工業(yè)4.0踐行者，英飛凌的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)之道

新材料技術(shù)、通信技術(shù)和云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得“萬物互聯(lián)”成為可能。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過多年的醞釀和發(fā)展，已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)融合階段，因此，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIOT）應(yīng)運而生。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模龐大，有較高的行業(yè)壁壘。需要較久的從業(yè)經(jīng)驗和較深的行業(yè)理解力，才能真正了解客戶的問題和需求。

與非網(wǎng)在推出的《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進展如何？》專題活動中，采訪到了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域重點企業(yè)英飛凌。英飛凌是德國最大的半導(dǎo)體公司，作為德國工業(yè) 4.0（工業(yè) 4.0 是生產(chǎn)中的物聯(lián)網(wǎng)，可使整個價值鏈連接在一起，因此也被稱為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）執(zhí)行和指導(dǎo)委員會初創(chuàng)成員，英飛凌在工業(yè) 4.0 相關(guān)規(guī)則和標準的制定中發(fā)揮著極其關(guān)鍵的作用，研制工業(yè) 4.0 所需的核心器件和提供領(lǐng)先的半導(dǎo)體產(chǎn)品解決方案。

英飛凌工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署一覽

英飛凌科技（無錫）有限公司總經(jīng)理陳小龍向與非網(wǎng)記者介紹道，英飛凌自身也是工業(yè) 4.0 的踐行者，在全球的工廠已經(jīng)在實踐工業(yè) 4.0 的路線圖和系統(tǒng)。這個路線圖的重點就是智能工廠和運營，以數(shù)字化覆蓋生產(chǎn)、供應(yīng)鏈和技術(shù)開發(fā)。

英飛凌科技（無錫）有限公司總經(jīng)理陳小龍

在工業(yè) 4.0 的實踐中，得益于生產(chǎn)工藝智能控制，英飛凌的生產(chǎn)周期縮短了 50%。由于采用確保連續(xù)優(yōu)化的算法，在沒有額外投資購置新機器的情況下，英飛凌的生產(chǎn)效率提高了 10%。目前，英飛凌的自動化程度高達 80%，遠高于行業(yè)平均水平，并且其自動化生產(chǎn)每年能為公司降低 100 萬歐元的能源成本。

英飛凌位于德國德累斯頓的工廠是世界上尖端的自動化晶圓廠，先進的流程控制保障了領(lǐng)先的質(zhì)量和無紙自動化工廠運營，并實現(xiàn)了所有零部件全程可追溯以及工廠間的高效物流。德累斯頓 300 毫米晶圓工廠已 100%實現(xiàn)自動化，完全依靠機器人操作，200 毫米晶圓廠的自動化程度更是遠遠超越其他同類工廠。比如機器人可完成無塵室質(zhì)量的自動檢驗，大數(shù)據(jù)方案可以更好地關(guān)聯(lián)復(fù)雜的物流、質(zhì)量和流程控制各環(huán)節(jié)，進一步提升質(zhì)量水平。

英飛凌在華最大的生產(chǎn)基地—無錫后道工廠，也在逐步實現(xiàn)智能化，其安全芯片后道智能制造項目被評為“2015 無錫物聯(lián)網(wǎng)十大應(yīng)用案例”。

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，智能機器將彼此交換信息，并自行組織。整個價值鏈中的流程將實現(xiàn)互聯(lián)和自動化。因此，整個生產(chǎn)將變得更高效、更敏捷。人與機器以全新方式建立通信。

半導(dǎo)體作為連接現(xiàn)實和數(shù)字世界的核心技術(shù)，將為工業(yè) 4.0 的實現(xiàn)鋪平道路。它能夠使制造系統(tǒng)像人一樣可以感覺、思考、溝通和行動。

如何讓機器變得像人一樣智能？陳小龍表示，英飛凌的產(chǎn)品能讓機器擁有“感官系統(tǒng)”、“大腦”、“免疫系統(tǒng)”和“肌肉”，這也是其核心優(yōu)勢所在。

