Brendan O’Dowd ADI公司工業(yè)自動化事業(yè)部總經(jīng)理

經(jīng)濟的普遍繁榮、傳感器的普及與無處不在的云連接已開始形成合力，共同加速推動工廠系統(tǒng)和設備的變革步伐。

面對強大的經(jīng)濟和技術(shù)力量，工廠的運作方式也正在快速變化。在這個瞬息萬變的環(huán)境中，善于應變的工廠設備制造商將取得蓬勃發(fā)展，因為他們能開發(fā)出聯(lián)網(wǎng)和智能化水平不斷提高的系統(tǒng)，增進工廠的靈活性和安全性，并在擴大聯(lián)網(wǎng)范圍的同時，繼續(xù)為整個體系提供安全保障。自動化系統(tǒng)和自主式系統(tǒng)的廣泛使用將降低工廠對重復性勞動或復雜人工操作的依賴性。

半導體將成為新一代工業(yè)自動化設備的核心，提供必要的處理、控制和檢測功能，確保這些設備能在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中有效地運行。

ADI公司始終在模擬和數(shù)字世界的交匯處茁壯成長，對新型工廠自動化設備的技術(shù)變革需求有著切身的認識。憑借在檢測、信號調(diào)理、數(shù)字信號處理、有線和無線連接以及軟件領(lǐng)域的深厚專業(yè)知識，ADI公司能夠有效地解決工業(yè)客戶面臨的挑戰(zhàn)，能開發(fā)出面向應用的解決方案，縮短OEM制造商產(chǎn)品的上市時間。ADI的目標是幫助客戶通過技術(shù)進行創(chuàng)新，為未來的發(fā)展做好準備，同時通過保障工業(yè)零部件的長期供貨，為傳統(tǒng)系統(tǒng)提供持續(xù)性的支持。

未來將帶來深層次的顛覆性變化，這一切均源于一個廣受歡迎的趨勢：全球的普遍繁榮。

全球經(jīng)濟的普遍繁榮

本世紀，在傳統(tǒng)上被視為發(fā)展中國家的部分地區(qū)的可支配收入顯著增長。結(jié)果，全球?qū)χ瞥善返男枨蟛粩嘣鲩L，迫使制造商擴大生產(chǎn)，同時提供越來越多樣化的產(chǎn)品配置，以滿足地區(qū)和國家需求的變化。

與此同時，全球經(jīng)濟繁榮的增長正在減少廉價的、非熟練體力勞動力的供應量。在過去30年中，制造商通過將生產(chǎn)外包到中國等低成本地區(qū)而獲得的一次性紅利逐漸消失，因為這些地區(qū)的工資水平上漲；如今，受過良好教育的勞動力逐漸失去對低薪重復性體力勞動的興趣。未來，制造商將通過部署自動化技術(shù)而非轉(zhuǎn)向新的低成本地點來提高競爭力。

智能互聯(lián)工廠

新的技術(shù)能力也有助于制造商從對工廠自動化設備的投入中獲得額外的價值。

微型高性能半導體傳感器的普及以及無處不在的聯(lián)網(wǎng)設備產(chǎn)生了大量的機器和工藝特性數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)分析技術(shù)在豐富的新型應用中表現(xiàn)出前所未有的潛力，如設備健康監(jiān)測、預防性維護等。與此同時，可編程硬件和軟件定義電子功能的普遍應用為工廠流程和工具的快速再配置創(chuàng)造了可能。

由此可見，未來的工廠將更加敏捷，能更及時地響應需求，自動化程度會進一步提高，可靠性也可隨之增加。其對操作員的需求將會減少，因計劃外維護造成的停機事件也會減少。那么，模擬和數(shù)字半導體領(lǐng)域有哪些技術(shù)將為實現(xiàn)這種新的工廠自動化模式創(chuàng)造可能呢？

傳感器——設備健康監(jiān)測的關(guān)鍵

MEMS傳感器技術(shù)為新型傳感器的開發(fā)提供了可能，此類傳感器體積小巧、性能可靠且能精確測量振動和運動。例如，低噪聲、寬帶寬加速度計具有超高的精度和準確度，能識別機器振動特征的細微變化。與傳感器分析軟件相結(jié)合，這些器件能幫助設備操作員在發(fā)生故障之前，提前確定潛在故障的來源，及時采取預防性維護措施。

作為一種應用，設備健康監(jiān)測并不局限于傳統(tǒng)工廠環(huán)境。移動或遠程工業(yè)設備可以使用無線連接來向中央控制器報告診斷信息和運行狀態(tài)。使用電池供電或間歇性電源（如太陽能），這類應用需要超低功耗的傳感解決方案。

