作者： Maurice O’Brien，战略营销经理

工业碳减排已刻不容缓！

如今，消费者热衷于使用低碳产品和服务，各国政府也纷纷出台相关法规，以减少碳排放并实现净零排放。在追求这一目标的过程中，工业制造企业有望借助新技术加速制造业低碳转型。本文将深入探讨减少工业碳排放的两大主题：

• 扩大电机驱动器部署以提高能效

• 数字化转型战略对提高制造效率的影响

2015年的《巴黎协定》要求将全球变暖限制在1.5℃以内，这意味着，2050年前须将当前的碳排放量减少80%以上。依照目前的趋势，全球将升温1.9℃至2.9℃，这将导致各国GDP大幅下降，多达33%的人口流离失所，相关灾害每年将造成数万亿美元的损失。

全球已经升温1.1℃，专家称本世纪30年代增幅可能会突破1.5℃，实现控温目标面临艰巨挑战。投资须从化石燃料转向能效提升、可再生能源与核能发电，以及碳捕集、利用与封存(CCUS)和其他低碳领域。图1显示了将碳排放量减少至60亿吨以实现1.5℃控温目标的途径，详见《2019年世界能源展望》。¹该研究包括既定政策

图1.相比既定政策情景，可持续发展情景中各措施的碳排放减少量。¹

既定政策情景和可持续发展情景两大部分。既定政策情景仅考虑已经宣布的具体政策举措。可持续发展情景则阐释了世界能够实现气候、能源获取和空气质量目标以及《巴黎协定》愿景的路径。与此同时，它始终高度关注能源的可靠性和经济性，以满足全球不断增长人口的需求。作为《巴黎协定》的一部分，效率对于碳排放减少量的贡献占比最大，达37%。¹2022年，全球与能源相关的碳排放量增长了0.9%，超368亿吨，创下历史新高，而工业排放量为92亿吨，下降了1.7%。2022年，工业碳排放量占总排放量的25%¹，加速工业能效投资将是实现2050年净零排放目标的关键举措之一。

更高效率的工业电机可显著减少工业碳排放

图2.工业电机关键统计数据。

扩大电机驱动器部署以提高能效

最基本、最低效的运动解决方案是基于并网或交流3相电机，它们使用开关设备来提供开关控制和保护电路。这些基本的运动控制解决方案以相对固定的速度运行，不受负载变化影响。节流阀、阻尼器、阀门等机械控制装置可调整输出变量（例如泵和风扇中的流体流量），而齿轮可实现显著的速度变化。据估计，目前所有已部署的电机中有70%至80%已并网，连接到逆变器或变速驱动器(VSD)将有助于降低能耗。

增加整流器、直流母线和3相逆变器级会得到可变频率和可变电压输出的逆变器，应用于电机可实现变速控制。这种逆变器驱动的电机可以使其在负载和应用中以优化的速度运行，从而大幅降低能耗，例如高效率的泵和风扇。当添加到泵、风扇或压缩机的现有电机时，逆变器通常可以降低约25%的功耗。⁴

对于更高性能的运动控制应用，VSD可以助力实现精准的扭矩、速度和位置控制。为了实现上述控制，我们在基本的开环逆变器驱动中增加了电流和位置测量，输送机、绕组、打印和冲压机器就是这些应用的典型示例。据估计，工业领域部署的所有电机中，有20%到30%是由逆变器驱动或连接到VSD。通过将更多已部署的运动资产从电网连接转移到逆变器驱动或VSD，我们可以显著降低工业领域中4.5亿台电机的能耗和碳排放量。

电机能效法规的重要作用

智能运动控制解决方案通过让越来越多的应用从定速电机转向高效率电机和VSD，正在并将继续大幅降低能耗，能效法规功不可没。能耗降低可以助力可持续制造，同时减少碳排放。为加速部署更高效的电机驱动系统，国际电工委员会(IEC)推动制定了节能电机标准，包括IEC 60034-2-1电机测试标准和涵盖四级电机效率（IE1到IE4）的IEC 60034-30-1分类方案，便于比较不同电机制造商的效率水平。这些标准为政府确定其最低能耗性能标准(MEPS)的效率水平提供了参考，有助于各国实现其能源效率和碳排放目标。

