כאשר מפעלים שואפים להגביר את הפרודוקטיביות ולשפר את עלויות התפעול, הדרישה לספק חדש טֶכנוֹלוֹגִיָה שמעצים את המודיעין בקצה הולך וגדל. לאלו מכם ששואלים את עצמכם מה המשמעות של "הקצה", ב אמרהאנו מגדירים את "הקצה" כמקום בו המכונה נפגשת או מתקשרת עם העולם האמיתי.
העצמת מודיעין בקצה האוטומציה של המפעל פירושה הפחתת כמות הפרודוקטיביות האבודה שחווה מפעל בשנה. אז מה צריך כדי להעצים את האינטליגנציה בקצה?
דרושה דרך חשיבה חדשה.
As סמיקונדקטור ספקים, עלינו לספק פתרונות המאפשרים חיישנים ומפעילים חכמים, תומכים בקלט / פלט להגדרת תוכנה ומספקים אבחון מתקדם. בואו נסקור את חשיבותם של ארבעת האלמנטים הקריטיים הללו ואת יכולות המפתח שהם מספקים בהעצמת מודיעין בקצה.
אינטליגנטי חיישן טֶכנוֹלוֹגִיָה
חיישנים נמצאים בכל מקום! הם הפכו בכל מקום בחיי היומיום שלנו. בסביבת הייצור, כל המוצרים המיוצרים דורשים מערך חיישנים הפועלים ביחד כדי לעזור למכונות לזהות אובייקט, לקבוע את המרחק לאובייקט, להגדיר את הצבעים והרכב האובייקט ולפקח על הטמפרטורה והלחץ של אובייקט או נוזל.
הזמנת חיישנים חדשים להחלפת חיישנים פגומים או התאמת פיסת ציוד כדי לאפשר ייצור של מוצר אחר הוא עתיר עבודה ותורם נטל עלות משמעותי עקב אובדן פרודוקטיביות. עלות שליחת טכנאי לרצפת המפעל להחלפת חיישן ואז כיולו מחדש לפרמטרי הייצור הנכונים משפיעה על תפוקת המפעל. אם מכפילים את אותה רמת תחזוקה לכל חיישן ברחבי מפעל, שינוי או תצורה מחודשת של חיישן היא ההוצאה היחידה שיש לכל קווי הייצור.
קישור IO הינה טכנולוגיה חדשה ומלהיבה המאפשרת חישה חכמה כל הדרך עד למכונות שעל רצפת המפעל. טכנולוגיה חדשה זו מאפשרת ייצור גמיש לשיפור תפוקת המפעל ויעילות תפעולית. טכנולוגיה זו ממירה חיישנים דיגיטליים או אנלוגיים מסורתיים לחיישן אינטליגנטי על ידי מתן חילופי מידע דו כיווניים עם החיישן. זה מוסיף רמה חדשה של אינטליגנציה ויכולת להזמין מרחוק את החיישן, כמו גם את היכולת להגיב בזמן אמת על ידי ביצוע התאמות מהירות לפרמטרים של החיישן.
למכונות האוטומציה התעשייתית יש כעת מודיעין חדש כדי לענות באופן דינמי על תנאי הפעלה בזמן אמת על סמך הבריאות והמעמד של רשת חיישנים הממוקמת על פני רצפת המפעל. על ידי הקשה לים זה של מידע מקצה לקצה ברשת של חיישנים חכמים, מתקן יכול ליצור מיפוי של רצפת המפעל שלו כדי לספק מידע טוב יותר בזמן אמת לפיתרון ניטור בינה מלאכותית כולל שיכול לזהות במהירות צווארי בקבוק בייצור. ונקודות כשל, כמו גם לספק יכולת חדשה לייעל את כל רצפת המפעל ליעילות תפעולית טובה יותר.
הדרך שבה טכנולוגיית IO-Link מפשטת את תהליך ההזמנה ומשפרת את תפוקת המפעל היא על ידי הפיכת חיישנים להחלפה באמצעות ממשק פיזי נפוץ המשתמש בערמת פרוטוקול ובקובץ IOD Device Description (IODD). זה מאפשר לטכנאים להזמין במהירות חיישן, מה שמביא להפחתת זמן ההשבתה של המפעל ומאפשר להגדיר מחדש את קו הייצור בזמן.
