ตลาดอุตสาหกรรมภายใต้แรงกดดัน: เทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติและการสื่อสารสามารถทะลุทะลวงได้อย่างไร

จากการพัฒนาล่าสุดในภาคการผลิตทางอุตสาหกรรม ตลาดระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการควบคุมยังคงอยู่ในระยะของการเติบโตอย่างรวดเร็ว ด้วยแรงผลักดันจากต้นทุนแรงงานที่เพิ่มขึ้น ความกดดันในการลดค่าใช้จ่ายและเพิ่มประสิทธิภาพ และความต้องการอันเข้มข้นของผู้ผลิตในการบรรลุกำหนดเวลา ความต้องการเทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติในโรงงานจึงพุ่งถึงระดับที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ตามสถิติและการคาดการณ์จาก Grand View Research ตลาดระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการควบคุมมีมูลค่าประมาณ 194.99 พันล้านดอลลาร์ในปีที่แล้ว โดยตัวเลขนี้คาดว่าจะสูงถึง 379.93 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2573

ตลาดการควบคุมอุตสาหกรรมของจีนกลายเป็นผู้เล่นหลัก
ตลาดการควบคุมอุตสาหกรรมของจีนก็มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเช่นกัน จากข้อมูลระดับชาติ ภาคอุตสาหกรรมของจีนยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่องในปี 2023 โดยมีตัวขับเคลื่อนการเติบโตใหม่ๆ เร่งตัวขึ้น ในบรรดา-องค์กรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ มูลค่าเพิ่มของการผลิตอุปกรณ์เพิ่มขึ้น 6.8% เมื่อเทียบเป็นรายปี-เมื่อเทียบเป็น- คิดเป็น 33.6% ของมูลค่าเพิ่มทั้งหมดขององค์กรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่- มูลค่าเพิ่มของการผลิตที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงเพิ่มขึ้น 2.7% คิดเป็น 15.7% ของมูลค่าเพิ่มทั้งหมดขององค์กรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่-

เหตุใดจึงมีช่องว่างบางอย่างระหว่างตลาดโลกและตลาดในประเทศ สาเหตุส่วนใหญ่มาจากการสนับสนุนนโยบายระดับชาติสำหรับการเปลี่ยนแปลงและการอัพเกรดการผลิต นับตั้งแต่มีการเปิดตัวแผนห้า-ปีที่ 14 ประเทศได้ให้ความสำคัญกับการเปลี่ยนแปลงและยกระดับภาคการผลิตทางอุตสาหกรรมอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ภายในเป้าหมายของการเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันหลักของการผลิต มีการมุ่งเน้นอย่างมากในการพัฒนาอุปกรณ์ควบคุมทางอุตสาหกรรม เช่น ระบบควบคุมแบบกระจายและตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ ขณะเดียวกันก็บรรลุความก้าวหน้าในส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวควบคุมขั้นสูงและระบบขับเคลื่อนเซอร์โวที่มีความแม่นยำสูง- การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมที่กำลังมาแรง เช่น รถยนต์พลังงานใหม่ ได้ผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลในโรงงาน โดยจังหวัดและเมืองต่างๆ ได้ออกนโยบายเงินอุดหนุนสำหรับโรงงานสาธิตเกณฑ์มาตรฐานอัจฉริยะทางดิจิทัล

