Заттар интернетін өнеркәсіпте қолдану
Заттар интернеті (ЗТ) әртүрлі өнеркәсіптік секторлардағы цифрлық трансформацияның негізгі қозғаушы күшіне айналуда. ЗТ дегеніміз - нақты уақыт режимінде деректерді жинау, жіберу және талдау үшін интернетке қосылған сенсорлар, машиналар, камералар, атқарушы механизмдер және басқару жүйелері сияқты физикалық құрылғылар желісі. Өнеркәсіптік ортада ЗТ көбінесе ЗТ-ның өнеркәсіптік интернеті (ЗТ) деп аталады, себебі оның қолданылуы операциялық тиімділікті, өнім сапасын, жұмыс орнындағы қауіпсіздікті және деректерге негізделген шешім қабылдауды жақсартуға бағытталған. Бұл мақалада ЗТ өнеркәсіпте қалай қолданылатыны, оның артықшылықтары, пайдалану мысалдары және күтілетін қиындықтар талқыланады.
Өнеркәсіптегі IoT негізгі тұжырымдамалары
Өнеркәсіптегі IoT қолданбалары әдетте бірнеше негізгі компоненттерден тұрады. Біріншіден, машиналарға, конвейерлерге, қозғалтқыштарға, қазандықтарға немесе зауыттық ортаға орнатылған сенсорлық және жетек құрылғылары . Сенсорлар температура, діріл, қысым, ылғалдылық, электр тогы және компоненттердің тозуы сияқты параметрлерді өлшейді. Жетек құрылғылары қозғалтқыш жылдамдығын реттеу немесе клапандарды ашу сияқты командаларды орындайды.
Екіншіден, желілік қосылым құрылғыларды орталық жүйеге қосады. Бұл қосылым Wi-Fi, Ethernet, 4G/5G, LoRaWAN, NB-IoT немесе Modbus, OPC UA және MQTT сияқты өнеркәсіптік хаттамалар болуы мүмкін. Үшіншіден, жергілікті немесе бұлттағы деректерді өңдеу платформасы. Осы жерден деректер талданады, басқару тақталары арқылы визуализацияланады және автоматтандырылған әрекеттерді немесе ұсыныстарды іске қосу үшін пайдаланылады.
Төртіншіден, SCADA, PLC, MES (өндірістік орындау жүйесі) және ERP сияқты қолданыстағы өнеркәсіптік жүйелермен интеграция . Бұл интеграция IoT деректерінің жеке тұрмай, компанияның бизнес ағыны мен операцияларының бір бөлігіне айналуы үшін өте маңызды.
Өнеркәсіп үшін IoT негізгі артықшылықтары
Ең айқын артықшылықтардың бірі - тиімділіктің артуы. Нақты уақыт режимінде қосылған және бақыланатын машиналар компанияларға жұмыстың тоқтап қалу уақытын азайтуға, активтерді пайдалануды жақсартуға және өндірісті дәлірек жоспарлауға мүмкіндік береді. IoT сонымен қатар энергия тұтынуды оңтайландыруға көмектеседі, мысалы, машинаның электр жүктемелерін бақылау және операцияларды белгілі бір сағаттарға реттеу арқылы.
IoT сонымен қатар өнім сапасын жақсартуды қолдайды. Сенсорлар мен автоматтандырылған тексеру жүйелерінің көмегімен өндірістік ақауларды ерте анықтауға болады. Кешенді өндірістік деректер компанияларға шикізатты, процестерді және соңғы өнімді бақылауды қамтитын бақылауды енгізуге мүмкіндік береді. Бұл әсіресе қатаң сапа стандарттарын талап ететін тамақ және сусындар, фармацевтика және автомобиль өнеркәсібі үшін маңызды.
Қауіпсіздік тұрғысынан алғанда, IoT газдың ағып кетуі, шамадан тыс температура немесе қауіпсіз емес жұмыс ортасы сияқты қауіпті жағдайларды анықтауға көмектеседі және ерте ескертулер береді. Жұмысшыларға арналған IoT киетін құрылғылары маңызды орындар мен жағдайларды бақылай алады, бұл оларды тау-кен өндірісі аймақтарында немесе жоғары қауіпті нысандарда пайдалы етеді.
Әртүрлі өнеркәсіптік процестердегі IoT қолдану мысалдары
1. Болжамды техникалық қызмет көрсету
Дәстүрлі машинаға техникалық қызмет көрсету әдетте мезгіл-мезгіл (алдын алу) немесе ақаулық орын алғаннан кейін (түзету) орындалады. Заттар интернеті мойынтіректердің дірілі, қозғалтқыш температурасы және ток тұтыну үлгілері сияқты параметрлерді бақылау арқылы болжамды техникалық қызмет көрсетуге мүмкіндік береді. Егер деректер ауытқуларды көрсетсе, жүйе ықтимал ақаулықтарды олар орын алмас бұрын болжай алады. Әсері айтарлықтай: тоқтап қалу уақытының азаюы, жөндеу шығындарының төмендеуі және активтердің қызмет ету мерзімінің ұзаруы.
Мысалы, конвейер қозғалтқыштарына діріл сенсорларын орнататын зауыт мойынтіректердің тураланбауын немесе істен шығуын ерте анықтай алады. Техникалық қызмет көрсету топтары машинаның кенеттен тоқтауын күтудің орнына, өндіріс аз болған кезде жөндеу жұмыстарын жоспарлай алады.
