ADI:在可靠性、穩(wěn)定性和一致性上為工業(yè)級芯片立標桿
利用對設(shè)備特征值的監(jiān)測數(shù)據(jù)來對設(shè)備運行狀態(tài)進行預(yù)測,在故障發(fā)生之前作出預(yù)警和判斷,以避免安全隱患,減少停機次數(shù),因此制造商的收益顯而易見,所以逐漸得到了市場認可
工業(yè)生產(chǎn)最需要確定性,即便在這個不確定性越來越強的時代,而終端產(chǎn)品個性化需求的大流行,讓廠商不得不面臨更復(fù)雜的生產(chǎn)管理局面。一部高端手機由上千個零部件組成,而組裝一部汽車則需要超過1萬個零部件,如ADI公司狀態(tài)監(jiān)控 Otosense AI 部門副總裁 Kevin Carlin 所言:“用戶買車的選擇越來多(但對生產(chǎn)廠商來說可不是什么好事)。整車廠要從數(shù)十萬甚至數(shù)百萬的不同配置中選擇出符合市場需求的產(chǎn)品,并有效管理工廠和供應(yīng)鏈,以實時響應(yīng)市場需求,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)品個性化定制模式,要求零件標準化、部件模塊化和產(chǎn)品個性化重組,推進生產(chǎn)制造關(guān)鍵環(huán)節(jié)組織調(diào)整和柔性化改造,以形成對消費需求具有動態(tài)感知能力的設(shè)計、制造和服務(wù)新模式,這就需要對生產(chǎn)制造整個鏈條進行智能化改造,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,通過預(yù)測性維護等手段減少停機時間,是驅(qū)動生產(chǎn)成本降低的一個重點方向。在美國商務(wù)部2018年發(fā)布的《在制造中采用先進維護的成本和優(yōu)勢》中統(tǒng)計,停機成本占到工業(yè)生產(chǎn)總成本的23.9%。但在很多工業(yè)場景下,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)測特定設(shè)備或零部件的健康狀況,主動識別、診斷和解決異常,盡可能將問題在影響到正常生產(chǎn)之前解決掉,所謂“上工治未病”。

圖源:《在制造中采用先進維護的成本和優(yōu)勢》,美國商務(wù)部
ADI中國區(qū)工業(yè)自動化行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤告訴探索科技(techsugar),可預(yù)測設(shè)備狀態(tài)維護并不是一個新技術(shù),其核心理念是通過數(shù)據(jù)積累和對設(shè)備模型的理解,利用對設(shè)備特征值的監(jiān)測數(shù)據(jù)來對設(shè)備運行狀態(tài)進行預(yù)測,在故障發(fā)生之前作出預(yù)警和判斷,以避免安全隱患,減少停機次數(shù),因此制造商的收益顯而易見,所以逐漸得到了市場認可。特別是隨著傳感器技術(shù)與人工智能算法的改進,其實用性大大增強,預(yù)測準確度也大幅提升。
而實現(xiàn)預(yù)測性設(shè)備狀態(tài)維護的基礎(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)檢測上,主要用的傳感器是溫度傳感器與振動傳感器。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)測參數(shù),而且溫度檢測技術(shù)也很成熟,ADI就有多種解決方案供客戶選擇,所以如何利用振動傳感器提取設(shè)備運行狀況就顯得十分關(guān)鍵,ADI在振動檢測上優(yōu)勢非常明顯。
傳統(tǒng)檢測振動方法是采用壓電陶瓷傳感器。壓電陶瓷傳感器的有點是耐高溫、動態(tài)范圍大,體積較大、成本較高、而且一致性較差。ADI振動檢測解決方案是采用MEMS傳感器,與壓電陶瓷傳感器相比,MEMS振動傳感器采用半導(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,就要進行校準,這相當于增加了設(shè)備維護的成本,而MEMS振動傳感器則不需要上線以后再校準。

圖:與日俱進的ADI MEMS傳感器技術(shù)
“ADI MEMS產(chǎn)品的優(yōu)勢就是出色的可靠性、穩(wěn)定性和一致性,非常適合工業(yè)級市場應(yīng)用。”于常濤強調(diào),優(yōu)秀的可靠性、穩(wěn)定性和一致性是ADI對所有工業(yè)級產(chǎn)品一以貫之的追求。作為ADI最大的應(yīng)用市場,工業(yè)產(chǎn)品貢獻了ADI過半的營收,2021財年一季報中ADI工業(yè)產(chǎn)品線營收達到85.5億美元,同比增長24%,創(chuàng)出歷史記錄。
從全球角度來看,向工業(yè)4.0邁進過程中,無論是傳統(tǒng)生產(chǎn)線的改進,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)制造過程的可預(yù)測性與可控性,例如前面提到的MEMS傳感器監(jiān)測振動狀態(tài)。由于產(chǎn)線上采集的數(shù)據(jù)越來越多,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標準;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)備也會越來越多;此外,還有ADI開發(fā)的SmartMesh等專有工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,特別適合與低功耗、低帶寬、高可靠的應(yīng)用場景。

圖:ADI工業(yè)以太網(wǎng)解決方案
于常濤指出,中國工業(yè)市場場景豐富,機會眾多。舉凡儀器儀表、工業(yè)自動化、能源和軌道交通等領(lǐng)域,ADI都有良好的增長勢頭,具體來看,中國市場近年來有兩個突出的方向值得關(guān)注。
一個是中高端制造的國產(chǎn)替代,例如芯片國產(chǎn)化催生了大量半導(dǎo)體測試機臺的需求,而儀器儀表用芯片向來是ADI的強項,ADI有力支撐了國產(chǎn)芯片對測試機臺的需求。同樣,在工業(yè)自動化領(lǐng)域,性能升級和國產(chǎn)替代催生換機潮,國產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的市場份額越來越大,設(shè)備廠商要及時交付,就離不開高品質(zhì)的工業(yè)芯片。



圖:ADBMS1818及驗證板
另一個是國家投資政策強相關(guān)行業(yè)的市場機會。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,對高品質(zhì)工業(yè)級芯片的需求有增無減,以電網(wǎng)為例,智能電網(wǎng)、特高壓、儲能等環(huán)節(jié),都有大量的機會,針對儲能市場,ADI就專門推出了ADBMS1818,非常適合電網(wǎng)應(yīng)用。
于常濤最后表示,中國電子行業(yè)生機無限,“ADI將致力于創(chuàng)新,給用戶帶來差異性選擇,也希望借助慕尼黑電子展的平臺,讓ADI‘在中國、為中國’的理念被大家熟知?!?