การควบคุมอุตสาหกรรมห่วงโซ่อุปทานต้นน้ำ กลางน้ำ และปลายน้ำ

ต่อไป เรามาตรวจสอบห่วงโซ่อุปทานต้นน้ำ กลางน้ำ และปลายน้ำของการควบคุมอุตสาหกรรม อัปสตรีมส่วนใหญ่ประกอบด้วยชิปควบคุม/การสื่อสาร IP การออกแบบ เซ็นเซอร์ ส่วนประกอบ และ PCB ขั้นกลางซึ่งขึ้นอยู่กับกระบวนการควบคุมทางอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน แบ่งออกเป็นชั้นการดำเนินการ ชั้นไดรฟ์ ชั้นควบคุม และการตรวจสอบการปฏิบัติงาน เลเยอร์การดำเนินการประกอบด้วยวาล์วควบคุมและมอเตอร์ขับเคลื่อน เลเยอร์ของไดรฟ์ประกอบด้วยไดรฟ์ความถี่แปรผันและระบบเซอร์โว ชั้นควบคุมครอบคลุม HMI, DCS และ PLC และการตรวจสอบการปฏิบัติงานประกอบด้วยเครื่องมือและระบบการมองเห็นทางอุตสาหกรรม ส่วนปลายน้ำของการควบคุมอุตสาหกรรมครอบคลุมอุตสาหกรรมเฉพาะทางจำนวนมาก รวมถึงหลายอุตสาหกรรมที่ได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่น การผลิต 3C ยานพาหนะพลังงานใหม่ การจัดเก็บพลังงาน เซิร์ฟเวอร์ ปิโตรเคมี และการขนส่งทางรถไฟ

จากมุมมองของเซมิคอนดักเตอร์ ภาคการควบคุมอุตสาหกรรมต้นน้ำสามารถแบ่งออกเป็นสี่ส่วนหลัก ๆ ได้แก่ เซ็นเซอร์อุตสาหกรรม ชิปควบคุมทางอุตสาหกรรม IP การออกแบบ และ FPGA ทางอุตสาหกรรม เซ็นเซอร์อุตสาหกรรมซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของชั้นการรับรู้ (หรือชั้นป้อนกลับ) ในช่วงกลางของการควบคุมทางอุตสาหกรรม มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการทางอุตสาหกรรม และให้การตรวจสอบและปกป้องทรัพย์สิน ผู้ผลิตต่างประเทศ ได้แก่ ON Semiconductor, Precision Electronics, SICK, Keyence, Beckhoff, Honeywell, Omron, Datalogic และ Leica Geosystems ผู้เล่นในประเทศ ได้แก่ SmartSens, NXMicro, Cognex, Beiyang Group, XCMG, Minghao Sensing, XiaoAowei, Meixin Semiconductor และ Feien Microelectronics

ในภาคส่วนของชิปควบคุมและโมดูลทางอุตสาหกรรม ผู้ผลิตส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การพัฒนา-MCU วัตถุประสงค์ทั่วไป ผู้เล่นหลัก ได้แก่ บริษัทระหว่างประเทศ เช่น TI, ADI, ST, Microchip, Infineon, NXP, ON Semiconductor และ Renesas ควบคู่ไปกับผู้ผลิตในประเทศ เช่น JiHai Semiconductor, Huada, Zhongying Electronics, Xinwang Microelectronics, Fengteng Technology, Artel, Jucheng Semiconductor, Nuvoton, Vanguard, Times, Hangshun, Saiyuan, เทคโนโลยี Guoguo, เทคโนโลยี Dongtu, Zhongke Jingshang, เทคโนโลยี Xinhai และ Zhaoxin

ในขณะเดียวกัน เมื่อความต้องการที่แตกต่างกันเพิ่มขึ้น IP การออกแบบก็กลายเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้สำหรับผู้ผลิตชิปอัปสตรีม ซึ่งครอบคลุมทั้ง IP หลักและ IP อินเทอร์เฟซ ผู้เล่นจากต่างประเทศ ได้แก่ Arm, Synopsys, Cadence, Imagination, Renesas และ Sifive ในขณะที่บริษัทในประเทศ ได้แก่ PingTouGe, Andes Technology, VeriSilicon และ CanSemi

สุดท้ายนี้ FPGA อุตสาหกรรมมองเห็นความต้องการที่สำคัญในภาคที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว เช่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรมและอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง- ซึ่งการควบคุมเซอร์โวแบบหลาย-แกนประสิทธิภาพสูง-มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ด้วยเหตุนี้ FPGA จึงยังคงถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในเซอร์โวไดรฟ์ ระบบ CNC และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม นอกจากนี้ยังพบแอปพลิเคชันในการสื่อสารทางอุตสาหกรรม เช่น ทำหน้าที่เป็น EtherCAT ต้นแบบหรือทาส ผู้ผลิตในต่างประเทศ ได้แก่ AMD (Xilinx), Intel (Altera), Lattice และ Microchip ผู้ผลิตในประเทศ ได้แก่ Gowin Semiconductor, Anlu Technology และ Unisoc

