เนื่องจากโรงงานมุ่งมั่นที่จะเพิ่มผลผลิตและปรับปรุงต้นทุนการดำเนินงาน ความต้องการในการส่งมอบสิ่งใหม่ เทคโนโลยี ที่เสริมศักยภาพความฉลาดที่ขอบกำลังเพิ่มขึ้น สำหรับคนที่ถามตัวเองว่า "ขอบ" แปลว่าอะไร สูงสุดเราให้คำจำกัดความ“ ขอบ” ว่าเครื่องตรงหรือโต้ตอบกับโลกแห่งความเป็นจริง
การเพิ่มขีดความสามารถในระบบอัตโนมัติในโรงงานหมายถึงการลดจำนวนผลผลิตที่สูญเสียไปจากประสบการณ์ของโรงงานในหนึ่งปี แล้วต้องใช้อะไรบ้างในการเสริมสร้างความฉลาดที่ล้ำเลิศ?
ต้องใช้วิธีคิดใหม่
As สารกึ่งตัวนำ ซัพพลายเออร์เราจำเป็นต้องส่งมอบโซลูชันที่เปิดใช้งานเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์อัจฉริยะรองรับ I / O ที่กำหนดค่าซอฟต์แวร์ได้และให้การวินิจฉัยขั้นสูง มาทบทวนความสำคัญขององค์ประกอบสำคัญทั้งสี่นี้และความสามารถหลักที่มีให้ในการเสริมสร้างพลังให้กับปัญญาที่ล้ำหน้า
ฉลาด เซ็นเซอร์ เทคโนโลยี
เซนเซอร์พบได้ทุกที่! สิ่งเหล่านี้กลายเป็นสิ่งที่แพร่หลายในชีวิตประจำวันของเรา ในสภาพแวดล้อมการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ผลิตทั้งหมดจำเป็นต้องมีเซ็นเซอร์หลายตัวที่ทำงานพร้อมกันเพื่อช่วยให้เครื่องจักรตรวจจับวัตถุกำหนดระยะทางไปยังวัตถุกำหนดค่าสีและองค์ประกอบของวัตถุและตรวจสอบอุณหภูมิและความดันของวัตถุหรือ ของเหลว
การว่าจ้างเซ็นเซอร์ใหม่เพื่อเปลี่ยนเซ็นเซอร์ที่เสียหายหรือการปรับเปลี่ยนชิ้นส่วนของอุปกรณ์เพื่อให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันนั้นต้องใช้แรงงานมากและก่อให้เกิดภาระค่าใช้จ่ายจำนวนมากเนื่องจากสูญเสียประสิทธิภาพการผลิต ค่าใช้จ่ายในการส่งช่างเทคนิคไปที่พื้นโรงงานเพื่อเปลี่ยนเซ็นเซอร์จากนั้นปรับเทียบใหม่ตามพารามิเตอร์การผลิตที่ถูกต้องส่งผลต่อปริมาณงานของโรงงาน หากเราเพิ่มระดับการบำรุงรักษาเดียวกันนี้สำหรับเซ็นเซอร์ทุกตัวในโรงงานการเปลี่ยนหรือกำหนดค่าเซ็นเซอร์ใหม่เป็นค่าใช้จ่ายส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นกับสายการผลิตทั้งหมด
IO-ลิงค์ เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่น่าตื่นเต้นซึ่งช่วยให้สามารถตรวจจับได้อย่างชาญฉลาดจนถึงเครื่องจักรที่อยู่บนพื้นโรงงาน เทคโนโลยีใหม่นี้ช่วยให้การผลิตมีความยืดหยุ่นเพื่อปรับปรุงปริมาณงานของโรงงานและประสิทธิภาพในการดำเนินงาน เทคโนโลยีนี้จะแปลงเซ็นเซอร์ดิจิทัลหรืออนาล็อกแบบเดิมให้เป็นเซ็นเซอร์อัจฉริยะโดยให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบสองทิศทางกับเซ็นเซอร์ เพิ่มระดับความฉลาดและความสามารถใหม่ในการสั่งการเซ็นเซอร์จากระยะไกลรวมถึงความสามารถในการตอบสนองแบบเรียลไทม์โดยทำการปรับค่าพารามิเตอร์เซ็นเซอร์แบบทันทีทันใด
