由于其經(jīng)濟影響巨大，工業(yè)4.0也受到政治推動，各國政府官員正在推動一種將供應商視角和用戶公司視角結合起來的雙重戰(zhàn)略，主要領域是工業(yè)自動化和工廠工程。為此，制造商必須將最新技術用于自己的生產(chǎn)過程，另一方面還要將這些技術和產(chǎn)品投向市場，從歐美到中國，這種例子不勝枚舉。

圖1：過去5年，中國企業(yè)智能制造產(chǎn)品和服務利潤率貢獻率顯著提升。

從主導供應商的角度來看，信息或通信技術與傳統(tǒng)高科技方法的整合主要是為了擴展生產(chǎn)部門及其技術。為了實現(xiàn)這一擴展，需要滿足不斷增強的市場動能和市場復雜性所產(chǎn)生的先決條件。從制造企業(yè)的角度來看，重要的是為新市場設計智能技術和產(chǎn)品，并相應地為這些市場服務。為了滿足供應商和制造商的需求，企業(yè)需要兼顧這兩種視角的戰(zhàn)略。例如，半導體行業(yè)中的公司就很擅長運用此類雙重戰(zhàn)略。

ADI公司現(xiàn)場應用工程師Thomas Brand就曾撰文指出，所有人都同意工業(yè)4.0不僅能推動新技術和智能產(chǎn)品發(fā)展，而且有助于擴展生產(chǎn)部門。這同時為駕馭現(xiàn)有及新興市場不斷增強的市場動能和復雜性創(chuàng)造了條件。能在多個領域發(fā)揮作用的公司似乎擁有特別好的起跑位置。這點尤其適用于半導體行業(yè)中的公司。

如ADI公司等半導體制造商正在消化這個復雜的概念，將自己的生產(chǎn)線轉變成全自動智能工廠。此外，這些制造商還向制造業(yè)中的其他公司提供創(chuàng)新技術，幫助他們將其制造設施改造成智能工廠。

工業(yè)4.0將為企業(yè)提高附加值，它們應該抓住相關機會以鞏固公司的成功。尤其是對半導體制造商來說，研究結果可分為三個方面：新技術、新產(chǎn)品和新商業(yè)模式。所有這三個方面一起涵蓋了生產(chǎn)及其產(chǎn)品的整個價值鏈——從傳感器節(jié)點開始經(jīng)云端再到下游服務。

圖2：中國智能制造企業(yè)所關注的相關新技術。

如圖2所示，德勤2018智能制造企業(yè)調研中所展示的中國企業(yè)所關注的一系列智能制造相關技術也從一方面反映了上述價值鏈的訴求。

如何部署和實現(xiàn)智能工廠信號鏈

ADI專家認為，為實現(xiàn)智能工廠轉型，必須提供智能和節(jié)能產(chǎn)品，或者說完全自主的系統(tǒng)，它們可以很簡單地集成到現(xiàn)有生產(chǎn)結構中（例如即插即用）。這些系統(tǒng)由各種半導體器件和傳感器組成，并與模擬和數(shù)字信號處理IC相結合。價值鏈從這些器件開始：首先，傳感器負責從真實的物理世界收集數(shù)據(jù)，之后將它們轉換成數(shù)字信號，再在數(shù)字領域中進行處理。

圖3：ADI眼中的智能工廠信號鏈。

隨著價值鏈的發(fā)展，市場需求將改變。這就是為什么半導體制造商必須將自己的企業(yè)和產(chǎn)品適應智能工廠的現(xiàn)實原因。技術趨勢正朝著智能節(jié)能產(chǎn)品以及集成安全安保功能和能源采集能力方向發(fā)展。在圖3中顯示了一個器件或者說一個完整的系統(tǒng)，其中以ADI公司基于MEMS的加速度計ADXL356為例。

ADXL356是一款低成本、低噪聲、3軸加速度計，測量范圍可達±40 g (FSR)。該器件的主要特性是超低失調漂移和低功耗。由于其密封封裝，ADXL356特別適合惡劣環(huán)境條件下的精確傾斜測量，高分辨率振動測量，以及低電流或電池供電無線傳感器中的高性能（長時間）測量，適用于結構健康監(jiān)測(SHM)、姿態(tài)和航向參考系統(tǒng)(AHRS)或其他具有突然過大作用力的應用等。

