現(xiàn)在，以工業(yè)4.0為代表的智能制造正改變著未來(lái)制造業(yè)的形態(tài)。在這新的制造體系中，數(shù)據(jù)是靈魂性的要素，位于核心地位。

    不過(guò)這并不意味著硬件在工業(yè)4.0中會(huì)被邊緣化，畢竟數(shù)據(jù)還是需要透過(guò)硬件作為載體，進(jìn)而在現(xiàn)實(shí)世界中呈現(xiàn)其價(jià)值。因此，智能制造中“數(shù)據(jù)”的崛起，也會(huì)給硬件帶來(lái)了不少的商機(jī)。接下來(lái)，從工業(yè)4.0“數(shù)據(jù)流”的走向，可以更了解發(fā)掘出各個(gè)環(huán)節(jié)潛藏的硬件“錢(qián)途”。

傳感

    在工業(yè)控制系統(tǒng)中，傳感器是數(shù)據(jù)采集端，它們負(fù)責(zé)將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的大量非電量的物化參數(shù)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再由系統(tǒng)從中解讀出關(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息，作為控制決策的依據(jù)。智能制造對(duì)數(shù)據(jù)的依賴(lài)必然會(huì)刺激對(duì)傳感器的需求，未來(lái)工業(yè)市場(chǎng)對(duì)壓力、位移、加速度、角速度、溫度、濕度、氣體、光敏等多種傳感器的需求，會(huì)呈現(xiàn)整體提升的態(tài)勢(shì)。

    另一個(gè)值得關(guān)注的部份，還有機(jī)器視覺(jué)核心部件的CMOS圖像傳感器市場(chǎng)。根據(jù)IC Insights預(yù)測(cè)，全球工業(yè)用CMOS圖像傳感器市場(chǎng)將從2015年的3.96億美元成長(zhǎng)到2020年的9.12億美元。此外，多目三維視覺(jué)在工業(yè)場(chǎng)景中的應(yīng)用，可借助圖像傳感器收集的圖像數(shù)據(jù)也會(huì)更加豐富，作用也會(huì)更為顯著。圖像傳感器也將成為工業(yè)傳感器市場(chǎng)中不容小視的一塊“蛋糕”。

互連

    智能制造系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)，需要經(jīng)由一個(gè)快速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和共享。德國(guó)的《工業(yè)4.0研發(fā)白皮書(shū)》中將無(wú)線(xiàn)技術(shù)視為工業(yè)4.0網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)研究的重點(diǎn)項(xiàng)目。無(wú)線(xiàn)互連技術(shù)與傳統(tǒng)的有線(xiàn)工業(yè)通訊相比，優(yōu)勢(shì)顯著：一、網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)與維護(hù)成本低，根據(jù)測(cè)試，使用無(wú)線(xiàn)的測(cè)控系統(tǒng)其安裝與維護(hù)成本可降低90%;二、提高生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備配置的靈活性，且更符合智能制造“大規(guī)模定制”愿景所需的“柔性”要求;三、可適應(yīng)多樣性的組網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景需求，Mesh、星型等多種網(wǎng)絡(luò)的部署需求。

        因此，不論是工業(yè)領(lǐng)域原有的無(wú)線(xiàn)協(xié)議—如WIA-PA、Wireless HART和ISA，還是通用的無(wú)線(xiàn)協(xié)議—如Wi-Fi、Zigbee、NFC、Bluetooth、2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)通訊，都正影響、滲入工業(yè)領(lǐng)域。如何將NB-IoT等新興的LPWAN無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)融合到工業(yè)應(yīng)用中，也已被列入一些公司的考慮重點(diǎn)中。5G也在工業(yè)4.0的范疇，按照計(jì)劃2018年將實(shí)現(xiàn)公共5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)，為工業(yè)提供廣域網(wǎng)服務(wù)。

