (IIoT) 能提升智能工厂的自动化程度,并增加机器视觉、互联能力和机器人等功能
目前关于工业市场最多的讨论,大多聚焦在工业物联网 (IIoT) 的巨大潜力上。其惊人的创新潜能,是大幅提升生产力、运作效率和底线收入的保证,但前提是有能兼顾可靠性、稳定性和生命周期长的供应链来实现。
由于制造商和系统集成商采用自动化、互联性和自主性更高的方式,加上更快的设计周期和更激烈的竞争,增大了上市速度的压力,这些价值甚至变得更为重要。这些需求之间的相互作用,决定了工业市场的形势,还有创新开发人员的努力方向。
IIoT 的互联性、效率和可靠性
工业 4.0,或称第四次“工业革命”,指的是工厂如何透过物联网 (IoT) 升级。IIoT 可利用适当功能提升任何工业环境的智慧程度,增加联机能力,以收集来自传感器层级的信息,将昨天的大数据变成今天真正的洞察力,以及未来通过采取行动实现的组织机构改善。
效率提升能影响的方面很多,但工业市场对效率的需求更为迫切。制造所需要的资源总量极为庞大,因此在每项流程中,作为设计决策的一部分,互联能力和效率都是开发人员和他们所在机构必须要考虑的关键要素。
更重要的是,虽然整个工业领域发生着明显的变化,但稳定性和生命周期长仍是重中之重。供应和价格的稳定性能确保制造商在长时间内能持续开发、创建、交付和维护系统。通常这需要元件供应商保证长达15年的不间断供货,以及可长达 4 年的不提价保证。
评估适合工业应用的技术
对开发人员来说,想在互联性、效率和可靠性之间取得平衡,只要针对每项具体应用选择适合的技术即可。
以安森美半导体采用绝缘金属基板技术 (IMST) 的智能功率模块 (IPM) 系列为例,这项技术将许多有源器件集成到金属基板上,以实现高集成度,导热性也极为优异。
从IPM、马达驱动器 (BLDC、步进、有刷)、负载驱动器到继电器驱动器,工业机器人和其他 IIoT 应用中采用了大量半导体技术。越来越多优化的 MOSFET 和 IGBT 驱动器及高效能光耦为这些应用提供支持。透过选用这些产品,工程师便能开发出最先进可靠的工业驱动系统,在使用各种低压马达和高电流负载的应用中实现精准的控制。
考虑到效率和可靠性时,像是用于温度、动作和环境光线的传感器,以及越来越多用于机器视觉的图像传感器,都必须针对电噪声条件加以优化。这些传感器的细微讯号需要经过滤波和放大,才能转换为数字数据,然后传送至中央处理器。而这又牵涉到通过 ESD 保护二极管来提供的电路保护功能。
工业自动化的控制组件也涵盖各种装置,通常是使用各种工艺生产的功率半导体,如 MOSFET、IGBT 和 SiC 晶体管等。举例来说,许多领先业界的开关和功率半导体制造商现在都针对功率逆变器电路和电机驱动器,提供各种满足其要求的设备。遵守国际标准在许多行业已经司空见惯,甚至成为硬性要求,这也是安森美半导体等领先厂商坚持开发符合国际质量标准 (包括 ISO 90001:2015 和 IATF 16949:2016) 零件的原因。
加快 IIoT 应用的上市速度
要在更短的时间窗口内,用较低的预算,开发更复杂的电路,这些需求看似相互冲突,却在工业物联网领域很常见,也为开发团队带来更多压力,需要让网络时代之前就发明的机器达到未来技术的前沿。
设计任何事物所需的时间,取决于工程师认识新技术,并能熟练地将其运用到应用中的速度。由于新产品都是针对特定应用所开发和优化的,为工程师提供能尽量简化这一过程的工具就至关重要。
对设计团队来说,交互式框图则为工程师提供了一种适用于半导体产品行业等市场特定应用的参考设计。各个方框向工程师们展示了在任何给定设计中,每个关键功能组件可选择的潜在解决方案。从框图中您还可轻松获得每个元件的详细数据,并将其加入到自定义工作表内,让快速开发设计创意变得更加简单。
需要对特定设备进行早期评估时,开发人员可以使用安森美半导体的 Strata Developer Studio 云端联机平台做为设计起点。只要将评估板插入主机,软件就能自动识别它,然后检索最新的设计辅助材料并自动配置评估板,让工程师以前所未有的速度开始工作。结合安富利的全球化专业知识,这些设计将纳入可制造性设计、稳健的供应链和法规等方面的考虑,可以很快从纸上构思进入到产品量产阶段。
合适的合作伙伴能帮助开发人员加快推出设计
工业物联网涵盖了从传感器到云等各种技术。机器人和自动化是安全至上的应用,需要最出色的解决方案。
这也是为什么开发人员需要合伙伙伴能发挥团队延伸的作用,为其提供所需的零件和服务,协助他们实现从创意到产品,再从产品到面世等各阶段的迈进。安富利与安森美半导体将这些需求放在心上,创建了产品开发的生态系统与软件平台,以帮助开发人员缩短设计时间,加速企业产品的上市。
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