工业4.0:打造面向未来的工业以太网 加速边缘到云端

第八届EEVIA年度中国ICT媒体论坛暨2019产业和技术展望研讨会在深圳顺利召开，一场产业与媒体的盛宴吸引了近50家行业资深媒体以及百名专业工程师的参加。会上的“硬菜”便是6位来自全球知名厂商的大咖演讲

美国锡安市场研究公司调查报告指出2017年全球工业4.0市场价值约为6610亿美元，并预计到2024年将达到约1550.3亿美元，而在2018年至2024年间的复合年增长率将高于14.9％。工业4.0的市场正在逐渐爆发，物联网和大数据、机器学习、人工智能网络安全、可穿戴.....等新趋势风起云涌，但是ADI亚太区工业自动化行业市场部经理于常涛却认为，其带来愈渐强大的分析能力以及生产效率、安全性极速提升的同时，工业4.0的典型困境也随之而来：

实现工业4.0的路径和时间表不明确

许多正在发挥作用的业务基础因素带来不确定性

不能进行可能过时的投资

如果客户没有准备好，您也不能走得太快

但先行者会有极大的优势

对此，于常涛在本次论坛上发表了“加速迈向工业4.0——实现更快、更智能、更安全的工业自动化方案”主题演讲。向业界媒体和工程师们展示了作为全球领先的解决方案提供商ADI在工业领域的技术家底以及如何帮助客户尽早达成工业4.0的愿景。

应对精密运动控制新挑战

加速机器人集成

传统机器人的核心只是让机器人动起来，其关键技术大多只涵盖了运动控制、软硬件基础以及功能安全三个方面，面对更快速更精准更智能化的工业4.0未免捉襟见肘。对此，于常涛向大家展示了ADI的独特之处，能够将传统大型机器人的所有关键技术与快速增长的Cobot领域结合起来，提供精确、同步的控制和通信解决方案，提高能源效率和机器人生产力。

“在机器人的各关节处应用传感器技术，检测当前的角度，比如在大负载情况下，手臂的抖动情况，同时机器人在工作过程当中，特别是需要跟工作人员紧密配合的时候一定不能伤到人。”于常涛举例说道。

ADI利用自身广泛的运动控制系统级知识，再结合不同的传感模式，最终通过云和边缘节点的处理，能够提供异常准确和低延迟的信息。使得机器人在配对时的安全运行，同时也能够通过人工智能快速学习和适应。这其中传感、ToF、电源、连接、信号处理及安全技术，另外还有24Ghz与77GHz雷达，几乎涵盖了ADI在工业领域的所有核心技术。

加速软件可配置I/O

推动系统灵活性

工业I/O“随需应变”=终端用户灵活性

目前，很多传统工业应用的现场，包括工业自动化或者过程控制系统，其物理层的实现拥有大量的IO的接口，包括了模拟和数字的输入输出。然而一旦客户新增需求或者设备损坏的时候，生产数字或者系统发生变化，大量的IO接口就需要整体的搬移和变化，重新调整之后才能恢复生产，整个过程耗时耗力。对此，于常涛隆重介绍了ADI推出的软件定义IO，“这款产品大大降低对现场施工人员的要求，只用清楚地标明接口的数字型模拟型，正确地连接信号的正负，再结合现场的实施结构，即可通过软件的方式把系统完整地运行起来。”

ADI新一代软件可配置技术，打造灵活的系统来支持快速重新配置，把停机时间和资本投入处于最低水平，以及轻松地适应不断变化的需求。使每一个IO实现软件可配置，降低自己产品的复杂性，为客户创造了许多直接的机会，同时也为实现IT/OT融合带来的规模优势奠定了基础。

打造面向未来的工业以太网

加速边缘到云端

通向工业4.0的路上存在的许多关键挑战和机遇都与网络技术相关——泛在检测、不断增多的设备、云计算、机器间通信等，但是工业网络标准众多，型号复杂，新老设备和不同连接标准的设备之间实现联网经常遇到困难，工业系统之间的兼容性并不好。对此，于常涛详细介绍了ADI推出的工业以太网技术。“大家可以想象一下，一个单一的硬件平台，通过调用或者编写部分的软件方式，你就可以直接实施不同的工业以太网协议。”

通过fido系列芯片支撑不同的协议栈（包括EtherCAT在内的各种主要工业以太网协议）、不同工业互联网的标准 。同时fido系列的产品也会面对下一代工业互联网的标准，慢慢地从多种标准向TSN（时间敏感网络）里收窄，进一步提高带宽，解决工业里十分急迫的延时问题和优先级问题。于常涛表示，ADI在下一步的产品开发计划，会做出支持1G网络的TSN的网络的芯片，也包括fido的芯片，来帮助实现1GHz的TSN网络。

此外，在运动控制方面，以 ADI EtherCAT 从站 ASIC 芯片 fido5000 和高性能 ARM 处理 ADSP-CM40x 为平台的新一代方案，为客户的高性能运控系统，提供了实时工业以太网的解决方案。

结合先进MEMS振动传感器

加速设备健康监测

工业4.0当前的实现形式是基于条件的监控。精确、实时的机器健康监测可以大大减少停机时间和维护成本。ADI的低延迟、基于条件的监测工具(CbM)将精确感知与嵌入式算法结合起来，以最少的额外处理手段进行实时监测，以极其可靠的实时数据和通信来防止生产中断、提高安全性、提高吞吐量和降低成本。

“利用MEMS技术，机器健康数据将被转化为实时的、可操作的洞察用以防止中断，提高安全性和降低成本。”于常涛表示，“ADI 的 工业级 MEMS 加速度计产品，性能出色、产品系列全、稳定可靠 。对比传统的压电陶瓷传感器，在DC特性 、温漂、成本 等方面都有着突出的差异化。”

最后，通过SmartMesh无线网络将数据上传到云端，客户可以在各类终端设备上监控到电机的状况，并进行综合性的数据分析。

结 语

在本次主题分享中，于常涛纵观ADI发展历程，还提出了合作伙伴的重要性。他认为：“优秀的合作伙伴不光是现有的产品可以非常匹配彼此现在的发展，同时技术路线也需要跟今后的发展一脉相承，对每一个领域有深入的研究，并保持强劲的研发投入。大家保持非常一致的步调，便可以大大加快产品的上市时间，缩短研发的投入。”

ADI作为全球领先的半导体供应厂商长期耕耘整个模拟器件领域，尤其是工业部分，对技术、产品、品质具有相当高的要求，完全符合优秀合作伙伴的要求，能够帮助工业设备 OEM 加速迈向工业4.0。