Основой Индустрии 4.0 является реализация интеллекта и автоматизации производственного процесса, а интеграция промышленных компьютеров и технологий искусственного интеллекта является ключевой движущей силой внедрения Индустрии 4.0.
Данные показывают, что мировой рынок Индустрии 4.0 достигнет 1,2 триллиона долларов США в 2026 году, из которых доля рынка, связанная с интеграцией промышленных компьютеров и искусственного интеллекта, составит более 40%.
От инспекции с помощью машинного зрения до профилактического обслуживания, от цифровых двойников до «умных» заводов — промышленные компьютеры с искусственным интеллектом меняют все аспекты промышленного производства.
Ниже будет всесторонне интерпретироваться интеграция промышленных компьютеров и искусственного интеллекта в эпоху Индустрии 4.0 с трех аспектов: технологические тенденции, промышленное внедрение и перспективы на будущее.
1. Меняющаяся роль промышленных компьютеров в эпоху Индустрии 4.0
В эпоху Индустрии 3.0 В эпоху Индустрии 3.0 промышленные компьютеры в основном играли роль «мозга», отвечающего за логическое управление и сбор данных.
В эпоху Индустрии 4.0 роль промышленных компьютеров претерпела фундаментальные изменения: от единого блока управления до интеллектуального периферийного узла, который объединяет сбор данных, периферийные вычисления, рассуждения ИИ, управление в реальном времени и взаимосвязь.
1.1 От центра управления к интеллектуальному периферийному узлу
Функции традиционных промышленных компьютеров в основном ограничиваются логическим управлением и сбором данных, и данные необходимо загружать в облако для обработки.
Новое поколение промышленных компьютеров с искусственным интеллектом обладает мощными возможностями периферийных вычислений и интеллектуального анализа. Он может обрабатывать данные локально в режиме реального времени и загружать в облако только ключевые результаты, что значительно снижает требования к пропускной способности сети и задержки.
1.2 От изолированного оборудования к взаимосвязанным узлам
Индустрия 4.0 требует взаимосвязи между производственным оборудованием для формирования полноценного промышленного Интернета.
Являясь базовым узлом промышленного Интернета, промышленные компьютеры с искусственным интеллектом поддерживают множество протоколов промышленной связи и могут обеспечить бесшовное соединение с ПЛК, роботами, датчиками, системами MES и другим оборудованием.
1.3 От пассивного выполнения к активному принятию решений
Традиционные промышленные компьютеры могут выполнять только инструкции в соответствии с заранее заданными программами и не могут справиться со сложными и изменчивыми производственными средами.
Промышленные компьютеры с искусственным интеллектом могут изучать закономерности на основе производственных данных с помощью машинного обучения и технологий глубокого обучения, активно принимать решения и достигать самоадаптации и самооптимизации производственного процесса.
2. Пять основных технологических тенденций в интеграции промышленных компьютеров и искусственного интеллекта в 2026 году
В 2026 году технология интеграции промышленных компьютеров и искусственного интеллекта приведет к новым прорывам. Следующие пять основных тенденций будут способствовать развитию отрасли.
2.1 Промышленные компьютеры с собственным ИИ стали мейнстримом.
Промышленные компьютеры с собственным ИИ — это промышленные компьютеры, которые оптимизированы для приложений ИИ на уровне проектирования аппаратного обеспечения и включают в себя специальные блоки ускорения ИИ, такие как NPU, TPU и т. д. По сравнению с традиционными промышленными компьютерами эффективность вывода ИИ промышленных компьютеров с собственным ИИ увеличивается в 5–10 раз, а энергопотребление снижается на 30–50 %.
В 2026 году доля рынка промышленных компьютеров с искусственным интеллектом превысит 30%, став основным продуктом на рынке среднего и высокого класса.
2.2 Глубокая интеграция цифровых двойников и искусственного интеллекта
Цифровые двойники — одна из основных технологий Индустрии 4.0. Создав цифровое зеркало физического мира, они смогут осуществлять мониторинг в реальном времени и оптимизацию производственного процесса.
Глубокая интеграция технологий искусственного интеллекта и цифровых двойников позволяет реализовать передовые приложения, такие как профилактическое обслуживание, оптимизация процессов и прогнозирование качества.
Например, анализируя данные в моделях цифровых двойников, ИИ может прогнозировать время отказа оборудования и заранее выполнять техническое обслуживание, чтобы избежать простоя оборудования.
2.3. Совместная работа в периферийном облаке становится основной архитектурой.