高速工廠車間連接解決方案

隨著工廠和加工廠里傳感器的快速增多，結(jié)果會產(chǎn)生海量的實時數(shù)據(jù)。傳感器節(jié)點與PLC之間的傳統(tǒng)通信協(xié)議（如4 mA至20 mA控制回路）將讓位于各種版本的超高速以太網(wǎng)協(xié)議，為工廠操作技術(shù)(OT)基礎(chǔ)設施與企業(yè)信息技術(shù)(IT)基礎(chǔ)設施的高度集成創(chuàng)造條件。

為了滿足工廠對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪@一新需求，OEM制造商需要部署具有未來升級能力的系統(tǒng)，這類系統(tǒng)不僅能支持當前使用的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，還能支持新興的以太網(wǎng)變體--時間敏感網(wǎng)絡(TSN)，它很可能成為實時工業(yè)通信的有線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標準。為了支持這種轉(zhuǎn)變，ADI推出了一個以太網(wǎng)平臺，使系統(tǒng)能從一種以太網(wǎng)協(xié)議切換到另一種以太網(wǎng)協(xié)議，而無需重新設計硬件。

在物理布線難以到達的位置連接傳感器節(jié)點也需要性能可靠的無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)。面向要求苛刻的物聯(lián)網(wǎng)應用的SmartMesh?、WirelessHART等無線網(wǎng)絡技術(shù)，為工業(yè)自動化設備提供了一種有效的高性能無線連接方式。

自主式機器安全系統(tǒng)

自動駕駛汽車和協(xié)作機器人為擴大自動化技術(shù)在工廠和倉庫中的應用提供了巨大的空間。工業(yè)界面臨的挑戰(zhàn)是如何確保安全性，保證自主式機器具有全面的環(huán)境感知能力。先進的雷達和激光雷達技術(shù)提高了物體和近距檢測以及3D繪圖應用的準確度和精度標準。

保護工廠免受網(wǎng)絡攻擊

隨著聯(lián)網(wǎng)設備的增加，黑客為勒索工廠運營方而實施攻擊的風險，以及背后由國家支持、以破壞高價值工業(yè)系統(tǒng)為目的的攻擊者實施攻擊的風險都會增大。

隨著工廠運營方將越來越多的節(jié)點接入云端，他們實際上為黑客開辟了新的攻擊入口?；诎雽w的連接系統(tǒng)需要部署針對嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化的強大安保機制。ADI公司正在開發(fā)新的解決方案，以應對工業(yè)系統(tǒng)面臨的新型安全威脅，從而為客戶的工業(yè)基礎(chǔ)設施提供未來適應能力。

可配置的生產(chǎn)流程

未來的工廠必須能快速適應新的需求和新的工作流程；關(guān)鍵在于從架構(gòu)層將靈活性構(gòu)建到工業(yè)自動化技術(shù)產(chǎn)品中?？梢詽M足這種靈活性需求的一種辦法是軟件定義I/O，該解決方法可以在不改變布線的情況下，配置為模擬或數(shù)字、輸入或輸出。

為推動當今技術(shù)的發(fā)展，ADI公司已推出強大而靈活的工業(yè)輸出解決方案，可通過軟件全面配置模擬輸出，并且支持各種工業(yè)標準。

集成模擬、數(shù)字和軟件

工業(yè)自動化設備的開發(fā)和生產(chǎn)正在發(fā)展成為高科技含量不斷提高的事業(yè)，需要滿足最終用戶對更高吞吐量、更高可配置能力、更高操作安全性和更高云集成度的需求。與此同時，制造商還面臨另外一種壓力，需要以新的、更復雜的設計迅速將產(chǎn)品推向市場。

面對這種需求，ADI公司為客戶推出了一款集成式的產(chǎn)品，可為設備健康監(jiān)測、高速連接、安全、安保系統(tǒng)等多種應用提供以市場為導向的解決方案。該產(chǎn)品將模擬、混合信號和數(shù)字組件與固件及軟件相結(jié)合，解決客戶面臨的最緊迫的開發(fā)問題，使客戶能夠快速有效地應對當前和未來日益嚴峻的技術(shù)和經(jīng)濟挑戰(zhàn)。

作者簡介

Brendan O’Dowd擁有30多年的工業(yè)行業(yè)經(jīng)驗，他曾就職于Tellabs、Apple和ADI公司。他目前是ADI公司工業(yè)自動化事業(yè)部的總經(jīng)理。

審核編輯 黃昊宇