IEC 60034-1效率等级：

• IE1 标准效率

• IE2 高效率

• IE3 超高效率

• IE4 超优级效率

各国政府在制定电机MEPS方面已取得重大进展。自2020年以来，占全球电机系统电力消耗76%的国家/地区已引入IE2或IE3级别的电机MEPS，减少了工业用电量。⁵在欧盟，自2021年7月1日起，0.75 kW至1000 kW电机的最低能效等级为IE3（超高效率），0.12 kW至0.75 kW的小型电机须达到IE2（高效率）。从2023年7月1日开始，欧盟将75 kW至200 kW电机的MEPS提高到IE4（超优级效率）。

我们可以看一下电机驱动系统在其部署期内的总拥有成本，电力占总成本的70%，购置费用仅占5%，维护占20%（见图3）。⁶因此，通过部署更高效的运动驱动系统，我们可以显著降低工业电机的运行成本，同时减少碳排放。

图3.电机系统的总拥有成本。

提高制造效率的数字化转型战略

VSD使用来自电压、电流、位置、温度、功率、能耗的数据，结合使用外部传感器来监测振动和其他过程变量。利用融合了信息技术/操作技术(IT/OT)的以太网网络，运动应用彼此互联，并将数据和运动洞察传输到云端数据存储或本地存储设施。运动数据和洞察现已更易获得，并且可通过强大的云计算和人工智能(AI)进行分析，以优化制造流程，减少能耗和制造过程中产生的碳排放。利用运动洞察可延长设备使用寿命，改善制造质量，减少计划外停机时间和材料浪费，同时提高制造工厂的安全性。

电机驱动系统现正集成先进的传感、信号处理、边缘AI和连接解决方案，以在智能边缘产生运动数据和洞察，新的洞察将传至制造执行系统(MES)（见图4）。然后，MES可以识别工作输出明显低于标称额定输出、导致利用率不足和耗电量增加的已部署电机。另一个关键功能是识别工作输出过于接近或略高于额定输出的已部署电机，这种情况也会导致耗电量增加，影响使用寿命。在部署了数百至数千台电机的大型制造设施中，数字化转型战略对于减少电力消耗和碳排放尤为重要。

世界经济论坛——可持续灯塔网络

世界经济论坛的塑造先进制造和价值链的未来平台已建立全球灯塔网络，制造业佼佼者将入选灯塔。⁷该网络展示了数字化转型战略加速工业碳减排的真实案例，⁸其社区内的制造商利用先进技术推动智能制造的创新，以提高生产力和可持续性。截至2023年1月，全球灯塔网络包括132个制造基地，其中13个为可持续发展灯塔。⁸施耐德电气的Le Vaudreuil工厂是处于数字化转型前沿的可持续发展灯塔之一，⁹展示了数据驱动的洞察对可持续制造的推动作用，具体表现如下：

• 用电量减少25%

• 材料浪费减少17%

• 碳排放量减少25%

图4.提供运动洞察的关键技术。

结论

在追求净零排放目标的过程中，工业制造企业有望借助新技术加速制造业低碳转型。到2040年，工业活动的增加（其中近一半位于中国和印度）将会使所部署的电机数量翻一倍。¹⁰因此，新的更高效率电机驱动系统将为碳减排作出更大贡献，同时创造大量商机。ADI公司全力推动自动化走向更加可持续、更高效的未来。我们先进的技术和解决方案旨在支持新一代制造系统，从精确运动控制和无缝连接到增强的边缘洞察和分析，ADI专注于提高各层面的效率。欲了解有关ADI运动解决方案的更多信息，请访问analog.com/intelligentmotion。

参考资料

1 《2019年世界能源展望》，国际能源署，2019年。

2 《2023年电力市场报告》，国际能源署，2023年2月。

3 Paul Waide、Conrad U. Brunner，Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems（节能政策赋予电机驱动系统的良机），国际能源署，2011年。

4 Program Insights: Variable Frequency Drives（计划洞察：变频驱动器），Consortium for Energy Efficiency, Inc.，2019年。

5 Conrad U. Brunner、Rita Werle、Maarten van Werkhoven，How International Standards for Electric Motor Systems Support Policies of Countries Using These in Their Regulations（电机系统国际标准如何支持在其法规中应用此类标准的国家的政策），国际电工委员会。