Архитектура совместной работы в периферийном облаке предполагает разумное распределение задач ИИ между периферией и облаком. Периферийная сторона отвечает за задачи с высокими требованиями к реальному времени, такие как контроль в реальном времени, обнаружение в реальном времени и т. д.;
облако отвечает за задачи с высокими требованиями, не связанными с реальным временем, такие как обучение моделей, анализ больших данных и т. д. Архитектура совместной работы в пограничном облаке не только обеспечивает производительность в реальном времени, но также в полной мере использует мощные вычислительные мощности облака, становясь основной архитектурой для промышленных приложений искусственного интеллекта.
2.4 Интеграция Синьчуана и искусственного интеллекта ускоряется
С дальнейшим развитием стратегии Синьчуана рыночный спрос на отечественные промышленные компьютеры с искусственным интеллектом продолжает расти.
Отечественные производители процессоров, такие как Feiteng и Loongson, продолжают выпускать новые продукты, интегрирующие блоки ускорения искусственного интеллекта, а экология отечественных операционных систем и промышленного программного обеспечения также все больше улучшается.
В 2026 году интеграция промышленных компьютеров Синьчуана и технологий искусственного интеллекта еще больше ускорится, что приведет к широкомасштабному внедрению в таких основных областях, как энергетика, транспорт и энергетика.
2.5.
Становится возможным развертывание больших моделей на конечной стороне
Благодаря постоянному развитию технологии облегченных моделей большие промышленные модели уже можно развертывать на периферийных промышленных компьютерах с искусственным интеллектом.
Развертывание больших моделей на конечной стороне может реализовать более интеллектуальные промышленные приложения, такие как взаимодействие на естественном языке, интеллектуальная диагностика неисправностей, оптимизация параметров процесса и т. д. В 2026 году более 20% промышленных приложений искусственного интеллекта будут использовать большие модели, развернутые на устройствах.
3. Панорамный обзор промышленной реализации интеграции промышленных компьютеров и искусственного интеллекта
В настоящее время промышленные компьютеры и приложения AI Fusion охватывают многие отрасли, такие как автомобили, электроника, новая энергетика, медицина, продукты питания и т. д. Ниже приведены четыре типичных сценария реализации.
3.1 Автомобильное производство: интеллектуальная сварка и контроль качества
В автомобильной промышленности промышленные компьютеры с искусственным интеллектом широко используются для управления сварочными роботами и контроля качества деталей.
Благодаря 3D-зрению и технологии искусственного интеллекта промышленный компьютер с искусственным интеллектом может определять качество сварки в режиме реального времени, выявлять дефекты сварки, такие как слабые сварные швы, недостающие сварные швы, провары и т. д., одновременно управляя роботом для настройки параметров сварки для обеспечения качества сварки.
Применение: в феврале 2026 года в цехе сварки кузовов шанхайской автомобильной компании использовалась промышленная материнская плата PIMB-Q670C для создания интеллектуальной системы сварки.
Система объединяет 6 3D-камер и 12 сварочных роботов для достижения полной автоматизации и интеллектуальности процесса сварки кузова.
Процент дефектов сварки снизился с 1,2% до 0,15%, а эффективность сварки увеличилась на 30%.
3.2 Новые энергетические батареи: комплексный контроль качества
В индустрии новых энергетических батарей промышленные компьютеры с искусственным интеллектом используются для проверки качества в различных аспектах, таких как покрытие полюсных наконечников, упаковка элементов и аккумуляторная батарея.
Благодаря машинному зрению и технологиям искусственного интеллекта промышленные компьютеры с искусственным интеллектом могут обнаруживать такие дефекты, как точечные отверстия, царапины и протекающая фольга в полюсных наконечниках, такие дефекты, как поврежденное уплотнение кромок и перелив клея аккумуляторных элементов, а также дефекты сборки в аккумуляторных блоках, чтобы гарантировать качество и безопасность аккумуляторов.
Применение: в апреле 2026 года линия упаковки элементов компании по производству литиевых батарей в Чанчжоу, провинция Цзянсу, использовала безвентиляторную промышленную материнскую плату UT100CA для создания системы обнаружения запечатывания краев.
Система включает в себя четыре 5-мегапиксельные промышленные камеры для обнаружения в режиме реального времени четырехсторонней герметизации сердечника батареи. Скорость обнаружения достигает 120 штук в минуту, а процент пропущенных обнаружений повреждений кромок снижается с 2% до 0,02%.
3.3 Производство электроники: SMT SMT и проверка AOI
В промышленности электроники промышленные компьютеры с искусственным интеллектом используются для управления машинами SMT SMT и проверки AOI.
Благодаря технологии искусственного интеллекта промышленный компьютер с искусственным интеллектом может оптимизировать траекторию движения машины для размещения и повысить скорость и точность размещения; в то же время он может обнаруживать дефекты сварки печатных плат, отсутствующие компоненты, несоосность компонентов и другие проблемы для повышения выхода продукции.
