重磅行业白皮书披露工业数字化转型洞察，ADI全线解决方案助力消除关键落地痛点
品慧电子讯今年年初，工信部印发《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023年）》对今后三年工业互联网的重点工作内容做出部署，具体包括：实施网络体系强基行动，推进工业互联网网络互联互通工程，推动IT与OT网络深度融合；实施平台体系壮大行动，推进工业互联网平台体系化升级工程，推动工业设备和业务系统上云上平台数量比2020年翻一番；等等。行动计划完整反应了当前工业数字化转型的大势所趋，在第九届EEVIA年度中国ICT媒体论坛暨2021产业和技术展望研讨会上，ADI首次线下发布的思想领导力白皮书《工业4.0数字化转型洞察：无缝连接推动工业创新》关键发现也反应这个趋势。
该白皮书由ADI委托Forrester Consulting评估工业现代化的现状，在线调研了312位在各自组织内负责制定工业连接战略的资深制造业领导者。“当前企业竞争优势来源于将工业数据可靠地转化为值得信赖的可行见解的能力，而连接是推动创新见解的基础。对那些同时发展安全性和网络可靠性战略的制造商而言，正面临前景光明的未来。”ADI中国区工业市场总监蔡振宇在研讨会上解读白皮书时指出，“我们希望通过调查来评估工业的连接现状，然后看如何去用产品和技术帮助这些客户加速数字化转型。”
ADI中国区工业市场总监蔡振宇
构筑“平面”未来工厂，制造业互联需要技术和网络升级
“工业数字化转型道路最核心的一点在于首先要拿到足够量的数据，前提条件是大量的连接，连接是第一步也是最重要的工作，在目前阶段，提升连接的质量和能力至关重要。”蔡振宇表示。先进且高水平的工业连接能够确保将大量工业数据转化为洞察力和决断力，最终实现更好的业务产出和行业颠覆的根本保证。在新一代工业连接的加持下，资产和技术将通过连接形成一个高效、有弹性且灵活的生态系统，可以轻松适应独特的制造需求并兼顾未来趋势。
您的公司如何划分以下技术投资的优先级？
调研数据显示，由于现有基础存在客观差异，不同成熟度（调研中按照受访者企业数字化转型的成熟度分为低、中、高进行分组）的公司对于工业互联网未来的需求也不一样，新兴技术投资优先级有先后。以IIoT技术为例，85%的高成熟度公司表示IIoT技术目前支持许多工厂车间，相比之下中成熟度公司这一比例为66%，而低成熟度公司仅17%。对低成熟度公司而言，IIoT是首要技术投资重点，这表示他们发展方向类似，但进度较为缓慢。
当制造商试图连接更多资产时，显然他们希望通过混合有线/无线网络来进行连接。对于大多数中成熟度和高成熟度公司而言，投资有线（如工业以太网）和无线（如5G）连接是关键优先事项。即使是公司成熟度最高的受访者也承认，还有许多工作需要完成。事实上，与竞争对手相比，只有39%的高成熟度公司认为他们在实现数字化优先方面做得非常好。在中成熟度和低成熟度公司中，这一比例甚至更低。从本质上来说，制造业是资产密集型产业，实现数字化优先需要通过安全可靠的网络来连接物理和数字资产。
“在此基础上，可以预见工厂如何从传统独立网络下的‘垂直型’结构拓展成未来的‘平面型’结构：更高水平的信息技术(IT)或企业基础设施将与厂区的控制网络（OT）融合；厂区中现有的各种网络或生产单位将协同共存，支持交互操作；整个工艺环境将中实现无缝、安全的连接，从工艺终端一直到企业云。这种新型结构下的物理接口以及协议将统一成‘一个节点’，通过标准化的TSN（时间敏感网络）和IT接口，并与上游数据进行连接和交流。“蔡振宇指出。
“平面型垂直结构”下的未来工厂
找准落地关键症结，ADI解决方案助力工业数字化转型
尽管需求不同，但调查显示所有企业的现有基础设施现代化改造主要痛点都趋于一致：计划外停机代价高昂；传统系统和网络无法支持现代数字化业务；缺少专业知识减缓了网络改进工作的速度。如何对症下药？蔡振宇给出了建议：“选择连接战略合作伙伴。对经常在工业领域奋战的公司来说，缺少的就是相应的IT或者连接的经验，ADI希望成为中国工业数字化之旅的同行者。”怎样助力不同成熟度的公司打造未来工厂？蔡振宇总结了两大方向：实现安全、灵活、可靠的连接；加速数字化应用落地。
调查数据-现有基础设施现代化改造过程艰难的三大主要痛点
