工業(yè)4.0與嵌入式系統(tǒng)

工業(yè)4.0概念下的智能工業(yè)系統(tǒng)中有大量的電子控制裝置，它們都是嵌入式系統(tǒng)，比如今天我們談?wù)摰煤芏嗟?a href="http://www.surachana.com/callsale/robot/">工業(yè)機器人，其中的高性能控制器就是一個很復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)，工廠自動化中大量使用的PLC也是一種嵌入式系統(tǒng)。

在德國聯(lián)邦教育研究部工業(yè)4.0工作組的“實施工業(yè)4.0攻略的建議”的報告中多次提到嵌入式系統(tǒng)，比如在摘要部分有這樣的描述：“功能強大的、自主的微型計算機（嵌入式系統(tǒng)）正越來越多地相互間或與互聯(lián)網(wǎng)以無線方式互聯(lián)。

這正在導(dǎo)致引起實體物理世界與虛擬網(wǎng)絡(luò)世界（cyberspace）以虛擬網(wǎng)絡(luò)—實體物理系統(tǒng)（CPS）的方式相融合。繼2012年推出新的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6”，現(xiàn)在已經(jīng)有足夠的地址使得對象間可以通過互聯(lián)網(wǎng)大范圍直接互聯(lián)”。

智能工業(yè)設(shè)備中的嵌入式系統(tǒng)與消費電子產(chǎn)品有很大的不同，一個重要標(biāo)志是智能工業(yè)設(shè)備對實時性和可靠性的嚴(yán)格的要求，比如一個化工廠的控制系統(tǒng)僅僅因為時間的延遲而造成得嚴(yán)重后果，輕者會帶來產(chǎn)品質(zhì)量下降，殘次品出現(xiàn)，重則會導(dǎo)致人命關(guān)天的事故。嵌入式企業(yè)適應(yīng)智能工業(yè)產(chǎn)品的高可靠性要求，要做好開發(fā)和驗證周期長的思想準(zhǔn)備，腳踏實地的做好產(chǎn)品的可靠性認證工作是做好嵌入式工業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵。

除此之外，強調(diào)互聯(lián)互通的智能工業(yè)系統(tǒng)，將會有各種通信需求。除了支持民用通信網(wǎng)絡(luò)外，還要支持工業(yè)通訊技術(shù)，比如CAN、CANOpen、ModbusProfiNet、EtherCAT、Powerlink和EtherNet等。一般情況下，智能工廠的網(wǎng)絡(luò)是分三層部署的，即設(shè)備、控制和信息三層，每層之間都布置了網(wǎng)絡(luò)安全隔離措施，即使這樣，智能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的信息安全依然不容忽視。要解決智能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全問題，可從兩個方面入手；一是通訊鏈路的安全，二是設(shè)備本身的安全。這兩個目標(biāo)的實現(xiàn)均需要使用嵌入式芯片、軟件和協(xié)議方面的技術(shù)，目前國內(nèi)企業(yè)的技術(shù)和經(jīng)驗與國外差距很大，急待提高。