ADI解決方案助力加速邁進(jìn)工業(yè)4.0時(shí)代

近年來，很多企業(yè)在談工業(yè)4．0，可是工業(yè)4．0能給它們帶來哪些幫助？工業(yè)4．0對制造業(yè)意味著什么？對于這些問題很多人未能明白……工業(yè)4．0的理念是制造業(yè)只能通過智能化設(shè)備創(chuàng)造生產(chǎn)價(jià)值，它注重通過機(jī)器互聯(lián)、軟件及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，提升生產(chǎn)和制造的效率。工業(yè)4．0借助邊緣到云計(jì)算、分析、軟件可配置系統(tǒng)等方面的重大技術(shù)進(jìn)步，有望極大地提高生產(chǎn)力、靈活性和安全性。

工業(yè)4．0的實(shí)現(xiàn)需要很多技術(shù)的融合，包括機(jī)器人、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)，整個(gè)過程涉及諸多不同企業(yè)、部門和領(lǐng)域，因此跨界融合必然成為推動(dòng)工業(yè)4．0發(fā)展的必經(jīng)之路。如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)4．0？如今應(yīng)該在哪些領(lǐng)域投資，如何面向未來做好準(zhǔn)備，幫助您和您的客戶邁向工業(yè)4．0之路，全速前進(jìn)等等這些問題，都是企業(yè)如今面臨棘手的難題。近日，在“第八屆年度中國電子ICT媒體論壇暨2019產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)”上，ADI亞太區(qū)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤給大家分享了最新的加速邁向工業(yè)4．0的解決方案，幫助客戶實(shí)現(xiàn)更快、更智能、更安全的工業(yè)自動(dòng)化。

ADI亞太區(qū)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤

工業(yè)4．0的新趨勢和典型困境

工業(yè)4．0的含義也就是人類的第四次工業(yè)革命，從機(jī)械化、水力發(fā)展到蒸汽動(dòng)力和大規(guī)模生產(chǎn)，再到電力 計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化，到未來的物聯(lián)網(wǎng)和智能化生產(chǎn)，每一次工業(yè)革命都會(huì)給社會(huì)和生產(chǎn)帶來革命性變革。于常濤認(rèn)為，工業(yè)4．0帶來的機(jī)遇是巨大的，無論如今處于哪個(gè)程度，市場機(jī)會(huì)仍有很多，包括生態(tài)系統(tǒng)和伙伴關(guān)系們，工業(yè)4．0涉及物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、網(wǎng)絡(luò)安全、可穿戴設(shè)備、自動(dòng)駕駛車輛以及更先進(jìn)的機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人等，這給ADI帶來一些額外的機(jī)會(huì)。

工業(yè)4．0給相關(guān)企業(yè)帶來了發(fā)展機(jī)遇，但遇到的困難同樣不可忽視。于常濤表示，工業(yè)4．0帶來愈漸強(qiáng)大的分析能力以及生產(chǎn)效率、安全性極速提升的同時(shí)，工業(yè)4．0的典型困境也隨之而來，包括實(shí)現(xiàn)工業(yè)4．0的路徑和時(shí)間表不明確；許多正在發(fā)揮作用的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)因素帶來不確定性；不能進(jìn)行可能過時(shí)的投資；如果客戶沒有準(zhǔn)備好，您也不能走得太快；但先行者會(huì)有極大的優(yōu)勢……ADI不只是提供工業(yè)自動(dòng)化相關(guān)的產(chǎn)品和解決方案，我們能為客戶做的更多。我們的客戶希望快速邁向工業(yè)4．0，但也需要確保其投資屬于可行的長期計(jì)劃。鑒于目前的創(chuàng)新速度，這可能非常難實(shí)現(xiàn)。ADI專注于一系列解決方案，利用這些解決方案客戶可以快速抓住機(jī)會(huì)讓現(xiàn)有老舊基礎(chǔ)設(shè)施走上工業(yè)4．0的快車道。ADI的每個(gè)解決方案都是這些戰(zhàn)略的關(guān)鍵構(gòu)建模塊，包括確定性以太網(wǎng)、安全性和狀態(tài)監(jiān)控。