6 The Future Is Energy-Efficient, the Future Is Data-Driven（节能和数据驱动的未来），ABB，2022年。

7 Global Lighthouse Network: Shaping the Next Chapter of the Fourth Industrial Revolution（全球灯塔网络：塑造第四次工业革命的新篇章），世界经济论坛，2023年1月。

8 Global Lighthouse Network（全球灯塔网络），世界经济论坛。

9 New Recognition for Schneider Electric from World Economic Forum（世界经济论坛对施耐德电气的最新褒奖），施耐德电气，2022年。

10 《2017年世界能源展望》，国际能源署，2017年。

关于ADI公司

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球领先的半导体公司，致力于在现实世界与数字世界之间架起桥梁，以实现智能边缘领域的突破性创新。ADI提供结合模拟、数字和软件技术的解决方案，推动数字化工厂、汽车和数字医疗等领域的持续发展，应对气候变化挑战，并建立人与世界万物的可靠互联。ADI公司2022财年收入超过120亿美元，全球员工2.4万余人。携手全球12.5万家客户，ADI助力创新者不断超越一切可能。更多信息，请访问www.analog.com/cn。

关于作者

Maurice O’Brien是ADI公司工业自动化部的战略营销经理。他负责交付以工业自动化为重点的系统级解决方案。在此之前，Maurice在ADI公司的工业以太网领域工作了3年，在电源管理应用和营销领域工作了15年。他拥有爱尔兰利默里克大学的电子工程学士学位。

• 解决方案助力终端设备制造商和芯片设计人员快速测试其产品的 FiRa 超宽带物理层一致性

• 执行一系列超宽带测量，包括频域、时域和幅度域分析，以及天线表征和系统级测试

是德科技公司（NYSE：KEYS）近日宣布，自动化超宽带 (UWB) 物理层（PHY）一致性测试工具已获得 FiRa™ 联盟的验证，助力终端设备制造商和芯片设计人员能够快速测试其基于 FiRa 的UWB 产品物理层的一致性。

UWB 是一种短距离、低能耗的无线技术，正迅速被用于智能手机和工业物联网 (IIoT) 设备中以提供安全感应和基于位置的服务。为了抓住这些新的市场机会，半导体芯片和终端设备制造商通过 FiRa 要求以验证其产品符合 UWB 标准。

是德科技自动化超宽带物理层一致性测试工具获得 FiRa 认证

是德科技自动化测试解决方案基于 M9415A VXT PXI 矢量收发信机、强大的 PathWave 矢量信号分析（VSA）、X 系列测量应用软件（X-apps）和信号生成方案。整套方案助力设计工程师执行一系列 UWB 测量，包括频域、时域和幅度域分析，以及天线表征和系统级测试。该测试解决方案基于是德科技在射频 (RF) 和微波技术方面的专业知识而构建，用户还可以通过先进的空口测试方法，使用是德科技的通用 VXT 收发信机来支持相关产品功能测试，如到达角 (AoA)。

是德科技副总裁兼无线测试事业部总经理曹鹏表示：“是德科技很自豪能够支持 FiRa 联盟开发 UWB 技术，该技术对于包括资产跟踪、基于位置的服务、和安全访问控制等各种应用越来越重要。基于是德科技的矢量收发信机打造的验证测试工具成功通过 FiRa 联盟认证，可以使我们的客户能够快速、轻松地测试他们的 UWB 设备是否符合 FiRa PHY 技术要求。”

关于是德科技

是德科技（NYSE：KEYS）启迪并赋能创新者，助力他们将改变世界的技术带入生活。作为一家标准普尔 500 指数公司，我们提供先进的设计、仿真和测试解决方案，旨在帮助工程师在整个产品生命周期中更快地完成开发和部署，同时控制好风险。我们的客户遍及全球通信、工业自动化、航空航天与国防、汽车、半导体和通用电子等市场。我们与客户携手，加速创新，创造一个安全互联的世界。了解更多信息，请访问是德科技官网 www.keysight.com。

