從機(jī)器人技術(shù)到工廠自動(dòng)化、電網(wǎng)和家居自動(dòng)化等, 半導(dǎo)體技術(shù)助力最大限度提高一系列工業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)力

每一位和我交談的客戶(hù)都希望通過(guò)更高效的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高水平的自動(dòng)化和控制，從而最大限度地提高生產(chǎn)力。有時(shí)候，元件級(jí)的小創(chuàng)新也能在系統(tǒng)級(jí)別實(shí)現(xiàn)有意義的成本、能源和時(shí)間節(jié)省，這激發(fā)了我。 

縱觀德州儀器所支持的各種應(yīng)用 – 從機(jī)器人技術(shù)到工廠自動(dòng)化、電網(wǎng)、家居自動(dòng)化以及許多其他工業(yè)系統(tǒng) – 在我看來(lái)有三大顯著的主流趨勢(shì)：

傳感器越來(lái)越多，數(shù)據(jù)也越來(lái)越多

額外的數(shù)據(jù)要求系統(tǒng)能夠更快、更準(zhǔn)確地對(duì)周?chē)氖澜缱龀龇磻?yīng)。這種功能對(duì)于涉及自動(dòng)化的系統(tǒng)至關(guān)重要，但這也意味著人們更加關(guān)注在整個(gè)系統(tǒng)中快速高效地處理數(shù)據(jù)。

目前我們也有能力識(shí)別以前無(wú)法檢測(cè)的情況?？紤]一下我們的毫米波雷達(dá)傳感技術(shù)，它幾乎可以讓任何系統(tǒng)精確檢測(cè)物體和運(yùn)動(dòng)。TI 毫米波雷達(dá)傳感器采用原本龐大、復(fù)雜且昂貴的技術(shù)，而且更小、更易于使用且更實(shí)惠，使得更精密的感應(yīng)日益普及。

觀看我們今年 Embedded World（國(guó)際嵌入式系統(tǒng)展）的演示視頻。  

涌入系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)要求我們所有人發(fā)揮創(chuàng)造性思維，思考如何有效管理數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)更快、更智能的決策。一種方法可能是將支持 AI 的邊緣硬件和軟件整合到工業(yè)系統(tǒng)中，以處理更多的數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。

管理各種來(lái)源的輸入具有挑戰(zhàn)性。例如，我們的雷達(dá)傳感器可用于增強(qiáng)協(xié)作機(jī)器人的感知能力，使機(jī)器人能夠以幾年前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方式在人類(lèi)周?chē)行腋踩剡M(jìn)行操作和交互。通過(guò)添加視覺(jué)感應(yīng)，協(xié)作機(jī)器人可以更好地看到與其更接近的障礙物。這就是傳感器融合技術(shù)的用武之地。將傳感器融合整合到系統(tǒng)中，讓設(shè)計(jì)人員能夠靈活地支持多種傳感模式，例如視覺(jué)感應(yīng)、雷達(dá)、激光雷達(dá)等，這有助于增強(qiáng)系統(tǒng)的整體感知能力。

雖然我使用協(xié)作機(jī)器人作為常見(jiàn)示例，但不難看出這些相同的概念如何應(yīng)用于其他應(yīng)用以增強(qiáng)自動(dòng)化和提高效率。

提高系統(tǒng)的能效

我看到的第二個(gè)趨勢(shì)是希望系統(tǒng)更節(jié)能。平衡對(duì)更高性能日益增長(zhǎng)的需求，同時(shí)努力保持整體系統(tǒng)尺寸相同，或縮小系統(tǒng)尺寸，這要求我們降低系統(tǒng)的功耗。對(duì)于需要滿(mǎn)足性能要求并遵守固定功率預(yù)算的電池供電系統(tǒng)也是如此。

在幾乎所有應(yīng)用和子系統(tǒng)中，都出現(xiàn)了提高能源效率的新方法。例如，我們看到在醫(yī)療應(yīng)用中，大家試圖將更多傳感器整合到現(xiàn)有系統(tǒng)中；在電動(dòng)汽車(chē)中，制造商試圖通過(guò)更節(jié)能的電池延長(zhǎng)行駛里程。

我們?cè)?HVAC 系統(tǒng)中也看到了這種趨勢(shì)。直至幾年前，所有住宅 HVAC 系統(tǒng)還在使用單級(jí)壓縮機(jī)。如今，我們看到越來(lái)越多的系統(tǒng)轉(zhuǎn)向變速壓縮機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)更高效的總體能源使用。

變速壓縮機(jī)由專(zhuān)為實(shí)時(shí)控制應(yīng)用設(shè)計(jì)的專(zhuān)門(mén)處理技術(shù)管理，直到最近，該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依然昂貴而復(fù)雜。通過(guò)使用更實(shí)惠的實(shí)時(shí)控制微控制器 (MCU)，例如我們的 C2000 和 Sitara MCU，工程師可以得到有助于在同一系統(tǒng)內(nèi)充分提高電機(jī)控制和提高能效的技術(shù)。將住宅過(guò)渡到變速 HVAC 系統(tǒng)，有可能顯著節(jié)約整個(gè)電網(wǎng)上的能源。

我很高興看到，實(shí)時(shí)控制創(chuàng)新可與氮化鎵 (GaN) 等寬帶隙技術(shù)配合使用，進(jìn)而推動(dòng)數(shù)據(jù)中心電源、光伏逆變器、個(gè)人電子產(chǎn)品快速充電器和其他電力傳輸應(yīng)用的系統(tǒng)效率和功率密度方面的突破。

更強(qiáng)的連接

在當(dāng)今世界，人與人之間更加緊密相連，而從業(yè)務(wù)角度看，強(qiáng)化連接同樣大有裨益。

例如，對(duì)于為工廠增加更多傳感和連接功能的公司，可能有助于減少不活躍的建筑物區(qū)域的電力使用，或有助于根據(jù)需求變化調(diào)整生產(chǎn)。有線和無(wú)線工業(yè)通信技術(shù)（例如以太網(wǎng)、控制器局域網(wǎng)、Bluetooth? 和 Zigbee?）提高了這種靈活性水平。

現(xiàn)在，我們把這種概念應(yīng)用于一座城市。公用事業(yè)公司通過(guò)使用無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，能夠更好地監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。這種增強(qiáng)的連接加上能源存儲(chǔ)系統(tǒng)（例如住宅太陽(yáng)能家庭系統(tǒng)），可幫助服務(wù)提供商在高峰期調(diào)節(jié)能源用量。增強(qiáng)為樓宇和智慧城市提供支持的系統(tǒng)中的連接能力，讓企業(yè)將生產(chǎn)力提高到過(guò)去不可能實(shí)現(xiàn)的水平。

一直以來(lái)，我們的初心未改，致力于通過(guò)半導(dǎo)體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟(jì)實(shí)用，讓世界更美好。因此，我們想要與客戶(hù)并肩合作，實(shí)現(xiàn)更智能、更高效、連通性更好的系統(tǒng)。通過(guò)提供多種方式來(lái)打造和優(yōu)化系統(tǒng)，幫助推動(dòng)下一個(gè)創(chuàng)新浪潮，在檢測(cè)、處理和反應(yīng)速度方面超越以往任何技術(shù)。