聚焦工业以太网的价值主张，实现安全统一互联。当前工业环境下的各种以太网协议甚至物理接口，都不是统一的。接口协议混乱导致了传统工业系统设计的设备端、控制端、应用端都相对独立，没有办法和真正的网络连接。“对此，ADI可拓展、安全的确定性以太网解决方案，可以提供边缘至云端的无缝、安全连接技术，能够将整个工厂相应的产品连接在一起，从过程控制到互联运动。”蔡振宇继续分享道，“更强的芯片核心可以把整个工厂相应的产品连在一起，实现万物互联；更高的带宽可带来更好的易用性，有助于帮助IT、OT的融合，提高灵活生产效率，同时也是TSN的良好载体。”
ADI提供边缘至云端的无缝、安全连接技术
为实现工业物联网应用必须支持各种常见的网络拓扑，如PROFINET、EtherNet/IP®、EtherCAT®、POWERLINK®等常用工业以太网协议，以及线状和环状拓扑和星形拓扑，ADI打造的fido5000系列产品是具有两个以太网端口的实时以太网、多协议 (REM) 交换芯片，是可编程的 IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps 以太网互联网协议版本 6 (IPv6) 和互联网协议版本 4 (IPv4) 交换机。除此之外，ADI新一代三端口ADIN1300是支持TSN的网络芯片，使用双绞线进行收发，采用标准xMII接口，可连接任何处理器，具备超低延迟、超低功耗的特性，已经被用于轨道交通等工业场景中；以及可帮助制造商和工业运营商提高控制系统的灵活性的软件可配置输入/输出(I/O)产品系列（AD74412R和AD74413R）。
此外，5G正在加速在各行各业落地，必将给工业连接带来新的变化。5G的三大特性——高传输速率、海量连接和低时延（URLLC）使得5G+工业现场可能是5G在工业领域的突破点。“5G与TSN的结合将是工业互联网发展的方向，并推动工业无缝连接的创新。”蔡振宇指出。
提升产线数字化水平，从设备状态监测入手。计划外停机成为调研数据显示的企业主要痛点，近年来越来越多的设备状态监测（CBM，Condition Based Monitoring）被工业企业作为避免意外设备停工事故的主要手段，通过设备的振动状态采集分析从而提升设备性能、生产效率与附加值。
为实现设备状态监测，ADI推出了基于其多个系列高性能传感器、完整信号链及算法在内的完整解决方案。例如ADXL100x系列单轴加速度计针对工业状态监控应用而优化，测量带宽高达50 kHz，g值范围高达±100 g，并且拥有超低的噪声性能，旋转机械中发生的主要故障都在ADXL100x系列状态监控加速度计的测量范围以内。而集成的模块产品ADcmXL3021还将高性能振动检测和各种信号处理功能相结合，可以跟踪许多机器平台上的振动信号，可简化状态监测系统中的智能传感器节点开发周期。
ADI团队不仅致力于将人类对振动的解读用于工业设备监测，还从设备的声音中实现检测异常行为并进行诊断。ADI的OtoSense体系结构就是一种融合人工智能的设备健康监测系统，让计算机能够理解设备发出的声音和振动主要指标，能够在问题变得严重之前确定工厂机器中的潜在问题。
内外双循环模式下中国工业数字化转型未来可期
作为一家高性能半导体技术企业，工业应用是ADI公司业务的重中之重——其2020年56亿美金营收中53%来自于工业领域。“这就是我们为什么要做工业互联网白皮书的起因。”蔡振宇指出，“中国已经成ADI在全球第二大的市场，因此这也是我们要把这个白皮书在中国做发布很重要的原因，ADI一贯非常重视中国市场。”
这波席卷全球的数字化浪潮正在为中国工业领域带来骤变的机遇，越来越多的中国企业开始站在数字化时代的风口上，思考未来行业发展的新路径。“当前中国经济正处于经济增长支柱‘内循环’和促进全球化‘外循环’的发展阶段，特别是智慧城市、绿色能源、工业自动化、智能交通、工业互联网是工业五大主要发展方向，正在为中国乃至全经济增长发挥关键作用。” 蔡振宇指出，“如何在关键节点抓住正确方向完成数字化落地和卡位，将成为企业立足未来的根基。而我们愿意与中国客户达成合作伙伴，以本地化策略快速响应，帮助客户进行数字化转型并达成双赢。”
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