اینترنت اشیا در کارخانه هوشمند
اینترنت اشیا در کارخانه هوشمند /

راهکار پلتفرم اینترنت اشیا در کارخانه
کارخانه هوشمند به ساختمان هوشمند صنعتی گفته میشود که دستگاههای موجود در آن با بهرهگیری از اینترنت اشیا یک اکو سیستم هوشمند را جهت بهبود کارایی، پیوستگی میان عملیاتهای خود و برقراری امنیت تشکیل میدهند. هدف اصلی اینترنت اشیا در کارخانه هوشمند تولید هوشمند با تجهیزات تمام دیجیتال است. تولید هوشمند با اتوماسیون یا همان خودکارسازی تجهیزات همراه است.کارخانه هوشمند متشکل از دستگاههای هوشمند است که روزانه دستگاهها، کارها و عملیات خود را انجام میدهند. در صورت بروز مشکل در خط تولید پلتفرم اینترنت اشیا در کارخانه هوشمند سعی در تصحیح عملیات میکند و در صورت نیاز هشدار داده و نیروی انسانی مداخله میکند. نکته و مفهوم اصلی در کارخانههای هوشمند، ایجاد یک نوع تعامل و ارتباط بین اجزای مختلف اکو سیستم تولیدی است.
اطلاعات گستردهای از دادهها که لحظه به لحظه از کلیه تجهیزات کارخانه هوشمند جمعآوری میشود بینش واقعی را در اختیار مدیران قرار میدهد که بتوانند با دانش بیشتری برای آینده، تصمیمات مناسب اتخاذ نمایند. در هوشمندسازی کارخانه 4 مبنای کلی شکل میگیرد : لایه فیزیکی یا دستگاهها، لایه داده یا فرآیند نظارت بر (انتقال، سرعت و حجم داده) ابر، یا مکان تجزیه و پردازش تحلیلهای پیچیده و درنهایت لایه کنترل باقابلیت اصلاح توسط اقدامات انسانی از این موارد هستند. بهینهسازی فقط به یک مقوله ورود نیافته و تمامی مؤلفههایی چون نظارت بر مصرف انرژی، ردیابی دادهها، گردش داراییها و … را پس از هوشمندسازی کارخانه برای مالکان آن به ارمغان میآورد.همچنین کنترل کیفیتی دقیقتر، کم شدن زمان طراحی، کاهش ایجاد ضایعات و در یککلام دگرگونی صنایع در حوزههای مختلف از تأثیرات درخشان وجود یک سامانه هوشمند در مراکز تولیدی است.در یک کارخانه به سبک هوشمند تمامی دادههای جمعآوریشده، محصولات نهایی، داراییهای فیزیکی و … شفاف و واضح هستند. از این رو میتوان ردیابی، نظارت و … را در این شبکه شفاف و مصورسازی شده صورت داد و تصمیمات دقیقتری را بهواسطه این امکانات قابلدرک اخذ نمود. سازگاری با تغییرات، تنظیم خودکار جریان مواد، اعمال زمانبندی متفاوت، برنامهریزی منعطف و … از قابلیتهای یک کارخانه ورود یافته به مقوله هوشمندسازی با اینترنت اشیا است.
پیشبینی نگهداری و تعمیرات تجهیزات یکی از کاربردهای محبوب اینترنت اشیا (IoT) در صنایع است. دستگاههای IoT متغیرهای مختلف مربوط به یک قطعه از ماشینآلات خاص را ردیابی و ذخیره میکنند. مانند دمای کار، زمانبندی و لرزشها. سپس سیستم IoT آن اطلاعات را با استفاده از الگوریتمهای پیشرفته و دادههای تاریخی تجزیه و تحلیل میکند تا بهطور مؤثر پیشبینی کند چه زمانی و کدام دستگاه به تعمیر و نگهداری نیاز دارد یا در آستانه خرابی است. برخی از سیستمهای تعمیر و نگهداری پیشگیرانه حتی دستگاههایی را که در معرض خرابی قرار دارند را خاموش میکنند و احتمال آسیبدیدگی به کارمندان را کاهش میدهند.بهجای این که قطعات به مشکل بخورند تا پس از یک مدت معین از خط تولید خارج شوند، سنسورهای هوشمند این امکان را می دهند که خرابی ها و مشکلات دستگاهها به موقع و قبل از اینکه از دور خارج شوند بررسی شوند.
