根據(jù)《2024 年世界機(jī)器人》報(bào)告，工廠采用機(jī)器人技術(shù)的人數(shù)已達(dá)到每 10,000 名員工 162 臺(tái)的創(chuàng)紀(jì)錄。

當(dāng)今的超互聯(lián)機(jī)器人要求很高。它們需要的比工廠自動(dòng)化中使用的傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)要多得多。到 2025 年，機(jī)器人安裝毫米級零件并實(shí)時(shí)檢測缺陷的能力取決于精確的計(jì)時(shí)。

支持機(jī)器人技術(shù)的時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò)需要更高水平的準(zhǔn)確性和同步性。這是通過最新的微機(jī)電系統(tǒng) （MEMS） 振蕩器提供的高度穩(wěn)定的參考頻率實(shí)現(xiàn)的。

傳統(tǒng)上，可編程邏輯控制器和工業(yè)控制系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了順序過程?，F(xiàn)在，需要更精確的同步來加快生產(chǎn)速度并減少錯(cuò)誤。

精確時(shí)間協(xié)議是一種商定的默認(rèn)行為，旨在使系統(tǒng)易于安裝和作。為了在工廠車間實(shí)現(xiàn)機(jī)器和系統(tǒng)之間所需的協(xié)調(diào)水平，該協(xié)議支持的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)可以將跨網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步到亞微秒以內(nèi)。

其結(jié)果是傳感器解決方案為機(jī)器人應(yīng)用帶來了大量新的可能性

到自主移動(dòng)機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人 （cobots），旨在與人類一起進(jìn)行物料搬運(yùn)、裝配和精加工。

惡劣環(huán)境

為了保證制造設(shè)施中任何給定時(shí)間的計(jì)時(shí)精度，需要耐用性。與傳統(tǒng)石英晶體振蕩器相比，硅 MEMS 器件的優(yōu)勢之一是它們能夠承受沖擊和振動(dòng)等環(huán)境壓力。石英設(shè)備對工廠中存在的機(jī)械重力更敏感，因此它們更容易受到損壞和搖搖欲墜。

溫度也是一個(gè)重要的考慮因素?；?MEMS 的器件能夠避免極端溫度波動(dòng)中的頻率漂移。事實(shí)證明，這不僅在大量工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中很重要，而且在航空航天和國防應(yīng)用中也很重要。

人工智能的質(zhì)量控制

人工智能 （AI） 減少了許多工業(yè)流程中質(zhì)量控制所需的時(shí)間和培訓(xùn)。智能機(jī)器視覺使用人工智能驅(qū)動(dòng)的圖像處理來了解自動(dòng)缺陷檢測所需的內(nèi)容。自動(dòng)缺陷分選系統(tǒng)使用 3D 和多光譜相機(jī)來識(shí)別產(chǎn)品中的表面和結(jié)構(gòu)缺陷。

人工智能和自動(dòng)化

麥肯錫的下一份生產(chǎn)力前沿報(bào)告預(yù)測，人工智能工廠有潛力實(shí)現(xiàn)任務(wù)自動(dòng)化，從而吸收 60-70% 的人類工作量。麥肯錫根據(jù)最近技術(shù)自動(dòng)化潛力的加速，從之前的預(yù)測中提高了這一估計(jì)，即技術(shù)可以使一半的員工工作自動(dòng)化。

精密計(jì)時(shí)設(shè)備是這種自動(dòng)化的關(guān)鍵，可實(shí)現(xiàn)高速攝像機(jī)與處理系統(tǒng)的同步，從而實(shí)現(xiàn)精確的圖像捕獲和準(zhǔn)確的分析?；?MEMS 的設(shè)備能夠最大限度地減少延遲，從而提高檢測精度以提高生產(chǎn)效率。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

與人工智能一起，物聯(lián)網(wǎng)可以說是被稱為“第四次工業(yè)革命”的最重要的自動(dòng)化形式。智能傳感器可以跟蹤從溫度到能耗和壓力的多個(gè)參數(shù)，檢測任何異常情況并幫助降低設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)。

