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

面對強大的經(jīng)濟和技術力量，工廠的運作方式正在迅速變化。最敏捷的工廠設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或復雜手動操作的勞動力的依賴。

半導體將成為新一代工業(yè)自動化設備的核心，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備所要求的技術變革。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)面向應用的解決方案，從而加快 OEM 的上市時間。ADI的目標是幫助客戶通過技術進行創(chuàng)新，為未來做好準備，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，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。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

新的技術能力也幫助制造商從工廠自動化設備的支出中獲得額外的價值。

微型高性能半導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)分析的豐富新應用比以往任何時候都更有潛力，例如機器健康監(jiān)控和預防性維護。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)字半導體領域的哪些技術將實現(xiàn)這種新的工廠自動化模式呢？

傳感器——機器健康監(jiān)測的關鍵

MEMS傳感器技術正在推動開發(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微變化所需的高精度和準確度。結合傳感器分析軟件，這些設備使設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)工廠設置的應用。移動或遠程工業(yè)設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 （OT） 基礎設施與企業(yè)的信息技術 （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（TSN）變體，這很可能成為實時工業(yè)通信的標準有線網(wǎng)絡技術。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，而無需重新設計硬件。

還需要強大的無線傳感器網(wǎng)絡技術來連接物理布線難以到達的位置的傳感器節(jié)點。SmartMesh和WirelessHART等無線網(wǎng)絡技術專為在惡劣的物聯(lián)網(wǎng)應用中運行而設計，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。先進的雷達和激光雷達技術正在提高物體和接近檢測以及 3D 測繪應用的精度和精度標準。

保護工廠免受在線攻擊

隨著連接性的增長，黑客攻擊的風險也隨之增加，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。基于半導體的連接系統(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)基礎設施。

可配置的生產(chǎn)流程

未來的工廠必須能夠快速適應新的需求和新的工作流程;關鍵是在架構級別為工業(yè)自動化技術產(chǎn)品構建靈活性。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。

為了突破當今技術的界限，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)標準。

集成模擬、數(shù)字和軟件

工業(yè)自動化設備的開發(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、更復雜的設計快速進入市場的壓力繼續(xù)加劇。

ADI公司的響應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)等應用提供以市場為導向的解決方案。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合來實現(xiàn)這一目標，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對當今和未來日益嚴峻的技術和經(jīng)濟挑戰(zhàn)。

審核編輯：郭婷