智能邊緣工業市場，帶來傳統芯片公司的創新變革

       而公司最近的變化，是去年所提出的激活智能邊緣這一戰略，在這一戰略目標下，ADI的各部門都將智能邊緣化融入其中。當然，這里面的邊緣指的是更接近數據創建地方的邊緣節點，這和ADI一直以來致力于搭建連接物理世界和數字世界的橋梁理念相契合。重要的是，通過智能邊緣，ADI能夠進一步將原始數據轉化為可操作的見解，這也是客戶所需要的。

       如今，人工智能已經被認為是一項改變全世界的跨時代技術，而智能邊緣也有著同樣類似的地位。

       日前，借ADI參加慕尼黑上海電子展之際，EEWORLD采訪到了ADI中國區工業市場總監蔡振宇，在他的介紹中，我們看到了ADI如何通過賦能智能邊緣，助力工業新時代的轉型。
 

蔡振宇在展會現場介紹ADI的工業方案

ADI的工業沉淀

       首先，工業是ADI看重且具備技術、市場、歷史等等優勢的領域。1965年ADI成立之時，第一顆產品就是應用于測試和測量系統的放大器，從那時算起，ADI在工業領域已經耕耘了接近60年。

       ADI劃分的工業市場涵蓋了能源、工業自動化、測試測量、宇航以及醫療應用等等，根據2022年財報顯示，ADI 50%的營收來自于此，總計約60億美元。

       “工業本身是非常寬泛、分散、多應用的場景。ADI擁有約7.5萬產品種類，整合了美信、凌特的產品優勢，可以面向廣泛的應用場景。“蔡振宇說道。目前ADI擁有7萬5千種產品，有50%以上的營收來自10年甚至更早之前開發的產品，總計80%的收入來源于非常分散的產品組合，每個產品貢獻的營收不到總營收的0.1%。另外在ADI的12萬5千個客戶中，沒有一個客戶營收占比超過5%。

       “但我們每個客戶都會接觸。”蔡振宇強調道。
 

ADI多元化的產品和客戶組合，摘自2022年投資者日活動

工業正迎來大變革

       蔡振宇以工業自動化為例，介紹了工業領域的巨大變革。

       首先是工廠數字化的變革，這就需要對數據進行更多挖掘，結合大數據與人工智能從而發現新的洞察。

       其次，是流程的自動化，通過新的洞察，讓工廠可以更智能化的生產執行。

       再次是生產可持續化，這需要工廠提升包括電機、電源等重要用電設備的效率，同時也對新能源的獲取產生了新的需求。

       最后則是智能機器人的普遍使用，包括協作機器人、移動機器人等等將會越來越多的采用。

       而在工業市場的變革過程中，中國是最不可或缺的環節之一。一個典型的例子，截止2030年超級工廠的建設規劃中，中國的超級工廠計劃建設125座，是美國的5倍。

隨著技術進步，人工智能及相關業務的增長，將使ADI的市場機會顯著增加，比如機器人領域，所有相關產品營收可能增長至過去的五倍。

ADI是如何通過創新引領變革的？

       針對工業大變革，ADI將很多傳統產品進行迭代，以適應新潮流的需求，包括轉換器、運放、MEMS、煙感、隔離、驅動、安全、電源等產品都不斷有新品誕生。另外，則是針對新需求所開發的產品，包括諸如IO Link、10base-T1L、智能電機傳感器等等。

       ADI的歷任CEO，包括Ray Stata，Jerry Fishman以及Vincent Roche，都不止一次的表示ADI的創新是系統性的創新，即通過擴大技術創新的范圍，對技術進行分層并以半導體為基礎結合其他技術以獲得創新新成果。例如，采用新材料、添加更多化學元素或部署新的流程和封裝技術，以創建新的無源和有源器件及更復雜和完整的片上系統硬件架構。跳出單純依賴傳統技術驅動因素來實現創新的固有模式，考慮更多的物理系統的可能和商業模式的需求，在包括軟件、算法、應用以及內容等更多領域進行投資。

       而Vincent更進一步的改革就是延續其此前在ADI負責銷售時的策略，一方面轉型以市場為中心，貼近并了解客戶；另外則是建立平臺化技術，降低客戶創新門檻和復雜度。

       以下是蔡振宇圍繞ADI的幾款產品，來講述ADI組合式、平臺式、以客戶為中心的創新思路。

從智能電機傳感器看ADI的創新

       電機是工廠中最重要的裝置之一，在當今的工廠中，由于系統故障，僅在美國就發生了1400萬小時的意外停機，造成數十億美元的損失。為了防止此類事件發生，工廠通常采用昂貴的基于路徑的方法，讓專家收集數據以評估設備的健康狀況，或使用一系列次優檢測解決方案，這使得工廠無法可靠檢測系統中可能發生的所有潛在故障。對制造商來說，計劃外停機成本高昂，而防止計劃外停機是工業 4.0 制造技術的一個主要目標和特色，根據美國商務部2018年報告顯示，23.9%的總制造成本來自停機成本。

       根據ADI的一項預估，全球50%的電力都用于驅動電機。通過使用CbM（預測性維護）技術來確保機器以最高效率運行，可以幫助能源、制造業、農業和運輸業等各個行業將碳排放量減少15%—這相當于到2030年需達到的減少50%溫室氣體排放量目標的三分之一。

       而艾默生的一項調查報告顯示，維護組的許多工作都是不必要的、非生產性的，甚至是起相反作用。特別是相反作用，一些維護工作實際上會降低設備可靠性。不正確的重新裝配、固定、失調或其他錯誤，都可能引起問題。實際上，70%的設備故障發生在安裝初期或大型預防性維護后不久。