• 高級的感測功能（類似人體的感官）：傳感器無處不在，可以說它們是物聯(lián)網(wǎng)的“起點”，能夠從物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備周圍的環(huán)境中獲取有意義的數(shù)據(jù)。（在現(xiàn)代化的高科技工廠中，工業(yè)傳感器在提高加工系統(tǒng)的精度和可靠性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。傳感器必須提供有效、有意義的數(shù)據(jù)，并且性能足夠強大能在工業(yè)環(huán)境條件下使用。）

• 跨應(yīng)用控制（類似人類的腦）：微控制器（MCU）通過收集、協(xié)調(diào)、處理、分析和傳輸數(shù)據(jù)來控制物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并對其作出指示，使其更加智能化。（單片機將傳感器收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為命令。他們使機器變得智能化和可控，例如檢測工業(yè)機械手的確切位置和速度，以便機器可以快速、靈活地做出響應(yīng)。）

• 值得信賴的安全解決方案（類似人類的免疫系統(tǒng)）：安全解決方案能夠為系統(tǒng)和設(shè)備構(gòu)筑一層保護屏，以保護個人隱私、知識產(chǎn)權(quán)和公共安全。（在信息物理系統(tǒng)之間的通信中，保護數(shù)據(jù)、流程和知識產(chǎn)權(quán)免遭破壞和盜竊至關(guān)重要。）

• 高效的電源管理（類似于人類肌肉）：機器依據(jù)“智能”的決策而運轉(zhuǎn)，這就有賴于功率半導(dǎo)體。（智能工廠里的機器和機器人總是在運轉(zhuǎn)中。它們配備無數(shù)電機，且必須為這些電機供電。功率半導(dǎo)體確保最大限度降低能量損耗，使得電流效率更高。）

英飛凌的傳感器融合和解決方案

我們觀察到，隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和崛起，傳感器已經(jīng)成為行業(yè)企業(yè)布局的戰(zhàn)略高地。對于英飛凌在傳感器和傳感器融合方面的進展，陳小龍說道，智能工廠中配備了越來越多的傳感器，如適用于速度、位置、角度和壓力監(jiān)測的傳感器，用于執(zhí)行大量的任務(wù)、捕捉和控制復(fù)雜的進程。通過組合來自多種傳感器的信息，各個系統(tǒng)可以互補，通過數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和分析來獲取知識, 從而作出預(yù)測和自動化決策，達到制造的人、機、料、法的高效利用，降低運營成本和最大化價值鏈效益。

計算機系統(tǒng)、設(shè)備和機器不斷學習并獲得更多的數(shù)據(jù)，它們也將變得越來越像人類：然后它們可以將感官的任務(wù)接過去。在傳感器的幫助下，英飛凌能夠越來越好地復(fù)制人類的感覺：氣體傳感器將能“嗅聞”，壓力傳感器可以解讀氣壓，3D 相機增強了設(shè)備的“視力”。

同時，作為傳感技術(shù)的全球領(lǐng)先者，英飛凌在傳感解決方案領(lǐng)域擁有 40 多年的經(jīng)驗，憑借對系統(tǒng)的深刻理解創(chuàng)建了 XENSIV?傳感器產(chǎn)品組合。XENSIV?系列旨在滿足當今工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域在傳感器方面所面臨的挑戰(zhàn)，為客戶提供最廣泛的即用型解決方案，從而加快產(chǎn)品上市。

XENSIV?能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性。所有 XENSIV?傳感器的質(zhì)量經(jīng)過實戰(zhàn)驗證，表現(xiàn)出了非常高的設(shè)計和生產(chǎn)標準以及在最惡劣條件下進行擴展測試的能力。全球客戶可以在整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)依靠 XENSIV?實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性、耐用性和完整性。

XENSIV?是市場上最廣泛的傳感器產(chǎn)品組合，涵蓋了全方位的傳感器技術(shù)。產(chǎn)品包括磁性傳感器、壓力傳感器、聲學傳感器和 3D 圖像傳感器（REAL3?）等，能夠符合工業(yè)生產(chǎn)種對傳感器的性能和完整性要求。

