18世紀(jì),，第一次工業(yè)革命改變了驅(qū)動(dòng)能量,，水和蒸汽代替人力和牲畜力驅(qū)動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備,；到了20世紀(jì)初,，第二次工業(yè)革命通過(guò)分工概念和使用電力,，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),，改變了整個(gè)工業(yè)的能源；到了70年代,，第三次工業(yè)革命因電子信息技術(shù)進(jìn)入工業(yè)化,，極大提升了工業(yè)自動(dòng)化的程度，盡管大量自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用,，但是這些機(jī)器都是相互獨(dú)立的,。
如今人類(lèi)社會(huì)迎來(lái)了第四次工業(yè)革命，使用網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng),、通信,、物聯(lián)網(wǎng)和分散式?jīng)Q策，使得機(jī)器被大量地互聯(lián),，這就是人們常說(shuō)的工業(yè)4.0或智能工業(yè),，現(xiàn)在一個(gè)人就可能管理一條非常大的全自動(dòng)化的生產(chǎn)線。
顯然,，在工業(yè)4.0時(shí)代,，要求半導(dǎo)體廠家有更多智能的意識(shí)、更高的效率,、更多的連接以及更高性能的安全保護(hù),。 意法半導(dǎo)體（以下簡(jiǎn)稱(chēng)ST）作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商， 公司層面兩個(gè)核心戰(zhàn)略是IoT和自動(dòng)駕駛,，智慧工業(yè)就是其IoT戰(zhàn)略的重要部分,，面向智能工業(yè)擁有完整的產(chǎn)品線和系統(tǒng)解決方案。
ST覆蓋整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化的三個(gè)層次：執(zhí)行器件,、通信,、傳感器，這是整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化里最核心的部分,?！霸谡麄€(gè)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，ST有超過(guò)30年的經(jīng)驗(yàn),，可以給客戶提供很創(chuàng)新性的產(chǎn)品,，我們的產(chǎn)品線也非常廣泛，能夠覆蓋工業(yè)自動(dòng)化的各個(gè)方面，可以從傳感到信號(hào)整理,，到通信,、中央處理器、MCU等做一些預(yù)處理,。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)方面,，我們有全套的方案，包括有全套的工業(yè)方案來(lái)支持整個(gè)工系統(tǒng),?！?意法半導(dǎo)體公司Power Discretes及Analog Sub產(chǎn)品部市場(chǎng)及應(yīng)用資深總監(jiān)Francesco Muggeri介紹道。
意法半導(dǎo)體公司Power Discretes及Analog Sub產(chǎn)品部市場(chǎng)及應(yīng)用資深總監(jiān)Francesco Muggeri
ST之所以能夠提供這么多的產(chǎn)品,，是因?yàn)槠鋼碛卸鄻踊陌雽?dǎo)體工藝,。從標(biāo)準(zhǔn)的CMOS（數(shù)字產(chǎn)品），到BCD（模擬產(chǎn)品）,，MEMS（微機(jī)電產(chǎn)品）到功率器件,，都是自有的獨(dú)立工藝。因此,，ST可以在這些工藝之間任意地組合,，給客戶制作片上系統(tǒng)或者系統(tǒng)級(jí)的封裝。
ST在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域豐富的產(chǎn)品線具體體現(xiàn)在：執(zhí)行器件方面,，包括各種不同的負(fù)載,，驅(qū)動(dòng)各種不同的馬達(dá)；通信方面,，涵蓋所有的有線通信到無(wú)線的通信,；傳感器方面，包括加速度,、速度,、溫度等各種各樣傳感器。ST通過(guò)與客戶的深度合作和深度定制,，可以把各種不同的工藝集成在一個(gè)系統(tǒng)集封裝里,。通過(guò)獨(dú)特的系統(tǒng)級(jí)封裝,，達(dá)到目前市場(chǎng)上史無(wú)前例的500W/cm2的工業(yè)密度,。
數(shù)字化的運(yùn)動(dòng)控制
