技術(shù)前沿：開(kāi)創(chuàng)第四次工業(yè)革命

　　在德州儀器不斷推出的“技術(shù)前沿”系列博客中，一些TI全球頂尖人才正在探討目前最大的技術(shù)趨勢(shì)以及如何應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)等問(wèn)題。

　　我們從歷史課上得知，人類歷史上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一次漫長(zhǎng)的工業(yè)革命，這場(chǎng)始于18世紀(jì)下半葉的變革催生出無(wú)數(shù)現(xiàn)代工廠，通過(guò)供應(yīng)商品來(lái)滿足全世界的需要。

　　根據(jù)眾多歷史學(xué)家的研究，工業(yè)革命發(fā)生過(guò)三次。第一次革命的標(biāo)志是蒸汽動(dòng)力的使用，第二次的標(biāo)志是裝配流水線的誕生，第三次的標(biāo)志則是早期自動(dòng)化技術(shù)的萌芽。

　　而如今，我們現(xiàn)在已經(jīng)揭開(kāi)了第四次工業(yè)革命的序幕，即通過(guò)高級(jí)集成電路 (IC) 實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)變革進(jìn)程。而我們正處于這次革命的風(fēng)口浪尖，面臨著許多挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

　　在第四次工業(yè)革命中，我們通過(guò)提升機(jī)器的智能化程度，一方面可以提高質(zhì)量、可靠性和安全性，進(jìn)而改善整個(gè)制造流程;另一方面可以繼續(xù)保持低廉成本帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，并滿足全球范圍內(nèi)對(duì)商品的靈活性需求。

　　直到最近，對(duì)大多數(shù)企業(yè)而言，在工廠車(chē)間實(shí)現(xiàn)制造流程的靈活性仍然可望而不可及。同一條裝配流水線上的機(jī)器設(shè)備主要用于實(shí)現(xiàn)某一項(xiàng)特定功能。在產(chǎn)品線上進(jìn)行變更就意味著需要大費(fèi)周章地調(diào)整設(shè)備，這是時(shí)間和資金方面的雙重浪費(fèi)。

　　但是，產(chǎn)品線的定制化或差異化程度越高，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)往往也就越明顯。借助智能設(shè)備，智能化工廠能夠以自動(dòng)化方式即時(shí)應(yīng)對(duì)此類變更，縮小流水線生產(chǎn)的規(guī)模，避免成本顯著增加。

　　然而，打造這種程度的靈活性并非易事。這意味著工廠的每一臺(tái)設(shè)備都必須“實(shí)現(xiàn)智能化”，也稱為“控制智能”。也就是說(shuō)，我們必須努力提升控制系統(tǒng)的智能水平，使其能夠?qū)ιa(chǎn)環(huán)境中感知的事件自動(dòng)作出響應(yīng)。舉例來(lái)說(shuō)，裝配線上的小小一把螺絲刀，也必須能夠根據(jù)所處理的材料類型(如鋼、碳或塑料)自動(dòng)調(diào)整扭矩。

　　依此類推至整個(gè)工廠車(chē)間，可能有數(shù)百萬(wàn)個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)需要實(shí)現(xiàn)控制智能。

　　高靈活性工廠還必須擁有最先進(jìn)的通信基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)發(fā)生產(chǎn)品變更時(shí)，擁有先進(jìn)通信工具的智能工廠可以根據(jù)在營(yíng)業(yè)部錄入的數(shù)據(jù)快速調(diào)整生產(chǎn)，甚至可以直接根據(jù)銷(xiāo)售訂單進(jìn)行逐件產(chǎn)品調(diào)整。

　　這些通信系統(tǒng)可以是有線和無(wú)線形式，但必須能夠處理大量數(shù)據(jù)而不消耗很多電力資源。

　　有關(guān)訂單和產(chǎn)品變更的通信流在一個(gè)方向傳輸時(shí)，有關(guān)工廠車(chē)間狀態(tài)的數(shù)據(jù)在相反方向傳輸。

　　能夠以較快的速度交換的數(shù)據(jù)越多，同時(shí)消耗的電力資源越少，整個(gè)工廠就越具有成本效益，更加可靠和靈活。

　　第四次工業(yè)革命還將為工廠可靠性和安全性開(kāi)創(chuàng)一個(gè)全新時(shí)代。部署在整個(gè)生產(chǎn)線中的自動(dòng)化傳感器將會(huì)幫助進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，因此可以在設(shè)備出現(xiàn)故障之前對(duì)其進(jìn)行維修，從而節(jié)省時(shí)間和資金。

　　這些保養(yǎng)良好的機(jī)器還會(huì)提高工廠車(chē)間工人的安全性。機(jī)械手不再需要封閉在墻壁后面，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/傳感器">傳感器和控制智能可以指示附近是否有人并自動(dòng)調(diào)整其定位。

　　這些傳感器將成為工廠的“耳目”，它們通過(guò)能量收集為自身供電，并且小巧堅(jiān)固，能夠承受極端溫度和振動(dòng)。最重要的是，由于工廠各處均需部署傳感器，因此它們必須成本低廉。

　　德州儀器(TI)的工程師創(chuàng)造此類低成本、低功耗、高度可靠且具有高處理能力的控制智能、通信和自動(dòng)感應(yīng) IC，引領(lǐng)著第四次工業(yè)革命，每一天TI的工程師都在突破工廠環(huán)境的極限。高集成度 IC 將如何永久改變產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，我們拭目以待。