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從人類社會的整體進程來看，工業(yè)革命對其發(fā)展起到了巨大的推動作用，社會經濟迅速增長，城市化建設快速推進，不同地區(qū)能夠無障礙交流，世界逐步形成一個整體。第一次工業(yè)革命以水和蒸汽機驅動機械生產設備為標志，使工廠代替了手工工場，用機器代替了手工勞動；第二次工業(yè)革命通過分工概念和使用電力，實現大規(guī)模量產，使驅動機制發(fā)生了改變；第三次工業(yè)革命基于使用電子產品和 IT 技術來進一步實現生產自動化，機器被大量取代；如今人類社會將迎來第四次工業(yè)革命，使用網絡物理系統(tǒng)、通信、物聯網和分散式決策，使得機器被部分取代和關聯，也就是我們一直在講的智能工業(yè)。
從工業(yè)到智能工業(yè)，意味著工廠的生產效率更高，供應鏈的靈活性和定制化可能性更大，實現可持續(xù)的生產，減少廢棄物，減少能耗，為員工提供更加安全的工作環(huán)境，在工作場所實現更佳的人機協作，優(yōu)化機器和工具的使用。要實現這些既定目標需要新增設備的升級也伴隨舊設備的改造，這就要求工業(yè)設備更高效，更安全、更智能、具有更多連接功能。所有關鍵應用的核心包括過程控制、工廠自動化、工業(yè)機器人、電機控制、傳感器等技術支持。
在很多半導體公司看來，從工業(yè)到智能工業(yè)的產業(yè)升級蘊藏著巨大的市場發(fā)展機會，這個過程需要大量的通信、傳感、控制等電子元器件，意法半導體的已有產品體系也可以為工業(yè)升級提供多種解決方案。在近期的媒體發(fā)布會上，意法半導體公司 Discreates 及 Analog Sub 產品部市場及應用資深總監(jiān) Francesco Muggeri 就介紹了公司在智能工業(yè)領域的布局，他表示，“我們擁有超過 30 年的工業(yè)應用開發(fā)經驗，深入了解應用知識，有助于優(yōu)化產品和系統(tǒng)解決方案，能夠基于行業(yè)領先的創(chuàng)新技術，提供最廣泛的產品系列，覆蓋技術包括傳感器、電源管理、MCU、通信 IC、信號調節(jié)、電機控制和執(zhí)行，擁有完整的供應鏈。同時，我們擁有 CMOS、BCD、MEMS、功率晶體管、分立式二極管等制造工藝，可以滿足摩爾定律的小型化需求?！?/p>
從模擬到數字化的運動控制
運動控制是所有工業(yè)設備的核心部分，尤其是電機控制，意法半導體的功率晶體管、電機控制和微控制器擁有大功率和簡潔性，適用于智能工業(yè)。Francesco Muggeri 介紹，“我們提供了豐富的電機驅動器，在廣泛的額定電壓和電流范圍上滿足了有刷直流電機、步進電機和無刷直流電機的需求，其中 STSPIN 系列包括 STSPIN800 系列，適用于 3D 打印和舞臺照明；STSPIN200 系列適用于電子氣門和電子門鎖；STSPIN32 系列適用于機械臂、電動工具和工業(yè)自動化和控制。我們的優(yōu)勢在于，集成度高，工作電壓范圍大，配備全套保護功能?！?/p>
意法半導體的片上電氣隔離技術也屬業(yè)界領先，系統(tǒng)級封裝的特征在于異構集成，提高系統(tǒng)的穩(wěn)健性、安全性和可靠性。在醫(yī)療設備中，如果中間隔離沒有做好，會危及病人的生命。Francesco Muggeri 強調，“我們可以幫用戶隔離傳輸各種信息，這里所謂的片上隔離是硅晶片級別的隔離，高電壓及各種認證都可以滿足，適合各種應用，包括：隔離傳感器，隔離馬達，隔離電源等，可以帶來更強的穩(wěn)定性，更安全的工作環(huán)境?！?/p>