ขณะนี้เครื่องจักรอัตโนมัติในอุตสาหกรรมมีระบบอัจฉริยะที่เพิ่งค้นพบเพื่อตอบสนองต่อสภาวะการทำงานแบบเรียลไทม์แบบไดนามิกโดยพิจารณาจากความสมบูรณ์และสถานะของเครือข่ายเซ็นเซอร์ที่อยู่ทั่วทั้งโรงงาน ด้วยการใช้ข้อมูลจากต้นทางถึงปลายทางผ่านเครือข่ายเซ็นเซอร์อัจฉริยะโรงงานแห่งนี้สามารถสร้างแผนที่พื้นโรงงานเพื่อให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์ที่ดีขึ้นไปยังโซลูชันการตรวจสอบปัญญาประดิษฐ์ที่ครอบคลุมซึ่งสามารถระบุปัญหาคอขวดในการผลิตได้อย่างรวดเร็ว และจุดขัดข้องตลอดจนมอบความสามารถใหม่ในการปรับพื้นโรงงานทั้งหมดให้เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพในการปฏิบัติงานที่ดีขึ้น
วิธีที่เทคโนโลยี IO-Link ช่วยลดความยุ่งยากในกระบวนการว่าจ้างและปรับปรุงปริมาณงานของโรงงานคือการทำให้เซ็นเซอร์ใช้แทนกันได้ผ่านอินเทอร์เฟซทางกายภาพทั่วไปที่ใช้โปรโตคอลสแต็กและไฟล์ IO Device Description (IODD) สิ่งนี้ช่วยให้ช่างเทคนิคสามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ได้อย่างรวดเร็วซึ่งส่งผลให้ลดเวลาหยุดทำงานของโรงงานและช่วยให้สายการผลิตสามารถกำหนดค่าใหม่ได้ทันที
ฮับ IO-Link และ I / O ที่กำหนดค่าซอฟต์แวร์ได้
แม้ว่าจะเป็นที่ชัดเจนว่าเทคโนโลยี IO-Link เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่เบื้องหลังชุดเซ็นเซอร์อัจฉริยะใหม่ แต่ก็ยังมอบโอกาสใหม่ ๆ ที่นำความชาญฉลาดมาสู่ความล้ำหน้าผ่านโซลูชันฮับ IO-Link ฮับ IO-Link ใหม่เหล่านี้เป็นวิธีง่ายๆในการเพิ่มช่องขยาย I / O แบบอะนาล็อกและดิจิทัลรวมถึงการรวมตัวกระตุ้นอัจฉริยะเช่นโซลินอยด์และมอเตอร์ไดรฟ์
ฮับ IO-Link เป็นวิธีง่ายๆในการขยายประเภทและจำนวนช่องสัญญาณที่จำเป็นเพื่อรองรับการกำหนดค่าใหม่ของสายการผลิตที่ไม่คาดคิด ฮับส่วนขยาย IO เหล่านี้เป็นโซลูชันที่ใช้ประโยชน์จากประโยชน์ทั้งหมดของเทคโนโลยี IO-Link และลดความยุ่งยากในการเพิ่มพอร์ต I / O ดิจิทัลและอนาล็อก ผลิตภัณฑ์ระดับใหม่นี้ช่วยให้สามารถสั่งงานเซ็นเซอร์ผ่านฮับ IO-Link ซึ่งช่วยลดเวลาหยุดทำงานของโรงงาน ตัวอย่างของโซลูชันเหล่านี้ ได้แก่ IO-Link Hub NXR ของ Omron กลุ่มผลิตภัณฑ์ซึ่งช่วยลดเวลาในการติดตั้งและการว่าจ้างได้ถึง 90%
โซลูชัน I / O ดิจิทัลและอนาล็อกที่กำหนดค่าได้ด้วยซอฟต์แวร์ช่วยให้วิศวกรและช่างเทคนิคระบบอัตโนมัติมีความสะดวกในการจัดหาพอร์ต I / O สากลที่สามารถสั่งงานจากระยะไกลได้ เมื่อเทียบกับประโยชน์ที่ IO-Link มอบให้ผลิตภัณฑ์ I / O ที่กำหนดค่าซอฟต์แวร์แบบดิจิทัลและอะนาล็อกรุ่นใหม่นี้ช่วยลดความยุ่งยากในการเชื่อมต่อสายไฟของโรงงานและให้ความยืดหยุ่นในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ I / O แบบดิจิทัลและอนาล็อกหรือแอคชูเอเตอร์กับอุปกรณ์ที่ไม่ได้กำหนด พอร์ต I / O ดิจิตอลและอนาล็อก เทคโนโลยีที่ตั้งค่าซอฟต์แวร์ได้นี้คุ้มค่ากว่าและเพิ่มความหนาแน่นของช่องสัญญาณบนพื้นโรงงาน
คอนโทรลเลอร์ IO-Link NXR-Series ของ Omron และฮับ IO-Link I / O พร้อม MAX14918, MAX14827A และ MAX14912 / 15 (ที่มา: Maxim Integrated)
ตัวกระตุ้นอัจฉริยะ
ตัวกระตุ้นใช้เพื่อควบคุมและควบคุมทิศทางและความเร็วที่ผลิตภัณฑ์เคลื่อนที่ไปทั่วพื้นโรงงาน เนื่องจากแอปพลิเคชันทั้งหมดต้องการชุดควบคุมการเคลื่อนไหวและลักษณะเฉพาะของมอเตอร์แอคชูเอเตอร์อัจฉริยะเหล่านี้จึงจำเป็นต้องปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมแบบไดนามิกเพื่อสร้างระบบทางกายภาพแบบเมคคาทรอนิกส์ที่สมบูรณ์แบบ
