根據《2024 年世界機器人》報告，工廠采用機器人技術的人數已達到每 10,000 名員工 162 臺的創紀錄。

當今的超互聯機器人要求很高。它們需要的比工廠自動化中使用的傳統工業控制系統要多得多。到 2025 年，機器人安裝毫米級零件并實時檢測缺陷的能力取決于精確的計時。

支持機器人技術的時間敏感型網絡需要更高水平的準確性和同步性。這是通過最新的微機電系統 （MEMS） 振蕩器提供的高度穩定的參考頻率實現的。

傳統上，可編程邏輯控制器和工業控制系統已經實現了順序過程。現在，需要更精確的同步來加快生產速度并減少錯誤。

精確時間協議是一種商定的默認行為，旨在使系統易于安裝和作。為了在工廠車間實現機器和系統之間所需的協調水平，該協議支持的時間敏感網絡可以將跨網絡的時鐘同步到亞微秒以內。

其結果是傳感器解決方案為機器人應用帶來了大量新的可能性

到自主移動機器人和協作機器人 （cobots），旨在與人類一起進行物料搬運、裝配和精加工。

惡劣環境

為了保證制造設施中任何給定時間的計時精度，需要耐用性。與傳統石英晶體振蕩器相比，硅 MEMS 器件的優勢之一是它們能夠承受沖擊和振動等環境壓力。石英設備對工廠中存在的機械重力更敏感，因此它們更容易受到損壞和搖搖欲墜。

溫度也是一個重要的考慮因素。基于 MEMS 的器件能夠避免極端溫度波動中的頻率漂移。事實證明，這不僅在大量工業自動化應用中很重要，而且在航空航天和國防應用中也很重要。

人工智能的質量控制

人工智能 （AI） 減少了許多工業流程中質量控制所需的時間和培訓。智能機器視覺使用人工智能驅動的圖像處理來了解自動缺陷檢測所需的內容。自動缺陷分選系統使用 3D 和多光譜相機來識別產品中的表面和結構缺陷。

人工智能和自動化

麥肯錫的下一份生產力前沿報告預測，人工智能工廠有潛力實現任務自動化，從而吸收 60-70% 的人類工作量。麥肯錫根據最近技術自動化潛力的加速，從之前的預測中提高了這一估計，即技術可以使一半的員工工作自動化。

精密計時設備是這種自動化的關鍵，可實現高速攝像機與處理系統的同步，從而實現精確的圖像捕獲和準確的分析。基于 MEMS 的設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效率。

工業物聯網

與人工智能一起，物聯網可以說是被稱為“第四次工業革命”的最重要的自動化形式。智能傳感器可以跟蹤從溫度到能耗和壓力的多個參數，檢測任何異常情況并幫助降低設備故障的風險。

為了有效，工業物聯網傳感器需要與現場處理數據的邊緣計算系統以及支持遠程監控和執行預測分析的云系統同步。正是精確的定時提供了這種同步，支持實時數據處理和可靠的異常檢測。

同樣，最新的基于 MEMS 的時序技術有助于精確地對錯誤進行時間戳。這可以更深入地了解導致產品缺陷的錯誤發生的時間和地點。

成功協調制造環境中的各種機器人應用對于實現準確性和速度至關重要。

機械臂、自動導引車和協作機器人的活動必須同步，才能以優化的順序執行任務。同樣，精確計時作為關鍵協調器的支柱，可以最大限度地減少延遲并優化工廠車間各種機器人工具的每項任務。

功能安全

基于MEMS的定時定時器件可以提供功能安全。這種精確計時的元素在機器人和人類之間存在交互的工廠中是一個優勢。

從本質上講，面向人類的機器人（例如協作機器人）必須有一個可靠的時鐘系統，可以自我檢測故障，并在發生不應該發生的事情時以可預測的方式做出反應。精確的定時可實現此類系統所必需的功能安全。

為汽車行業開發的先進安全集成，用于自動駕駛或高級駕駛輔助系統中的安全關鍵電子設備，體現了精確計時對機器人功能安全的重要性。

工廠自動化的未來

隨著工廠自動化在人工智能、工業物聯網和 5G 連接等技術的推動下變得越來越復雜，緊密同步和統一的時間參考變得越來越重要。系統組件（包括定時設備）還需要滿足在極端溫度、振動和沖擊的惡劣環境中高效運行的需求。基于
MEMS 的計時解決方案處于機器人技術的最前沿，拓寬了 AI 檢測和實時監控等應用的潛力。

工業定時選項

Chorus 汽車時鐘發生器（如下圖所示）包括 FailSafe;將微加工 MEMS 諧振器、振蕩器和先進安全機制組合到單個封裝中的集成。它還可以適應機器人應用。該發生器旨在簡化多個時鐘樹的系統時序架構，將功能安全開發時間縮短多達六周。

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

SiT5356 是用于 SoC 和 FPGA 設計的參考時鐘。它符合GR-1244 Stratum 3振蕩器規范，可實現精確穩定的時序。它集成了 DualMEMS 和 TurboCompensation 溫度傳感技術，堅固耐用，可承受環境壓力。它在工廠被編程為頻率、穩定性、電壓和拉力范圍的任意組合，適用于工業機器人中的一系列應用。