工業數位化？低功耗、高性能、超強連接才是“超能力”！

工業營運數位化是當今市場的焦點。在Computex 2024上，NVIDIA CEO黃仁勳主題演講重點之一，就是介紹了NVIDIA如何幫助客戶利用AI進行工廠數位化。據悉，全球約有1000萬家以上的工廠，總價值46萬億美元，因此，工業數位化對於製造業創新是極其重要的。
 

隨著大數據及機器學習技術的發展，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4.0的本質。已經有更多工廠透過升級，實現了生產效率的提升、生產品質的改進和生產成本的降低。比如入選達沃斯“製造業燈塔工廠”的富士康深圳龍華工廠，其熄燈工程在注重優先利用第四工業革命技術的前提下，令生產效率提高 30%，庫存週期降低15%。

底層晶片和器件是賦能數位化革命的底層技術，影響著工業數位化進程。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新，以加速工業4.0的實施。在工業數位化轉型過程中，低功耗、高性能和連接三大技術趨勢對數位化和機器學習至關重要。
 

低功耗：高效的邊緣

無論是工廠數位化改造，還是機器學習，都需大量的資料，這些資料大部分都來源於邊緣設備中。對於邊緣設備，大多數需要緊湊的小尺寸規格，有些甚至是電池供電設備，因此低功耗是保證資料可持續性生成的關鍵之一。

低功耗可延長設備使用壽命：低功耗設備產生的熱量較少，減少了對散熱系統的需求，從而延長了設備的使用壽命。對於工業環境中大量使用的感測器、控制器和嵌入式系統，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。對於那些需要全天候運行的工業系統，能源節約帶來的成本優勢尤為明顯。

增強系統穩定性：低功耗設備的發熱量小，減少了因過熱引起的系統故障，提高了系統的穩定性和可靠性。

安富利合作夥伴恩智浦的MCX A系列MCU具有可擴展的設備選項、低功耗和智慧外設，適用于廣泛應用場景。作為基於Arm Cortex-M33的通用MCU，MCX A系主頻高達96MHz，集成度高，類比性能優異。低功耗緩存內置RAM自檢硬體，提升了系統性能，支持各種安全應用。 MCX A提供一系列低功耗智慧外設，包括計時器和 4Msps 12位ADC，計時器可以生成三組帶有死區插入的互補PWM 信號，而4Msps 12位元ADC可以實現硬體視窗和平均功能。 創新的電源架構能夠高效利用I/O並節省功耗，供電電路簡單， 佔用尺寸小。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、簡化板卡設計並降低系統BOM成本。
 

高性能處理：強大的大腦

高性能處理在工業運營中的作用不可忽視。高性能計算能力是大量且複雜的資料處理和即時決策的基礎，從而提升了系統的效率和回應速度。

即時資料處理：高性能處理器和加速器能夠處理大量的即時資料，支援複雜的機器學習和資料分析演算法。這對於即時監控、預測性維護和智慧控制系統至關重要。

提高生產效率：高性能技術可以加快生產線上的資料處理和決策速度，提高生產效率。例如，在自動化生產線中，高性能計算能夠實現快速的故障檢測和排除，減少停機時間。

支援複雜應用：高性能技術能夠支援複雜的工業應用，如電腦視覺、深度學習和高級資料分析。這些技術在提高生產品質、優化工藝流程和增強安全性方面發揮著重要作用。

以嵌入式視覺為例，可在工業製造、智慧安防、無人駕駛等多個市場發揮關鍵作用，也是機器學習重要的應用領域。

藉由安富利的UltraZed-EV入門套件，開發人員可以立即著手開發嵌入式視覺應用程式。這個套件將新的UltraZed-EV系統模組（SOM）與板卡組合在一起，建立了一個完整的系統，用於原型設計和評估嵌入式視覺處理系統。其中Xilinx 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，以及可程式設計邏輯，可以應對嵌入式視覺的各種對於性能、即時性以及靈活性的要求。
 

連接：豐富的神經系統

連接技術在工業數位化轉型中起到了關鍵的橋樑作用。通過將設備和系統連接到雲端，實現資料的集中管理和處理，提升了系統的智慧化和協同能力。

特別是隨著資料量的增加，連接技術變得越來越重要。

對於工業應用而言，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線協定，通過單對線乙太網，便捷的傳輸資料與能量，且支援TSN。通過乙太網，也使得OT與IT可以在網路傳輸上實現更好的統一與融合。

安富利合作夥伴安森美、Microchip等公司都針對10Base-T1推出了收發器，可以在不需要閘道的情況下，使用標準乙太網技術，從而降低了應用成本，並更好地利用現有的乙太網生態。
 

總結

低功耗、高性能和連接三大技術趨勢在工業運營數位化轉型中發揮了關鍵作用。低功耗技術通過降低能耗和延長設備壽命，減少了營運成本；高性能技術通過提升資料處理能力和回應速度，提高了生產效率和系統可靠性；連接技術通過實現資料的連接，增強了系統的智慧化和協同能力。通過這些技術的應用，工業企業能夠更好地應對數位化轉型中的挑戰，提升競爭力和創新能力。

然而，從晶片到完整的生產線之間，還存在著巨大的落實鴻溝，這時需要仔細選擇合作夥伴，以加速整體的實施效果。需要考慮包括研發、量產、維護、供應鏈、物流等在內的全生命週期供應商。安富利一直以來，都在幫助創新者將好的想法轉化為偉大的產品，安富利專業的工程師團隊，可在任何階段幫助合作夥伴將一切整合到一個單一的、有管理的環境中。最終，通過產品和服務，彌補了硬體、軟體和雲端之間的隔閡。