【導(dǎo)讀】工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的實現(xiàn)不是使現(xiàn)有系統(tǒng)和流程更快、更高效或更準(zhǔn)確的問題：它需要采用全新且不同的技術(shù)。狀態(tài)監(jiān)控(CbM)等功能以及自動駕駛汽車和協(xié)作機器人等系統(tǒng)以前從未在工廠中出現(xiàn)過，但它們是IIoT的核心元素。
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)的實現(xiàn)不是使現(xiàn)有系統(tǒng)和流程更快、更高效或更準(zhǔn)確的問題：它需要采用全新且不同的技術(shù)。狀態(tài)監(jiān)控(CbM)等功能以及自動駕駛汽車和協(xié)作機器人等系統(tǒng)以前從未在工廠中出現(xiàn)過，但它們是IIoT的核心元素。
通過數(shù)字化并連接工廠操作，IIoT對安全設(shè)備和流程以及數(shù)據(jù)安全也提出了前所未有的新要求。
自從1965年成立以來，ADI一直致力于發(fā)展模數(shù)功能：檢測、測量、解讀、連接、電源和安全。這些功能很好地滿足了實現(xiàn)IIoT的客戶的需求。
在IIoT范式的啟發(fā)下，ADI如何為創(chuàng)建新一代工業(yè)自動化基礎(chǔ)設(shè)施做出貢獻(xiàn)？
ADI不是典型的半導(dǎo)體公司：我們在主要市場不斷突破硅技術(shù)的界限，投入巨資，大力發(fā)展軟件、系統(tǒng)專業(yè)知識和領(lǐng)域知識。這使我們能夠站在系統(tǒng)層面應(yīng)對客戶的挑戰(zhàn)，幫助客戶找到取得成功業(yè)務(wù)效果的好方法。
這種能力反映在ADI不同尋常的結(jié)構(gòu)上。ADI不是按照傳統(tǒng)產(chǎn)品線組織的。相反，每個與客戶打交道的人都屬于以下兩種部門類型之一：
● 技術(shù)部門，該部門在信號處理、傳感和電源管理等技術(shù)方面擁有先進(jìn)的專業(yè)知識。
● 市場部門，該部門站在系統(tǒng)層面滿足客戶的應(yīng)用需求，如CbM或機器人，并幫助客戶將來自ADI和合作伙伴的產(chǎn)品和系統(tǒng)整合為一個有效的解決方案。
這意味著ADI可以指引公司通過應(yīng)用開發(fā)和實現(xiàn)來實現(xiàn)IIoT，如工業(yè)機器的狀態(tài)監(jiān)控或自動駕駛車輛取代由司機操作的叉車。我們還可以幫助這些工業(yè)公司制定適當(dāng)?shù)墓S工人安全和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全規(guī)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(zhàn)略是什么？
IIoT背后的理念是通過數(shù)字化整個工業(yè)運營鏈來提高生產(chǎn)率，并基于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)建立洞察力。新的技術(shù)能力也有助于制造商從對工廠自動化設(shè)備的投入中獲得更多的價值。
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(hù)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。
這意味著未來的工廠將：
● 更高效，更趨自動化
● 更敏捷，更快響應(yīng)需求
● 更安全
● 更可靠
ADI將通過提供傳感、高速連接、軟件定義I/O、數(shù)據(jù)安全和安全系統(tǒng)等領(lǐng)域的技術(shù)來支持這些發(fā)展，并幫助客戶將這些技術(shù)整合為完整的系統(tǒng)解決方案。
哪種新智能可以達(dá)到工業(yè)以太網(wǎng)水平？
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)點與可編程序邏輯控制器(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)，不僅支持當(dāng)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--時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)。
我們期望工廠未來的連接骨干是一個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(biāo)準(zhǔn)化，對工業(yè)有很大的好處。制造商應(yīng)指定TSN就緒解決方案及其他增強功能路線圖，確保網(wǎng)絡(luò)投資是長期計劃的一部分。
為了支持工業(yè)以太網(wǎng)過渡，最終實現(xiàn)TSN，ADI提供了一個以太網(wǎng)平臺，使系統(tǒng)能夠從一個以太網(wǎng)協(xié)議切換到另一個以太網(wǎng)協(xié)議，而不需要重新設(shè)計硬件，通過單平臺產(chǎn)品幫助工業(yè)設(shè)備制造商靈活地滿足不同客戶的需求。
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(biāo)準(zhǔn)草案中的新規(guī)定。
除了在工廠中引入以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之外，工業(yè)公司還應(yīng)該仔細(xì)考慮數(shù)據(jù)安全性。工業(yè)以太網(wǎng)的漏洞與傳統(tǒng)4 mA至20 mA系統(tǒng)大不相同：對4 mA至20 mA節(jié)點的攻擊只會暴露直接連接到該節(jié)點的設(shè)備。相比之下，對以太網(wǎng)節(jié)點的攻擊可能會使整個工廠網(wǎng)絡(luò)受到惡意軟件或入侵的威脅。可靠的數(shù)據(jù)安全技術(shù)可以確保工廠獲得高速連接的好處，而不會危及業(yè)務(wù)連續(xù)性或完整性。
優(yōu)化安全性需要站在系統(tǒng)層面思考問題，而不只是考慮任何特定設(shè)備或端點的要求。可以在整個系統(tǒng)中以各種方式提供安全性——在終端設(shè)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)中任何給定點做到之前，系統(tǒng)指定者應(yīng)重點解決哪里和多少的問題。
這應(yīng)該同時考慮到每個點的威脅等級，以及對抗威脅的成本，以便通過盡量減少功耗、性能與延遲之間的權(quán)衡來增加有效的安全措施。分層安全模式會實現(xiàn)卓越的整體安全態(tài)勢。
對制造商來說，明智的做法是，采用系統(tǒng)級安全模式，超越機器層面，擴大安全專業(yè)知識面，系統(tǒng)性地投入時間和資源，或是選擇如ADI這樣的合作伙伴。
狀態(tài)監(jiān)控：使用什么技術(shù)可以保證不間斷運行？
事實上，CbM的目標(biāo)不僅僅是不間斷運行，而是以最大效率連續(xù)實現(xiàn)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(zhǔn)確度，能識別機器振動特征的細(xì)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(hù)措施。
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(yuǎn)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)。使用電池電源或太陽能等間歇性電源需要超低功耗的傳感解決方案，這正是ADI的長處。
作者簡介
Marco La Ciacera是意大利、以色列和土耳其的區(qū)域銷售經(jīng)理。加入ADI前，Marco曾在Rohm Semiconductor公司做過兩年的區(qū)域經(jīng)理，負(fù)責(zé)意大利、以色列和土耳其的業(yè)務(wù)（主要是汽車和工業(yè)）。在此之前，Marco擔(dān)任過4年Vicor Corporation南歐區(qū)域銷售經(jīng)理。他還擁有10年技術(shù)背景，曾擔(dān)任Maxim工業(yè)應(yīng)用項目負(fù)責(zé)人和STMicroelectronics電源管理解決方案IC設(shè)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(dān)任ADI公司工業(yè)自動化業(yè)務(wù)部總經(jīng)理。聯(lián)系方式：brendan.odowd@analog.com。
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