工業自動化是繼汽車之後備受全球晶片設計企業們看好的市場，如今，隨著越來越多晶片巨頭的加入，這個戰場也正醞釀起一場聲勢浩大的霸權爭奪戰。畢竟，從中國本土的視角來看，這是一個國家大戰略長期推動的產業，也正因此，中國工業自動化相關設備的市場近幾年一直都保持著頗為穩定的增速。
以工業機器人為例，有資料顯示，2018年中國工業機器人銷量達15.64萬台，同比增長近15%，中國已連續6年成為全球最大的工業機器人銷售市場。這也使得當今越來越多的晶片公司，開始對標中國數以萬計的工廠，試圖在這波政策紅利徹底發酵前穩穩地占住中國工業自動化的市場高地。
然而，想要搶佔龐大的工業自動化市場，自然也需要直面不少的挑戰，包括應用場景分散、安全保密性、設備互聯互通、資料處理和決策分析等。晶片作為推動技術變革的核心動力，伴隨著智慧互聯浪潮對應用場景需求的變化，也急需做出更多的創新。TI作為這場技術變革的見證者和主要參與者，在工業自動化領域的競爭力在哪?
綜合性平臺的重要意義
工業自動化是TI投入很大的市場，這些年，隨著AI、5G以及IoT概念的盛行，工業領域的需求也隨之發生了相當大的改變。“在過去的一兩年裡，我們看到工業市場有加速發展的趨勢。而現在，很多的工業自動化類應用其實是很分散的，不同應用一般會有不同的標準協議以及不同的平臺，這也使得企業針對不同的平臺和標準去做研發設計非常費時費力。”德州儀器處理器業務部經理Sameer Wasson表示。
“比如，現在很多大的工廠購買的設備一般都是採購自不同的公司，這些不同公司的設備怎樣去互聯互通，這就需要有一個同樣的標準，來確保每個系統用的通信協定都是一樣的情況下實現互聯互通。”Sameer Wasson進一步舉例到。
這也是TI為何會推出一個綜合性平臺的意義所在，歸根結底，就是為了幫助方案開發商節省成本和產品上市時間。記者獲悉，TI的Sitara AM6x處理器通過先進的集成技術，具備先進的工業網路能夠滿足迅速發展的工業4.0需求，其功能安全和安保的高可靠性和集成功能以及具備統一平臺的可擴展處理器系列，可以推動現代有人工廠向更高智慧和全自動化加速邁進。TI有一系列的產品，包括從低端到高端，從單核/多核的ARM處理器到ARM+DSP的組合型產品，其中的功能除了工業領域本身的通信、控制以及傳感之外，還擁有保護和隔離、電源優化、安全以及功能安全等配套技術模組，能夠全方位適應工業自動化場景各種靈活性的需求。
“邊緣+雲端”計算提升AI“硬”實力
邊緣計算可謂是當下非常火的一個概念，這也使得當今無論是晶片界巨頭還是初創企業，都爭相研發或推出精於邊緣計算的AI晶片，以對接市面上越來越多的端側AI應用需求。雖然在工廠自動化場景，邊緣計算的能力十分必要，但僅用邊緣計算來做資料處理顯然是不夠的。因為很多應用還需要進行大量的資料搜集與集中處理，單一的邊緣計算AI晶片顯然不能夠負荷如此龐大的資料集處理工作。也正因此，TI的工業自動化處理器會特別配置了邊緣計算和雲端計算的雙重特性，進一步豐富了該系列晶片的應用環境和場景。
工業自動化場景對處理器邊緣計算和雲端計算各有怎樣的要求?德州儀器中國區業務拓展總監吳健鴻告訴記者：“現在有很多的工業應用都開始採用雲端計算來做，但這類應用都需要快速的去做即時化的處理和回應，這種情況下，雲端伺服器不一定是好的選擇。這時，就需要一些比較強大的平臺去做即時的本地運算功能，從這個角度來看，對平臺的性能也會有很高的要求。” 對於本地運算性能，在資料搜集和處理的部分，邊緣計算是越來越重要了，吳健鴻認為：“其中既包括AI也包含一些即時的運算，所以從這個角度來看，我們發現越來越多的過去用MCU來做的方案，現在都需要一些比較大的ARM處理器，用來解決一些即時性的邊緣側資料處理的問題。比如現在的工廠裡面，感測器的應用是越來越多，其中不僅包括感知環境的溫濕度感測器，同樣也包含毫米波雷達甚至雷射雷達這類更高端的感測器，這樣一些不同的感測器組合，需要將多路感測器的資料傳輸到處理器內部，去做即時的計算。不過，另外一方面也會需要將一些資料要傳輸到雲端，特別是一些與公司業務相關的，會按照業務經營的情況去調整生產線和產品種類，這種應用就需要本地的運算，外加上一些雲端的平臺整合在一起。”