רכזת IO-Link וקלט / פלט להגדרת תוכנה
אמנם ברור שטכנולוגיית IO-Link היא הזרז שמאחורי מערכת חיישנים חכמים חדשים, אך היא מספקת גם הזדמנויות חדשות המביאות מודיעין לקצה באמצעות פתרונות רכזת IO-Link. רכזות IO-Link החדשות הללו מספקות דרך פשוטה להוסיף ערוצי הרחבת קלט / פלט אנלוגיים ודיגיטליים, כמו גם שילוב של מפעילים חכמים כגון כונני סולנואיד ומנוע.
רכזת IO-Link מספקת דרך פשוטה להרחיב את סוגי הערוצים הדרושים לתמיכה בתצורות מחדש בלתי צפויות של קווי ייצור. רכזות הרחבה אלו של IO מספקות פיתרון המנצל את כל היתרונות של טכנולוגיית IO-Link ומפשט את המשימה להוסיף יציאות קלט / פלט דיגיטליות ואנלוגיות. סוג מוצרים חדש זה מאפשר הזמנת חיישנים באמצעות רכזת IO-Link, מה שמקטין את זמן ההשבתה של המפעל. דוגמאות לפתרונות אלה כוללים ה- IO-Link Hub NXR של עומרון משפחת מוצרים, שמשיגה הפחתה של 90% בזמני ההתקנה וההזמנה.
פתרונות קלט / פלט דיגיטליים ואנלוגיים הניתנים להגדרת תוכנה מאפשרים למהנדסי אוטומציה וטכנאים את הנוחות במתן יציאת קלט / פלט אוניברסלית שניתן להזמין מרחוק. בהשוואה ליתרונות שמספק IO-Link, סוג חדש זה של מוצרי קלט / פלט להגדרת תוכנה אנלוגיים ואנלוגיים מפשט את נטל ייצור התורים של המפעל ומספק גמישות לחבר פיזית כל חיישני קלט / פלט דיגיטליים ואנלוגיים לכל גורם שאינו מוקצה. יציאת קלט / פלט דיגיטלית ואנלוגית. טכנולוגיה זו הניתנת להגדרת תוכנה חסכונית יותר ומגדילה את צפיפות הערוצים בקומת המפעל.
בקר ה- IO-Link מסדרת NXR ומסדרת IO-Link IO-Link עם ה- MAX14918, MAX14827A ו- MAX14912 / 15 (מקור: Maxim Integrated)
מפעילים חכמים
מפעילים משמשים להשפעה ולשליטה על הכיוון והמהירות שעוברים מוצר על פני רצפת המפעל. מכיוון שכל היישומים דורשים מערך ייחודי של בקרת תנועה ומאפייני כונן מנוע, מפעילים חכמים אלה יצטרכו להתאים דינמית לסביבתם כדי ליצור מערכת סייבר-פיזית מכטטרונית מושלמת זו.
נכון לעכשיו, מפעילים חכמים מתפתחים על מנת לספק יכולת תצורה אוטומטית המתאימה באופן אוטומטי את פרמטרי הביצועים שלה כדי לענות על דרישות הסביבה התפעולית שלה. זהו הצעד הראשון לגרום למפעיל להיות מודע לעצמו לסביבתו ולאפשר למערכת לייעל את ביצועיה לתפוקה מקסימאלית או למקסם את האמינות והביצועים התפעוליים לטווח הארוך של המפעיל. בשני המקרים התוצאה מניבה עלויות תפעוליות נמוכות יותר ויעילות גבוהה יותר.
כדי להעצים את השילוב הזה של תנועה חכמה, זה דורש שילוב של שני אלמנטים מרכזיים.
האלמנט הקריטי הראשון הוא טכנולוגיית כונן אנלוגי חסכונית בכוח המאפשרת גבוההמתח פעולה תוך מתן בריאות ומצב הסביבה המקומית כדי לאפשר אופטימיזציה של המנועים ולהשגת איזון בין יעילות גבוהה לתפוקה מהירה יותר.
האלמנט הקריטי השני הוא היכולת לספק אלגוריתמים לבקרת תנועה כדי לאפשר טווח תנועה חלק. זה מורכב מהיכולת לזהות עומסים המונחים על המנוע במהלך הפעולה כדי למנוע כשלים בקו ולמזער את צריכת החשמל.
אלגוריתמים לבקרת תנועה מספקים תנועה חלקה ומדויקת, בעוד שאלגוריתמי הקיצוץ מתמקדים בהפיכת המנוע לחסכוני יותר. בנוסף, חישת מיקום האבזור חשוב לדעת אם המנוע עבר למצב הנכון. זה נעשה באמצעות חישה מגנטית, בדרך כלל באמצעות חיישני הול או סוג כלשהו של פתרון קידוד אופטי.