       也正是如此，ADI很早前就看到電機預測性維護的市場潛力，2018年開始陸續收購了包括OtoSense以及Test Motors在內的預測性維護軟件和平臺供應商，并通過ADI的整合，將不同的產品整合為一個完整的智能電機傳感器解決方案（Smart Motor Senor, SMS）。

       根據蔡振宇的介紹，該方案由三部分組成，首先是硬件平臺，內部集成了ADI的振動和溫度傳感器，以及信號鏈等產品，負責收集電機的運行狀態。其次，是ADI開發的一套預測性維護算法，目前支持包括轉子、定子、軸承、平衡度、冷卻系統、支撐腳松動等等故障算法，這些算法已經部署到了云端，與邊緣的數據連接通過安全MQTT進行，并支持OTA更新。另外則是一套運行于手機或電腦端的HMI，以圖表的形式展現健康指數，并提供運維指導。同時，為了與智能工廠的平臺相融合，ADI也開放了API接口。

圖中橙色盒子為ADI OtoSense SMS方案，可以貼在鼠籠電機上進行狀態監控

       OtoSense在終端位置實施異常檢測和事件識別，無需使用任何遠程設備。這種結構確保系統不會受到網絡故障的影響，且無需將所有原始數據塊發送出去進行分析。運行 OtoSense 的終端設備是一種自包含系統，可以實時描述所鑒聽設備的行為。該產品支持三相0.37kW ~ 500kW的鼠籠電機，基本上只要有銘牌就可以輸入并執行相關算法。更重要的是，它的安裝非常簡單，不會對電機進行任何改動或結構破壞，只需要將盒子固定在電機散熱處即可，這對于很多運行了多年的系統來說，是一項極具性價比的方案。

       兩周前，蔡振宇參加了北京國際電機展覽會，了解不同行業電機客戶對于預測性維護的需求，在他看來SMS在以下三大領域非常有機會：城市公用設施用泵，大型水泥攪拌站等需要長時間運行的設備及礦山等安全性場景的應用。

       “這是ADI基于解決方案思維的嘗試，從硬件到軟件甚至是云的全流程為客戶解決關鍵系統問題。”蔡振宇評論道。

       目前已有多家客戶選擇了SMS方案，比如BuiltSpace公司。據悉，部署OtoSense SMS后，憑借出色的預測性維護方案和具有成本效益的實時分析，幫助客戶節省了計劃外停機的成本。此外，BuiltSpace還節省了資本支出，因為它不要求購買新的機器。事實上，它只是在現有機器的基礎上增加了預測性維護組件。這給制造商帶來了很大的好處。
 

全新的連接技術

       如前所述，隨著工業市場的數據量越來越大，對于連接的要求也越來越高，工廠對于IT系統的投入改造增多，然而在OT系統中，依然存在著最后一公里的短板。如今，工業領域仍然采用有線連接技術為主，其中現有的網絡廣泛采用舊式串行接口。這些接口簡單易用，但缺乏以太網所具備的直接IP尋址優勢，而且并不適合與新設備進行互聯互通。

       為了滿足這些需求，ADI提供了多種連接解決方案。其中最近比較流行的就是IO-Link和10BASE-T1L兩大技術。

       蔡振宇表示，IO-Link和10BASE-T1L的特性決定了它們可以分別應用于工業架構中的不同場景。其中，IO-Link帶寬不高，但是具有簡化安裝，簡化連接等優勢，可以非常方便的與各類傳感器和執行器相連接。

       而對于10BASE-T1L而言，其基于IEEE 802.3cg-2019標準，可利用SPE（單對以太網）實現電力和數據傳輸，相比4-20mA相比帶寬更高，可達10Mbps，另外則是抗干擾能力更強，因此傳輸距離可以達到1千米以上。該技術可以直接從現場連接至IT端。為了展現該技術的強大之處，ADI在展會現場部署了兩捆1000米線做傳輸比較。

平臺化的數字電壓模塊

       數字電壓模塊是由ADI中國產品事業部開發的產品，該產品需求完全來自于客戶的聲音。很多測試設備類用戶需要萬用表，但外面直接購買的萬用表體積大，功能冗余，無法集成至設備中，而這些公司主營也不是從事萬用表領域的開發。為此，ADI基于一顆24位Σ-Δ（sigma-delta）ADC，做出了一個六位半萬用表，具有UART、SCPI等標準接口，僅有名片大小，可以靈活集成至設備中。

       蔡振宇表示，這是ADI第一次直接開發六位半設備模塊，未來還可以根據市場需求開發出電流等不同類別的檢測方案，或者是不同量程的方案。

       “平臺化之后，ADI可以將更多符合客戶需求的產品集合在一起，給客戶提供更完整的解決方案，降低客戶開發門檻。”蔡振宇說道。
 

ADI數字電壓模塊

如何把握好又慢又快的市場

       一方面，ADI引以為傲的是40多年前的技術和產品如今依然廣受客戶認可；另一方面，我們也看到ADI正將AI、以太網、無線傳輸等新興技術加速應用于工業市場。

       蔡振宇表示工業領域非常龐大并且豐富，并不是所有的環節都需要快速創新。ADI一直以來都在密切同客戶和合作伙伴溝通，互相探討對新技術以及新功能的需求，再結合ADI自身對于產品發展方向的把控。綜合多方面因素，ADI才可以開發出經久不衰或能夠快速滿足行業變革的產品。

       從一系列成果來看，我們不難發現其中蘊含的各類創新閃光點。

來源：EEWORLD