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)趨勢以及如何應對未來(lái)挑戰等問(wèn)題。

　　我們從歷史課上得知，人類(lèi)歷史上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一次漫長(cháng)的工業(yè)革命，這場(chǎng)始于18世紀下半葉的變革催生出無(wú)數現代工廠(chǎng)，通過(guò)供應商品來(lái)滿(mǎn)足全世界的需要。

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

　　而如今，我們現在已經(jīng)揭開(kāi)了第四次工業(yè)革命的序幕，即通過(guò)高級集成電路 (IC) 實(shí)現機器智能，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(zhù)許多挑戰與機遇。

　　在第四次工業(yè)革命中，我們通過(guò)提升機器的智能化程度，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;另一方面可以繼續保持低廉成本帶來(lái)的優(yōu)勢，并滿(mǎn)足全球范圍內對商品的靈活性需求。

　　直到最近，對大多數企業(yè)而言，在工廠(chǎng)車(chē)間實(shí)現制造流程的靈活性仍然可望而不可及。同一條裝配流水線(xiàn)上的機器設備主要用于實(shí)現某一項特定功能。在產(chǎn)品線(xiàn)上進(jìn)行變更就意味著(zhù)需要大費周章地調整設備，這是時(shí)間和資金方面的雙重浪費。

　　但是，產(chǎn)品線(xiàn)的定制化或差異化程度越高，其競爭優(yōu)勢往往也就越明顯。借助智能設備，智能化工廠(chǎng)能夠以自動(dòng)化方式即時(shí)應對此類(lèi)變更，縮小流水線(xiàn)生產(chǎn)的規模，避免成本顯著(zhù)增加。

　　然而，打造這種程度的靈活性并非易事。這意味著(zhù)工廠(chǎng)的每一臺設備都必須“實(shí)現智能化”，也稱(chēng)為“控制智能”。也就是說(shuō)，我們必須努力提升控制系統的智能水平，使其能夠對生產(chǎn)環(huán)境中感知的事件自動(dòng)作出響應。舉例來(lái)說(shuō)，裝配線(xiàn)上的小小一把螺絲刀，也必須能夠根據所處理的材料類(lèi)型(如鋼、碳或塑料)自動(dòng)調整扭矩。

　　依此類(lèi)推至整個(gè)工廠(chǎng)車(chē)間，可能有數百萬(wàn)個(gè)設備節點(diǎn)需要實(shí)現控制智能。

　　高靈活性工廠(chǎng)還必須擁有最先進(jìn)的通信基礎設施。當發(fā)生產(chǎn)品變更時(shí)，擁有先進(jìn)通信工具的智能工廠(chǎng)可以根據在營(yíng)業(yè)部錄入的數據快速調整生產(chǎn)，甚至可以直接根據銷(xiāo)售訂單進(jìn)行逐件產(chǎn)品調整。

　　這些通信系統可以是有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)形式，但必須能夠處理大量數據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(chǎng)車(chē)間狀態(tài)的數據在相反方向傳輸。

　　能夠以較快的速度交換的數據越多，同時(shí)消耗的電力資源越少，整個(gè)工廠(chǎng)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(chǎng)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(xiàn)中的自動(dòng)化傳感器將會(huì )幫助進(jìn)行預防性維護，因此可以在設備出現故障之前對其進(jìn)行維修，從而節省時(shí)間和資金。

　　這些保養良好的機器還會(huì )提高工廠(chǎng)車(chē)間工人的安全性。機械手不再需要封閉在墻壁后面，因為傳感器和控制智能可以指示附近是否有人并自動(dòng)調整其定位。

　　這些傳感器將成為工廠(chǎng)的“耳目”，它們通過(guò)能量收集為自身供電，并且小巧堅固，能夠承受極端溫度和振動(dòng)。最重要的是，由于工廠(chǎng)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(lèi)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 IC，引領(lǐng)著(zhù)第四次工業(yè)革命，每一天TI的工程師都在突破工廠(chǎng)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。