ต่อไป เราจะใช้ผลิตภัณฑ์ต้นน้ำเป็นตัวอย่างเพื่อแสดงแนวโน้มที่เกิดขึ้นใหม่ในตลาดการควบคุมอุตสาหกรรม ประการแรกคือการควบคุมมอเตอร์หุ่นยนต์ การใช้งานทางอุตสาหกรรมที่ต้องการการบูรณาการการประมวลผลและการสื่อสารแบบเรียลไทม์-- เช่น การควบคุมมอเตอร์ของหุ่นยนต์- ต้องการประสิทธิภาพการประมวลผลแบบเรียลไทม์ที่สูงกว่า- ในขณะเดียวกันก็สนับสนุนโปรโตคอลการสื่อสารทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม การเลือก MCU ที่มีประสิทธิภาพเพียงพอสำหรับการขยายและคุณสมบัติเพิ่มเติมในอนาคตก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน

ภายในสถาปัตยกรรมแบบผสมผสานดังกล่าว การควบคุมมอเตอร์มักต้องใช้ MCU ตัวเดียวในการจัดการหลายแกน ด้วยเหตุนี้ MCU จึงต้องรวมแกนประมวลผลแบบเรียลไทม์-ประสิทธิภาพสูง- เช่น R5F หรือ DSP ควบคู่ไปกับอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบเรียลไทม์- เช่น EtherCAT ยกตัวอย่าง MCU อุตสาหกรรมแบบมัลติคอร์ AM2343x- ของ TI ที่แสดงในแผนภาพเป็นตัวอย่าง สามารถรวมคอร์ Cortex-R5F ได้สูงสุดสี่คอร์ ซึ่งให้ประสิทธิภาพที่เพียงพอสำหรับการควบคุมมอเตอร์หลาย-แกนในวิทยาการหุ่นยนต์ ขณะเดียวกันก็รองรับการขยายด้วยโปรโตคอลการสื่อสารทางอุตสาหกรรม เช่น EtherCAT

ถัดไปคือชิปควบคุมเซอร์โวแบบครบวงจร ตัวควบคุมเซอร์โวเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบควบคุมการเคลื่อนไหวสมัยใหม่ มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อัตโนมัติ เช่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรมและศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซี ชิปควบคุมเซอร์โวให้การควบคุมการวางแนวสนามแม่เหล็กสำหรับมอเตอร์ ขณะเดียวกันก็รักษาประสิทธิภาพการขับเคลื่อนและประสิทธิภาพไดนามิกที่สูงขึ้น แผนภาพนี้แสดงให้เห็นโซลูชันการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์แบบครบวงจรของ Shijian โดยใช้ TMC4671 ซึ่งให้การควบคุมเชิงสนาม-สำหรับมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร สเต็ปเปอร์มอเตอร์ 2 เฟส มอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่าน และมอเตอร์คอยล์เสียง มันถูกเรียกว่า "บูรณาการโดยสมบูรณ์" เนื่องจากฟังก์ชันการควบคุมทั้งหมดถูกรวมไว้ภายในฮาร์ดแวร์ ควบคู่ไปกับ ADC ที่ผสานรวม อินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์ตำแหน่ง และอุปกรณ์แก้ไขตำแหน่ง ด้วยเหตุนี้ โซลูชันตัวควบคุมนี้จึงเหมาะสำหรับการใช้งานเซอร์โวที่หลากหลาย