Применение: в марте 2026 года производственная линия SMT компании по производству электроники в Шэньчжэне, провинция Гуандун, приняла безвентиляторную промышленную машину UT100CA в качестве блока управления укладочной машины.
Вся машина обеспечивает высокоскоростное и высокоточное управление укладочной машиной, увеличивая скорость укладки на 20%, точность укладки достигает ±0,01 мм, а выход продукта увеличивается до 99,9%.
3.4 Продукты питания и напитки: проверка и сортировка упаковки
В пищевой промышленности и производстве напитков промышленные компьютеры с искусственным интеллектом используются для проверки упаковки и сортировки продукции.
Благодаря машинному зрению и технологии искусственного интеллекта промышленные компьютеры с искусственным интеллектом могут определять качество печати, качество запечатывания, дату производства и т. д. упаковки, а также автоматически сортировать ее в соответствии со спецификациями и сортами продукции.
Применение: в январе 2026 года на линии розлива пива в Циндао, провинция Шаньдун, использовалась безвентиляторная промышленная машина TMIA70B для создания системы контроля упаковки.
Система объединяет две промышленные камеры для обнаружения этикеток, крышек и дат производства пивных бутылок в режиме реального времени. Скорость обнаружения достигает 36 000 бутылок/час, а уровень ложного обнаружения составляет менее 0,1%.
4.
Проблемы и решения, с которыми сталкивается интеграция промышленных компьютеров и искусственного интеллекта
Хотя интеграция промышленных компьютеров и искусственного интеллекта имеет широкие перспективы, она все еще сталкивается с некоторыми проблемами в реальном процессе реализации.
4.1 Технические проблемы: вычислительная мощность, производительность в реальном времени и надежность
Приложения искусственного интеллекта предъявляют высокие требования к вычислительной мощности, производительности в реальном времени и надежности промышленных компьютеров.
В настоящее время некоторые недорогие промышленные компьютеры не имеют достаточной вычислительной мощности для удовлетворения потребностей сложных моделей искусственного интеллекта;
в то же время производительность и надежность задач ИИ в реальном времени также нуждаются в дальнейшем улучшении.
Решение:
- Применить гетерогенную архитектуру вычислительной мощности для повышения эффективности вывода ИИ.
- Применить операционную систему жесткого реального времени, чтобы обеспечить производительность системы в реальном времени.
- Применить аппаратную конструкцию промышленного уровня для повышения надежности системы.
4.2. Проблема затрат: высокие затраты на аппаратное и программное обеспечение.
ИИ. Затраты на аппаратное и программное обеспечение промышленных компьютеров выше, чем у традиционных промышленных компьютеров.
компьютеров, что в определенной степени ограничивает их широкомасштабное применение.
Стоимость является важным фактором, особенно для малых и средних предприятий.
Решение:
- Внедрение различных классов продуктов для удовлетворения бюджетных потребностей разных клиентов.
- Предоставление алгоритмов и инструментов искусственного интеллекта с открытым исходным кодом для снижения затрат на разработку программного обеспечения.
- Принятие модели обслуживания по подписке для сокращения единовременных инвестиций клиентов.
4.3 Проблема талантов: отсутствие разносторонних талантов.
Интеграция промышленных компьютеров и искусственного интеллекта требует понимания как промышленная автоматизация, так и искусственный интеллект. Обширные технические таланты.
В настоящее время таких талантов очень не хватает, что стало важным фактором, ограничивающим развитие отрасли.
Решение:
- Укреплять сотрудничество между школами и предприятиями и развивать многогранные таланты.
- Обеспечивать комплексное обучение и техническую поддержку, чтобы помочь клиентам освоить технологию искусственного интеллекта.
- Создать отраслевую платформу обмена талантами для содействия притоку и обмену талантами.
5. Перспективы на будущее: от «умной фабрики» к промышленной метавселенной
Взгляд в будущее – технология интеграция промышленных компьютеров и искусственного интеллекта будет продолжать развиваться, а сценарии применения будут расширяться.
От «умных» заводов до промышленной метавселенной — промышленные компьютеры с искусственным интеллектом будут играть все более важную роль.
Исследования показывают, что к 2030 году Индустрия 4.0 будет полностью реализована и мировая обрабатывающая промышленность вступит в эпоху интеллекта.
В рамках этого процесса производители промышленных компьютеров продолжат выпускать более совершенные продукты и решения, которые помогут предприятиям добиться цифровой трансформации и интеллектуальных обновлений, а также совместно строить светлое будущее для Индустрии 4.0.
