اینترنت اشیا در صنعت(IIoT)

اینترنت اشیا در صنعت (IIoT)، با اختراع کنترل کننده منطقی و قابل برنامه ریزی (PLC)، توسط جنرال موتور دیک مورلی در سال 1968 با ساخت گیربکس اتوماتیک شروع شد. چرخه زیستی اینترنت اشیا صنعتی، از مجموعه ای از عناصر نظیر حسگرها، کنترل کننده ها، دستگاه ها و تجهیزات شبکه و برنامه های کاربری تشکیل می شود. این چرخه اکوسیستم به منظور جمع آوری، کنترل و تحلیل داده های فرآیند صنعتی، در کنار هم کار می کنند.

می توان با جمع آوری داده های علمی که از فعالیت های عملیاتی این اکوسیستم موجود در شرکت های صنعتی بدست می آید به افزایش دید و قدرت تصمیم گیری بهتر کمک شود. همچنین تجزیه و تحلیل درست این داده ها موجب افزایش قدرت عیب یابی و نگه داری، بالا رفتن قدرت عملکرد و بهره وری و در نهایت کاهش هزینه و افزایش ایمنی می شود.

مزایای اینترنت اشیا صنعتی:

اینترنت اشیا صنعتی به سازمانها این توانایی را می دهد تا انبوهی از داده های علمی را که از فرآیند کاری خود بدست آوردند برای کنترل بهتر اهداف عملیاتی خود بکار گیرند. که نتیجه آن تسریع در زمان پاسخ دهی عملیاتی با وجود جمع آوری لحظه ای داده های فرآیند کار است، و نیز با نگهداری پیش بینی کننده مبتنی بر تحلیل داده ها از تجهیزات،موجب افزایش تولید و کیفیت محصول نهایی می شوند. از طرفی با اطمینان از حفظ رعایت مقررات به افزایش ایمنی نیروی انسانی کمک خواهد شد.

 

بگذارید با یک نمونه کاربردی شروع کنیم.

شرکت ABB که در زمینه برق و روبوتیک فعالیت دارد، کاملا با مفهوم IIoT و کارایی آن آشنایی دارد. این شرکت با نصب حسگرهایی بر روی روبات های خود که در سراسر دنیا وجود دارند اقدام پیشگیرانه خود را جهت تعمیر و نگه داری از روبات ها قبل از شکستن قطعات آنها در پی گرفته است. این اقدام با کمک روباتیک مشارکتی این شرکت بر اساس توانایی اینترنت اشیا فعال است.

همچنین در صنایع هواپیمایی برای مونتاژ یک هواپیما میلیون ها قطعه و مرحله مونتاژ وجود دارد و چه بسا هزینه اشتباهات در طول فرایند مونتاژ زیاد باشد. شرکت ایرباس که در صنعت هواپیما سازی فعالیت دارد، برای جلوگیری از این مشکل کارخانه ای به نام “آینده” را برای فرآیند عملیات مونتاژ و افزایش ظرفیت تولید راه اندازی کرد.

این شرکت در روشی که به نام (علامت گذاری کابین خلبان) معروف است، حسگر هایی را برای ابزارها و تجهیزات بخش طراحی تعبیه کرد و برای کارگران فناوری، عینک های هوشمند صنعتی را جهت کاهش خطا و افزایش ایمنی و سلامت ارائه داد. این امر بهبود 500 درصدی بهره وری را به همراه داشت و تقریبا موجب حذف خطاها شد.

در پژوهشی که توسط  Xiu T. Yan و Richard Millar صورت گرفت، یک سری حسگر هایی با نام های (RSL10A-C) در ساختار نمونه ای از بدنه بال هواپیما برای جمع آوری داده های زیست محیطی تعبیه کردند.

سپس آنها را در معرض 3 نمونه مختلف از شرایط محیطی قرار دادند و داده های زنده یا واقعی (RealTime) را به پلتفرم  ThinkSpeak به عنوان لایه ابری ارسال کردند. جهت برقراری ارتباط بین حسگر ها از یک شبکه (WSN) ساده برای سینک مجازی داده ها به طور متناوب بکار گرفته شد. با این کار اطلاعاتی از شرایط محیطی داخل جعبه بال هواپیما بدست آوردند که می توانست داده هایی مانند دما، رطوبت، کیفیت هوا و فشار هوا را جمع آوری و در زمان واقعی برای بهبود قابلیت اطمینال استفاده کنند.

در این مدل، لایه حسگر های فیزیکی RSL10 اینترنت اشیا تعریف شد. سپس با ایجاد لایه محاسبات لبه، که مربوط به رایانه شخصی است، موجب ارتباط از طریق برنامه نویسی Mathlab و الگوریتم کنترلی می شد. حد آستانه جهت ارتباط با حسگرها و پردازش داده ای آنها صورت گرفت. سپس تعریف لایه سینک مجازی اتفاق افتاد. تا داده های متناوب را انتخاب کند و در wsn تعریف شوند. با این کار، یک لایه محاسباتی مه قبل از ارسال به ابر، پردازش و شکل می گرفت و در نهایت لایه ابری ThingSpeak به عنوان پلتفرمی از اینترنت اشیا مستقر بود.

نتیجه آن است، که با بکارگیری حسگرهای IoT در ساختارهای صنعتی می توان، توانایی عملکردی را افزایش دهیم. یعنی موجب حرکت فرآیند کاری سیستم نگهداری پیشگیرانه مبتنی بر شرایط، به سمت سیستمی بر مبنای تعمیر و نگه داری پیشگویانه مبتنی بر تحلیل داده ها شویم.