工業4.0與嵌入式系統

工業4.0概念下的智能工業系統中有大量的電子控制裝置，它們都是嵌入式系統，比如今天我們談論得很多的工業機器人，其中的高性能控制器就是一個很復雜的嵌入式系統，工廠自動化中大量使用的PLC也是一種嵌入式系統。

在德國聯邦教育研究部工業4.0工作組的“實施工業4.0攻略的建議”的報告中多次提到嵌入式系統，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）正越來越多地相互間或與互聯網以無線方式互聯。

這正在導致引起實體物理世界與虛擬網絡世界（cyberspace）以虛擬網絡—實體物理系統（CPS）的方式相融合。繼2012年推出新的互聯網協議IPv6”，現在已經有足夠的地址使得對象間可以通過互聯網大范圍直接互聯”。

智能工業設備中的嵌入式系統與消費電子產品有很大的不同，一個重要標志是智能工業設備對實時性和可靠性的嚴格的要求，比如一個化工廠的控制系統僅僅因為時間的延遲而造成得嚴重后果，輕者會帶來產品質量下降，殘次品出現，重則會導致人命關天的事故。嵌入式企業適應智能工業產品的高可靠性要求，要做好開發和驗證周期長的思想準備，腳踏實地的做好產品的可靠性認證工作是做好嵌入式工業產品的關鍵。

除此之外，強調互聯互通的智能工業系統，將會有各種通信需求。除了支持民用通信網絡外，還要支持工業通訊技術，比如CAN、CANOpen、ModbusProfiNet、EtherCAT、Powerlink和EtherNet等。一般情況下，智能工廠的網絡是分三層部署的，即設備、控制和信息三層，每層之間都布置了網絡安全隔離措施，即使這樣，智能工業網絡的信息安全依然不容忽視。要解決智能工業網絡的安全問題，可從兩個方面入手；一是通訊鏈路的安全，二是設備本身的安全。這兩個目標的實現均需要使用嵌入式芯片、軟件和協議方面的技術，目前國內企業的技術和經驗與國外差距很大，急待提高。