ADI工業(yè)4．0解決方案包括：

一、設(shè)備級安全性和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）交換功能

ADI現(xiàn)提供基于硬件的新型身份識別解決方案，可在工廠控制環(huán)路內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣的安全性，并改善現(xiàn)場設(shè)備的安全狀況以滿足安全標(biāo)準(zhǔn)和要求。這些新功能與具有TSN特性（包括時(shí)間同步（802．1AS）搶占（802．1Qbu／br））的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)多協(xié)議交換芯片集成，以通過OPC－UA控制工業(yè)應(yīng)用。通過將安全功能與TSN特性相結(jié)合，ADI在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)邊緣實(shí)現(xiàn)了最先進(jìn)的現(xiàn)場設(shè)備通信解決方案，以易于使用的模式加快客戶產(chǎn)品上市和工業(yè)4．0的采用。

二、適用于狀態(tài)監(jiān)控（CbM）的ADcmXL3021模塊

ADcmXL3021模塊是基于ADI屢獲殊榮的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器技術(shù)的完整檢測系統(tǒng)，其通過監(jiān)控機(jī)械疲勞和故障的早期指標(biāo)來提高生產(chǎn)效率并減少設(shè)備維修，適用于各種工業(yè)設(shè)備和運(yùn)輸車輛。這種三軸振動(dòng)傳感模塊將MEMS傳感器與多種信號處理功能結(jié)合在一個(gè)緊湊的外形中，可簡化開發(fā)過程并節(jié)省CbM系統(tǒng)中智能傳感器節(jié)點(diǎn)的大量物料成本。

三、適用于工業(yè)應(yīng)用的高精度雷達(dá)傳感器

Symeo GmbH現(xiàn)為ADI公司的一部分，最近推出了60GHz工業(yè)雷達(dá)傳感器系列LPR？－1DHP－200。這些下一代定位系統(tǒng)提供高度精確且強(qiáng)大的一維距離測量，精度達(dá)到毫米級，適用于先進(jìn)自動(dòng)化、運(yùn)輸和生產(chǎn)過程。

ADI新型解決方案如何應(yīng)對新挑戰(zhàn)？

傳統(tǒng)機(jī)器人的核心只是讓機(jī)器人動(dòng)起來，其關(guān)鍵技術(shù)大多只涵蓋了運(yùn)動(dòng)控制、軟硬件基礎(chǔ)以及功能安全三個(gè)方面，面對更快速更精準(zhǔn)更智能化的工業(yè)4．0未免捉襟見肘。對此，于常濤向大家展示了ADI的獨(dú)特之處，能夠?qū)鹘y(tǒng)大型機(jī)器人的所有關(guān)鍵技術(shù)與快速增長的Cobot領(lǐng)域結(jié)合起來，提供精確、同步的控制和通信解決方案，提高能源效率和機(jī)器人生產(chǎn)力。ADI亞太區(qū)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤表示，在機(jī)器人的各關(guān)節(jié)處應(yīng)用傳感器技術(shù)，檢測當(dāng)前的角度，比如在大負(fù)載情況下，手臂的抖動(dòng)情況，同時(shí)機(jī)器人在工作過程當(dāng)中，特別是需要跟工作人員緊密配合的時(shí)候一定不能傷到人。

ADI利用自身廣泛的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)級知識，再結(jié)合不同的傳感模式，最終通過云和邊緣節(jié)點(diǎn)的處理，能夠提供異常準(zhǔn)確和低延遲的信息。使得機(jī)器人在配對時(shí)的安全運(yùn)行，同時(shí)也能夠通過人工智能快速學(xué)習(xí)和適應(yīng)。這其中傳感、ToF、電源、連接、信號處理及安全技術(shù)，另外還有24Ghz與77GHz雷達(dá)，幾乎涵蓋了ADI在工業(yè)領(lǐng)域的所有核心技術(shù)。

目前，很多傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)場，包括工業(yè)自動(dòng)化或者過程控制系統(tǒng)，其物理層的實(shí)現(xiàn)擁有大量的IO的接口，包括了模擬和數(shù)字的輸入輸出。然而一旦客戶新增需求或者設(shè)備損壞的時(shí)候，生產(chǎn)數(shù)字或者系統(tǒng)發(fā)生變化，大量的IO接口就需要整體的搬移和變化，重新調(diào)整之后才能恢復(fù)生產(chǎn)，整個(gè)過程耗時(shí)耗力。對此，于常濤隆重介紹了ADI推出的軟件定義IO，這款產(chǎn)品大大降低對現(xiàn)場施工人員的要求，只用清楚地標(biāo)明接口的數(shù)字型模擬型，正確地連接信號的正負(fù)，再結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)施結(jié)構(gòu)，即可通過軟件的方式把系統(tǒng)完整地運(yùn)行起來。ADI新一代軟件可配置技術(shù)，打造靈活的系統(tǒng)來支持快速重新配置，把停機(jī)時(shí)間和資本投入處于最低水平，以及輕松地適應(yīng)不斷變化的需求。使每一個(gè)IO實(shí)現(xiàn)軟件可配置，降低自己產(chǎn)品的復(fù)雜性，為客戶創(chuàng)造了許多直接的機(jī)會(huì)，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)IT／OT融合帶來的規(guī)模優(yōu)勢奠定了基礎(chǔ)。

