与传统信息化的区别

数字化与自动化、信息化有什么区别？它们的相似之处在于都使用计算机处理数据。然而，在传统的信息化和自动化中，人类在计算机上编写工作流程等程序，计算机根据程序进行操作。因此，如果存在编程错误（bug），程序将无法按预期运行，人类必须给出精确的指令。

数字化技术与自动化、信息化有很大不同，它是一个不按程序运行的系统，而是根据传感器的信息进行决策和控制。以电饭锅为例，它是被迫按照程序运行的，所以还没有达到电脑化的程度。数字化和数字化转型使用计算机和传感器自主改变系统，以提高生产力，无需人工干预。

例如，在监测工厂中的电机和泵时，设备状况等现象首先是振动增加，然后润滑油变质，噪音进一步增加，并产生热量（图4）。通过使用传感器检测这些异常情况、预测它们并在警报导致故障之前纠正警报，可以防止事故发生。

过去，经验丰富的工人定期检查电机和泵的振动、噪音和发热情况。需要向新员工和新上任的员工传授退伍军人的专业知识，但出现了退休、跳槽等问题。如果机器能够自主发出警报，就不需要依赖有经验的工人，工厂的停机时间也会大大减少。

[Figure 4] Various situations for predicting machine failure
来源：ADI 公司

传感器是关键

传感器在数字化中发挥着重要作用。传感器是将温度、湿度、运动（加速度检测直线、陀螺仪检测旋转）、压力、光等物理量转换为电力（电压或电流）的装置。如果来自传感器的数据只有一种或两种（电模拟信号波形），则每个电路无需使用计算机即可做出决策。然而，随着传感器类型数量的增加以及数据变得复杂并随着时间的推移而变化，不再可能基于一两个电路做出决策，计算机必须做出综合决策。

来自传感器的模拟电信号波形被转换为数字信号，以便计算机可以轻松处理。当然，在此之前，至少需要进行一些处理，例如放大模拟信号、过滤噪声等。如果传感器数据被转换成数字数据并存储在存储器中，则可以随时检索。数字的另一个优点是很容易保存，而模拟波形在内存中保存起来极其困难。

此外，如果保存温度、气压和机器振动数据，如果机器振动因天气条件而发生显着变化，则可以识别机器振动的原因。可以根据相关系数来确定天气状况和振动之间的相关性，或者可以通过确定振动的分布来建立温度和大气压力之间的关系的模型。

计算机综合判断可以通过传统计算机进行，也可以通过AI（人工智能）进行。判断标准可以通过编程来模拟各种情况，就好像计算机在做决策一样，计算机也可以预先训练来模拟各种情况。这些也可以称为数字化。

模拟技术对于数字化至关重要

但是，需要记住的一件事是，数字化在很大程度上依赖于传感器和模拟技术。日本在传感器和模拟技术方面实力雄厚，迄今为止已开发出多种传感器。例如，MEMS（微机电系统）^*3该传感器由东北大学Masaki Esashi教授等人研发了30多年。

[图5]使用MEMS的麦克风示例
来源：Akustica