采用 STSPIN 系列產品的 3D 打印機，打印出的產品非常平滑
除了 STSPIN 系列，STDrive 柵極驅動器會產生必要的電壓和電流電平，以準確有效地激活工業(yè)、消費品、計算機和汽車應用中的功率數。STDrive 系列適用于電動 / 混合動力車輛、1200V 逆變器、服務器、UPS、壓縮機和太陽能。其電源設備具有可靠性高、緊湊、成本效益高的特性，包括應用于太陽能和工業(yè)泵的 IGBT、應用于工廠自動化和工業(yè)空調的 IPM-SLLIMM，以及應用于機械臂、工業(yè)用驅動器和工業(yè)自動化和控制的功率模塊 Acepack?？梢钥闯?IPM-SLLIMM 側重小功率應用，ACBPACK 側重大功率領域，都可以工作在 175V 的環(huán)境下。意法半導體的優(yōu)勢在于，可以在一個封裝中放不同的晶元。
用智能化的方式連接和驅動工業(yè)傳感器和執(zhí)行器
智能工業(yè)的另一重要體現在于，設備之間的通信功能，通信的需求多種多樣，因此機器互聯需要統(tǒng)一的標準，在工業(yè)領域，IO-Link 標準應用非常廣泛。意法半導體的方案用于 IO-Link 的主機和設備，以及通用型收發(fā)器；具有簡單且兼容的特性，不需要特殊電纜，與現有網絡完全兼容，無需現場總線；具有高功能型，高性能過程數據傳輸，自動參數設置和擴展診斷，提供錯誤檢測和校正功能，輕松處理。
意法半導體用于工廠自動化的通信解決方案包括 IO-Link 系列、IPS 系列和 KNX 系列，其中 IO-Link 系列支持工業(yè)傳感器和過程控制；IPS 系列支持可編程邏輯控制、工業(yè) PC 外接 I/O，數控機床和適用于各類負載的驅動器；KNX 適用于智能樓宇。通過 ST 的 L6360 控制器可以實現一個主機控制四個從機，從而檢測各種信息進行回傳。
采用意法半導體產品的預測性維護系統(tǒng)
預測性維護在工業(yè)環(huán)境中一直扮演著日益重要的角色，物聯網組件的持續(xù)增長也提供了比以前更多的信息。結合各種傳感器，現代工業(yè)軟件比過去憑借個人經驗判斷確定何時需要更換設備部件更加有效。據統(tǒng)計，預測性維護能夠減少多達 50%的停機時間，還可以節(jié)省多達 40%的設備和維護成本。
自動化時代的 MEMS，符合工業(yè) 4.0 要求
各種傳感器是智能工業(yè)的環(huán)境信息采集端，只有采集了準確的外部信息才能實現準確的控制。意法半導體的傳感器種類非常全，包括運動、振動、角度測量，溫度監(jiān)控和校準，環(huán)境濕度監(jiān)控，環(huán)境氣壓監(jiān)控，聲學監(jiān)控，以及接近、位置、物體檢測，已經應用在多種消費電子產品中，當然他們也看到了工業(yè)應用的機會，想要進入工業(yè)市場。對比工業(yè)應用，大家都認為消費電子應用對元器件的要求較低，面對在工業(yè)應用的經驗不足如何進行彌補？
Francesco Muggeri 分析，“我們關注工業(yè)應用已經有 30 多年的歷史，對各種應用了解很深，不能說 ST 在工業(yè)領域沒有傳感器，只是在消費領域的出貨量比較大，這些數據對于消費者更透明，他們了解更多。其實我在 1995 年加入了 ST，是 ST 第一批設計工程師，我們剛開始不是從消費電子開始設計產品的，而是從工業(yè)和汽車開始做的，只是相對于消費電子領域，工業(yè)應用更分散，但是我們的工藝和技術能滿足工業(yè)應用的需求，我們可以成為一線的供應商，這中間可能需要了解客戶的需求，做更過工作才能將產品帶給客戶。”
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