        不過(guò)，工業(yè)應(yīng)用對(duì)無(wú)線(xiàn)通信有更特殊的要求，特別是在可靠性和低延時(shí)等方面。因此，一些通用的無(wú)線(xiàn)技術(shù)短期內(nèi)還是會(huì)用于設(shè)備和產(chǎn)品信息的采集、內(nèi)部信息交互等非實(shí)時(shí)控制的場(chǎng)景，未來(lái)它們會(huì)與實(shí)時(shí)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)形成復(fù)合的通訊系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)架設(shè)高效可靠的管道。

        無(wú)線(xiàn)互連與傳感技術(shù)也在走向融合，具有無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能的無(wú)線(xiàn)傳感器也會(huì)成為一個(gè)新的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)可以擺脫傳統(tǒng)傳感器總線(xiàn)的束縛，讓數(shù)據(jù)匯聚的方式更為靈活，成本也更低。在此基礎(chǔ)上，傳感器產(chǎn)品還可加迭其他如能量采集等技術(shù)，形成更加多元化的產(chǎn)品，擴(kuò)展應(yīng)用版圖。

        無(wú)線(xiàn)互連的藍(lán)圖固然讓人興奮，但是在工業(yè)領(lǐng)域有線(xiàn)連接這樣的“老司機(jī)”同樣不可或缺，特別是對(duì)于需要大帶寬、高可靠、快速響應(yīng)的工業(yè)數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用。因此，也催生了高性能、高可靠的工業(yè)連接器需求。面對(duì)此高附加值的市場(chǎng)，連接器廠(chǎng)商也正不遺余力地耕耘，例如現(xiàn)今的M8/M12連接器已可支持高達(dá)1Gbps的網(wǎng)速。

資料決策

        將資料匯集到云端進(jìn)行分析和處理，并與既有的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析并提供決策建議，是工業(yè)4.0的核心關(guān)鍵。這會(huì)牽動(dòng)工業(yè)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)中心的需求，不論是使用公有云，還是構(gòu)建私有云，數(shù)據(jù)中心總量的增加是必然趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2019年全球數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到440億美元。

        未來(lái)面對(duì)日益繁重的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，需要更強(qiáng)大的處理器做支撐，新型的異構(gòu)式的處理器架構(gòu)正在登上舞臺(tái)，以解決多核通用處理器遇到的運(yùn)算瓶頸。開(kāi)發(fā)者們正在考慮CPU+GPU的模式，發(fā)揮GPU在浮點(diǎn)運(yùn)算等能力的最大極限。同時(shí)，F(xiàn)PGA這種程序設(shè)計(jì)邏輯架構(gòu)也備受矚目，F(xiàn)PGA與通用的處理器整合后有望成為未來(lái)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的主流架構(gòu)。服務(wù)器處理器市場(chǎng)霸主Intel對(duì)全球第二大FPGA廠(chǎng)商Altera的收購(gòu)，正印證了該趨勢(shì)。后續(xù)，高通也宣布與全球第一大FPGA廠(chǎng)商Xilinx，以及Mellanox結(jié)成同盟，與Intel形成市場(chǎng)對(duì)峙。

        值得注意的是，伴隨著數(shù)據(jù)中心運(yùn)算能力的飆升，其功耗也越來(lái)越可觀，根據(jù)2015年的統(tǒng)計(jì)資料，全球數(shù)據(jù)中心總量已超過(guò)300萬(wàn)座，其耗電量已占全球耗電總量的1.1%-1.5%。從單一數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本分析，電費(fèi)支出達(dá)70%，已遠(yuǎn)超過(guò)硬件基礎(chǔ)設(shè)備的成本，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能需求極大。因此，數(shù)據(jù)中心的電源架構(gòu)也正在改變，比如通過(guò)中央變壓器將交流電直接轉(zhuǎn)為380V的高壓直流，并通過(guò)高壓直流總線(xiàn)分配到各個(gè)用電單元，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)也提升效率。類(lèi)似的改變，也為與數(shù)據(jù)中心相關(guān)的電源管理組件提供了市場(chǎng)機(jī)遇。根據(jù)了解，2015年中國(guó)數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造規(guī)模為30億元左右， 預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)該數(shù)值會(huì)持續(xù)上升。