【導讀】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)自動化基礎設施做出貢獻？
ADI不是典型的半導體公司：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)知識和領域知識。這使我們能夠站在系統(tǒng)層面應對客戶的挑戰(zhàn)，幫助客戶找到取得成功業(yè)務效果的好方法。
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?shù)墓S工人安全和網(wǎng)絡數(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)字數(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備的投入中獲得更多的價值。
微型高性能半導體傳感器的普及以及無處不在的聯(lián)網(wǎng)設備產(chǎn)生了大量的機器和工藝特性數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)分析技術(shù)在豐富的新型應用中表現(xiàn)出前所未有的潛力，如設備健康監(jiān)測、預防性維護等。與此同時，可編程硬件和軟件定義電子功能的普遍應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(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圖，確保網(wǎng)絡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，而不需要重新設計硬件，通過單平臺產(chǎn)品幫助工業(yè)設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標準草案中的新規(guī)定。
除了在工廠中引入以太網(wǎng)網(wǎng)絡之外，工業(yè)公司還應該仔細考慮數(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備或端點的要求?？梢栽谡麄€系統(tǒng)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)絡中任何給定點做到之前，系統(tǒng)指定者應重點解決哪里和多少的問題。
這應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確度，能識別機器振動特征的細微變化。與傳感器分析軟件相結(jié)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源，及時采取預防性維護措施。
設備健康監(jiān)測并不局限于傳統(tǒng)工廠環(huán)境。移動或遠程工業(yè)設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，負責意大利、以色列和土耳其的業(yè)務（主要是汽車和工業(yè)）。在此之前，Marco擔任過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擁有米蘭理工大學的電子工程學位和米蘭SDA博科尼大學的工商管理碩士學位。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)自動化業(yè)務部總經(jīng)理。聯(lián)系方式：brendan.odowd@analog.com。
推薦閱讀：
