日益擴大的繁榮與傳感器和廣泛的云連接的激增相結(jié)合，以加快工廠系統(tǒng)和設(shè)備的變革步伐。

面對強大的經(jīng)濟和技術(shù)力量，工廠的運作方式正在迅速變化。最敏捷的工廠設(shè)備制造商將在這個快速變化的環(huán)境中蓬勃發(fā)展，因為他們開發(fā)了越來越互聯(lián)和智能的系統(tǒng)，幫助工廠變得更加靈活和安全，同時在擴展連接時保持安全性。增加自動化和自主系統(tǒng)的使用將減少工廠對重復(fù)或復(fù)雜手動操作的勞動力的依賴。

半導(dǎo)體將成為新一代工業(yè)自動化設(shè)備的核心，提供在互聯(lián)環(huán)境中有效運行所需的處理、控制和傳感功能。

ADI公司（ADI）一直茁壯成長于模擬和數(shù)字世界的交匯處，它近距離觀察了新型工廠自動化設(shè)備所要求的技術(shù)變革。其在傳感、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)域的專業(yè)知識使其能夠接近其工業(yè)客戶面臨的挑戰(zhàn)，使其能夠開發(fā)面向應(yīng)用的解決方案，從而加快 OEM 的上市時間。ADI的目標(biāo)是幫助客戶通過技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，為未來做好準(zhǔn)備，同時通過提供工業(yè)部件的長期可用性來繼續(xù)支持傳統(tǒng)系統(tǒng)。

未來帶來的是深刻的顛覆，其根源在于一個受歡迎的趨勢：繁榮的全球傳播。

日益擴大的繁榮

本世紀(jì)，世界上傳統(tǒng)上被視為發(fā)展中國家的地區(qū)可支配收入顯著增加。因此，全球?qū)χ瞥善返男枨笳谠鲩L，這給制造商帶來了擴大生產(chǎn)的壓力，同時提供越來越多樣化的產(chǎn)品配置，以滿足區(qū)域和國家的需求變化。

與此同時，全球繁榮的增長正在減少廉價、非熟練體力勞動的供應(yīng)。在過去30年中，制造商從將生產(chǎn)外包到中國等低成本地區(qū)所獲得的一次性推動力正在消失，因為這些地區(qū)的工資上漲，現(xiàn)在受過良好教育的勞動力失去了以低工資執(zhí)行重復(fù)性手工操作的興趣。未來，制造商將尋求通過部署自動化技術(shù)來提高競爭力，而不是搬到新的低成本地點。

智能互聯(lián)工廠

新的技術(shù)能力也幫助制造商從工廠自動化設(shè)備的支出中獲得額外的價值。

微型高性能半導(dǎo)體傳感器的激增以及無處不在的連接性正在產(chǎn)生大量關(guān)于機器和過程性能的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)分析的豐富新應(yīng)用比以往任何時候都更有潛力，例如機器健康監(jiān)控和預(yù)防性維護。同時，可編程硬件和軟件定義電子功能的使用越來越多，可以快速重新配置工廠流程和工具。

因此，未來的工廠將更加敏捷，對需求的反應(yīng)更加迅速，更加自動化，更加可靠。它將需要更少的人工操作，并且由于計劃外維護而面臨的中斷更少。

那么，模擬和數(shù)字半導(dǎo)體領(lǐng)域的哪些技術(shù)將實現(xiàn)這種新的工廠自動化模式呢？

傳感器——機器健康監(jiān)測的關(guān)鍵

MEMS傳感器技術(shù)正在推動開發(fā)小型、堅固且能夠精確測量振動和運動的新型傳感器。例如，低噪聲、寬帶寬加速度計提供識別機器振動特征細(xì)微變化所需的高精度和準(zhǔn)確度。結(jié)合傳感器分析軟件，這些設(shè)備使設(shè)備操作員能夠在潛在故障發(fā)生之前很久就查明其來源，并及時采取預(yù)防性維護措施。

機器健康監(jiān)測是一種不局限于傳統(tǒng)工廠設(shè)置的應(yīng)用。移動或遠(yuǎn)程工業(yè)設(shè)備可以使用無線連接向中央控制器報告診斷信息和操作狀態(tài)。這種應(yīng)用使用電池電源或間歇性電源（如太陽能）運行，需要非常低功率的傳感解決方案。