對此，Sameer Wasson也舉了一個非常形象的例子，他表示：“其實，不同的應用場景或者不同的設備，可能對雲端和邊緣計算都會有不同的要求。比如一個工廠裡的自動門，感測器一旦感知到有人走過，門就會自動打開，如果沒人走過的話，門就自動關閉，這一類功能基本都是依靠本地側的邊緣計算來實現。但如果想知道一天內工廠內部所有的自動門有多少個人進出，以及門開關的具體時刻，如果門比較多的情況下就需要系統搜集非常龐大的資料，這種更多需要放在雲端去做計算。所以，針對自動化工廠裡這些不同的大資料與小資料類應用，邊緣側和雲端計算其實都是非常必要的。”
工業自動化的“安全危機”
智慧互聯化為應用場景帶來的不僅僅只是便利，更帶來了非常嚴重的資料安全危機。尤其是在工業自動化場景，隨著新一代資訊技術與工業生產全過程的融合程度日益加深，全球範圍內工業設備聯網數量迅猛增長，新的技術架構、生產體系、運營模式也帶來了新的安全風險挑戰。
據國家工信安全中心報告顯示，2018年全球安全性漏洞數量高達432個，同比增長14%，中高危漏洞占比高達99%。像之前發生的烏克蘭氯氣站被攻擊、委內瑞拉全國性斷電等大規模、高強度安全事件，讓各國政府都將工業資訊安全作為重點關注的安全領域。加拿大汽車供應商Level One Robotics公共伺服器洩露全球超百家車企機密檔，台積電關鍵業務資料遭勒索病毒攻擊導致生產線停擺，都對企業的正常運營帶來嚴重的損害。
在日前的全國資訊化和軟體服務業工作座談會上，工信部資訊化和軟體服務業司司長謝少鋒曾表示：“當前，工業資訊安全形勢依然嚴峻，工業領域頻現高危漏洞，勒索病毒等攻擊手段愈發多樣，嚴重影響了工業生產運行就中國而言，從防護水準看，網路上可辨識的工業自動化控制系統及設備數量超過1.5萬個，遍佈全國31個省(區、市)。其中，多數缺乏安全防護，甚至處於‘裸奔’狀態。”
晶片作為這些工業自動化設備的主核心，自然需要在安全保密機制上做到極致，防止整個工業自動化系統不“裸奔”，而這正是TI這家公司的優勢。畢竟，經過很多年汽車市場的大浪淘沙，TI的晶片如今遍佈全球，成為大多數汽車上的標配，而汽車領域對安全性的要求其實要高於工業領域，這也就意味著TI能夠將在汽車領域的安全技術和經驗很容易的複製到工業市場。
吳健鴻表示：“無人化的工廠，其安全保護是非常重要的一環，設備互聯互通的情況下，如果沒有強大的安全保密機制，就會有人去破解系統，這將對工廠造成很大的安全隱患。當然說到底，要做無人工廠，哪怕有一個人在工廠裡面也需要確保設備的安全性，確保不會傷害到一些工人的生命，這都是現在越來越多工廠需要去考慮的地方。TI在汽車安全領域擁有非常大的優勢，而且過去多年我們也花了大量的時間將汽車領域的功能安全技術帶到工業自動化領域，相信這種實力能夠為現代工業自動化場景帶來足夠安全可靠的解決方案。”
小結
得益於多年來在汽車晶片領域積累的豐富經驗和技術實力，TI如今向工業自動化場景快速平滑過渡也不再是什麼難事。本次推出的綜合性工業自動化處理器平臺，在AI、通信連接、安全以及應用多樣化適應力等特性上都給業界樹立了一個標杆，同時也進一步印證了TI作為國際一線IC設計大廠的實力，既不脫于時代也超越時代。
不過，接下來，針對如何打通中國中國工廠自動化這一龐大的市場。TI仍需要站在一個全域的角度來充分考慮問題，如何利用產品本身獨特的市場化和成本優勢，切中中國客戶的心理，讓更多中國的工廠願意接受該方案，將是TI接下來能否切下中國工業自動化這塊“大蛋糕”的關鍵所在。