由英特尔人工智能超级计算机提供支持的开拓性解决方案通过自定义数据集解锁业务价值，同时保持高水平的安全和数据隐私

波士顿咨询集团（Boston Consulting Group，简称BCG）和英特尔 (Intel) 今天宣布了一项战略合作，利用英特尔端到端的人工智能硬件和软件实现生成式人工智能 (GenAI)，为企业客户带来完全定制和专有的解决方案，同时将隐私数据隔离在其可信环境中。

BCG 董事总经理兼合伙人 Suchi Srinivasan 表示："生成式人工智能是一个新兴的动态领域，这意味着机构必须选择正确的技术来推动其生成式人工智能之旅。 这项技术必须从一开始就是企业级的，并且考虑了隐私、安全性、易用性和可扩展性。 我们与英特尔的合作将使企业通过的定制生成式人工智能解决方案发展竞争优势，同时周到地驾驭从这些变革性解决方案中获得最大价值所需的人员、流程和政策变化。"

在整个企业中扩展人工智能应用的能力继续对各行业的企业构成挑战。 虽然生成式人工智能功能的新浪潮有可能改变整个行业并创造长期竞争优势，但阻止企业采用的一个障碍是与数据隐私和安全相关的固有风险。 这种合作的根本是嵌入式安全性，以更好地保护当前和未来的数据。 根据 BCG 和《麻省理工学院斯隆管理评论》的一项联合研究，84%的全球高管认为，负责任的人工智能 (RAI) 应该放在管理议程的首位，但只有25%的高管制定了全面的 RA 计划。

英特尔执行副总裁兼数据中心与人工智能事业部总经理 Sandra Rivera 表示："生成式人工智能需要一种真正大众化的方法，能够提供更安全、可扩展的选择，以便企业可以安全地从技术中受益。 我们与 BCG 的合作使我们能够帮助客户构建生成式人工智能应用程序，这些应用程序需要在他们选择的安全范围内对整个堆栈进行优化的技术。"

企业也在努力寻找新兴的工具，以大规模监测和管理这些生成式人工智能解决方案，并将其轻松整合到现有的企业工作流程中。 这种合作可以提供开箱即用的交钥匙企业级产品，使企业能够以更高的成本效益轻松满足扩展和生命周期管理要求。

BCG 利用由英特尔至强可扩展处理器和人工智能优化硬件加速器 (Habana Gaudi) 的互补优势，以及生产就绪混合云规模软件提供支持的英特尔人工智能超级计算机，为在 BCG 专有数据上训练的领域特定基础模型提供支持，该模型基于50多年的高度机密和专有数据提供见解。 此外，所有人工智能培训和推理都在 BCG 的安全范围内完成。

凭借由英特尔人工智能硬件和软件支持的定制自然语言聊天机器人界面，BCG 员工能够通过语义搜索来检索和总结信息，这些信息以前隐藏在多页文件的长列表中。 与 BCG 员工使用的现有关键字搜索解决方案相比，用户报告说，使用生产级生成式人工智能应用程序的满意度提高了41%，结果相关性提高了25%，工作完成率提高了39%。

这项合作所提供的联合产品旨在解决不同的实际业务问题，如为资产管理行业采用自动投资组合管理代理，使用专有航空数据的航空公司维护运营，以及具有定制保密代码库的更安全的软件开发代理。

点击此处详细了解 BCG 对生成式人工智能的看法。

关于波士顿咨询集团
波士顿咨询集团（Boston Consulting Group，简称BCG）与商界和社会领袖合作，帮助他们解决最重要的挑战，抓住最重大的机遇。 BCG成立于1963年，是商业战略的先驱。 今天，我们与客户密切合作，采用一种变革的方法，旨在使所有利益相关者受益，增强组织的发展能力，建立可持续的竞争优势，并推动积极的社会影响。

我们多元化的全球团队带来了深厚的行业和功能专业知识，以及一系列质疑现状和激发变革的观点。 BCG通过领先的管理咨询、技术和设计以及企业和数字企业提供解决方案。 我们以独特的协作模式在整个公司和客户机构的各个层面开展工作，我们的驱动目标是帮助客户蓬勃发展，让他们把世界变得更美好。