ต่อไป เรามาตรวจสอบ HMI ของเลเยอร์ควบคุมกัน จากตัวอย่าง-HMI อุตสาหกรรมระดับสูง พวกเขาต้องการการสนับสนุนสำหรับความสามารถในการแสดงผลหลาย- ความละเอียดและอัตราเฟรมที่สูงขึ้น และประสิทธิภาพกราฟิกที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้สามารถออกแบบการโต้ตอบด้วยภาพที่ซับซ้อนมากขึ้น ยกตัวอย่าง MCU ซีรีส์ HPM6800 จาก Xianji Semiconductor นอกเหนือจากการบูรณาการแกน V-RISC{7}} ประสิทธิภาพสูงแล้ว ชิปนี้ยังรวม IP GPU 2.5D ของ VeriSilicon ไว้ด้วย ซึ่งให้ประสิทธิภาพกราฟิกที่เพียงพอสำหรับแอปพลิเคชัน HMI นอกเหนือจากนี้ HMI ที่ควบคุมโดย-เสียงแบบไม่ต้องสัมผัส-มักจะให้ความสำคัญกับการออกแบบที่กะทัดรัด ในขณะเดียวกันก็ต้องการการสนับสนุนสำหรับ-อินพุตคำสั่งที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าและหลายภาษา R9A06G150 ซึ่งเป็นเสียงของ Renesas HMI ASSP MCU เป็นตัวอย่างให้เห็นถึงแนวทางนี้

การปรับปรุงการตรวจสอบและวินิจฉัยสภาพในขณะเดียวกันก็บรรลุการเพิ่มประสิทธิภาพระบบโดยรวม ถือเป็นความท้าทายหลักในการใช้สิ่งอำนวยความสะดวกด้านกลไกและระบบทางเทคนิคในปัจจุบัน หัวข้อนี้มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ไม่เพียงแต่ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญในทุกที่ที่ใช้ระบบกลไก เดิมที เครื่องจักรจะได้รับการบำรุงรักษาตามกำหนดเวลา โดยการบำรุงรักษาล่าช้าอาจเสี่ยงต่อการหยุดทำงานของการผลิต ปัจจุบัน ผู้คนคาดการณ์อายุการใช้งานที่เหลืออยู่ของเครื่องจักรโดยการวิเคราะห์ข้อมูลการปฏิบัติงาน สามารถใช้ประโยชน์จากพารามิเตอร์หลัก เช่น อุณหภูมิ เสียง และการสั่นสะเทือนจากข้อมูลที่บันทึกไว้ เพื่อกำหนดสภาวะการทำงานที่เหมาะสมที่สุดและแม้แต่ช่วงการบำรุงรักษาที่จำเป็น วิธีการนี้ป้องกันการสึกหรอโดยไม่จำเป็น ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้ตรวจพบปัญหาที่อาจเกิดขึ้นและสาเหตุของปัญหาได้ตั้งแต่เนิ่นๆ

ในทำนองเดียวกัน เซ็นเซอร์รับภาพสำหรับการตรวจสอบด้วยภาพทางอุตสาหกรรมกำลังเผชิญกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นในภาคส่วนอุปกรณ์อุตสาหกรรม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและรับรองอัตราผลผลิตของผลิตภัณฑ์ ในบริบทนี้ เซ็นเซอร์ภาพที่ใช้สำหรับการตรวจสอบด้วยวิชันซิสเต็มไม่เพียงแต่จะต้องรับรู้แสงที่มองเห็นได้เท่านั้น แต่ยังเพิ่มความสามารถในการตรวจจับแสงในช่วงความยาวคลื่นที่มองไม่เห็นด้วย เช่น สเปกตรัมคลื่นอินฟราเรด (SWIR) สั้น- ยกตัวอย่างเซนเซอร์ภาพ IMX992/993 ของ Sony โดยผสานรวมเทคโนโลยี SenSWIR ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Sony เข้าด้วยกัน โดยมีพิกเซลขนาด 3.45- ไมครอน IMX992 มีความละเอียดถึง 5.32 ล้านพิกเซล ช่วยให้สามารถถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงและปรับปรุงความแม่นยำในการใช้งานด้านการตรวจสอบและการวัดทางอุตสาหกรรมต่างๆ