دادههایی که دریافت میشوند همچنین میتواند برای بهبود عملکرد تولید مورد استفاده قرار گیرند. پیشرفت در فناوری و قابلیتهای باند پهن به معنی پردازش سریعتر مقادیر زیاد دادههای نابرابر است که میتواند برای تجزیه و تحلیل تولید و بهبود کارایی در طول زمان مورد استفاده قرار گیرد. این قابلیت، اجازه استفاده بهینه و حداکثری از ماشینها را میدهد. این کار حدس زدن را از فرآیند نگهداری ماشین خارج میکند و از دادههای قطعی برای فعال نگهداشتن آنها استفاده میکند و این امکان را فراهم می نماید که قبل از اینکه نیاز بهجایگزین کردن یک قطعه باشد از آن تا مرز خرابی استفاده شود.
با هوشمندسازی سازهها و مجموعهها میزان قابل توجهی در مصرف انرژی صرفهجویی میشود و برآوردها بیانگر این نکته است که میتوان با استفاده از اینترنت اشیا حداقل تا 25 درصد مصرف انرژی را در مجموعه کاهش داد. بهعنوان مثال با استفاده از سنسورهای شناسایی حضور افراد در محیط میتوان تشخیص داد که در لحظه چند نفر در یک مکان یا اتاق حضور دارند و براساس آن میزان نور و حرارت سالن را تنظیم کرد. حسگرها میتوانند کیفیت آب و هوای داخل ساختمان را در تمام ساعات روز کنترل کنند و در صورت نیاز نسبت به بهبود آن به شکلی خودکار گام بردارند. این سنسورها میتوانند خدمات مناسبی ارائه کنند و هزینههای تعمیرات و نگهداری سازهها را بهخصوص در مراکز عمومی و سالنهای پررفت و آمد کاهش دهند؛ زیرا با استفاده از آنها میتوان قطعی سیم و کابل و برق، نشتی آب و گاز و از این قبیل موارد را قبل از بروز خسارت شناسایی و تعمیر کرد.
نورپردازی خودکار، ترموستاتهای هوشمند ، تهویه و خنکسازی مبتنی بر سنسورهای نسل جدید به گونهای طراحی شدهاند که به طور خودکار شرایط مناسب را در فضاها ایجاد و حفظ کرده و مصرف انرژی را در حد بهینه نگه میدارند. با مدیریت منابع، استفاده از سنسورها، تجزیه و تحلیل دادهها و روشهای دیگر میتوان مصارف این اماکن را بهینهسازی کرد. بهعنوان مثال، نظارت مداوم با استفاده از سنسورها، از اضافه بار جلوگیری میکند و به تعادل خط تولید کمک میکند.
در محوطههای گسترده در صورت بروز حریق نیاز به صرف زمان طولانی برای یافتن محل دقیق آتشسوزی میباشد که لازم است از سیستمهای آدرسپذیر استفاده شود. در سیستم آدرسپذیر دتکتورهای تعبیه شده در محل به محض بروز یکی از نشانههای آتشسوزی مانند دود و یا حرارت فعال شده و سیستم اعلام را فعال مینمایند و آدرس دقیق محل مذکور را نمایش میدهند.
سیستم اعلام حریق زنگ هشداری است که سیگنالهایی را از آلارم های مختلف سنسورها دریافت میکند، این موارد را ارزیابی میکند و سپس اقدام مناسب را انجام میدهد. طیف گستردهای از فناوریهای مختلف را میتوان برای تشخیص آتشسوزی استفاده نمود. متداولترین سیستم اعلام حریق دتکتورهای دود و دما هستند. دلیل اصلی استفاده از سیستمهای اعلام حریق، تشخیص وقوع آتشسوزی در مرحله بسیار اولیه حتی بدون حضور انسان است و بنابراین سریعاً اقدامات مناسب را باید انجام داد. پس از شناسایی آتشسوزی، یک سیگنال هشدار صوتی یا دیداری (آژیر و چراغ چشمکزن) منتشر میشود. بسته به نوع طراحی سیستم، میتوان به آتشنشانی نیز هشدار داد یا میتوان سیستم خاموش کننده اتوماتیک فعال شود.
حسگرهای اینترنت اشیا و برچسب های RFID نصب شده بر روی کالاهای انبار، نحوه چیدمان موجودی را تغییر میدهد، دستگاهها به طور خودکار موارد ورود و خروج از انبار را کنترل میکنند و در صورت نیاز (نوع محصول، رنگ، اندازه، تاریخ انقضا) آنها را طبقهبندی مینمایند. حسگرها با مشخص كردن فضاهای آزاد در قفسه ها، به طور خودكار فرآیند پذیرش، تخصیص و جابهجایی كالاها را در یك انبار یاری میكنند. در دسترس بودن محصولات موجود در انبار در زمان واقعی بهروز میشود. حسگرها اطلاعات را جمعآوری نموده و به سیستم ERP ارسال میکنند، به این معنی که صاحبان مشاغل میتوانند به راحتی مقادیر را کنترل کنند.