关于英特尔
英特尔（纳斯达克股票代码：INTC）是行业领导者，致力于创造改变世界的技术，推动全球进步并丰富人们的生活。 受摩尔定律的启发，我们不断努力推进半导体的设计和制造，以帮助解决客户面临的最大挑战。 通过在云、网络、边缘和各种计算设备中嵌入智能，我们释放数据的潜力，让商业和社会变得更美好。 要了解有关英特尔创新的更多信息，请访问 newsroom.intel.com 和 intel.com 。

稿源：美通社

如今的传统医疗行业正面临着资源分配不均、人工供给不足、协作效率低等痛点，加速了医疗行业的深度变革。同时，叠加底层技术升级和政策牵引的双重buff，让智慧医疗站在了风口上。然而，不同于消费领域，医疗产业对包括芯片和元器件在内的核心技术拥有极其严苛的标准。对元器件厂商而言，如何凭借自身硬实力，打通上下游产业链将成为其在智慧医疗革新中出奇制胜的关键因素。

技术升级与政策牵引下的智慧医疗风口

医疗一直是国计民生的重要行业，产业需求只增不减。技术变革正推动智慧医疗实打实落地，比如，人工智能技术中的视觉、自然语言处理技术等，可以直接应用在医疗影像、智慧病案等场景。在放射、病理、超声等医疗设备上，实现更精准更高效的诊疗；5G技术可以打通远程医疗的需求，如5G B超、远程急救、远程会诊等；云服务技术则可以将数据整合，实现数据共享以及实时分析。综合来说，底层技术正在不断渗透预防、诊断、治疗三大层面。

与此同时，政策也在牵引医疗产业迅速发展。纵观近十年国家智慧医疗相关政策。从2015年开始，国务院发布的《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》就已经开始关注主流的先进技术和医疗领域的结合。此后“健康中国2030”切实推动了国内医疗和大数据技术的融合。互联网+医疗的政策指导，也逐渐落于实际，发行管理办法和标准体系。2019年开始，国家卫健委推出建立0-5级的医疗机构智慧服务分级评估体系，切实推进智慧医疗建设和改善医疗服务。在国务院的《“十四五”全民医疗保障规划》和《“十四五”医疗装备产业发展规划》中，也明确提出要实现信息化与制造业的深度融合以及医保信息化的建设。政策的种种，都为智慧医疗的发展提供了有力的保障和落地支持。

技术和政策是智慧医疗发展的土壤，然而土壤之上，智慧医疗的市场规模究竟有多大？所面对的技术门槛有多高？

巨大的市场增长空间带来的严峻挑战

从调研机构的分析研究来看，智慧医疗的发展存在很大的市场空间。与此同时，庞大的智慧医疗市场空间下，元器件厂商的准入门槛非常高，对企业产品的实力有很大考验。因此，这是一个机遇与挑战并存的产业。

首先是市场层面，从市场数据来看，据国际研究机构沙利文2022年发布的《医疗智能行业白皮书》显示，中国医疗行业正由1.0医疗信息化逐步发展为3.0医疗智能化。智慧医疗正逐步渗透面向政府机构的医疗智能市场、面向医疗机构的医疗智能市场、面向药械企业的医疗智能市场、面向商保企业的医疗智能市场、面向患者/终端用户的医疗智能市场。白皮书预计在2025至2030年间，中国医疗智能行业市场规模复合年增长率将达37.4%，市场规模并将在2030年突破1.1万亿元人民币。

其次在挑战层面。一方面是元器件厂商需要在性能、功耗、尺寸、稳定性上要达到医用级的需求。另一方面，控制类芯片周边的元器件，更要同时满足小尺寸、低功耗、高精度、广泛连接、高稳定性。毕竟控制类芯片大多用在机身，而小小的元器件一般直接与人体接触，甚至植入到体内。因此，从设计之初到应用阶段，整个产品生命周期都需将人体生理活动纳入考量。而针对应用广泛的医疗级传感器，它所面对的生物信号就更加特殊和复杂了，既要考虑形状和结构与被检测部位的相适应性，还要对人体伤害降到最小，不能够对生理活动带来负担，尤其是佩戴和植入身体的传感器，尺寸越小越好。与此同时，电池供电的医疗电子系统，必须拥有极低的功耗。

