ADI公司如何看待工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的新局面？

 

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的實(shí)現不是使現有系統和流程更快、更高效或更準確的問(wèn)題：它需要采用全新且不同的技術(shù)。狀態(tài)監控(CbM)等功能以及自動(dòng)駕駛汽車(chē)和協(xié)作機器人等系統以前從未在工廠(chǎng)中出現過(guò)，但它們是IIoT的核心元素。

 

通過(guò)數字化并連接工廠(chǎng)操作，IIoT對安全設備和流程以及數據安全也提出了前所未有的新要求。

 

自從1965年成立以來(lái)，ADI一直致力于發(fā)展模數功能：檢測、測量、解讀、連接、電源和安全。這些功能很好地滿(mǎn)足了實(shí)現IIoT的客戶(hù)的需求。

 

在IIoT范式的啟發(fā)下，ADI如何為創(chuàng )建新一代工業(yè)自動(dòng)化基礎設施做出貢獻？

 

ADI不是典型的半導體公司：我們在主要市場(chǎng)不斷突破硅技術(shù)的界限，投入巨資，大力發(fā)展軟件、系統專(zhuān)業(yè)知識和領(lǐng)域知識。這使我們能夠站在系統層面應對客戶(hù)的挑戰，幫助客戶(hù)找到取得成功業(yè)務(wù)效果的好方法。

 

這種能力反映在A(yíng)DI不同尋常的結構上。ADI不是按照傳統產(chǎn)品線(xiàn)組織的。相反，每個(gè)與客戶(hù)打交道的人都屬于以下兩種部門(mén)類(lèi)型之一：

 

●  技術(shù)部門(mén)，該部門(mén)在信號處理、傳感和電源管理等技術(shù)方面擁有先進(jìn)的專(zhuān)業(yè)知識。

●  市場(chǎng)部門(mén)，該部門(mén)站在系統層面滿(mǎn)足客戶(hù)的應用需求，如CbM或機器人，并幫助客戶(hù)將來(lái)自ADI和合作伙伴的產(chǎn)品和系統整合為一個(gè)有效的解決方案。

 

這意味著(zhù)ADI可以指引公司通過(guò)應用開(kāi)發(fā)和實(shí)現來(lái)實(shí)現IIoT，如工業(yè)機器的狀態(tài)監控或自動(dòng)駕駛車(chē)輛取代由司機操作的叉車(chē)。我們還可以幫助這些工業(yè)公司制定適當的工廠(chǎng)工人安全和網(wǎng)絡(luò )數據安全規定，這對引入新的IIoT技術(shù)息息相關(guān)。

 

該工業(yè)領(lǐng)域的愿景和戰略是什么？

 

IIoT背后的理念是通過(guò)數字化整個(gè)工業(yè)運營(yíng)鏈來(lái)提高生產(chǎn)率，并基于數字數據建立洞察力。新的技術(shù)能力也有助于制造商從對工廠(chǎng)自動(dòng)化設備的投入中獲得更多的價(jià)值。

 

微型高性能半導體傳感器的普及以及無(wú)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據?，F在，數據分析技術(shù)在豐富的新型應用中表現出前所未有的潛力，如設備健康監測、預防性維護等。與此同時(shí)，可編程硬件和軟件定義電子功能的普遍應用為工廠(chǎng)流程和工具的快速再配置創(chuàng )造了可能。

 

這意味著(zhù)未來(lái)的工廠(chǎng)將：

 

●  更高效，更趨自動(dòng)化

●  更敏捷，更快響應需求

●  更安全

●  更可靠

 

ADI將通過(guò)提供傳感、高速連接、軟件定義I/O、數據安全和安全系統等領(lǐng)域的技術(shù)來(lái)支持這些發(fā)展，并幫助客戶(hù)將這些技術(shù)整合為完整的系統解決方案。

 

哪種新智能可以達到工業(yè)以太網(wǎng)水平？

 

隨著(zhù)工廠(chǎng)和加工廠(chǎng)里傳感器的快速增多，結果會(huì )產(chǎn)生海量的實(shí)時(shí)數據。傳感器節點(diǎn)與可編程序邏輯控制器(PLC)之間的傳統通信協(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(chǎng)操作技術(shù)(OT)基礎設施與企業(yè)信息技術(shù)(IT)基礎設施的高度集成創(chuàng )造條件。

 

為了滿(mǎn)足工廠(chǎng)對高速數據傳輸的這一新需求，OEM制造商需要部署具有未來(lái)升級能力的系統，不僅支持當前使用的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議（如PROFINET®和EtherCAT），還能支持新興的以太網(wǎng)變體--時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )(TSN)。

 

