在當今快節(jié)奏的制造業(yè)格局中，要想保持競爭力，需要在每個環(huán)節(jié)都采用工業(yè)自動化。制造商逐漸認識到自動化帶來的巨大好處，從提高效率和一致性，到降低運營成本和提高安全性，不一而足。事實上，德勤最近進行的一項研究表明，86%的受訪制造業(yè)高管認為，智能工廠解決方案將成為在未來五年企業(yè)競爭力的主要驅(qū)動力。
 

　　為了跟上行業(yè)競爭的步伐，制造商正在工廠車間配置大量的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，以有效利用自動化和先進數(shù)據(jù)的巨大力量。這些數(shù)據(jù)包含對過程、性能和潛在漏洞的寶貴見解，如果信息泄露，可能會導致生產(chǎn)中斷、損失和安全隱患。全球制造業(yè)是網(wǎng)絡(luò)犯罪分子攻擊最關(guān)注的行業(yè)之一，2023年，工業(yè)數(shù)據(jù)泄露的平均成本超過470萬美元。因此，傳感器部署的激增推動了對高級連接的需求，特別是為了將數(shù)據(jù)安全、實時地傳輸?shù)皆贫说倪B接。
 

　　隨著工業(yè)自動化的加速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)彈性從未像現(xiàn)在這樣重要。制造商正在利用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，更好地在工廠實現(xiàn)從傳感器到云端高效、安全的連接。從驅(qū)動數(shù)據(jù)安全、優(yōu)化數(shù)據(jù)處理到靈活性和可編程性，F(xiàn)PGA可以使制造商能夠滿足這一快速發(fā)展的需求。
 

　　01  FPGA在工廠車間中的優(yōu)勢
 

　　隨著對高效、安全和適應(yīng)性強的從傳感器到云連接需求的增加，作為一種關(guān)鍵工具FPGA脫穎而出。FPGA有四個關(guān)鍵性能，使其成為傳感器到云連接的重要解決方案：
 

　　1  固有的靈活性和可編程性
 

　　FPGA最重要的優(yōu)點之一，是它具有一個可以定制和重新編程的“加密敏捷”解決方案。由于這些設(shè)備的獨特性和高度專業(yè)化，幾乎可以利用FPGA實現(xiàn)任何類型的計算功能。在制造業(yè)，這意味著開發(fā)人員可以創(chuàng)建引擎或協(xié)同處理器，專門處理從傳感器到云的連接需求。
 

　　此外，可以在系統(tǒng)部署后重新編程或更新FPGA。對于像制造業(yè)這樣，需求快速變化但產(chǎn)品生命周期延長的行業(yè)來說，這意味著開發(fā)人員可以更新和升級現(xiàn)有機器，以支持新標準并滿足新的技術(shù)需求，而無需更換整個產(chǎn)品。
 

　　2  高效的數(shù)據(jù)處理
 

　　隨著從傳感器到云連接的增加，需要無縫高效地收集、處理更多數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到云。FPGA包含并行處理功能，可聚合傳感器和相機數(shù)據(jù)并快速分析大量信息。相比之下，CPU一次只能處理一批數(shù)據(jù)，而FPGA可以同時合并和處理多個功能。
 

　　并行處理還允許FPGA同時監(jiān)視多條通信總線。這使開發(fā)人員能夠處理多種連接類型，將更多數(shù)據(jù)快速、安全地引入管道，并跨設(shè)備傳輸。例如，在汽車制造業(yè)中，F(xiàn)PGA可以將來自攝像頭所在位置的多個高分辨率攝像頭的信號進行組合或多路復(fù)用，待這些信號到達芯片系統(tǒng)(SoC)后將其再次分離。
 

　　3  增強的安全性
 

　　雖然工廠車間傳感器數(shù)量的增加為制造商提供了比以往任何時候都多的數(shù)據(jù)，但它也擴大了攻擊面，為四處找機會的攻擊者創(chuàng)造了更多切入點，并帶來更多的新漏洞。因此，制造業(yè)成為了網(wǎng)絡(luò)攻擊的首選目標。
 

　　專為硬件信任根(HRoT)和零信任安全設(shè)計的FPGA產(chǎn)品，可以為連接的設(shè)備提供增強的保護，以保護組織的整個攻擊面。此外，包含 HRoT 和零信任功能的 FPGA 可以建立獨特的設(shè)備身份，并在允許傳感器和云之間進行數(shù)據(jù)交換之前對其進行測試和驗證。這可以確保系統(tǒng)的核心功能和關(guān)鍵組件始終受到保護。
 

　　4  改進的安全措施
 

　　工廠車間傳感器收集的數(shù)據(jù)，對于改進人工智能驅(qū)動的預(yù)測性維護算法也至關(guān)重要，可以幫助制造商在潛在故障發(fā)生之前預(yù)測這些故障。該用例對于確保人機界面(HMI)的安全尤其重要，因為任何故障都可能造成可怕的后果。
 

　　利用FPGA的低延遲和高帶寬功能，制造商可以快速實時分析大量傳感器數(shù)據(jù)，識別HMI或其它人工智能驅(qū)動系統(tǒng)中即將出現(xiàn)問題的模式，并在故障出現(xiàn)之前加以預(yù)防。
 

　　02  構(gòu)建互聯(lián)的工廠車間
 

　　隨著制造商不斷通過自動化優(yōu)化效率，傳感器與云連接的重要性也得到更多關(guān)注。工廠車間的傳感器數(shù)量比以往任何時候都多，企業(yè)獲得了富有洞察力的寶貴數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有助于迅速做出決策并優(yōu)化運營效率。不過，傳感器部署的激增也使得企業(yè)迫切需要穩(wěn)健、安全的連接解決方案，以確保無縫、安全地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?。FPGA正通過提供無與倫比的適應(yīng)性、無縫的數(shù)據(jù)處理和更強的安全性來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。
 

　　在加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型的時代，制造商應(yīng)當認識到FPGA在實現(xiàn)從傳感器到云高效連接方面的關(guān)鍵作用。采用這項技術(shù)并將其集成到自動化戰(zhàn)略中，可以將效率和靈活性提升到新的水平，推動制造業(yè)走向由連接和創(chuàng)新所定義的繁榮未來。