XENSIV?可以幫助設(shè)備擁有“看”、“聽”、“感覺”和“理解”環(huán)境的功能，從而令生產(chǎn)更加智能化。通過 XENSIV?，客戶可以令產(chǎn)品設(shè)計更加智能化，從而創(chuàng)建具備更直觀交互機制和更強情境感知能力的新型創(chuàng)新應(yīng)用。

此外，英飛凌還與生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴攜手并進，共同開發(fā)創(chuàng)新協(xié)同的應(yīng)用案例，為客戶帶來明顯的市場優(yōu)勢。未來，英飛凌將秉承持續(xù)創(chuàng)新與追求卓越技術(shù)的精神，幫助客戶獲得市場領(lǐng)先地位。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面臨哪些挑戰(zhàn)？

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條在逐漸完善，企業(yè)意識也逐漸建立起來，但是距離大規(guī)模落地以及真正起到實際效果還有一段路程要走，還仍舊面臨一系列的困難和挑戰(zhàn)，英飛凌在其中扮演什么角色？承擔哪些職能？陳小龍為我們一一道來。

邊緣計算之于數(shù)據(jù)安全

數(shù)據(jù)的安全包括保密性和一致性。不管是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，從云的角度看，它的安全性和傳統(tǒng)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)本質(zhì)類似，但因為受眾不同、面臨的任務(wù)不同，所以挑戰(zhàn)不同。云服務(wù)也需要保證數(shù)據(jù)中心的物理安全，網(wǎng)絡(luò)防火墻的安全、抗攻擊，做好服務(wù)器和代碼審計，確保賬號、框架和平臺安全。但隨著云的發(fā)展，海量異構(gòu)設(shè)備的接入，對業(yè)務(wù)實時性要求、應(yīng)用智能化要求、安全與隱私要求等形成了眾多挑戰(zhàn)，這樣邊緣計算和安全被引入，這是目前快速發(fā)展的領(lǐng)域之一。

在工業(yè) 4.0 項目中，產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)并需要對其進行分析——理想情況下，需要進行實時分析。然而，將這些大量數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心或云，將耗費時間、成本和大量存儲空間，滿足不了要求。于是需要在距離互聯(lián)系統(tǒng)較近的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的位置（即“邊緣”），就對數(shù)據(jù)進行分析。在此過程中，不重要的信息被立即刪除，以便將剩余的具有相關(guān)性的數(shù)據(jù)饋送到數(shù)據(jù)中心或云。例如，如果傳送帶會在溫度過高時立即停止，則“正常溫度”信息并不重要。僅當傳感器測量到偏差時，才需要對這些數(shù)據(jù)進行分析。 這只是個簡單的例子，邊緣也隱含了專有知識的粗細度邊界，有云才有邊緣，兩者需要協(xié)同，也就帶來了節(jié)點安全、通訊網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸數(shù)據(jù)安全、身份認證和安全等課題。

因此，為保護邊緣端的數(shù)據(jù)安全，企業(yè)需要將系統(tǒng)保持為最新狀態(tài)，并安裝安全軟件更新。軟件與硬件相結(jié)合的安全解決方案也可確?；ヂ?lián)機器與通信節(jié)點受到保護。例如，英飛凌的 OPTIGA TPM 芯片，可內(nèi)置于路由器、工業(yè) PC 或復(fù)雜的控制單元中，并由通信合作伙伴用來對網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進行驗證，進而在網(wǎng)絡(luò)中完成自我認證并保護數(shù)據(jù)傳輸。OPTIGA Trust X 可以用于認證和通訊加密。只有云和邊緣都安全，最終才是安全的。

生態(tài)問題

英飛凌致力于聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游的力量，共同打造物聯(lián)網(wǎng)安全生態(tài)環(huán)境。

2015 年，英飛凌推出了英飛凌安全合作伙伴網(wǎng)絡(luò)（ISPN），它是一個獨一無二的安全專家平臺，覆蓋廣博的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，提供可輕松部署的基于硬件的安全解決方案。通過發(fā)揮其在特定應(yīng)用領(lǐng)域和市場的技術(shù)專長，ISPN 合作伙伴可滿足價值鏈各個環(huán)節(jié)的需求，從設(shè)計咨詢到系統(tǒng)集成和服務(wù)管理，應(yīng)有盡有。

