十九世纪小说家查尔斯·狄更斯曾描绘过一座“充斥着机械与高耸烟囱的城镇,无穷无尽的烟蛇从烟囱中蜿蜒而出,永不停歇,也从未舒展”,而活塞、链条与旋转金属齿轮的轰鸣声则回荡在邻近街巷之间。
如今,一场无声的革命正在实验室、洁净室、工厂及物流环境中悄然展开。在制造车间与仓库中,自动导引车、协作机器人、人形机器人及自主系统正被广泛部署,以提升运营效率与安全性。由人工智能驱动的嵌入式视觉系统为机器同事赋予了“眼睛”与“大脑”,使其能够采集传感器数据,并实现实时处理、缺陷检测与预测性维护。
烟囱已然消失,取而代之的是源源不断的数据流;活塞与齿轮的轰鸣亦已远去,代之以摄像头的咔嗒声与传送带的嗡鸣。据国际机器人联合会(IFR)统计,截至2024年,全球投入运行的工业机器人总数达4,664,000台,较上年增长9%。其中,亚洲占2024年新增部署量的74%,欧洲占16%,美洲占9%。IFR预计,工业机器人装机量将持续显著增长,直至2030年。
本专题报告深入探讨传感解决方案与边缘人工智能如何重塑制造业,赋能动态环境中的态势感知、情境理解与决策能力。报告内容基于Synaptics的贡献,并整合了与Apptronik、BionIT Labs、波士顿动力公司、DR Yield、德国人工智能研究中心(DFKI)、格罗方德、英特尔晶圆代工服务、英伟达、欧姆龙、QuantumDiamonds、西门子数字工业软件、Synaptics、Tekniker以及帕特雷大学等机构的交流成果。
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机器人与自动化
人形机器人已正式进入生产线。其成功落地的关键在于续航能力、量产级可靠性以及真实世界数据流的持续供给。
一款来自BionIT Labs的人工智能仿生手,正为工厂人形机器人增强抓握力与感知能力,使其动作更趋灵活精准。
半导体制造中AI规模化应用:两大实践路径
人工智能正迅速成为半导体制造的核心基础,但其部署方式高度依赖于企业商业模式、数据可见性与运营优先级。在本系列报道中,格罗方德与英特尔分别呈现了两种截然不同却又日益趋同的AI规模化路径。
在《格罗方德如何将AI从试点推向全球规模》一文中,我们聚焦这家纯晶圆代工厂——其核心业务是为客户制造芯片。在此模式下,AI战略紧密围绕可重复性、跨晶圆厂可移植性及严谨的用例筛选展开。正如格罗方德的Sujieth Vaasan所言,挑战不在于证明AI可行,而在于确保模型能产生可衡量的价值,并在全球制造网络中稳定复现。
而在《从缺陷图像到晶粒预测:英特尔如何在先进制造中规模化AI》一文中,我们关注英特尔——这家长期集芯片设计与制造于一体的整合元件制造商(IDM),如今正大力拓展其晶圆代工业务。其垂直整合背景赋予公司对全流程前所未有的端到端数据洞察力,从而塑造出聚焦于预测性晶粒筛选、PB级数据管道与早期失效预警的AI战略。
两篇文章共同揭示了两条起点不同的路径:格罗方德强调在多样化客户产品与多座晶圆厂间实现稳健扩展;英特尔则依托IDM深度数据优势,推动上游预测与系统集成。然而,随着英特尔加速代工布局、格罗方德深化AI运营渗透,二者正逐步趋同——AI不再仅是附加分析工具,而将成为制造基础设施的核心组成部分。
制造业早期AI应用催生架构多样性
在新兴技术市场中,解决方案提供商极少从零起步,而是基于既有资产、专业能力与客户基础构建新能力。这一过程常先引发架构爆发式创新,随后行业才趋于统一模型。当前制造业AI应用——尤其是缺陷检测与预测性维护领域——正清晰呈现此规律:价值链各环节正沿不同但潜在互补的路径同步推进。
在半导体检测领域,厂商从技术栈两端切入AI:一部分将机器学习深度耦合至新型传感硬件,以挖掘器件物理层面的新洞察;另一部分则聚焦于聚合与关联晶圆厂内已产生的海量数据流。如《为何半导体检测中的AI正演变为双层游戏》所述,行业正凝聚为“两种互补的AI架构……一种紧耦合于先进传感器,另一种横跨整个制造数据栈”。
预测性维护领域亦呈现类似分化。在《边缘AI正推动预测性维护架构重构》中指出:工业自动化供应商立足现有产线现实,强调确定性控制与分层系统上下文;而半导体与边缘计算厂商则致力于将日益强大的推理能力下沉至传感器与异构边缘处理器中。这种张力反映出行业仍在务实性与架构雄心之间寻求平衡。
综合来看,制造业AI正处于成型阶段。短期未来并非单一胜出架构主导,而是多种并行路径共存,每种路径均由构建者自身能力与市场定位所塑造。
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硅片选择日益关键:工业AI向产线前端迁移
历史上,工业自动化中的AI与负责生产力、可靠性与安全性的设备彼此分离:数据在产线采集,异地分析,事后反馈给操作员。该架构适用于AI聚焦报表生成、流程优化与长周期决策支持的时代。而今,这一时代已然终结。
扩展现实(XR)与数字孪生
西门子与英伟达合作,将AI驱动的实时数字孪生技术引入复杂工业运营场景,实现虚拟与物理世界的无缝协同。
欧洲项目MASTER正利用沉浸式技术,在仓储环境中构建人机协同训练平台,使人类操作员可通过XR界面直观指导机器人完成拾取与放置任务,大幅提升协作安全性与复杂度。
随着AI持续深入制造核心环节,从感知、决策到执行的全链路智能化已成为不可逆趋势。易IC库存管理软件作为智能制造生态的重要一环,通过与边缘AI系统联动,可实现物料消耗动态建模、异常损耗预警与智能补货建议,为企业降本增效提供坚实支撑。