技術(shù)前沿：開創(chuàng)第四次工業(yè)革命

我們從歷史課上得知，人類歷史上曾經(jīng)發(fā)生過一次漫長的工業(yè)革命，這場始于18世紀(jì)下半葉的變革催生出無數(shù)現(xiàn)代工廠，通過供應(yīng)商品來滿足全世界的需要。

根據(jù)眾多歷史學(xué)家的研究，工業(yè)革命發(fā)生過三次。第一次革命的標(biāo)志是蒸汽動力的使用，第二次的標(biāo)志是裝配流水線的誕生，第三次的標(biāo)志則是早期自動化技術(shù)的萌芽。

而如今，我們現(xiàn)在已經(jīng)揭開了第四次工業(yè)革命的序幕，即通過高級集成電路 (IC) 實現(xiàn)機(jī)器智能，進(jìn)而推動整個變革進(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)而改善整個制造流程;另一方面可以繼續(xù)保持低廉成本帶來的優(yōu)勢，并滿足全球范圍內(nèi)對商品的靈活性需求。

直到最近，對大多數(shù)企業(yè)而言，在工廠車間實現(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)備主要用于實現(xiàn)某一項特定功能。在產(chǎn)品線上進(jìn)行變更就意味著需要大費周章地調(diào)整設(shè)備，這是時間和資金方面的雙重浪費。

但是，產(chǎn)品線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(shè)備，智能化工廠能夠以自動化方式即時應(yīng)對此類變更，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設(shè)備都必須“實現(xiàn)智能化”，也稱為“控制智能”。也就是說，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作出響應(yīng)。舉例來說，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)自動調(diào)整扭矩。

依此類推至整個工廠車間，可能有數(shù)百萬個設(shè)備節(jié)點需要實現(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，擁有先進(jìn)通信工具的智能工廠可以根據(jù)在營業(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方向傳輸時，有關(guān)工廠車間狀態(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，同時消耗的電力資源越少，整個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創(chuàng)一個全新時代。部署在整個生產(chǎn)線中的自動化傳感器將會幫助進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，因此可以在設(shè)備出現(xiàn)故障之前對其進(jìn)行維修，從而節(jié)省時間和資金。

這些保養(yǎng)良好的機(jī)器還會提高工廠車間工人的安全性。機(jī)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調(diào)整其定位。

這些傳感器將成為工廠的“耳目”，它們通過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。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。