ชิปพิเศษมักจำเป็นสำหรับโปรโตคอลการสื่อสารทางอุตสาหกรรมเฉพาะ เช่น EtherCAT ในฐานะหนึ่งในผู้ผลิตรายแรกของจีนที่เปิดตัวชิปตัวควบคุมทาส EtherCAT Yasin Electronics เปิดตัว AX58100 ในปี 2019 ต่อมาก็ได้เปิดตัวตัวควบคุมทาส EtherCAT แบบดูอัล-คอร์พร้อมพอร์ต 2/3 ซึ่งให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นในขณะที่เปิดใช้งานการเชื่อมต่อโครงข่ายกับระบบทั้งหมดที่รองรับโปรโตคอลการสื่อสาร EtherCAT มาตรฐาน แอปพลิเคชันประกอบด้วยการควบคุม I/O สัญญาณดิจิทัล การเก็บข้อมูลเซ็นเซอร์ การควบคุมแกนหุ่นยนต์ และ EtherCAT-เพื่อ-IO-ลิงก์ฟังก์ชันเกตเวย์หลัก ภาพทางด้านขวาแสดงแผงหลักอุตสาหกรรม TL3568 ที่พัฒนาโดย Chuanglong Technology โดยใช้ส่วนประกอบภายในประเทศทั้งหมด ออกแบบโดยใช้โปรเซสเซอร์ RK3568 ของ Rockchip และยังสามารถใช้สร้าง EtherCAT ต้นแบบได้ด้วย ต้นแบบ EtherCAT ไม่จำเป็นต้องใช้ชิปเฉพาะ สามารถใช้งานได้ในซอฟต์แวร์ล้วนๆ ตัวอย่างเช่น การรวมโปรโตคอลหลัก EtherCAT เข้ากับ RT-Thread ช่วยให้สามารถควบคุมเซอร์โวมอเตอร์และ I/O ระยะไกลได้แบบเรียลไทม์

สุดท้ายนี้ FPGA อุตสาหกรรมนำเสนอการใช้ตรรกะของฮาร์ดแวร์โดยมีข้อดี เช่น การประมวลผลแบบขนานความเร็วสูง- หน่วย I/O จำนวนมาก และฟังก์ชันมัลติเพล็กซ์ อย่างไรก็ตาม พวกเขาเผชิญกับข้อจำกัดในการควบคุมที่ยืดหยุ่นและโปรโตคอลการสื่อสารที่ซับซ้อน สิ่งนี้นำเราไปสู่ ​​SoC FPGA ซึ่งรวมโปรเซสเซอร์แบบฮาร์ดคอร์-ไว้ภายในสถาปัตยกรรม FPGA สิ่งนี้จะช่วยลดการใช้พลังงานและต้นทุนของระบบในขณะที่ลดขนาดมาเธอร์บอร์ดให้เหลือน้อยที่สุด พวกเขารักษาความยืดหยุ่นที่ตั้งโปรแกรมได้ของ FPGA ในขณะที่ยังคงความเข้ากันได้กับระบบนิเวศของฮาร์ดโปรเซสเซอร์ ลองดูตัวอย่าง FPSoC ซีรีส์ SALDRAGON ของ Anlu Technology ที่เปิดตัวเมื่อปีที่แล้ว: โดยเสนอตัวเลือกการผสานรวมของตัวประมวลผล Arm Cortex-A35 แบบดูอัล-คอร์หรือตัวประมวลผล RISC-V แบบ-คอร์เดี่ยว 64{12}}บิต ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากระบบนิเวศทั้งสองได้อย่างเต็มที่

การสื่อสารทางอุตสาหกรรม: การครอบงำของอีเทอร์เน็ตยังคงแข็งแกร่งขึ้น
หลังจากหลายทศวรรษของวิวัฒนาการและการทำซ้ำ วิธีการสื่อสารทางอุตสาหกรรมแบ่งออกเป็นสามประเภทตามการใช้งานทางกายภาพ ได้แก่ อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม ฟิลด์บัส และเครือข่ายไร้สายทางอุตสาหกรรม ภายในอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม เทคโนโลยีเกิดใหม่ เช่น EtherCAT, PROFINET และ EtherCAT มีอิทธิพลเหนือในปัจจุบัน ระบบ Fieldbus ประกอบด้วย PROFIBUS DP, Modbus-RTU และ CC-Link เครือข่ายไร้สายทางอุตสาหกรรมซึ่งเพิ่งเกิดขึ้นในเครือข่ายอุตสาหกรรมเมื่อเร็วๆ นี้ รวมถึง-โซลูชันการเชื่อมต่อที่เป็นที่รู้จัก เช่น Wi-Fi, บลูทูธ และ 5G