حسگرهای اینترنت اشیا شرایط محیطی مانند درجه حرارت برای محصولات فاسدشدنی یا سطح لرزش را برای موارد شکننده کنترل میکنند و در صورت لزوم هشدارهای فوری ارسال میکنند، بنابراین از فساد یا آسیب به کالاها جلوگیری میکنند. قفسههای هوشمند نوآوری بزرگی در اینترنت اشیا برای صنعت خرده فروشی است که هدف آن جلوگیری از کمبود یا اضافه فروشی محصولات است. حسگرهای ویژه تعداد محصولات موجود در قفسههای سهام را کنترل میکنند، سطح فروش را تجزیه و تحلیل میکنند و در صورت نیاز سفارشات خودکار را انجام میدهند و تمامی این موارد بدون دخالت انسان صورت می گیرد. شناسایی سریع کالاهای فاسدشده یا در آستانه فساد، اطلاعرسانی سریع در مورد قفسههای خالی شده و پخش پیام هشدار بر روی گوشی هوشمند کارکنان هر بخش از جمله مزایای سیستم هوشمند سازی با اینترنت اشیا است.
- نگهداری پیشگیرانه
پیشبینی نگهداری و تعمیرات تجهیزات یکی از کاربردهای محبوب اینترنت اشیا (IoT) در صنایع است. دستگاههای IoT متغیرهای مختلف مربوط به یک قطعه از ماشینآلات خاص را ردیابی و ذخیره میکنند. مانند دمای کار، زمانبندی و لرزشها. سپس سیستم IoT آن اطلاعات را با استفاده از الگوریتمهای پیشرفته و دادههای تاریخی تجزیه و تحلیل میکند تا بهطور مؤثر پیشبینی کند چه زمانی و کدام دستگاه به تعمیر و نگهداری نیاز دارد یا در آستانه خرابی است. برخی از سیستمهای تعمیر و نگهداری پیشگیرانه حتی دستگاههایی را که در معرض خرابی قرار دارند را خاموش میکنند و احتمال آسیبدیدگی به کارمندان را کاهش میدهند.بهجای این که قطعات به مشکل بخورند تا پس از یک مدت معین از خط تولید خارج شوند، سنسورهای هوشمند این امکان را می دهند که خرابی ها و مشکلات دستگاهها به موقع و قبل از اینکه از دور خارج شوند بررسی شوند.
دادههایی که دریافت میشوند همچنین میتواند برای بهبود عملکرد تولید مورد استفاده قرار گیرند. پیشرفت در فناوری و قابلیتهای باند پهن به معنی پردازش سریعتر مقادیر زیاد دادههای نابرابر است که میتواند برای تجزیه و تحلیل تولید و بهبود کارایی در طول زمان مورد استفاده قرار گیرد. این قابلیت، اجازه استفاده بهینه و حداکثری از ماشینها را میدهد. این کار حدس زدن را از فرآیند نگهداری ماشین خارج میکند و از دادههای قطعی برای فعال نگهداشتن آنها استفاده میکند و این امکان را فراهم می نماید که قبل از اینکه نیاز بهجایگزین کردن یک قطعه باشد از آن تا مرز خرابی استفاده شود.
- مدیریت هوشمند انرژی
با هوشمندسازی سازهها و مجموعهها میزان قابل توجهی در مصرف انرژی صرفهجویی میشود و برآوردها بیانگر این نکته است که میتوان با استفاده از اینترنت اشیا حداقل تا 25 درصد مصرف انرژی را در مجموعه کاهش داد. بهعنوان مثال با استفاده از سنسورهای شناسایی حضور افراد در محیط میتوان تشخیص داد که در لحظه چند نفر در یک مکان یا اتاق حضور دارند و براساس آن میزان نور و حرارت سالن را تنظیم کرد. حسگرها میتوانند کیفیت آب و هوای داخل ساختمان را در تمام ساعات روز کنترل کنند و در صورت نیاز نسبت به بهبود آن به شکلی خودکار گام بردارند. این سنسورها میتوانند خدمات مناسبی ارائه کنند و هزینههای تعمیرات و نگهداری سازهها را بهخصوص در مراکز عمومی و سالنهای پررفت و آمد کاهش دهند؛ زیرا با استفاده از آنها میتوان قطعی سیم و کابل و برق، نشتی آب و گاز و از این قبیل موارد را قبل از بروز خسارت شناسایی و تعمیر کرد.
