從機器人技術(shù)到工廠自動化、電網(wǎng)和家居自動化等, 半導體技術(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都希望通過更高效的系統(tǒng)實現(xiàn)更高水平的自動化和控制，從而最大限度地提高生產(chǎn)力。有時候，元件級的小創(chuàng)新也能在系統(tǒng)級別實現(xiàn)有意義的成本、能源和時間節(jié)省，這激發(fā)了我。
縱觀德州儀器所支持的各種應用 – 從機器人技術(shù)到工廠自動化、電網(wǎng)、家居自動化以及許多其他工業(yè)系統(tǒng) – 在我看來有三大顯著的主流趨勢：
傳感器越來越多，數(shù)據(jù)也越來越多
額外的數(shù)據(jù)要求系統(tǒng)能夠更快、更準確地對周圍的世界做出反應。這種功能對于涉及自動化的系統(tǒng)至關(guān)重要，但這也意味著人們更加關(guān)注在整個系統(tǒng)中快速高效地處理數(shù)據(jù)。
目前我們也有能力識別以前無法檢測的情況。考慮一下我們的毫米波雷達傳感技術(shù)，它幾乎可以讓任何系統(tǒng)精確檢測物體和運動。TI 毫米波雷達傳感器采用原本龐大、復雜且昂貴的技術(shù)，而且更小、更易于使用且更實惠，使得更精密的感應日益普及。
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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)并實時適應不斷變化的環(huán)境。
管理各種來源的輸入具有挑戰(zhàn)性。例如，我們的雷達傳感器可用于增強協(xié)作機器人的感知能力，使機器人能夠以幾年前無法實現(xiàn)的方式在人類周圍有效且更安全地進行操作和交互。通過添加視覺感應，協(xié)作機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，讓設計人員能夠靈活地支持多種傳感模式，例如視覺感應、雷達、激光雷達等，這有助于增強系統(tǒng)的整體感知能力。
雖然我使用協(xié)作機器人作為常見示例，但不難看出這些相同的概念如何應用于其他應用以增強自動化和提高效率。
提高系統(tǒng)的能效
我看到的第二個趨勢是希望系統(tǒng)更節(jié)能。平衡對更高性能日益增長的需求，同時努力保持整體系統(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。對于需要滿足性能要求并遵守固定功率預算的電池供電系統(tǒng)也是如此。
在幾乎所有應用和子系統(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；在電動汽車中，制造商試圖通過更節(jié)能的電池延長行駛里程。
我們在 HVAC 系統(tǒng)中也看到了這種趨勢。直至幾年前，所有住宅 HVAC 系統(tǒng)還在使用單級壓縮機。如今，我們看到越來越多的系統(tǒng)轉(zhuǎn)向變速壓縮機，從而實現(xiàn)更高效的總體能源使用。
變速壓縮機由專為實時控制應用設計的專門處理技術(shù)管理，直到最近，該技術(shù)的實現(xiàn)依然昂貴而復雜。通過使用更實惠的實時控制微控制器 (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)充分提高電機控制和提高能效的技術(shù)。將住宅過渡到變速 HVAC 系統(tǒng)，有可能顯著節(jié)約整個電網(wǎng)上的能源。
我很高興看到，實時控制創(chuàng)新可與氮化鎵 (GaN) 等寬帶隙技術(shù)配合使用，進而推動數(shù)據(jù)中心電源、光伏逆變器、個人電子產(chǎn)品快速充電器和其他電力傳輸應用的系統(tǒng)效率和功率密度方面的突破。
更強的連接
在當今世界，人與人之間更加緊密相連，而從業(yè)務角度看，強化連接同樣大有裨益。
例如，對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，我們把這種概念應用于一座城市。公用事業(yè)公司通過使用無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡，能夠更好地監(jiān)控網(wǎng)絡并進行相應調(diào)整。這種增強的連接加上能源存儲系統(tǒng)（例如住宅太陽能家庭系統(tǒng)），可幫助服務提供商在高峰期調(diào)節(jié)能源用量。增強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)力提高到過去不可能實現(xiàn)的水平。
一直以來，我們的初心未改，致力于通過半導體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟實用，讓世界更美好。因此，我們想要與客戶并肩合作，實現(xiàn)更智能、更高效、連通性更好的系統(tǒng)。通過提供多種方式來打造和優(yōu)化系統(tǒng)，幫助推動下一個創(chuàng)新浪潮，在檢測、處理和反應速度方面超越以往任何技術(shù)。