จากสถิติของ HMS นั้น Industrial Ethernet ยังคงครองตำแหน่งการติดตั้งโหนดใหม่ในปี 2023 โดยส่วนแบ่งการตลาดเพิ่มขึ้นจาก 68% ในปีก่อนหน้าเป็น 71%- ซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างมาก 12% ในขณะที่ PROFINET, EtherNet/IP และ EtherCAT ยังคงเป็นผู้เล่นหลักสามรายในตลาด ความนิยมของ PROFINET และ EtherCAT ก็เติบโตอย่างต่อเนื่อง เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อไร้สาย ฟิลด์บัสยังคงเป็นส่วนสำคัญของโหนดใหม่ อย่างไรก็ตาม บริษัทได้สูญเสียโมเมนตัมของตลาดไปเพียงพอแล้ว และอาศัยอุปกรณ์ เครื่องจักร และโรงงานเท่านั้นที่ยังคงใช้อุปกรณ์ฟิลด์บัสที่-ทำงานได้ดีและตามเวลา-ที่ผ่านการทดสอบแล้ว

การเชื่อมต่อไร้สายช่วยรักษาเสถียรภาพโดยรวม แม้จะมีการเรียกร้องอย่างต่อเนื่องสำหรับโรงงานไร้สายเต็มรูปแบบ การนำไปใช้ยังคงมีจำกัด เนื่องจากความจำเป็นในการเปลี่ยนเส้นทางสายเคเบิลที่กว้างขวาง- และความท้าทายในการสร้างสภาพแวดล้อมที่สนับสนุนการเข้าถึงเครื่องไร้สายและอุปกรณ์อุตสาหกรรมเคลื่อนที่

การพังทลายของส่วนแบ่งตลาดรถบัสอุตสาหกรรมส่วนใหญ่มาจากข้อได้เปรียบที่สำคัญที่นำเสนอโดย Industrial Ethernet เหนือรถโดยสารอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม ประโยชน์ที่สำคัญที่สุดคือความเร็ว: ต่างจากบัสอุตสาหกรรมแบบอนุกรม-ตรงที่ Industrial Ethernet มีความเร็วที่สูงกว่าอย่างมาก ซึ่งเกินกว่า 100Mbps แม้แต่บัสอุตสาหกรรม PROFIBUS ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะตัวแปร PROFIBUS DP ความเร็วสูง-สำหรับระบบอัตโนมัติในโรงงาน ก็มีความเร็วสูงสุดที่กำหนดค่าได้ซึ่งจำกัดไว้ที่ 12Mbps ประการที่สองคือโทโพโลยีที่ยืดหยุ่นมากขึ้น สำหรับการปรับใช้เครือข่ายอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน รถโดยสารอุตสาหกรรมที่ใช้การกำหนดค่าเดซี่เชนขนาดใหญ่-จะสร้างเครือข่ายที่เสี่ยงต่อความล้มเหลวอย่างมาก อย่างไรก็ตาม อีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมใช้โทโพโลยีที่ยืดหยุ่น เช่น เครือข่ายแบบดาวเพื่อสร้างเครือข่ายอุตสาหกรรมที่รวดเร็วและเชื่อถือได้มากขึ้น

ในที่สุด พันธมิตรในอุตสาหกรรมก็ผลักดันให้เกิดการยอมรับ ยกตัวอย่าง Profinet (ที่โดดเด่นใน Industrial Ethernet) และ Profibus (โดดเด่นในรถบัสอุตสาหกรรม) แม้ว่าทั้งสองจะได้รับการส่งเสริมโดย PI ตั้งแต่ปี 2016 Profinet ก็แซงหน้า Profibus ในการติดตั้งโหนดอุปกรณ์ใหม่ ด้วยโซลูชันการโยกย้ายเขตพื้นที่สีเขียวและเขตพื้นที่สีเขียวที่ครอบคลุมในขณะนี้ ช่องว่างนี้ยังคงขยายกว้างขึ้นอย่างต่อเนื่อง

