智能工厂

半导体——工业的核心.0

向智能工厂的转型正在进行中

物联网在工业领域正变得越来越普遍, 用不了多久,超过一半的物联网连接将被发现. 在这里,网络化和数字化使智能生产成为可能, 任何事物都是相互关联的.

“预计智能工厂市场将以9亿美元的复合年增长率(CAGR)增长.6%,达到244人左右.80亿U.S. 美元在2024年.”

统计数据2021:工业4.0:全球智能工厂市场规模2019/2024

英飞凌的半导体解决方案塑造了行业4.0通过赋予智能工厂.

感觉

行业数据透明度4.0

智能工厂是基于数据的:来自环境的数据, 还有来自机器和生产过程的操作数据. 英飞凌的工业传感器系列始于广泛的XENSIV™磁性传感器系列. 英飞凌的产品组合包括XENSIV™电流传感器, 高精度无芯传感器,适用于各种工业应用, 例如工业逆变器和驱动器或电池管理.

智能工厂的出现也为在工业机器人中部署3D图像传感器创造了新的机会, 在监控和视觉系统以及自动导航车辆中. 英飞凌的REAL3™飞行时间图像传感器可以让电子设备获得设备前方真实的3D场景地图. 先进的软件和硬件技术使ToF系统能够在强环境光的恶劣环境中可靠工作, 恶劣的环境和具有挑战性的目标.

英飞凌XENSIV™传感器技术

Infineon XENSIV™磁传感器

计算

信号处理与控制

XMC™微控制器家族基于ARM®Cortex®-M核心. 它是专门用于电力转换的应用, 工厂和楼宇自动化部门, 等. XMC4000系列是理想的数字功率转换,电机控制,感觉 & 控制和输入输出应用. XMC4300和XMC4800设备是第一个高度集成的基于Arm®Cortex®-M的微控制器,集成了EtherCAT®, 将实时以太网通信带到一个无与伦比的水平,易于实现和成本效益. 例如,英飞凌XMC1000微控制器的一个典型目标应用是用于自动化的I/O模块, CAN总线在哪里提供连接到plc传感器和执行器. XMC1000微控制器改善了系统的监测预测维护和安全实施在看门狗和同伴. DAVE™开发平台为XMC™工业微控制器提供了广泛的代码存储库.

AURIX系列产品提供了工业领域所需的多功能性, 擅长优化电机控制应用和信号处理. AURIX™TriCore™统一了RISC处理器核心的元素, 一个微控制器和一个DSP在一个单一的MCU.

英飞凌32位XMC™微控制器基于Arm®Cortex®-M

基于TriCore™的英飞凌32位AURIX™微控制器

开动

赋予工业自动化

电机控制解决方案来自英飞凌驱动工业自动化应用. 英飞凌为工业自动化电源管理以及电机控制和驱动提供广泛的解决方案.

受益于我们广泛的智能开关组合,用于高度集成和离散I/O模块解决方案. 我们为各种工业应用提供全面的隔离I/O设备(ISOFACE™)和高端开关工业产品(PROFET™).

在电机或驱动器的低功耗范围内,您的设计依赖于我们的智能电源模块(IPMs)和离散器件. 我们的EasyPIM™,EasyPACK™和EconoPIM™模块是中功率驱动器的完美匹配. EconoDUAL™和PrimePACK™是高功率频谱的首选解决方案. CoolSiC™mosfet是高速驱动器和逆变器集成的一个有吸引力的解决方案, 因为它们降低了开关和传导损耗, 特别是在部分负荷条件下. 用于电池供电的应用,如汽车无刷直流电机, 客户依赖于我们广泛的硅mosfet, 包括我们的optimmos™系列.

我们还提供所有硅和碳化硅(SiC)器件的门驱动芯片, 补充我们的功率半导体. 我们广泛的EiceDRIVER™产品组合从基本功能到增强功能.

英飞凌电力半导体解决方案

英飞凌碳化硅(SiC)技术

连接

从IOs到高速通信

在复杂的自动化, 系统的每个外围部件都需要通过可靠的通信总线与主控单元和其他外围设备进行通信. CAN已经成为最适的, 可靠和经济的通信标准在这种工业应用. 英飞凌的工业CAN收发器提供可靠的质量, 可靠的跟踪记录和高鲁棒性与EMI. 保证符合ISO标准.

英飞凌的工业CAN收发器系列符合ISO11898标准,并满足CAN FD数据速率高达2mbit /s等要求, 仅接收模式和总线唤醒. 该范围包括为高速通信优化的解决方案, 提供最高的可靠性, 以及收发器地址微控制器3.3v逻辑IOs. 先进的微型封装正在研制中.