ISPN 能讓越來越多的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)制造商輕松實現(xiàn)成熟的基于半導(dǎo)體的安全性。ISPN 將不同應(yīng)用領(lǐng)域和市場具備出色專業(yè)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)安全廠商融合在一起。他們可帶來諸多基于物理硬件的安全解決方案，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)各個領(lǐng)域，比如工業(yè)控制等領(lǐng)域。其中，合作伙伴涵蓋從設(shè)計咨詢到系統(tǒng)集成和服務(wù)管理等價值鏈的各個環(huán)節(jié)。

其它問題

物聯(lián)網(wǎng)安全本質(zhì)上是以應(yīng)用場景為導(dǎo)向來設(shè)計和定義安全的需求和解決方案。只要聯(lián)網(wǎng)了，安全就不可或缺了。一個應(yīng)用場景越成熟，規(guī)模越大它所面臨的安全風險就越高。

目前最火爆的云計算服務(wù)非常需要安全芯片。越來越多的設(shè)備都要連接到各種各樣的云上，不同的設(shè)備有不同的云端訪問權(quán)限，有不同的數(shù)據(jù)加密要求，有不同的應(yīng)用和場景，甚至有不同的安全和隱私保護需求。保證設(shè)備被正確的識別身份和權(quán)限，避免惡意攻擊和控制，為各種加密處理提供安全根，這都是英飛凌的安全芯片最擅長的。

英飛凌在安全芯片領(lǐng)域擁有超過 30 年的行業(yè)經(jīng)驗，其設(shè)計的安全芯片能夠提供強大的硬件安全保障，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與設(shè)備互聯(lián)的安全性以及設(shè)備的軟硬件防偽，高速數(shù)據(jù)運算與傳輸，滿足工業(yè)應(yīng)用的各種性能需求。

英飛凌具備典型的德國工匠精神的特征，專注于產(chǎn)品設(shè)計，對品質(zhì)精益求精，對質(zhì)量有著執(zhí)著的追求，同時非常強調(diào)社會責任和企業(yè)文化。這也是為什么英飛凌安全芯片在過去二十年內(nèi)被全球無數(shù)客戶所采納和推崇。同時，英飛凌非常重視在中國的本土化建設(shè)，與國內(nèi)很多企業(yè)和機構(gòu)都保持著緊密的合作關(guān)系，協(xié)同發(fā)展，互惠共贏。我相信憑借英飛凌的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗、產(chǎn)品質(zhì)量和業(yè)界品牌，加上針對中國市場的產(chǎn)品設(shè)計，所構(gòu)筑出的安全芯片產(chǎn)品方案，是最適合中國市場的，也是最有競爭力的。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展趨勢&英飛凌發(fā)展規(guī)劃

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

今年的政府工作報告中明確指出，要打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，拓展“智能+”，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級賦能。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是推動傳統(tǒng)工業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級的重要推動力。中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模巨大，增長速度飛快。據(jù)估計，到 2020 年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的占比將達到 25%，規(guī)模將突破 4500 億元。

在萬物智能互聯(lián)的大趨勢下，未來智能工廠不再是單個工廠的高效自動化，而是工廠與工廠之間、工廠與客戶之間的互動與連接。在此發(fā)展過程中，工廠將提高能源效率和實現(xiàn)精準制造。

英飛凌作為一家提供工業(yè)半導(dǎo)體解決方案的公司，能夠提供業(yè)內(nèi)功率密度最高、最低損耗的功率器件來實現(xiàn)能源的高效利用。此外，英飛凌還擁有高效、可靠的工業(yè)器件以及完善的驅(qū)動解決方案（包括控制芯片）來達到精準制造的目的。

英飛凌在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃

英飛凌正在整合全球虛擬工廠，它的自然延伸就是客戶的定制化，這都離不開工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的支撐。

我們正將自身在工業(yè) 4.0 方面的先進經(jīng)驗分享給更多中國的合作伙伴，助力中國制造的轉(zhuǎn)型升級，也是我們“與中國共贏”戰(zhàn)略中非常重要的組成部分。
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