เนื่องจากมีอุปกรณ์ เซ็นเซอร์ และระบบเชื่อมต่อกับเครือข่ายอุตสาหกรรมมากขึ้น เทคโนโลยีไร้สายพื้นฐาน เช่น Wi-Fi, LoRaWAN และ DECT-2020 NR ช่วยให้มีความเป็นไปได้ในการรวบรวมและแบ่งปันข้อมูลอุตสาหกรรมที่สำคัญแบบไร้สาย อย่างไรก็ตาม ในขณะที่การใช้งาน 5G และวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีเติบโตเต็มที่ ตลาดการผลิตทางอุตสาหกรรมจึงหันความสนใจไปที่เทคโนโลยีเครือข่ายเซลลูลาร์มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่ค่อยได้ใช้ในเครือข่ายอุตสาหกรรม เนื่องจากความกังวลเรื่องความเร็วและความหน่วง อย่างไรก็ตาม เครือข่ายไร้สายทางอุตสาหกรรมยังคงท้าทายในการนำมาใช้เป็นโซลูชันหลักในสภาพแวดล้อม RF ที่รุนแรงบางแห่ง นอกจากนี้ เครือข่ายไร้สายเซลลูลาร์ เช่น 5G จะต้องดิ้นรนเพื่อรับประกันคุณภาพเครือข่ายที่ต้องการในการตั้งค่าจากโรงงาน เว้นแต่จะได้รับการสนับสนุนจากผู้ให้บริการโทรคมนาคม

ในแง่ของส่วนแบ่งการตลาด การใช้ 5G ในเครือข่ายไร้สายทางอุตสาหกรรมยังคงมีจำกัด เนื่องจากเครือข่ายไร้สายอุตสาหกรรม 5G มีการใช้งานแตกต่างจากวิธีเครือข่ายอื่นๆ โดยหลักๆ ผ่านการสร้างโรงงาน 5G ที่เชื่อมต่อเต็มรูปแบบโดยตรง ด้วยแรงผลักดันจากโครงการริเริ่มอินเทอร์เน็ต 5G+เชิงอุตสาหกรรม ทำให้จำนวนโครงการทั่วประเทศทะลุ 8,000 โครงการ กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศ (MIIT) ได้เลือกและเผยแพร่ "2023 5G Factory Directory" ซึ่งมีโครงการมาตรฐาน โดยมีการลงทุนด้านการก่อสร้างรวมทั้งสิ้น 9.73 พันล้านหยวน ผู้ให้บริการโทรคมนาคมรายใหญ่ทั้งสามรายยังได้มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการสร้างเครือข่ายอุตสาหกรรมโดยตรงสำหรับโรงงาน 5G

ความคิดสุดท้าย

แนวโน้มของตลาดบ่งชี้ว่าภาคส่วนระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการควบคุมยังคงอยู่ในระยะการพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศจีน ซึ่งนโยบายระดับชาติที่สนับสนุนการเปลี่ยนแปลงและการอัพเกรดการผลิตได้ให้แรงผลักดันที่สำคัญ ประการที่สอง ด้วยแรงหนุนจากความก้าวหน้าในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ขั้นต้น ภาคระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมของจีนกำลังเปลี่ยนจากการขยายขนาดไปสู่การเพิ่มคุณภาพ การทดแทนอุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรมระดับไฮเอนด์-ในประเทศไม่ได้เป็นเพียงสโลแกนอีกต่อไป ในการสื่อสารทางอุตสาหกรรม ในขณะที่ระบบบัสอุตสาหกรรมเผชิญกับความท้าทายในการเติบโต อีเธอร์เน็ตเชิงอุตสาหกรรมกำลังเร่งอัตราการทดแทน เครือข่ายไร้สายทางอุตสาหกรรมแสดงการเติบโตโดยรวมที่ชะลอตัวเล็กน้อย แต่การใช้งานในโรงงาน 5G กำลังเร่งตัวขึ้น โดยเฉพาะในตลาดภายในประเทศ