להדגמת ערכם של המפעילים החכמים מהדור הבא, הנה שתי דוגמאות חדשות: PD42-1-1243-IOLINK ועיצוב התייחסות לתפסן סוף-הזרוע (EOAT) שיצא לאחרונה, ה- TMCM-1617-GRIP-REF. שני הפתרונות מדגימים את כוח השילוב בין תנועה חכמה, הנהג וטכנולוגיית התקשורת IO-Link.
מפעילים חכמים אלה מפשטים את ההזמנה ומגבירים את פרודוקטיביות המפעלים על ידי מתן גישה למהנדס האוטומציה התעשייתית ליותר מ 50% פרמטרים לתצורה וביצועים דרך ממשק התקשורת IO-Link. בנוסף, ניתן לכוונן את המפעילים החכמים הללו על מנת להתאים לשינויים בסביבת התפעול וליישם פתרונות פרודוקטיביות מתקדמים שמקורם ב- AI. יכולת זו לעצב את ביצועי המפעיל על סמך סביבתו התפעולית היא העתיד של בקרת תנועה חכמה.
תכנון הפניה לאחיזת כלים מהזרוע (EOAT), ה- TMCM-1617-GRIP-REF (מקור: Trinamic)
אבחון וקבלת החלטות בזמן אמת
רמות גבוהות יותר של יכולות אבחון ממשיכות לספק מערך נתונים עשיר יותר המשפר את קבלת ההחלטות בזמן אמת על בסיס קצה כדי לשפר את הפרודוקטיביות ואת תקינות התפעול בקומת המפעל.
פלטפורמות אלגוריתם AI מבוססות ייצור רבות עוצמה אלה צפויות לצמוח ממיליארד דולר בשנת 1 ליותר מ -2018 מיליארד דולר בשנת 17, או בקצב צמיחה שנתי מורכב הקרוב ל -2025%, על פי דו"ח MarketsandMarkets משנת 50 שכותרתו "בינה מלאכותית בשוק הייצור. ” במהלך תקופה זו, למידת מכונה צפויה להיות פלח הצמיחה הגבוה ביותר ב- AI בשל ההשקעות המהירות שמבוצעות ליישום מפעלים חכמים.
הכוח המניע מאחורי צמיחה זו נובע משפע המידע הבריאותי והמצב שנוצר מרשת התקנים המופעלים על ידי IIoT, אלגוריתמים המספקים ניתוח חיזוי ומצלמות ראיית מכונה המנטרות את איכות המוצרים וכן מעריכים את המצב ואת תקינות התפעול. של המכונות.
ב IC ברמה, יותר ויותר מידע מנוטר, נאסף ומועבר באמצעות אוטובוס SPI אל ומעבד מיקרו-מעבד. עוצמת הקול של תרשימי ה- IC הללו ממשיכה להתרבות כאשר הם נושאים מידע קריטי כמו מצב טמפרטורה של מכשיר, מתח יתר, זרם יתר, זיהוי חוט פתוח, זיהוי קצר חשמלי, אזהרות טמפרטורה יתר, כיבוי תרמי ו- CRC.
אם ניקח צעד אחורה עכשיו ונכפיל את מספר המוליכים למחצה המספקים תרשימי נתונים על כל רוחב הציוד בקומת המפעל, מתברר שניתן להשיג מיפוי אבחוני של רצפת המפעל כדי לצפות, לזהות ולאבחן כשלים בקו הייצור. .
הדבר הגדול הבא
דבר אחד ברור: על ידי העצמת "דרך החשיבה החדשה" הזו, מפעלים חכמים יכולים לנצל את היכולות החדשות הללו כדי לשפר את התפוקה ולהגדיל את התפוקה. מכיוון שהטכנולוגיות החדשות הללו ימשיכו להבשיל, הדור הבא של אלגוריתמי AI יהפוך למוטבים על ידי מינוף האיכות הגבוהה יותר של נתונים בזמן אמת הנוצרים מהפתרונות הללו.
כתוצאה מכך, מכונות חדשות בעלות יכולות עצמיות אלה יישמו אוטומטית פתרונות המופקים על ידי AI בכדי לשמור על קו ייצור עד לתיקונו או לתיקונו על ידי טכנאי. עידן זה של מכונות בעלות מודעות עצמית יעורר השראה לדבר הגדול הבא באוטומציה התעשייתית.
על מקסים משולב