Поскольку заводы стремятся повысить производительность и снизить эксплуатационные расходы, потребность в поставке новых technology что расширяет возможности интеллекта на грани. Для тех из вас, кто спрашивает себя, что означает «край», на Сентенция, мы определяем «край» как место, где машина встречается или взаимодействует с реальным миром.
Расширение возможностей интеллектуального управления в автоматизации производства означает сокращение потерь производительности, которые предприятие испытывает за год. Итак, что нужно для усиления интеллекта на грани?
Это требует нового мышления.
As Полупроводниковое поставщикам, нам необходимо предоставить решения, которые включают интеллектуальные датчики и исполнительные механизмы, поддерживают программно конфигурируемый ввод-вывод и обеспечивают расширенную диагностику. Давайте рассмотрим важность этих четырех критических элементов и ключевые возможности, которые они предоставляют для расширения возможностей интеллекта на периферии.
Умный датчик technology
Датчики есть везде! Они стали повсеместными в нашей повседневной жизни. В производственной среде для всех производимых продуктов требуется массив датчиков, которые работают в унисон, чтобы помочь машинам обнаруживать объект, определять расстояние до объекта, настраивать цвета и состав объекта, а также контролировать температуру и давление объекта или жидкость.
Ввод в эксплуатацию новых датчиков для замены поврежденных датчиков или адаптация части оборудования для производства другого продукта является трудозатратным и приводит к значительному увеличению затрат из-за потери производительности. Стоимость отправки технического специалиста в производственный цех для замены датчика и последующей его повторной калибровки до правильных производственных параметров влияет на производительность завода. Если мы умножим этот же уровень обслуживания для каждого датчика на заводе, замена или перенастройка датчика - это самые большие расходы, которые несут все производственные линии.
IO-Link это захватывающая новая технология, которая позволяет осуществлять интеллектуальные измерения вплоть до машин на заводе. Эта новая технология обеспечивает гибкое производство для повышения производительности и эффективности работы предприятия. Эта технология превращает традиционные цифровые или аналоговые датчики в интеллектуальный датчик, обеспечивая двунаправленный обмен информацией с датчиком. Он добавляет новый уровень интеллекта и возможности удаленного ввода в эксплуатацию датчика, а также возможность реагировать в режиме реального времени путем внесения изменений в параметры датчика «на лету».
Оборудование для промышленной автоматизации теперь обладает новым интеллектом, позволяющим динамически реагировать на рабочие условия в реальном времени на основе работоспособности и статуса сети датчиков, расположенных по всему производственному комплексу. Используя это море сквозной информации через сеть интеллектуальных датчиков, предприятие может создать карту своего производственного цеха, чтобы предоставлять более точную информацию в реальном времени для всеобъемлющего решения для мониторинга с искусственным интеллектом, которое может быстро выявлять узкие места на производстве. и точки отказа, а также предоставляют новую возможность оптимизации всего производственного цеха для повышения эффективности работы.
Технология IO-Link упрощает процесс ввода в эксплуатацию и повышает производительность завода за счет обеспечения взаимозаменяемости датчиков через общий физический интерфейс, который использует стек протоколов и файл описания устройства ввода-вывода (IODD). Это позволяет техническим специалистам быстро вводить датчик в эксплуатацию, что сокращает время простоя завода и позволяет реконфигурировать производственную линию на лету.
Концентратор IO-Link и программно конфигурируемый ввод / вывод
Хотя очевидно, что технология IO-Link является катализатором для набора новых интеллектуальных датчиков, она также предоставляет новые возможности, которые выводят интеллект на периферию с помощью решений концентраторов IO-Link. Эти новые концентраторы IO-Link обеспечивают простой способ добавления аналоговых и цифровых каналов расширения ввода / вывода, а также интеграции интеллектуальных исполнительных механизмов, таких как соленоидные и моторные приводы.
Концентратор IO-Link предоставляет простой способ расширения типов и количества каналов, необходимых для поддержки неожиданных реконфигураций производственной линии. Эти концентраторы расширения ввода-вывода представляют собой решение, которое использует все преимущества технологии IO-Link и упрощает задачу добавления цифровых и аналоговых портов ввода-вывода. Этот новый класс продуктов позволяет вводить датчики в эксплуатацию через концентратор IO-Link, что сокращает время простоя завода. Примеры этих решений включают Концентратор Omron IO-Link NXR семейство продуктов, позволяющее сократить время настройки и ввода в эксплуатацию на 90%.
Цифровые и аналоговые решения ввода / вывода с программной конфигурацией позволяют инженерам и техническим специалистам по автоматизации удобно предоставлять универсальный порт ввода / вывода, который можно вводить в эксплуатацию удаленно. Сравнимый с преимуществами, которые обеспечивает IO-Link, этот новый класс цифровых и аналоговых программно конфигурируемых продуктов ввода-вывода упрощает заводские задачи по распределению проводов и обеспечивает гибкость для физического подключения любых цифровых и аналоговых датчиков или исполнительных механизмов ввода-вывода к любому неназначенному цифровой и аналоговый порт ввода / вывода. Эта программно конфигурируемая технология более рентабельна и увеличивает плотность каналов в производственном цеху.
