ADI：在可靠性、穩(wěn)定性和一致性上為工業(yè)級(jí)芯片立標(biāo)桿

利用對(duì)設(shè)備特征值的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，在故障發(fā)生之前作出預(yù)警和判斷，以避免安全隱患，減少停機(jī)次數(shù)，因此制造商的收益顯而易見(jiàn)，所以逐漸得到了市場(chǎng)認(rèn)可

工業(yè)生產(chǎn)最需要確定性，即便在這個(gè)不確定性越來(lái)越強(qiáng)的時(shí)代，而終端產(chǎn)品個(gè)性化需求的大流行，讓廠商不得不面臨更復(fù)雜的生產(chǎn)管理局面。一部高端手機(jī)由上千個(gè)零部件組成，而組裝一部汽車則需要超過(guò)1萬(wàn)個(gè)零部件，如ADI公司狀態(tài)監(jiān)控 Otosense AI 部門(mén)副總裁 Kevin Carlin 所言：“用戶買車的選擇越來(lái)多(但對(duì)生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)可不是什么好事）。整車廠要從數(shù)十萬(wàn)甚至數(shù)百萬(wàn)的不同配置中選擇出符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，并有效管理工廠和供應(yīng)鏈，以實(shí)時(shí)響應(yīng)市場(chǎng)需求，還要能夠根據(jù)供應(yīng)鏈狀況從一種模式快速切換到另一種模式。”

終端產(chǎn)品個(gè)性化定制模式，要求零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件模塊化和產(chǎn)品個(gè)性化重組，推進(jìn)生產(chǎn)制造關(guān)鍵環(huán)節(jié)組織調(diào)整和柔性化改造，以形成對(duì)消費(fèi)需求具有動(dòng)態(tài)感知能力的設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)新模式，這就需要對(duì)生產(chǎn)制造整個(gè)鏈條進(jìn)行智能化改造，使生產(chǎn)制造更靈活、更可靠、效率更高，從而有效降低生產(chǎn)成本。

其中，通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)等手段減少停機(jī)時(shí)間，是驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)成本降低的一個(gè)重點(diǎn)方向。在美國(guó)商務(wù)部2018年發(fā)布的《在制造中采用先進(jìn)維護(hù)的成本和優(yōu)勢(shì)》中統(tǒng)計(jì)，停機(jī)成本占到工業(yè)生產(chǎn)總成本的23.9%。但在很多工業(yè)場(chǎng)景下，生產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)控并不容易，這些設(shè)備往往在惡劣環(huán)境下工作，不適用人工檢查，或者人工檢查成本很高，通過(guò)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)部署傳感器網(wǎng)絡(luò)，制造商在中心控制室就可以監(jiān)測(cè)特定設(shè)備或零部件的健康狀況，主動(dòng)識(shí)別、診斷和解決異常，盡可能將問(wèn)題在影響到正常生產(chǎn)之前解決掉，所謂“上工治未病”。

圖源：《在制造中采用先進(jìn)維護(hù)的成本和優(yōu)勢(shì)》，美國(guó)商務(wù)部

ADI中國(guó)區(qū)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)部經(jīng)理于常濤告訴探索科技（techsugar），可預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)維護(hù)并不是一個(gè)新技術(shù)，其核心理念是通過(guò)數(shù)據(jù)積累和對(duì)設(shè)備模型的理解，利用對(duì)設(shè)備特征值的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，在故障發(fā)生之前作出預(yù)警和判斷，以避免安全隱患，減少停機(jī)次數(shù)，因此制造商的收益顯而易見(jiàn)，所以逐漸得到了市場(chǎng)認(rèn)可。特別是隨著傳感器技術(shù)與人工智能算法的改進(jìn)，其實(shí)用性大大增強(qiáng)，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度也大幅提升。

而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性設(shè)備狀態(tài)維護(hù)的基礎(chǔ)，就是要有性能好而可靠性、穩(wěn)定性和一致性都很優(yōu)秀的傳感器。于常濤表示，在設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)上，主要用的傳感器是溫度傳感器與振動(dòng)傳感器。工作溫度與設(shè)備狀態(tài)直接相關(guān)，是非常重要的待監(jiān)測(cè)參數(shù)，而且溫度檢測(cè)技術(shù)也很成熟，ADI就有多種解決方案供客戶選擇，所以如何利用振動(dòng)傳感器提取設(shè)備運(yùn)行狀況就顯得十分關(guān)鍵，ADI在振動(dòng)檢測(cè)上優(yōu)勢(shì)非常明顯。

