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工業自動化行業正在迅速增長，而這一增長主要歸因于對具有人工智能能力的工業機器人的需求不斷增加，這些機器人可以完成揀選、零件轉移、包裝和半導體制造等工作。

2018年，該市場的估值為1570.4億美元，預計2026年前將以8.4%的復合年增長率快速增長，市值將達到2967億美元。

為了滿足不斷擴大的客戶群的要求，該行業將專注于發展其能力，以擴大產品和利益的客戶。

將為未來的工業自動化系統開發材料分析

自動化將分三個層次發展。首先是在硬件和軟件層面，自然語言對話、自編程PLC、自主靈活性和預測性維護等功能將成為近期發展的重點。

第二個層次是開發管理自動化系統的計算機的CPU/內存中的實時處理和可擴展存儲等屬性。

第三個層次是提高這些系統的輸出和可視化能力，例如模擬和沉浸式技術、實時工作指令、改進的協調、高分辨率機器視覺和材料分析。本文將重點介紹這些功能之一的開發，特別是材料分析的能力。

電子衍射是發展材料衍射分析的關鍵

電子衍射對于開發下一代工業自動化設備中的材料分析能力至關重要。

電子的波動性用電子衍射來描述。這是一種通過研究向樣品發射電子引起的干涉圖樣來研究材料和任何物質的技術。科學家將這種效應描述為波粒二象性，即電子可以被視為波的定律。

電子衍射在基礎科學中有很多用途，主要是在固體物理學中，以及在化學中研究一種材料的化學結構，揭開一個樣品的化學結構有助于鑒別它。這在自動化中至關重要，允許機器在沒有人工協助的情況下目視檢查和識別物品，并且在質量控制中起著重要作用。

進行電子衍射實驗的主要方法是用透射電子顯微鏡（TEM），但也可以使用掃描電子顯微鏡。利用這兩種儀器中的任何一種，利用所需的電子能量來加速它們的過程。它們的波長是在它們與被研究的樣品相互作用之前確定的。

然后，電子在穿過電磁物鏡之前通過樣品，在那里它們被散射，然后通過電磁物鏡，其作用是聚焦來自一個特定點的散射電子并移動到圖像窗格上的特定點。

在同一方向散射的電子聚集到一個點上，是物鏡的后焦平面，也是衍射圖樣形成的地方。

電子衍射材料識別技術從20世紀50年代就已經出現了，它可以通過與人工智能相結合來輔助機器人工業自動化，使機器人能夠識別所處理的物品。這對于某些角色來說可能是至關重要的，例如在汽車裝配應用程序中組裝零件。

這項技術還可用于獲取有關晶體結構、應力、污染、內部斷裂等方面的數據，幫助機器人自動發現故障，阻止它們繼續向消費者推銷。

工業自動化的未來進展

將這種能力添加到自動化過程中，將使它們能夠對產品進行質量測試，而無需人工從生產線中取出樣品并進行冗長的測試過程，從而增強了它們的能力。

電子衍射可以建立非晶態固體的短程有序，識別稱為空位的缺陷，并研究氣體分子的幾何結構。它還可以幫助識別可能損害產品質量功能的應力和內部斷裂。自動發現這些特性可以使它們自動從生產線中刪除。

如前所述，電子衍射是材料鑒定中的一個重要工具，它可以與人工智能相結合，在更復雜的自動化過程中指導機器人。

未來的挑戰是建立可靠的方法，將電子衍射方法納入工業自動化機器人技術。工業自動化的未來很可能會看到這些進步，以提高該領域的輸出和可視化能力。

這些并不是該領域唯一的進步。我們還可以預計，在硬件和軟件以及計算機CPU/內存方面的重大進步將在未來幾年出現。