无线技术,如Wi-Fi®, 用于内容流媒体的蓝牙®技术和用于超低功耗连接的蓝牙低能耗技术构成了物联网的支柱,也正在塑造行业4.0. 英飞凌无缝地集成了所有这些技术,以提供最先进的技术, 各种工业应用的互操作解决方案.

英飞凌工业CAN收发器

英飞凌无线连接

安全

保护机密性、完整性和真实性

英飞凌的高品质工业安全解决方案让制造商监控通信是否仅限于授权人员和机器. 它们还能可靠地揭示生产系统何时被操纵过, 帮助避免不必要的停机时间. 它们还使现场设备的安全软件更新成为可能.

OPTIGA™安全解决方案系列可轻松集成到嵌入式系统中,以保护机密性, 信息和设备的完整性和真实性. 这些基于硬件的安全解决方案范围从基本的身份验证芯片到复杂的实现. OPTIGA™Trust系列包括用于较小平台的交钥匙产品以及可编程解决方案, 而OPTIGA™TPM (Trusted Platform Module)产品是嵌入式PC的理想选择, 移动和计算应用. OPTIGA™连接物联网设备可实现安全可靠的蜂窝连接, 即使在恶劣的环境中.

最后,SECORA™区块链是一个快速, 易于使用的Java Card™解决方案,为区块链系统实现提供一流的安全性. 它使应用程序更安全,更易于为客户的区块链系统设计.

英飞凌OPTIGA™嵌入式安全解决方案

英飞凌SECORA™区块链安全解决方案

应用实例

控制系统

强大的控制系统构成了智能工厂的神经中枢

智能工厂收集的数据远远超过了工业控制系统以前必须处理的数据. 同时, 工业控制系统的潜在应用数量随着工业4的增长而增长.0. 然而,空间成本很高——包括在工厂里——这就是为什么控制系统的数量不断增加,同时也伴随着对更小系统尺寸的需求. 反过来, 这就需要灵活的电子元件,这些元件仍然需要足够坚固的工业应用. 微控制器 是每个控制系统的核心,无论大小. 每个为工业应用设计的微控制器必须具有实时性能和支持多种通信协议的高级连接. 更高程度的集成减少了对外部组件的需求,并确保了更可靠的解决方案.

预见性维护

物联网解决方案可以在故障发生之前防止故障

目前, 许多公司已经在使用预测性维护的解决方案, 从而不断地对机械设备的数据进行评估并与过去的样品进行比较. 这样可以在即将发生的故障实际发生之前检测到它们. 位于路德维希港的巴斯夫工厂就是一个很好的例子, 该公司在哪里开发了一个预警系统,使其能够计划对生产工厂的维护, 泵, 汽车, 热交换器更有效. 这将分析实时和历史数据,使其能够预测何时需要维护. 然而,智能工厂的功能原则并不受地理位置的限制. 它可以将世界各地的机器连接起来, 产生一个巨大的虚拟工厂. 在英飞凌, 例如, 亚洲的工厂将他们的检测结果直接传送到德累斯顿的工厂, 在生产过程中这些因素在哪里.

机器人

智能传感器增加了机器人的灵敏度

今天的 机器人 它们能够探测周围环境并独立导航吗, 与人类并肩工作, 甚至可以自学执行新任务所需的能力.

弗兰卡·艾米卡(Franka Emika)的“熊猫”(Panda)只是一个例子:七轴机械手的特点是易于操作, 高的灵活性, 和敏感. 许多传感器的组合, 先进驱动技术, 连通性让这个协作机器人具有高灵敏度, 适应性, 和成本效益. 熊猫有触觉, 这使它能够在没有任何安全障碍的情况下与人类同事一起执行复杂的组装任务. 该系统通过应用程序操作——就像智能手机一样——使其能够快速掌握新任务. 与此同时, 设计和用户界面允许直观的编程和灵活的应用场景. 作为一个例子, 这使得将其集成到自动化流程中成为可能,而成本仅为这类机器人应用程序的一小部分.

抵御网络攻击

保护智能工厂设备的身份和完整性

随着数字化进程的继续,工厂的发展势不可挡, 网络攻击的机会越来越多:根据“IBM X-Force威胁情报指数2020”, 2019年,针对工业系统的攻击次数为2次,比前一年高出20000%. 可信平台模块 (tpm)只是一个常用的工具 抵御网络攻击. 这些保护了工业pc的身份和完整性, 服务器, 控制系统, 甚至是边缘通道. TPM可以作为智能设备中敏感数据的安全装置,降低因网络攻击造成的数据丢失和生产停机的风险. 此外, 制造商可以通过远程和安全地更新设备软件来降低维护成本.