智能工業(yè)要求電機(jī)組件發(fā)展為不受地域限制的智能和診斷系統(tǒng)，ST智能運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備擁有大功率和簡(jiǎn)潔性,，適用于智能工業(yè),。作為電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的先鋒，ST提供了豐富的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,，在廣泛的額定電壓和電流范圍上滿足了有刷直流電機(jī),、步進(jìn)電機(jī)和無(wú)刷直流的要求。ST經(jīng)典的產(chǎn)品中集成MCU和模擬控制芯片。因?yàn)榧闪薙TM32的MCU,，所以所有的生態(tài)系統(tǒng)都非常完整,，可以找到非常多的軟件庫(kù)。
ST推出的兩個(gè)創(chuàng)新的產(chǎn)品,，一個(gè)是STSPIN233,，應(yīng)用于手持設(shè)備；另一個(gè)是STSPIN830,，應(yīng)用于交流供電的設(shè)備,。8系列支持帶交流供電的設(shè)備，它輸入電壓比較高,，適合應(yīng)用于舞臺(tái)照明,、3D打印機(jī)。2系列針對(duì)功率較小的電子氣門(mén),、電子鎖,，且不限于此，ST有一些客戶考慮將其用在手機(jī)上,。STSPIN32更靈活,，因?yàn)槔锩嬗肕CU的核，可以用在機(jī)械臂,、電動(dòng)工具,、工業(yè)自動(dòng)化和控制中。
采用STSPIN系列產(chǎn)品的3D打印機(jī)
STDrive柵極驅(qū)動(dòng)器會(huì)產(chǎn)生必要的電壓和電流電平,，以準(zhǔn)確有效地激活工業(yè),、消費(fèi)品、計(jì)算機(jī)和汽車(chē)應(yīng)用中的功率級(jí),。STGAP2系列中,， S是單路的，D是雙路的,，可以用在工業(yè)車(chē)輛,、1200V變頻器、服務(wù)器,、步進(jìn)電源,、工業(yè)壓縮機(jī)、太陽(yáng)能等領(lǐng)域,。2系列是工業(yè)級(jí)的,，ST還有針對(duì)汽車(chē)級(jí)的1系列產(chǎn)品。
智能化的通信連接
工業(yè)4.0要求機(jī)器相互連接起來(lái),，通信是其中很重要的環(huán)節(jié),。這里的通信是雙向通信,，不僅要把信息發(fā)過(guò)去，還要能夠把信息收回來(lái),。當(dāng)這些機(jī)器互聯(lián)的時(shí)候,，就需要一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器之間的通信才能夠?qū)崿F(xiàn),。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,，IO-Link標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用非常廣泛。
意法半導(dǎo)體的通信解決方案用于IO-Link的主機(jī)和設(shè)備,，以及通用型收發(fā)器,；簡(jiǎn)單且兼容性強(qiáng)，不需要特殊電纜,，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)完全兼容,，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)總線；具有高功能型,，高性能過(guò)程數(shù)據(jù)傳輸,，自動(dòng)參數(shù)設(shè)置和擴(kuò)展診斷；提供錯(cuò)誤檢測(cè)和校正功能,，輕松處理,。
ST用于工業(yè)自動(dòng)化的通信解決方案，適用于各種類(lèi)型的負(fù)載和應(yīng)用,。IO-Link主要用在工業(yè)場(chǎng)合,，可以驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載，在邏輯可編控制器,，包括工業(yè)I/O口,，都可以使用到；KNX主要用在智能樓宇,；而在需要在現(xiàn)場(chǎng)做一些處理,，不需要把所有的信息都傳回主機(jī)的情況下，通常對(duì)通信協(xié)議,、性能質(zhì)量和對(duì)工作環(huán)境要求都會(huì)非常高,，IPS系列就非常合適，主要應(yīng)用領(lǐng)域是可編程邏輯控制,、工業(yè)PC外接I/O,、數(shù)控機(jī)床和適用于各類(lèi)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)器。
典型IO-Link的應(yīng)用
一個(gè)工廠自動(dòng)化的典型IO-Link的應(yīng)用,，在中央端有傳統(tǒng)的PLC,， L6360是Master，L6362是Sliver,，一個(gè)Master可以掛4個(gè)Sliver,，Sliver端可以和各種不同傳感器配對(duì)，這樣在節(jié)點(diǎn)上就可以監(jiān)測(cè)整個(gè)工廠里面各種信息,，傳回到中央的PLC,。
