在过去的几十年里，网络智能已经遍布我们的城市、家庭和办公室，授权了从恒温器到交通信号灯的一切，并考虑如何通过连接技术和数字化进步或工业 4.0 扩散到工厂车间，以提高产量。

德州仪器副总裁兼高速数据：“大多数人通过将边缘节点或终端连接到互联网，在家体验过自动化” (HSD) 部门总经理 Ahmed Salem 说。“同样，工业 4.0 将信息技术的创新与操作技术联系起来，使制造系统更加智能和独立。”

笼式机器人定义了工业 3.0 在时代，它们传统上用于重工业，通常只执行有限数量的可重复任务，而工业 4.0 从汽车、飞机机翼到智能手机和笔记本电脑，它们涉及到足够的智能机器人，它们可以与人类安全独立地组装任何东西。 

在速度和可靠性之间找到平衡

现代工厂网络架构的趋势是不断制定行业标准和协议(如时间敏感网络) (TSN)、EtherCAT 和 Profinet）提高效率、安全性和可持续性。

“在家里，同步或数据丢失只是令人沮丧”，Ahmed 说。“但在工业自动化领域，可靠性和可靠的通信非常重要，因为数据丢失的后果可能是昂贵的，甚至是灾难性的。”

即使是像发送控制信号时意外延迟几毫秒这样简单的事情，也可能导致压缩天然气机不同步，造成永久性损坏。在最坏的情况下，断开连接可能会导致机械臂失控等危险情况。

由于这些原因，工厂过去依赖于实践验证的确定性通信技术，以确保所有控制信号都在设定的时间窗口内发送。然而，大多数技术都有速度慢的缺点，这阻碍了大量信息的快速流动，从而影响了多传感器智能控制系统的作用。

相比之下，以太网长期以来一直提供高级自动化所需的带宽，最大速度为几十、几百甚至几千兆比特数量级。例如，EtherCAT 和 Profinet 是专门为应对工业环境挑战而设计的工业以太网协议。使用工业以太网的新工业通信设备的比例从 2016 年的 38% 增加到今年 68%。

此外，TSN 标准开发使以太网成为控制网络的常见选择，因为以太网可以通过高度精确的分布式时钟和自动确定时间敏感控制信息的优先级，以确保控制信号发送到指定的时间窗口。

德州仪器的产品组合类别丰富，包括上述连接解决方案和更多的有线或无线解决方案，经过验证和测试，符合最高的工业、汽车和监管标准。

与传统基础设施一起使用

尽管有更新的协议和 TSN 以太网适用于工业控制环境，但安装成本仍然是阻碍其使用的因素。

过去，以太网设计使用多根双绞线电缆，最大长度可达 100 米。这意味着，MCU，单片机，微控制，MCU芯片，电子元器件在线商城想要使用以太网的制造商不仅需要更换所有的电缆，还需要改变早期单线技术建设的工厂的整体布局，这涉及到几公里长的电缆。

大多数制造商无法承受几周内停止生产线更换昂贵基础设施的成本。因此，单线开发以太网（可使用工厂现有电缆运行）一直是实现技术应用的关键。

以太网联盟行业联盟主席“单线对以太网来说是一个容易使用的以太网版本，不需要从根本上改变你建造制造设施的方式” Peter Jones 说。“与其期望工厂满足现代信息技术的要求，不如问问他们需要什么，我们能提供什么帮助。”

德州仪器作为以太网联盟的成员，致力于通过支持单线对、多线对或光纤布线的物理收发器系列，帮助以太网的各种形式发展工业。自动化系统设计人员可以从这些产品中选择 10/100Mbps 和 10/100/10000mps DP838x 工业以太网收发器可以实现高速和低延迟，或选择 DP83TD510 收发器实现 2 电缆长度为公里。所有收发器都能抵抗工厂环境中的高温和电磁噪声。

未来制造业的精益化

建设制造业的美好未来是一个持续的过程。随着复合传感器越来越经济，人工智能 (AI) 功能越来越完善，人们对更高通信带宽的需求也在增加。然而，随着这些挑战的出现，创造更可持续、更高效制造技术的机遇也随之而来。

支撑边缘 AI 而设计的处理器(如德州仪器) AM6xA 处理器产品系列）可以节省与集中可编程逻辑控制器通信的需求。本地操作机器视觉算法不仅可以使机器人与人类一起工作，还可以使机器人向人类学习。例如，个人可以以更好的顺序执行一系列的装配任务。

从长远来看，工业 4.0 它还将涉及对关键系统（包括传感器、执行器及其连接的通信基础设施）的持续监控和预测分析的部署（可以自动预测何时需要维护或维护）。

V3是基于视觉的更新机器人系统Link 可实现低延迟、同步、可扩展的无压缩视频传输，有助于避免工厂车间发生事故。

人与其它机器人之间的协调需要先进的本地处理，通常需要无线连接，以实现可靠的室内定位系统。

“关闭工厂的维护成本很高”，Ahmed 说。“如果您制定了定期维护计划，无论是否需要，都必须定期维护。相比之下，预测性维护意味着您只能在需要时进行维护，以避免不必要的停机和浪费。”

对于所有制造商来说，这些改进在安全性、效率和可持续性方面比可选优势更重要。”这些措施对整个社会都非常重要，因为我们希望优化我们的系统，以更好地处理它们 21 世纪的挑战，" 德州仪器处理器副总裁兼总经理兼总经理 Roland Sperlich 说道。

“下一步 10 在过去的几年里，我认为我们将开始看到传感器技术和边缘 AI 在降低功耗方面发挥作用，例如，允许我们动态关闭工厂的一些部分，然后在需要时迅速恢复生产，”他说，“随着世界各国需要适应不断增长的人口和超负荷运行的电网，这些创新对实现节能至关重要，节能不仅满足客户的期望，它也满足了我们所有人的需要。”

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