ADI打造面向未來的工業(yè)以太網(wǎng)

通向工業(yè)4．0的路上存在的許多關(guān)鍵挑戰(zhàn)和機(jī)遇都與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)——泛在檢測、不斷增多的設(shè)備、云計(jì)算、機(jī)器間通信等，但是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)眾多，型號復(fù)雜，新老設(shè)備和不同連接標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常遇到困難，工業(yè)系統(tǒng)之間的兼容性并不好。對此，于常濤詳細(xì)介紹了ADI推出的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)?！按蠹铱梢韵胂笠幌?，一個(gè)單一的硬件平臺，通過調(diào)用或者編寫部分的軟件方式，你就可以直接實(shí)施不同的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議?！?/p>

通過fido系列芯片支撐不同的協(xié)議棧（包括EtherCAT在內(nèi)的各種主要工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議）、不同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn) 。同時(shí)fido系列的產(chǎn)品也會(huì)面對下一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，慢慢地從多種標(biāo)準(zhǔn)向TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）里收窄，進(jìn)一步提高帶寬，解決工業(yè)里十分急迫的延時(shí)問題和優(yōu)先級問題。于常濤表示，ADI在下一步的產(chǎn)品開發(fā)計(jì)劃，會(huì)做出支持1G網(wǎng)絡(luò)的TSN的網(wǎng)絡(luò)的芯片，也包括fido的芯片，來幫助實(shí)現(xiàn)1GHz的TSN網(wǎng)絡(luò)。此外，在運(yùn)動(dòng)控制方面，以 ADI EtherCAT 從站 ASIC 芯片 fido5000 和高性能 ARM 處理 ADSP－CM40x 為平臺的新一代方案，為客戶的高性能運(yùn)控系統(tǒng)，提供了實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)的解決方案。

工業(yè)4．0當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)形式是基于條件的監(jiān)控。精確、實(shí)時(shí)的機(jī)器健康監(jiān)測可以大大減少停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本。ADI的低延遲、基于條件的監(jiān)測工具（CbM）將精確感知與嵌入式算法結(jié)合起來，以最少的額外處理手段進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以極其可靠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和通信來防止生產(chǎn)中斷、提高安全性、提高吞吐量和降低成本。于常濤指出，利用MEMS技術(shù)，機(jī)器健康數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)的、可操作的洞察用以防止中斷，提高安全性和降低成本。ADI的工業(yè)級MEMS 加速度計(jì)產(chǎn)品，性能出色、產(chǎn)品系列全、穩(wěn)定可靠 。對比傳統(tǒng)的壓電陶瓷傳感器，在DC特性 、溫漂、成本 等方面都有著突出的差異化。最后，通過SmartMesh無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到云端，客戶可以在各類終端設(shè)備上監(jiān)控到電機(jī)的狀況，并進(jìn)行綜合性的數(shù)據(jù)分析。

對于工業(yè)4．0的發(fā)展，于常濤提到了合作伙伴的重要性。他認(rèn)為，優(yōu)秀的合作伙伴不光是現(xiàn)有的產(chǎn)品可以非常匹配彼此現(xiàn)在的發(fā)展，同時(shí)技術(shù)路線也需要跟今后的發(fā)展一脈相承，對每一個(gè)領(lǐng)域有深入的研究，并保持強(qiáng)勁的研發(fā)投入。大家保持非常一致的步調(diào)，便可以大大加快產(chǎn)品的上市時(shí)間，縮短研發(fā)的投入。

ADI作為全球領(lǐng)先的高性能模擬技術(shù)公司，致力于解決最艱巨的工程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。憑借杰出的檢測、測量、電源、連接和解譯技術(shù)，搭建連接現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的智能化橋梁，幫助客戶重新認(rèn)識周圍的世界，在工業(yè)領(lǐng)域更是如此。通過展示最新的ADI工業(yè)4．0解決方案，增強(qiáng)了客戶在制造升級上的信心，帶我們加速邁進(jìn)工業(yè)4．0時(shí)代。