工廠車間的高速連接

傳感器在工廠和加工廠中的激增正在產(chǎn)生大量的實時數(shù)據(jù)流。傳感器節(jié)點和 PLC 之間的傳統(tǒng)通信協(xié)議（例如 4 mA 至 20 mA 控制回路）正在讓位于以太網(wǎng)協(xié)議的超快工業(yè)變體，從而能夠越來越多地將工廠中的操作技術(shù) （OT） 基礎(chǔ)設(shè)施與企業(yè)的信息技術(shù) （IT） 集成在一起。

為了滿足工廠對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦枨?，OEM廠商需要使其系統(tǒng)實現(xiàn)面向未來，以便他們不僅支持當(dāng)今使用的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，還支持以太網(wǎng)的新興時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）變體，這很可能成為實時工業(yè)通信的標(biāo)準(zhǔn)有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為了支持這種過渡，ADI提供了一個以太網(wǎng)平臺，使系統(tǒng)能夠從一種以太網(wǎng)協(xié)議交換到另一種以太網(wǎng)協(xié)議，而無需重新設(shè)計硬件。

還需要強大的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來連接物理布線難以到達(dá)的位置的傳感器節(jié)點。SmartMesh和WirelessHART等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專為在惡劣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中運行而設(shè)計，提供了一種經(jīng)過驗證的高性能方法，無需電線即可連接工業(yè)自動化設(shè)備。?

自主機器安全系統(tǒng)

自動駕駛汽車和協(xié)作機器人為擴大自動化在工廠和倉庫中的應(yīng)用提供了巨大的空間。工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是保證安全，確保自主機器完全具有環(huán)境意識。先進(jìn)的雷達(dá)和激光雷達(dá)技術(shù)正在提高物體和接近檢測以及 3D 測繪應(yīng)用的精度和精度標(biāo)準(zhǔn)。

保護工廠免受在線攻擊

隨著連接性的增長，黑客攻擊的風(fēng)險也隨之增加，黑客意圖向工廠運營商勒索付款，或者國家支持的攻擊者的任務(wù)是破壞高價值工業(yè)系統(tǒng)。

隨著工廠運營商將越來越多的節(jié)點連接到云，他們?yōu)楹诳烷_辟了新的入口點?；诎雽?dǎo)體的連接系統(tǒng)需要針對嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化的強大安全性。ADI公司正在開發(fā)新的解決方案，以應(yīng)對工業(yè)系統(tǒng)面臨的新安全威脅，從而幫助客戶打造面向未來的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。

可配置的生產(chǎn)流程

未來的工廠必須能夠快速適應(yīng)新的需求和新的工作流程;關(guān)鍵是在架構(gòu)級別為工業(yè)自動化技術(shù)產(chǎn)品構(gòu)建靈活性。一種可以支持這種靈活性需求的方法是軟件定義的I/O，它可以配置為模擬或數(shù)字，以及輸入或輸出，而無需改變接線。

為了突破當(dāng)今技術(shù)的界限，ADI已經(jīng)提供了穩(wěn)健靈活的工業(yè)輸出解決方案，可實現(xiàn)模擬輸出的完全軟件可配置性，以支持各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

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)正成為一項越來越高科技的工作，其驅(qū)動力是滿足最終用戶對更高吞吐量、更多可配置性、更安全的操作和更多云集成的需求。與此同時，通過新的、更復(fù)雜的設(shè)計快速進(jìn)入市場的壓力繼續(xù)加劇。

ADI公司的響應(yīng)是為客戶提供集成產(chǎn)品，為機器健康監(jiān)測、高速連接以及安全和安保系統(tǒng)等應(yīng)用提供以市場為導(dǎo)向的解決方案。它將通過將模擬、混合信號和數(shù)字組件與固件和軟件相結(jié)合來實現(xiàn)這一目標(biāo)，以解決客戶面臨的最緊迫的開發(fā)問題，使他們能夠快速有效地應(yīng)對當(dāng)今和未來日益嚴(yán)峻的技術(shù)和經(jīng)濟挑戰(zhàn)。

審核編輯：郭婷