傳統(tǒng)檢測(cè)振動(dòng)方法是采用壓電陶瓷傳感器。壓電陶瓷傳感器的有點(diǎn)是耐高溫、動(dòng)態(tài)范圍大，體積較大、成本較高、而且一致性較差。ADI振動(dòng)檢測(cè)解決方案是采用MEMS傳感器，與壓電陶瓷傳感器相比，MEMS振動(dòng)傳感器采用半導(dǎo)體工藝，非常適合大批量生產(chǎn)，一致性優(yōu)秀，溫漂特性與失調(diào)都好于壓電陶瓷，而且體積小、成本低、耐沖擊，優(yōu)勢(shì)明顯。而且由于材料特性所致，壓電陶瓷用滿一兩年之后，就要進(jìn)行校準(zhǔn)，這相當(dāng)于增加了設(shè)備維護(hù)的成本，而MEMS振動(dòng)傳感器則不需要上線以后再校準(zhǔn)。

圖：與日俱進(jìn)的ADI MEMS傳感器技術(shù)

“ADI MEMS產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)就是出色的可靠性、穩(wěn)定性和一致性，非常適合工業(yè)級(jí)市場(chǎng)應(yīng)用?！庇诔龔?qiáng)調(diào)，優(yōu)秀的可靠性、穩(wěn)定性和一致性是ADI對(duì)所有工業(yè)級(jí)產(chǎn)品一以貫之的追求。作為ADI最大的應(yīng)用市場(chǎng)，工業(yè)產(chǎn)品貢獻(xiàn)了ADI過(guò)半的營(yíng)收，2021財(cái)年一季報(bào)中ADI工業(yè)產(chǎn)品線營(yíng)收達(dá)到85.5億美元，同比增長(zhǎng)24%，創(chuàng)出歷史記錄。

從全球角度來(lái)看，向工業(yè)4.0邁進(jìn)過(guò)程中，無(wú)論是傳統(tǒng)生產(chǎn)線的改進(jìn)，還是全新生產(chǎn)線的建設(shè)，都致力于利用智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)提升生產(chǎn)制造過(guò)程的可預(yù)測(cè)性與可控性，例如前面提到的MEMS傳感器監(jiān)測(cè)振動(dòng)狀態(tài)。由于產(chǎn)線上采集的數(shù)據(jù)越來(lái)越多，工業(yè)互連也出現(xiàn)變化：工業(yè)以太網(wǎng)正在取代傳統(tǒng)工業(yè)總線，逐漸成為工業(yè)應(yīng)用中有線連接的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；隨著5G商用化部署成熟，工業(yè)成產(chǎn)中采用5G接入的設(shè)備也會(huì)越來(lái)越多；此外，還有ADI開(kāi)發(fā)的SmartMesh等專有工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，特別適合與低功耗、低帶寬、高可靠的應(yīng)用場(chǎng)景。

圖：ADI工業(yè)以太網(wǎng)解決方案

于常濤指出，中國(guó)工業(yè)市場(chǎng)場(chǎng)景豐富，機(jī)會(huì)眾多。舉凡儀器儀表、工業(yè)自動(dòng)化、能源和軌道交通等領(lǐng)域，ADI都有良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭，具體來(lái)看，中國(guó)市場(chǎng)近年來(lái)有兩個(gè)突出的方向值得關(guān)注。

一個(gè)是中高端制造的國(guó)產(chǎn)替代，例如芯片國(guó)產(chǎn)化催生了大量半導(dǎo)體測(cè)試機(jī)臺(tái)的需求，而儀器儀表用芯片向來(lái)是ADI的強(qiáng)項(xiàng)，ADI有力支撐了國(guó)產(chǎn)芯片對(duì)測(cè)試機(jī)臺(tái)的需求。同樣，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，性能升級(jí)和國(guó)產(chǎn)替代催生換機(jī)潮，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的市場(chǎng)份額越來(lái)越大，設(shè)備廠商要及時(shí)交付，就離不開(kāi)高品質(zhì)的工業(yè)芯片。

圖：ADBMS1818及驗(yàn)證板

另一個(gè)是國(guó)家投資政策強(qiáng)相關(guān)行業(yè)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。在軌道交通、碳中和、高端設(shè)備制造和能源等行業(yè)或概念中，對(duì)高品質(zhì)工業(yè)級(jí)芯片的需求有增無(wú)減，以電網(wǎng)為例，智能電網(wǎng)、特高壓、儲(chǔ)能等環(huán)節(jié)，都有大量的機(jī)會(huì)，針對(duì)儲(chǔ)能市場(chǎng)，ADI就專門(mén)推出了ADBMS1818，非常適合電網(wǎng)應(yīng)用。

于常濤最后表示，中國(guó)電子行業(yè)生機(jī)無(wú)限，“ADI將致力于創(chuàng)新，給用戶帶來(lái)差異性選擇，也希望借助慕尼黑電子展的平臺(tái)，讓ADI‘在中國(guó)、為中國(guó)’的理念被大家熟知?！?