نورپردازی خودکار، ترموستاتهای هوشمند ، تهویه و خنکسازی مبتنی بر سنسورهای نسل جدید به گونهای طراحی شدهاند که به طور خودکار شرایط مناسب را در فضاها ایجاد و حفظ کرده و مصرف انرژی را در حد بهینه نگه میدارند. با مدیریت منابع، استفاده از سنسورها، تجزیه و تحلیل دادهها و روشهای دیگر میتوان مصارف این اماکن را بهینهسازی کرد. بهعنوان مثال، نظارت مداوم با استفاده از سنسورها، از اضافه بار جلوگیری میکند و به تعادل خط تولید کمک میکند.
- اعلام و اطفاء حریق هوشمند
در محوطههای گسترده در صورت بروز حریق نیاز به صرف زمان طولانی برای یافتن محل دقیق آتشسوزی میباشد که لازم است از سیستمهای آدرسپذیر استفاده شود. در سیستم آدرسپذیر دتکتورهای تعبیه شده در محل به محض بروز یکی از نشانههای آتشسوزی مانند دود و یا حرارت فعال شده و سیستم اعلام را فعال مینمایند و آدرس دقیق محل مذکور را نمایش میدهند.
سیستم اعلام حریق زنگ هشداری است که سیگنالهایی را از آلارم های مختلف سنسورها دریافت میکند، این موارد را ارزیابی میکند و سپس اقدام مناسب را انجام میدهد. طیف گستردهای از فناوریهای مختلف را میتوان برای تشخیص آتشسوزی استفاده نمود. متداولترین سیستم اعلام حریق دتکتورهای دود و دما هستند. دلیل اصلی استفاده از سیستمهای اعلام حریق، تشخیص وقوع آتشسوزی در مرحله بسیار اولیه حتی بدون حضور انسان است و بنابراین سریعاً اقدامات مناسب را باید انجام داد. پس از شناسایی آتشسوزی، یک سیگنال هشدار صوتی یا دیداری (آژیر و چراغ چشمکزن) منتشر میشود. بسته به نوع طراحی سیستم، میتوان به آتشنشانی نیز هشدار داد یا میتوان سیستم خاموش کننده اتوماتیک فعال شود.
- مدیریت انبار
حسگرهای اینترنت اشیا و برچسب های RFID نصب شده بر روی کالاهای انبار، نحوه چیدمان موجودی را تغییر میدهد، دستگاهها به طور خودکار موارد ورود و خروج از انبار را کنترل میکنند و در صورت نیاز (نوع محصول، رنگ، اندازه، تاریخ انقضا) آنها را طبقهبندی مینمایند. حسگرها با مشخص كردن فضاهای آزاد در قفسه ها، به طور خودكار فرآیند پذیرش، تخصیص و جابهجایی كالاها را در یك انبار یاری میكنند. در دسترس بودن محصولات موجود در انبار در زمان واقعی بهروز میشود. حسگرها اطلاعات را جمعآوری نموده و به سیستم ERP ارسال میکنند، به این معنی که صاحبان مشاغل میتوانند به راحتی مقادیر را کنترل کنند.
حسگرهای اینترنت اشیا شرایط محیطی مانند درجه حرارت برای محصولات فاسدشدنی یا سطح لرزش را برای موارد شکننده کنترل میکنند و در صورت لزوم هشدارهای فوری ارسال میکنند، بنابراین از فساد یا آسیب به کالاها جلوگیری میکنند. قفسههای هوشمند نوآوری بزرگی در اینترنت اشیا برای صنعت خرده فروشی است که هدف آن جلوگیری از کمبود یا اضافه فروشی محصولات است. حسگرهای ویژه تعداد محصولات موجود در قفسههای سهام را کنترل میکنند، سطح فروش را تجزیه و تحلیل میکنند و در صورت نیاز سفارشات خودکار را انجام میدهند و تمامی این موارد بدون دخالت انسان صورت می گیرد. شناسایی سریع کالاهای فاسدشده یا در آستانه فساد، اطلاعرسانی سریع در مورد قفسههای خالی شده و پخش پیام هشدار بر روی گوشی هوشمند کارکنان هر بخش از جمله مزایای سیستم هوشمند سازی با اینترنت اشیا است.