符合工業(yè)4.0要求的MEMS
工業(yè)自動(dòng)化的生態(tài)系統(tǒng)中，有各種各樣的設(shè)備需要監(jiān)測(cè),，通過(guò)傳感去監(jiān)測(cè)這些設(shè)備的狀態(tài)?，F(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)線都是流水線式的，當(dāng)中間有任何一個(gè)設(shè)備損壞的時(shí)候,，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)流水線停下來(lái),，在中間的半成品最后都可能變成廢品。
ST根據(jù)實(shí)際應(yīng)用和測(cè)算認(rèn)為,，可預(yù)測(cè)的維護(hù)系統(tǒng)可以將因?yàn)樵O(shè)備損害而造成的停歇時(shí)間減少50%,，可以幫助客戶將因?yàn)樵O(shè)備損害而造成的直接的設(shè)備的損失減少40%。
ST的傳感器可以提供的除了傳統(tǒng)的加速度,、角速度傳感器以外,，還有溫度、語(yǔ)音和濕度的探測(cè),。為了適應(yīng)工業(yè)化的應(yīng)用需求,，這些產(chǎn)品ST都承諾至少十年的生命周期。
ST可以提供分布式的診斷和分布式的智能設(shè)備,，當(dāng)傳感器采集到信息以后,，在端點(diǎn)的地方做智能的運(yùn)算，可以避免傳輸大量的數(shù)據(jù)到中央處理器,，造成中央處理器過(guò)載和對(duì)輸鏈路的更高要求,。
振動(dòng)監(jiān)測(cè)演示
振動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器
ST提供了一個(gè)可預(yù)測(cè)性的維護(hù)的demo板，演示對(duì)馬達(dá)振動(dòng)的監(jiān)測(cè),。傳感器監(jiān)測(cè)振動(dòng),，通過(guò)IO-Link傳到數(shù)據(jù)中心或者傳到機(jī)房里，在傳感器端可以用MCU做初步的運(yùn)算和管理,。同時(shí),， ST還可以提供有安全功能的MCU，可以預(yù)防病毒或者黑客,、不良分子的破壞,。
ST的預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案會(huì)根據(jù)客戶的具體情況，提供3種相應(yīng)的產(chǎn)品或系統(tǒng)：
如果客戶本身非常很強(qiáng),，有非常多的專(zhuān)業(yè)知識(shí),，愿意自己做，ST可以提供單獨(dú)的器件給客戶,，由客戶來(lái)搭建自己的網(wǎng)絡(luò),，ST同時(shí)也會(huì)提供基本的軟件和中間件,，支持客戶來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的平臺(tái)。
ST正在研究做一些模塊化的產(chǎn)品,，這樣可以根據(jù)客戶的需求,，把分離的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)指定的功能。
如果客戶沒(méi)有這方面的技術(shù),，ST會(huì)提供模塊化的產(chǎn)品,；同時(shí)，在電腦端,，會(huì)提供GUI和技術(shù)支持,，來(lái)幫助客戶實(shí)現(xiàn)他們的功能。
3種情況下,，ST都可以提供每一個(gè)模塊的中間件,，同時(shí)提供GUI給客戶。
大家熟知的ST產(chǎn)品可能在消費(fèi)產(chǎn)品方面更多,，對(duì)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品線相對(duì)了解會(huì)少一些,，事實(shí)上，ST關(guān)注工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有30多年的歷史,，對(duì)各種應(yīng)用都有很深的了解,，在消費(fèi)領(lǐng)域的出貨量比較大，數(shù)據(jù)對(duì)于消費(fèi)者更透明,，大家了解自然更多一些,。Francesco Muggeri在1995年加入了ST，是ST第一批設(shè)計(jì)工程師,，當(dāng)時(shí)就是從工業(yè)和汽車(chē)開(kāi)始進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的,。相對(duì)于消費(fèi)電子領(lǐng)域，工業(yè)應(yīng)用更分散,，要求也更高,，ST強(qiáng)大的產(chǎn)品組合和過(guò)硬的產(chǎn)品質(zhì)量能滿足工業(yè)自動(dòng)化未來(lái)的要求，加速智能工業(yè)進(jìn)程,。