為了有效，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器需要與現(xiàn)場處理數(shù)據(jù)的邊緣計(jì)算系統(tǒng)以及支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和執(zhí)行預(yù)測分析的云系統(tǒng)同步。正是精確的定時(shí)提供了這種同步，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和可靠的異常檢測。

同樣，最新的基于 MEMS 的時(shí)序技術(shù)有助于精確地對錯(cuò)誤進(jìn)行時(shí)間戳。這可以更深入地了解導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷的錯(cuò)誤發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)。

成功協(xié)調(diào)制造環(huán)境中的各種機(jī)器人應(yīng)用對于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確性和速度至關(guān)重要。

機(jī)械臂、自動(dòng)導(dǎo)引車和協(xié)作機(jī)器人的活動(dòng)必須同步，才能以優(yōu)化的順序執(zhí)行任務(wù)。同樣，精確計(jì)時(shí)作為關(guān)鍵協(xié)調(diào)器的支柱，可以最大限度地減少延遲并優(yōu)化工廠車間各種機(jī)器人工具的每項(xiàng)任務(wù)。

功能安全

基于MEMS的定時(shí)定時(shí)器件可以提供功能安全。這種精確計(jì)時(shí)的元素在機(jī)器人和人類之間存在交互的工廠中是一個(gè)優(yōu)勢。

從本質(zhì)上講，面向人類的機(jī)器人（例如協(xié)作機(jī)器人）必須有一個(gè)可靠的時(shí)鐘系統(tǒng)，可以自我檢測故障，并在發(fā)生不應(yīng)該發(fā)生的事情時(shí)以可預(yù)測的方式做出反應(yīng)。精確的定時(shí)可實(shí)現(xiàn)此類系統(tǒng)所必需的功能安全。

為汽車行業(yè)開發(fā)的先進(jìn)安全集成，用于自動(dòng)駕駛或高級駕駛輔助系統(tǒng)中的安全關(guān)鍵電子設(shè)備，體現(xiàn)了精確計(jì)時(shí)對機(jī)器人功能安全的重要性。

工廠自動(dòng)化的未來

隨著工廠自動(dòng)化在人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和 5G 連接等技術(shù)的推動(dòng)下變得越來越復(fù)雜，緊密同步和統(tǒng)一的時(shí)間參考變得越來越重要。系統(tǒng)組件（包括定時(shí)設(shè)備）還需要滿足在極端溫度、振動(dòng)和沖擊的惡劣環(huán)境中高效運(yùn)行的需求。基于
MEMS 的計(jì)時(shí)解決方案處于機(jī)器人技術(shù)的最前沿，拓寬了 AI 檢測和實(shí)時(shí)監(jiān)控等應(yīng)用的潛力。

工業(yè)定時(shí)選項(xiàng)

Chorus 汽車時(shí)鐘發(fā)生器（如下圖所示）包括 FailSafe;將微加工 MEMS 諧振器、振蕩器和先進(jìn)安全機(jī)制組合到單個(gè)封裝中的集成。它還可以適應(yīng)機(jī)器人應(yīng)用。該發(fā)生器旨在簡化多個(gè)時(shí)鐘樹的系統(tǒng)時(shí)序架構(gòu)，將功能安全開發(fā)時(shí)間縮短多達(dá)六周。

SiT8918B 高溫振蕩器在惡劣環(huán)境中具有抗沖擊和抗振動(dòng)能力。它具有較寬的頻率范圍（1.0-110MHz）和溫度范圍（-40°C至125°C），在以熱梯度和瞬態(tài)力為特征的條件下具有±20ppm的穩(wěn)定性，適用于機(jī)器人應(yīng)用。

SiT5356 是用于 SoC 和 FPGA 設(shè)計(jì)的參考時(shí)鐘。它符合GR-1244 Stratum 3振蕩器規(guī)范，可實(shí)現(xiàn)精確穩(wěn)定的時(shí)序。它集成了 DualMEMS 和 TurboCompensation 溫度傳感技術(shù)，堅(jiān)固耐用，可承受環(huán)境壓力。它在工廠被編程為頻率、穩(wěn)定性、電壓和拉力范圍的任意組合，適用于工業(yè)機(jī)器人中的一系列應(yīng)用。