工控機發(fā)展與時俱進(jìn) 助力構(gòu)建“工業(yè)4.0”智能系統(tǒng)
隨著“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”的深入推進(jìn),作為智能制造的核心設(shè)備,工控機無論是從技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看,都出現(xiàn)了一些新的變化,而面向行業(yè)的專業(yè)嵌入式工控機是這一新變化發(fā)展的必然結(jié)果。
工控機即工業(yè)控制計算機,是用于對生產(chǎn)過程中使用的機器設(shè)備、生產(chǎn)流程、數(shù)據(jù)參數(shù)等進(jìn)行監(jiān)測與控制的設(shè)備。隨著“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”的深入推進(jìn),作為智能制造的核心設(shè)備,工控機無論是從技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看,都出現(xiàn)了一些新的變化,其在智能時代中也將承擔(dān)起更為重要的作用。
以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,是集成大量計算機、通信和控制技術(shù)為一體的智能系統(tǒng),在各類新技術(shù)高度集成的行業(yè)發(fā)展背景下,工控機正處于新的技術(shù)轉(zhuǎn)折點。未來,工控機將突破現(xiàn)有的技術(shù)架構(gòu),形成新一代的工控機,其特點是系統(tǒng)架構(gòu)更開放、集成度更高、功能模塊化、機器智能化等,將為整個“工業(yè)4.0”下的智能系統(tǒng)構(gòu)建提供重要支撐。
工控機發(fā)展與時俱進(jìn) 助力構(gòu)建“工業(yè)4.0”智能系統(tǒng)
智能制造的核心在于信息的搜集、匯整與流通。為了滿足此需求,未來工控機除了原本的自動化機臺的角色外,還需要整合軟件與固件來承上(連接決策中心)啟下(采集并轉(zhuǎn)換不同接口的數(shù)據(jù)流),串聯(lián)起服務(wù)終端需求的生態(tài)鏈。客戶不再僅僅滿足于接受單一的產(chǎn)品,而更傾向于廠商可以提供以工控機為核心的整體解決方案,這勢必將改變整個工控機產(chǎn)業(yè)的服務(wù)模式。顯然,以工控機為核心,利用云計算、云存儲等信息化技術(shù),構(gòu)建面向行業(yè)應(yīng)用、完整的智能制造系統(tǒng)解決方案,將更受用戶青睞。
隨著《中國制造2025》的頒布與智能制造產(chǎn)業(yè)的不斷推進(jìn),數(shù)控、機器人、航空航天、船舶、軌道交通、節(jié)能與新能源、電力裝備以及農(nóng)業(yè)裝備等都將成為工控機的主戰(zhàn)場。而隨工控機應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展而的,是對其定制化和專用化要求的不斷提高。各行業(yè)間存在較大差異,傳統(tǒng)的通用型工控機難以滿足所有行業(yè)需求。同時,在行業(yè)內(nèi)部,為了突出自身優(yōu)勢,體現(xiàn)核心競爭力,也不宜采用類似的解決方案,因此面向行業(yè)的專業(yè)嵌入式定質(zhì)化工控機是行業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。
據(jù)數(shù)據(jù)分析,未來嵌入式系統(tǒng)將以6.4%的年復(fù)合增長率增長,到2021年市場容量將達(dá)2331.3億美元。在功能上,市場可以劃分成四大塊,分別是單機、實時、網(wǎng)絡(luò)和移動。實時嵌入式系統(tǒng)市場份額最大。
以微控制器種類劃分,市場可以分為小型、中型和大型嵌入式系統(tǒng)。中型嵌入式系統(tǒng)占據(jù)全球市場的最大份額。
以類型劃分,嵌入式系統(tǒng)分為嵌入式硬件和嵌入式軟件。嵌入式硬件占據(jù)市場的大頭。
在應(yīng)用上,市場分為七大領(lǐng)域,分別是:汽車、電信、醫(yī)療保健、工業(yè)、消費電子、航空和國防,以及其他。汽車行業(yè)市場份額最大,占據(jù)了18%以上。
按地域劃分,全球嵌入式系統(tǒng)市場分為四大區(qū)域,即北美、歐洲、亞太,以及世界其他地區(qū)。北美占據(jù)全球市場的最大份額,達(dá)36%以上。
與傳統(tǒng)工控機相比,嵌入式工控機的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在產(chǎn)品功能適配性好、裝置小型化、可靠性要求高、超低功耗無風(fēng)扇設(shè)計等四個方面。嵌入式工控機的發(fā)展迅猛,已在很多領(lǐng)域替代了傳統(tǒng)工控機產(chǎn)品,制造工業(yè)、過程控制、航空航天、軍事裝備等均是嵌入式工控機的應(yīng)用領(lǐng)域。但盡管如此,嵌入式工控機并不能完全替代傳統(tǒng)工控機。
首先,嵌入式工控機在整個測控系統(tǒng)中所處的位置,往往在前端,嵌入式工控機向上的連接往往是傳統(tǒng)工控機,傳統(tǒng)工控機的運算能力、軟件資源、數(shù)據(jù)庫支持等方面都是嵌入式工控機難以企及的。
其次,在大型系統(tǒng)構(gòu)建中,傳統(tǒng)工控機的系統(tǒng)擴展能力、網(wǎng)絡(luò)通訊能力也是嵌入式工控機難以替代的。
最后,在可視化設(shè)計、流程監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、科學(xué)計算、原型仿真設(shè)計、在環(huán)仿真等領(lǐng)域,傳統(tǒng)工控機具有先天的優(yōu)勢。
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