ADXL356是構成一個系統(tǒng)的基礎，并且可以通過其他功能實現(xiàn)擴展：利用模數(shù)轉換器、微控制器以及各種模擬、數(shù)字（部分隔離）或無線接口集成信號處理，支持以太網(wǎng)、6LpoWPAN或ADRadioNet等通信標準。ADRadioNet是由ADI公司開發(fā)的通信標準，其特點是采用無線自愈式多跳頻的通信協(xié)議，具有高擴展性，且內存消耗低。此外，它還集成加密方法（例如AES-128和AES-256）可阻止可能的網(wǎng)絡攻擊，提高了安全性。最后但同樣重要的是，功能安全在這些系統(tǒng)的開發(fā)過程中起著重要作用，因為這對智能工廠而言也非常重要。

對于半導體制造商來說，未來僅擴充傳感器和其他半導體器件的品種是不夠的。為了成為市場上的全球性玩家，以及充分發(fā)掘工業(yè)4.0的潛力，其現(xiàn)有產(chǎn)品范圍必須通過通信和低功耗微處理器技術加以擴展。考慮到這一點，ADI公司已經(jīng)在其產(chǎn)品組合中提供了相關解決方案。例如在通信領域，有多種采用HART?

圖4：ADI基于MEMS的智能傳感器解決方案調制解調器的解決方案。

通過使用現(xiàn)有基礎設施來實現(xiàn)新的節(jié)能技術，ADI的這些HART解決方案能夠以相當簡單的方式改進傳統(tǒng)擁擠不堪的通信網(wǎng)絡。

市場研究還顯示，智能制造企業(yè)希望得到制造商和供應商的大力支持，以便更快更有效地將新產(chǎn)品集成到其系統(tǒng)中。通過這種方式，企業(yè)可以減少額外的工作量，繼續(xù)聚焦于其核心業(yè)務。具體說來，供應商和企業(yè)之間的合作或協(xié)同努力便屬于支持類型。

雖然工業(yè)4.0有諸多優(yōu)點，但是現(xiàn)在的問題是為什么仍有不少企業(yè)尚未投資于智能工廠？投資的主要障礙之一是企業(yè)還沒有認識到智能工廠會帶來利益，故不愿付出相關成本。例如，由于缺乏貨幣化評估標準，目前要計算投資率仍然相當困難。因此，半導體制造商必須提高客戶的意識，提供教育資料以說明智能工廠的優(yōu)勢，同時指出投資智能工廠會獲得的價值。

ADI 公司的 Thomas Brand認為：“半導體制造商之類的智能解決方案提供商也必須投資于自己的產(chǎn)品，可能的話還需要重組其各個業(yè)務部門。這些投資對于新技術和商業(yè)模式，以及開發(fā)和拓展營銷活動、資格認定措施、銷售管理都是必要的。”

隨著生產(chǎn)部門的轉型，數(shù)據(jù)和IT安全等領域會一再發(fā)揮重要作用。這些方面不僅僅是成功引入工業(yè)4.0的重要需求，而且還應該作為關鍵的成功要素持續(xù)地貫徹到數(shù)字系統(tǒng)中。

總而言之，對于企業(yè)來說，重要的是要在開始實施工業(yè)4.0的早期階段制定基本戰(zhàn)略路線，收集相關技術經(jīng)驗。然而，這個過程需要耐心，因為許多相關技術可能要經(jīng)過5年、10年甚至更長時間才能充分展現(xiàn)其潛力。因此，工業(yè)4.0的實施過程將需要很長時間。

正如 ADI 公司工業(yè)自動化業(yè)務部總經(jīng)理 Brendan O'Dowd 最近指出的，“我們的客戶希望快速邁向工業(yè) 4.0，但也需要確保其投資屬于可行的長期計劃。鑒于目前的創(chuàng)新速度，這可能非常難實現(xiàn)。我們專注于一系列解決方案，利用這些解決方案客戶可以快速抓住機會讓現(xiàn)有老舊基礎設施走上工業(yè)4.0的快車道。”