我們期望工廠(chǎng)未來(lái)的連接骨干是一個(gè)TSN。盡管如今正在使用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的混合，但是對TSN以太網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行標準化，對工業(yè)有很大的好處。制造商應指定TSN就緒解決方案及其他增強功能路線(xiàn)圖，確保網(wǎng)絡(luò )投資是長(cháng)期計劃的一部分。

 

為了支持工業(yè)以太網(wǎng)過(guò)渡，最終實(shí)現TSN，ADI提供了一個(gè)以太網(wǎng)平臺，使系統能夠從一個(gè)以太網(wǎng)協(xié)議切換到另一個(gè)以太網(wǎng)協(xié)議，而不需要重新設計硬件，通過(guò)單平臺產(chǎn)品幫助工業(yè)設備制造商靈活地滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。

 

除此之外，ADI的產(chǎn)品已經(jīng)包含TSN特性，并定期升級以支持引入的TSN標準草案中的新規定。

 

除了在工廠(chǎng)中引入以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )之外，工業(yè)公司還應該仔細考慮數據安全性。工業(yè)以太網(wǎng)的漏洞與傳統4 mA至20 mA系統大不相同：對4 mA至20 mA節點(diǎn)的攻擊只會(huì )暴露直接連接到該節點(diǎn)的設備。相比之下，對以太網(wǎng)節點(diǎn)的攻擊可能會(huì )使整個(gè)工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )受到惡意軟件或入侵的威脅?？煽康臄祿踩夹g(shù)可以確保工廠(chǎng)獲得高速連接的好處，而不會(huì )危及業(yè)務(wù)連續性或完整性。

 

優(yōu)化安全性需要站在系統層面思考問(wèn)題，而不只是考慮任何特定設備或端點(diǎn)的要求?？梢栽谡麄€(gè)系統中以各種方式提供安全性——在終端設備處，在控制器處，在網(wǎng)關(guān)處或在堆棧中。在關(guān)注如何在網(wǎng)絡(luò )中任何給定點(diǎn)做到之前，系統指定者應重點(diǎn)解決哪里和多少的問(wèn)題。

 

這應該同時(shí)考慮到每個(gè)點(diǎn)的威脅等級，以及對抗威脅的成本，以便通過(guò)盡量減少功耗、性能與延遲之間的權衡來(lái)增加有效的安全措施。分層安全模式會(huì )實(shí)現卓越的整體安全態(tài)勢。

 

對制造商來(lái)說(shuō)，明智的做法是，采用系統級安全模式，超越機器層面，擴大安全專(zhuān)業(yè)知識面，系統性地投入時(shí)間和資源，或是選擇如ADI這樣的合作伙伴。

 

狀態(tài)監控：使用什么技術(shù)可以保證不間斷運行？

 

事實(shí)上，CbM的目標不僅僅是不間斷運行，而是以最大效率連續實(shí)現不間斷運行。

 

因此，MEMS傳感器技術(shù)至關(guān)重要：該技術(shù)為新型傳感器的開(kāi)發(fā)提供了可能，此類(lèi)傳感器體積小巧、性能可靠且能精確測量振動(dòng)和運動(dòng)。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(dòng)特征的細微變化。與傳感器分析軟件相結合，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(lái)源，及時(shí)采取預防性維護措施。

 

設備健康監測并不局限于傳統工廠(chǎng)環(huán)境。移動(dòng)或遠程工業(yè)設備可以使用無(wú)線(xiàn)連接來(lái)向中央控制器報告診斷信息和運行狀態(tài)。使用電池電源或太陽(yáng)能等間歇性電源需要超低功耗的傳感解決方案，這正是ADI的長(cháng)處。

 

作者簡(jiǎn)介

 

Marco La Ciacera是意大利、以色列和土耳其的區域銷(xiāo)售經(jīng)理。加入ADI前，Marco曾在Rohm Semiconductor公司做過(guò)兩年的區域經(jīng)理，負責意大利、以色列和土耳其的業(yè)務(wù)（主要是汽車(chē)和工業(yè)）。在此之前，Marco擔任過(guò)4年Vicor Corporation南歐區域銷(xiāo)售經(jīng)理。他還擁有10年技術(shù)背景，曾擔任Maxim工業(yè)應用項目負責人和STMicroelectronics電源管理解決方案IC設計師。Marco擁有米蘭理工大學(xué)的電子工程學(xué)位和米蘭SDA博科尼大學(xué)的工商管理碩士學(xué)位。聯(lián)系方式：marco.laciacera@analog.com。

 

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。他目前擔任ADI公司工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)部總經(jīng)理。聯(lián)系方式：brendan.odowd@analog.com。

 

 

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