ปัจจุบันแอคชูเอเตอร์อัจฉริยะกำลังพัฒนาขึ้นเพื่อมอบความสามารถในการกำหนดค่าอัตโนมัติที่ปรับพารามิเตอร์ประสิทธิภาพโดยอัตโนมัติเพื่อตอบสนองความต้องการของสภาพแวดล้อมการทำงาน นี่เป็นขั้นตอนแรกในการทำให้แอคชูเอเตอร์ตระหนักถึงสภาพแวดล้อมของตนเองและอนุญาตให้ระบบเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อให้ได้ปริมาณงานสูงสุดหรือเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในระยะยาวและประสิทธิภาพการทำงานของแอคชูเอเตอร์ ไม่ว่าในกรณีใดผลลัพธ์จะทำให้ต้นทุนการดำเนินงานลดลงและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น
ในการเสริมพลังการผสมผสานระหว่างการเคลื่อนไหวอัจฉริยะนี้จำเป็นต้องมีการรวมองค์ประกอบหลักสองอย่างเข้าด้วยกัน
องค์ประกอบสำคัญอันดับแรกคือเทคโนโลยีอะนาล็อกไดรฟ์ที่ประหยัดพลังงานเพื่อให้แรงดันไฟฟ้า การทำงานในขณะที่ให้ความสมบูรณ์และสถานะของสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นเพื่อให้สามารถปรับแต่งมอเตอร์ได้อย่างเหมาะสมและเพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพสูงและปริมาณงานที่เร็วขึ้น
องค์ประกอบที่สำคัญประการที่สองคือความสามารถในการจัดเตรียมอัลกอริทึมการควบคุมการเคลื่อนไหวเพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างราบรื่น ซึ่งประกอบด้วยความสามารถในการตรวจจับโหลดที่วางอยู่บนมอเตอร์ระหว่างการทำงานเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของสายและเพื่อลดการใช้พลังงานให้น้อยที่สุด
อัลกอริธึมการควบคุมการเคลื่อนไหวให้การเคลื่อนไหวที่ราบรื่นและแม่นยำในขณะที่อัลกอริธึมการสับจะมุ่งเน้นไปที่การทำให้มอเตอร์ประหยัดพลังงานมากขึ้น นอกจากนี้การตรวจจับตำแหน่งของกระดองเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่ามอเตอร์เคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องหรือไม่ สิ่งนี้ทำได้ด้วยการตรวจจับแม่เหล็กโดยทั่วไปจะใช้เซ็นเซอร์ Hall หรือโซลูชันการเข้ารหัสด้วยแสงบางประเภท
เพื่อแสดงให้เห็นถึงคุณค่าของแอคชูเอเตอร์อัจฉริยะรุ่นต่อไปนี้เป็นตัวอย่างใหม่สองตัวอย่าง: PD42-1-1243-IOLINK และการออกแบบอ้างอิงกริปเปอร์ End-of-Arm Tooling (EOAT) ที่เพิ่งเปิดตัว TMCM-1617-GRIP-REF โซลูชันทั้งสองแสดงให้เห็นถึงพลังของการผสมผสานการเคลื่อนไหวอัจฉริยะไดรเวอร์และเทคโนโลยีการสื่อสาร IO-Link
แอคชูเอเตอร์อัจฉริยะเหล่านี้ช่วยลดความยุ่งยากในการเดินเครื่องและเพิ่มผลผลิตในโรงงานโดยให้วิศวกรระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมเข้าถึงพารามิเตอร์การกำหนดค่าและประสิทธิภาพได้มากขึ้น 50% ผ่านอินเทอร์เฟซการสื่อสาร IO-Link นอกจากนี้แอคชูเอเตอร์อัจฉริยะเหล่านี้ยังสามารถปรับเปลี่ยนได้ทันทีเพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมการทำงานและเพื่อใช้โซลูชันการผลิตขั้นสูงที่ได้รับจาก AI ความสามารถในการกำหนดรูปแบบการทำงานของแอคชูเอเตอร์ตามสภาพแวดล้อมการทำงานเป็นอนาคตของการควบคุมการเคลื่อนไหวอัจฉริยะ
