變革

針對傳統(tǒng)工業(yè)運營進行數(shù)字化革命正在成為市場的焦點。在Computex 2024上，NVIDIA CEO黃仁勛主題演講重點之一，就是介紹了NVIDIA如何幫助客戶利用AI助力工廠數(shù)字化。據(jù)悉，全球約有1000萬家以上的工廠，總價值46萬億美元，因此工業(yè)數(shù)字化對于制造業(yè)創(chuàng)新而言是極其重要的。

隨著大數(shù)據(jù)及機器學習技術的發(fā)展，越來越多工廠正在利用這項先進技術完成工藝流程的變革，這也是工業(yè)4.0的本質。實際上已經(jīng)有更多工廠通過升級，實現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提升、生產(chǎn)質量的改進和生產(chǎn)成本的降低。比如入選達沃斯“制造業(yè)燈塔工廠”的富士康深圳龍華工廠，其熄燈工程在注重優(yōu)先利用第四工業(yè)革命技術的前提下，令生產(chǎn)效率提高30%,庫存周期降低15%。

底層芯片和器件是賦能數(shù)字化革命的底層技術，影響著工業(yè)數(shù)字化進程。作為技術分銷商和解決方案提供商，安富利正在三大方面進行創(chuàng)新，以加速工業(yè)4.0的實施。在工業(yè)運營數(shù)字化轉型過程中，低功耗、高性能和連接三大技術趨勢對數(shù)字化和機器學習至關重要。

低功耗：高效的邊緣

無論是工廠數(shù)字化改造，還是機器學習，都需大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)大部分都來源于邊緣設備中。對于邊緣設備，大多數(shù)需要緊湊的小尺寸規(guī)格，有些甚至是電池供電設備，因此低功耗是保證數(shù)據(jù)可持續(xù)性生成的關鍵之一。

低功耗可延長設備使用壽命：

低功耗設備產(chǎn)生的熱量較少，減少了對散熱系統(tǒng)的需求，從而延長了設備的使用壽命。對于工業(yè)環(huán)境中大量使用的傳感器、控制器和嵌入式系統(tǒng)，低功耗技術顯得尤為重要。

減少能源成本：

低功耗設備可以顯著降低能源消耗，從而減少運營成本。對于那些需要全天候運行的工業(yè)系統(tǒng)，能源節(jié)約帶來的成本優(yōu)勢尤為明顯。

增強系統(tǒng)穩(wěn)定性：

低功耗設備的發(fā)熱量小，減少了因過熱引起的系統(tǒng)故障，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

安富利合作伙伴恩智浦的MCX A系列MCU具有可擴展的設備選項、低功耗和智能外設，適用于廣泛應用場景。作為基于Arm Cortex-M33的通用MCU，MCX A系主頻高達96MHz，集成度高，模擬性能優(yōu)異。低功耗緩存內(nèi)置RAM自檢硬件，提升了系統(tǒng)性能，支持各種安全應用。MCX A提供一系列低功耗智能外設，包括定時器和4Msps 12位ADC，定時器可以生成三組帶有死區(qū)插入的互補PWM信號，而4Msps 12位ADC可以實現(xiàn)硬件窗口和平均功能。創(chuàng)新的電源架構能夠高效利用I/O并節(jié)省功耗，供電電路簡單，占用尺寸小。MCX A支持的GPIO引腳更多，方便與外部設備連接，讓設計人員可以選用更小封裝、簡化板卡設計并降低系統(tǒng)BOM成本。

高性能處理：強大的大腦

高性能處理在工業(yè)運營中的作用不可忽視。高性能計算能力是海量且復雜的數(shù)據(jù)處理和實時決策的基礎，從而提升了系統(tǒng)的效率和響應速度。

實時數(shù)據(jù)處理：

高性能處理器和加速器能夠處理大量的實時數(shù)據(jù)，支持復雜的機器學習和數(shù)據(jù)分析算法。這對于實時監(jiān)控、預測性維護和智能控制系統(tǒng)至關重要。

提高生產(chǎn)效率：

高性能技術可以加快生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)處理和決策速度，提高生產(chǎn)效率。例如，在自動化生產(chǎn)線中，高性能計算能夠實現(xiàn)快速的故障檢測和排除，減少停機時間。

支持復雜應用：

高性能技術能夠支持復雜的工業(yè)應用，如計算機視覺、深度學習和高級數(shù)據(jù)分析。這些技術在提高生產(chǎn)質量、優(yōu)化工藝流程和增強安全性方面發(fā)揮著重要作用。

以嵌入式視覺為例，可在工業(yè)制造、智能安防、無人駕駛等多個市場發(fā)揮關鍵作用，也是機器學習重要的應用領域。

借助安富利的UltraZed-EV入門套件，開發(fā)人員可以立即著手開發(fā)嵌入式視覺應用程序。這個套件將新的UltraZed-EV系統(tǒng)模塊（SOM）與板卡組合在一起，建立了一個完整的系統(tǒng)，用于原型設計和評估嵌入式視覺處理系統(tǒng)。其中Zynq UltraScale+ MPSoC，整合了功能豐富的64位四核或雙核ARM Cortex-A53和雙核ARM Cortex-R5的處理系統(tǒng)，以及可編程邏輯，可以應對嵌入式視覺的各種對于性能、實時性以及靈活性的要求。

連接：豐富的神經(jīng)系統(tǒng)

連接技術在工業(yè)運營數(shù)字化轉型中起到了關鍵的橋梁作用。通過將設備和系統(tǒng)連接到云端，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和處理，提升了系統(tǒng)的智能化和協(xié)同能力。

特別是隨著數(shù)據(jù)量的增加，連接技術變得越來越重要。

對于工業(yè)應用而言，需要連接技術具有低延遲、高可靠性、可擴展性、支持邊緣等特性。

10Base-T1是最近開始流行起來的新的連接協(xié)議，通過單對線以太網(wǎng)，便捷的傳輸數(shù)據(jù)與能量，且支持TSN。通過以太網(wǎng)，也使得OT與IT可以在網(wǎng)絡傳輸上實現(xiàn)更好的統(tǒng)一與融合。

安富利合作伙伴安森美、Microchip等公司都針對10Base-T1推出了收發(fā)器，可以在不需要網(wǎng)關的情況下，使用標準以太網(wǎng)技術，從而降低了應用成本，并更好地利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)生態(tài)。

結語

低功耗、高性能和連接三大技術趨勢在工業(yè)運營數(shù)字化轉型中發(fā)揮了關鍵作用。低功耗技術通過降低能耗和延長設備壽命，減少了運營成本；高性能技術通過提升數(shù)據(jù)處理能力和響應速度，提高了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)可靠性；連接技術通過實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連接，增強了系統(tǒng)的智能化和協(xié)同能力。通過這些技術的應用，工業(yè)企業(yè)能夠更好地應對數(shù)字化轉型中的挑戰(zhàn)，提升競爭力和創(chuàng)新能力。

然而，從芯片到完整的生產(chǎn)線之間，還存在著巨大的實施鴻溝，這時需要仔細選擇合作伙伴，以加速整體的實施效果。需要考慮包括研發(fā)、量產(chǎn)、維護、供應鏈、物流等在內(nèi)的全生命周期供應商。安富利一直以來，都在幫助創(chuàng)新者將好的想法轉化為偉大的產(chǎn)品，安富利專業(yè)的工程師團隊，可在任何階段幫助合作伙伴將一切整合到一個單一的、有管理的環(huán)境中。最終，通過產(chǎn)品和服務，彌補了硬件、軟件和云之間的隔閡。