Контроллер IO-Link серии NXR компании Omron и концентратор ввода-вывода IO-Link с MAX14918, MAX14827A и MAX14912 / 15 (Источник: Maxim Integrated)
Интеллектуальные приводы
Приводы используются для влияния и управления направлением и скоростью движения продукта по производственному цеху. Поскольку для всех приложений требуется уникальный набор характеристик управления движением и привода двигателя, эти интеллектуальные приводы должны будут динамически адаптироваться к окружающей среде, чтобы сформировать совершенную мехатронную киберфизическую систему.
В настоящее время интеллектуальные приводы развиваются, чтобы обеспечить возможность автоконфигурации, которая автономно регулирует свои рабочие параметры в соответствии с требованиями рабочей среды. Это первый шаг к тому, чтобы привод был осведомлен о своей среде и позволял системе оптимизировать свою работу для достижения максимальной производительности или максимизировать долгосрочную надежность и эксплуатационные характеристики привода. В любом случае в результате снижаются эксплуатационные расходы и повышается эффективность.
Чтобы усилить эту комбинацию интеллектуального движения, требуется интеграция двух ключевых элементов.
Первым критическим элементом является энергоэффективная технология аналогового привода, позволяющаянапряжение эксплуатации, обеспечивая при этом работоспособность и состояние локальной среды для оптимизации двигателей и достижения баланса между высокой эффективностью и более высокой производительностью.
Второй критический элемент - это способность предоставлять алгоритмы управления движением, обеспечивающие плавный диапазон движений. Сюда входит способность обнаруживать нагрузки, приложенные к двигателю во время работы, чтобы избежать сбоев в линии и минимизировать потребление энергии.
Алгоритмы управления движением обеспечивают плавное и точное движение, а алгоритмы измельчения нацелены на повышение энергоэффективности двигателя. Кроме того, определение положения якоря важно для того, чтобы знать, переместился ли двигатель в правильное положение. Это делается с помощью магнитного зондирования, как правило, с использованием датчиков Холла или какого-либо типа решения для оптического кодирования.
Чтобы продемонстрировать ценность этих интеллектуальных актуаторов следующего поколения, вот два новых примера: PD42-1-1243-IOLINK и недавно выпущенный эталонный дизайн захвата с оснасткой на конце руки (EOAT) - TMCM-1617-GRIP-REF. Оба решения демонстрируют мощь сочетания интеллектуального движения, драйвера и коммуникационной технологии IO-Link.
Эти интеллектуальные приводы упрощают ввод в эксплуатацию и повышают производительность предприятия, предоставляя инженерам по промышленной автоматизации доступ к 50% дополнительным параметрам конфигурации и производительности через интерфейс связи IO-Link. Кроме того, эти интеллектуальные приводы можно настраивать на лету, чтобы приспособиться к изменениям в операционной среде и реализовать передовые решения для повышения производительности на основе искусственного интеллекта. Эта способность формировать характеристики привода в зависимости от условий его эксплуатации - это будущее интеллектуального управления движением.
Эталонный дизайн захвата с оснасткой на конце руки (EOAT), TMCM-1617-GRIP-REF (Источник: Trinamic)
Диагностика и принятие решений в реальном времени
Более высокий уровень диагностических возможностей продолжает обеспечивать более богатый набор данных, который улучшает процесс принятия решений в режиме реального времени на периферии для повышения производительности и эксплуатационной целостности производственных цехов.
Ожидается, что эти мощные платформы алгоритмов искусственного интеллекта на базе производства вырастут с 1 миллиарда долларов в 2018 году до более 17 миллиардов долларов к 2025 году, или при совокупном годовом темпе роста, близком к 50%, согласно отчету MarketsandMarkets за 2019 год под названием «Искусственный интеллект на производственном рынке». ” Ожидается, что в это время машинное обучение станет самым быстрорастущим сегментом ИИ из-за быстрых инвестиций в создание умных фабрик.
Движущей силой этого роста является обилие информации о работоспособности и состоянии, генерируемой сетью устройств на базе IIoT, алгоритмов, обеспечивающих прогнозную аналитику, и камер машинного зрения, отслеживающих качество продуктов, а также оценивающих состояние и работоспособность машин.
на IC на уровне, все больше и больше информации отслеживается, собирается и передается через шину SPI на микропроцессор и от него. Объем этих дейтаграмм IC продолжает увеличиваться, поскольку они несут важную информацию, такую как температурный статус устройства, перенапряжение, перегрузка по току, обнаружение обрыва провода, обнаружение короткого замыкания, предупреждения о перегреве, тепловое отключение и CRC.
Если мы сделаем шаг назад и умножим количество полупроводников, обеспечивающих дейтаграммы по всему спектру оборудования в производственном цехе, станет ясно, что диагностическое отображение производственного цеха может быть выполнено для прогнозирования, выявления и диагностики сбоев производственной линии. .
Следующая большая вещь
Ясно одно: расширяя возможности этого «нового образа мышления», умные предприятия могут воспользоваться этими новыми возможностями для повышения пропускной способности и производительности. По мере того, как эти новые технологии продолжают развиваться, следующее поколение алгоритмов искусственного интеллекта станет бенефициарами за счет использования более высокого качества данных в реальном времени, генерируемых этими решениями.
В результате эти новые самосознательные машины будут автоматически реализовывать решения на основе искусственного интеллекта, чтобы поддерживать производственную линию в рабочем состоянии до тех пор, пока технический специалист не отремонтирует или не обслужит ее. Эта эра самосознания машин вдохновит на следующий большой шаг в области промышленной автоматизации.
о Maxim Integrated