การออกแบบอ้างอิงกริปเปอร์ End-of-Arm Tooling (EOAT), TMCM-1617-GRIP-REF (ที่มา: Trinamic)
การวินิจฉัยและการตัดสินใจแบบเรียลไทม์
ความสามารถในการวินิจฉัยในระดับที่สูงขึ้นยังคงให้ชุดข้อมูลที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นซึ่งปรับปรุงการตัดสินใจตามเวลาจริงตามขอบเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและความสมบูรณ์ในการปฏิบัติงานในโรงงาน
แพลตฟอร์มอัลกอริธึม AI ที่ใช้การผลิตอันทรงพลังเหล่านี้คาดว่าจะเติบโตจาก 1 พันล้านดอลลาร์ในปี 2018 เป็นมากกว่า 17 ล้านดอลลาร์ในปี 2025 หรือในอัตราการเติบโตต่อปีที่ใกล้ถึง 50% ตามรายงานของ MarketsandMarkets ในปี 2019 ที่มีชื่อว่า "ปัญญาประดิษฐ์ในตลาดการผลิต & rdquo; ในช่วงเวลานี้การเรียนรู้ของเครื่องคาดว่าจะเป็นส่วนที่เติบโตสูงสุดใน AI เนื่องจากมีการลงทุนอย่างรวดเร็วเพื่อใช้โรงงานอัจฉริยะ
แรงผลักดันที่อยู่เบื้องหลังการเติบโตนี้เกิดจากข้อมูลด้านสุขภาพและสถานะมากมายที่สร้างขึ้นจากเครือข่ายของอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วย IIoT อัลกอริทึมที่ให้การวิเคราะห์เชิงคาดการณ์และกล้องวิชันซิสเต็มตรวจสอบคุณภาพของผลิตภัณฑ์ตลอดจนการประเมินสถานะและความสมบูรณ์ ของเครื่อง
ที่ IC ระดับข้อมูลมากขึ้นเรื่อย ๆ จะถูกตรวจสอบรวบรวมและสื่อสารผ่านบัส SPI ไปยังและจากไมโครโปรเซสเซอร์ ปริมาตรของดาต้าแกรม IC เหล่านี้ยังคงเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณเมื่อมีข้อมูลที่สำคัญเช่นสถานะอุณหภูมิของอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าเกินกระแสไฟเกินการตรวจจับสายเปิดการตรวจจับการลัดวงจรคำเตือนอุณหภูมิสูงเกินไปการปิดเครื่องด้วยความร้อนและ CRC
หากเราย้อนกลับไปตอนนี้และคูณจำนวนเซมิคอนดักเตอร์ที่ให้ดาตาแกรมทั่วทั้งอุปกรณ์บนพื้นโรงงานจะเห็นได้ชัดว่าการทำแผนที่การวินิจฉัยของพื้นโรงงานสามารถทำได้เพื่อคาดการณ์ระบุและวินิจฉัยความล้มเหลวของสายการผลิต .
สิ่งที่ยิ่งใหญ่ต่อไป
สิ่งหนึ่งที่ชัดเจน: ด้วยการเพิ่มขีดความสามารถของ "วิธีคิดใหม่" นี้โรงงานที่ชาญฉลาดสามารถใช้ประโยชน์จากความสามารถใหม่เหล่านี้เพื่อปรับปรุงปริมาณงานและเพิ่มผลผลิต ในขณะที่เทคโนโลยีใหม่เหล่านี้เติบโตเต็มที่อัลกอริทึม AI รุ่นต่อไปจะกลายเป็นผู้ได้รับประโยชน์จากการใช้ประโยชน์จากคุณภาพที่สูงขึ้นของข้อมูลเรียลไทม์ที่สร้างขึ้นจากโซลูชันเหล่านี้
ด้วยเหตุนี้เครื่องจักรที่มีความสามารถในการรับรู้ตนเองใหม่เหล่านี้จะใช้โซลูชันที่สร้างโดย AI โดยอัตโนมัติเพื่อให้สายการผลิตสามารถดำเนินการได้จนกว่าจะได้รับการซ่อมแซมหรือให้บริการโดยช่างเทคนิค ยุคของเครื่องจักรที่ตระหนักรู้ในตัวเองนี้จะเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดสิ่งสำคัญต่อไปในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม
เกี่ยวกับ Maxim Integrated