因此，在充满前景的智慧医疗背景下，市场对元器件厂商极为挑剔。而达到医疗级的元器件厂商们，他们的产品有什么“硬货”呢？

助力医疗智能化，村田以小尺寸、低功耗、高性能为核心竞争力

对于元器件厂商来说，必须拥有足够的技术沉淀和市场打磨，才能满足医疗级产品的要求。这背后离不开供应链稳定性、强大的设计能力、时间积累以及不断的研发投入。

村田制作所（以下简称“村田”）作为电子行业的创新者，凭借小尺寸、低功耗和高可靠性的元器件产品特点，已经渗透到智慧医疗的发展变革浪潮中。同时，村田应用于智慧医疗的产品种类广泛，客户反馈和体验极佳，尤以“可穿戴小型设备”、“医疗设备”和“智慧医院解决方案”三大应用最为突出。

第一类是可穿戴或小型设备。所涉及终端解决方案囊括CGM（连续血糖监测）、胶囊内镜、智能胰岛素泵等及其他小型可穿戴医疗设备。村田能够提供医疗用钮扣电池SR/LR系列、多种连接器、AMR磁性传感器、消费医疗用温度传感器等。以CGM为例，CGM作为一个给糖尿病患者使用的便携式移动设备，它需要将微型传感器插入皮肤下，以便全天候测试。因此，产品需要满足尺寸、重量、安全、功率、性能等一系列问题。村田的多款产品则能很好的满足这些需求：村田的医疗用钮扣电池产品具有优越的放电稳定性和耐漏液性，而村田医疗级温度传感器则兼具小尺寸高精度，高可靠性，高响应速度的特点，遵循严格的安全和可靠性认证标准，可适用于远距离传感环境温度、样本温度以及药剂温度等。目前，村田的消费医疗温度传感器已与国内新型医疗企业和国际制药巨头的CGM产品进行设计导入，在可穿戴方面也不止步消费电子巨头，与医疗器械商在可穿戴设备方面都有进行深度合作。此外，村田的小型化低功耗AMR磁性传感器，可作为无线模块的开关应用于可穿戴设备中，目前在CGM产品方面也有设计导入的合作。

第二类是医疗设备。村田相关产品覆盖医疗A/B/C级设备、动态血糖监测设备/智能胰岛素泵、核磁共振、植入式医疗应用、腕式心率计/血压监测仪。主要产品包括医疗类电源系统解决方案、消费级静噪元件、植入式医疗设备电容方案、低功耗蓝牙模组 & Wi-Fi^®+蓝牙模组等。其中，医疗设备的电源品质直接与医疗设备的稳定性和可靠性挂钩，品质不达标将可能导致医疗事故，造成巨大损失。同时，电源还需考虑其便携性和集成程度。村田的医疗类电源系统解决方案，采用具备医疗许可的设计，获得医疗安全机构认证，目前已与国内外知名厂商在CT、Dental CT、内窥镜、麻醉机等产品上拥有非常成功的合作案例。此外，一部分手持超声、X-Ray等医疗设备也在使用村田的低功耗蓝牙模组和Wi-Fi^®+蓝牙模组。

第三类关于智慧医院打造。其中包括智能医院/养老院、洁净室、智慧病房。村田的产品包括，负离子发生器/活氧发生器、2AB型UWB模组、热释电红外传感器等。以2AB型UWB举例，其拥有室内精准定位的特点，内置三轴加速度传感器可实现人员跌倒检测。

村田将于5月14日-17日首次参加在上海举办的中国国际医疗器械博览会，展位号1.1F51。届时，村田将重点展示其适用于智慧医疗行业的创新产品及成熟的应用解决方案，涵盖通信技术、传感器、电源电池、元器件等的硬件产品，以更贴近行业需求的创新技术和广泛产品应用经验，助力中国医疗服务智慧化转型。

村田制作所是创造先进技术和元器件的综合电子元器件制造商，公司以实现富裕的社会为目标，为此，村田将“健康”作为公司的中长期重点战略领域，充分利用村田在电子领域的丰富知识和深厚技术，逐步增加与本土企业、高校的合作机会，力求为医疗健康和疾病预防贡献价值。

未来，村田还将进一步拓展其生态朋友圈，携手软件合作伙伴共创应用于智慧医疗领域的软硬一体解决方案。