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(shè)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(yīng)變的工廠設(shè)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(fù)性勞動或復(fù)雜人工操作的依賴性。

半導(dǎo)體將成為新一代工業(yè)自動化設(shè)備的核心，提供必要的處理、控制和檢測功能，確保這些設(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(fù)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(shè)備的投入中獲得額外的價值。

微型高性能半導(dǎo)體傳感器的普及以及無處不在的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生了大量的機器和工藝特性數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，數(shù)據(jù)分析技術(shù)在豐富的新型應(yīng)用中表現(xiàn)出前所未有的潛力，如設(shè)備健康監(jiān)測、預(yù)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(shè)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(shè)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(yù)防性維護措施。

作為一種應(yīng)用，設(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)施與企業(yè)信息技術(shù)(IT)基礎(chǔ)設(shè)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(luò)(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(shè)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(luò)技術(shù)。面向要求苛刻的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的 SmartMesh?、WirelessHART 等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為工業(yè)自動化設(shè)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(yīng)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(yīng)用的準確度和精度標準。

保護工廠免受網(wǎng)絡(luò)攻擊
隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增加，黑客為勒索工廠運營方而實施攻擊的風(fēng)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(fēng)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。基于半導(dǎo)體的連接系統(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(yīng)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(shè)施提供未來適應(yīng)能力。

可配置的生產(chǎn)流程
未來的工廠必須能快速適應(yīng)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。可以滿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(shè)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(fù)雜的設(shè)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(shè)備健康監(jiān)測、高速連接、安全、安保系統(tǒng)等多種應(yīng)用提供以市場為導(dǎo)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(yīng)對當前和未來日益嚴峻的技術(shù)和經(jīng)濟挑戰(zhàn)。

審核編輯 黃昊宇