2. Өндіріс және OEE мониторингі
IoT көбінесе жабдықтың жалпы тиімділігін (OEE) өлшеу үшін қолданылады, бұл қолжетімділікті, өнімділікті және сапаны біріктіретін көрсеткіш. IoT сенсорлары мен жүйелері машинаның жұмыс уақытын, өндірілген өнім мөлшерін, өндіріс жылдамдығын және ақаулар деңгейін тіркей алады. Бұл ақпарат өндіріс менеджерлеріне кедергілерді анықтауға, өнімділікті арттыруға және өлшенетін жақсарту мақсаттарын қоюға көмектеседі.
3. Энергияны басқару
Құны Энергия өнеркәсіптік операциялардың маңызды құрамдас бөлігі болып табыладыIoT көмегімен компаниялар әрбір машинаға немесе өндіріс желісіне электр энергиясын тұтынуды бақылай алады, қалдықтарды анықтай алады және салыстыра алады энергияны пайдалану Мысалы, егер қозғалтқыш бос жүріс кезінде әлі де жоғары қуат тұтынып жатқанын анықтаса, жүйе автоматиканы іске қосып, өшіре алады немесе энергияны үнемдеу режиміне ауыса алады.
4. Активтер мен қорларды бақылау
IoT жүк көтергіштер, ауыр жабдықтар, паллеттер, контейнерлер немесе өндіріс құралдары сияқты активтерді бақылауға көмектеседі. RFID, BLE маяктары және GPS сияқты технологиялар компанияларға активтердің орналасқан жерін, пайдалану күйін және техникалық қызмет көрсету кестелерін бақылауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, қоймалардағы сенсорлар сезімтал материалдардың температурасын қоса алғанда, қорлар мен сақтау жағдайларын бақылай алады.
Жеткізу тізбегінде нақты уақыт режимінде бақылау тауарлардың жоғалуын азайтуға, аудит процестерін жеделдетуге және қорлардың дәлдігін жақсартуға көмектеседі. Суық тізбек өнеркәсібінде температура мен ылғалдылық сенсорлары өнімдердің тасымалдау кезінде тамаша жағдайда болуын қамтамасыз етеді.
5. Автоматтандыру және Басқару процестері
IoT тек деректерді жинап қана қоймай, сонымен қатар олармен байланыса алады басқару жүйесі автоматтандырылған әрекеттерді орындау үшін. Мысалы, химиялық немесе суды тазарту өнеркәсібінде сенсорлар рН, қысым және ағынды өлшей алады. Егер мәндер қауіпсіз шектен асып кетсе, жүйе клапандарды немесе сорғыларды автоматты түрде реттей алады. Бұл жауап беруді жылдамдатады және қолмен араласуға тәуелділікті азайтады.
Деректер аналитикасы мен жасанды интеллекттің рөлі
IoT үлкен көлемде деректер жасайды. IoT-ның негізгі құндылығы бұл деректер талдау арқылы түсініктер алу үшін пайда болады. Деректерді талдау компанияларға үрдістерді анықтауға, машиналар арасындағы өнімділікті салыстыруға және мәселелер туындаған кезде түпкі себептерді талдауға мүмкіндік береді.
Жасанды интеллект (ЖИ) және машиналық оқыту аномальды заңдылықтарды анықтау және жағдайларды болжау үшін барған сайын қолданылуда. Мысалы, ЖИ модельдері машинаның қалыпты жұмыс істеу үлгісін үйреніп, ауытқулар орын алған жағдайда, тіпті ауытқулар операторға әлі көрінбесе де, дабыл бере алады.
Бұлттан басқа, сала кідіріс уақытын азайту және сенімділікті арттыру үшін шеткі есептеулерді - деректерді көзіне жақын жерде өңдеуді - пайдалануда. Бұл робототехника немесе қауіпсіздікті бақылау сияқты жылдам жауап беруді қажет ететін жүйелер үшін өте маңызды.
Өнеркәсіптік IoT енгізудегі қиындықтар
Айтарлықтай артықшылықтарына қарамастан, өнеркәсіпте IoT енгізу бірнеше қиындықтарға тап болады. Біріншісі - киберқауіпсіздік. Қосылған IoT құрылғылары шабуыл бетін арттырады. Сондықтан компаниялар шифрлауды, құрылғыны аутентификациялауды, желіні сегменттеуді, микробағдарламаны үнемі жаңартуды және қауіпсіздікті бақылауды енгізуі керек.
Екіншіден, ескі жүйелермен интеграция. Көптеген зауыттарда әлі цифрлық байланысты қолдамайтын ескі машиналар бар. Бұл мәселені шешу үшін компаниялар жабдықты толығымен ауыстырмай-ақ бақылау мүмкіндіктерін қосатын шлюздерді немесе жаңартылған сенсорларды пайдалана алады.
Үшіншіден, деректерді басқару. Үлкен деректер сақтау, деректердің сапасы және басқаруды қоса алғанда, сенімді архитектураны қажет етеді. Нақты деректер стратегиясы болмаса, IoT «көптеген деректер, бірақ ақпараттың жетіспеушілігін» тудыруы мүмкін.
Төртіншіден, адами ресурстардың дайындығы және жұмыс мәдениетіндегі өзгерістер. IoT енгізу IT және операциялық технологиялар (ОТ) топтарының ынтымақтастығын талап етеді. Компаниялар сонымен қатар қызметкерлерді басқару тақталарын оқуға, деректерді түсінуге және хабардар шешімдер қабылдауға үйретуі керек.
IoT енгізуді бастау стратегиясы
Бастапқыда компаниялар жұмыс уақытының тоқтап қалуын 20%-ға немесе энергия тұтынуын 10%-ға азайту сияқты нақты бизнес мақсаттарын қоюы керек. Содан кейін маңызды жабдықтарға болжамды техникалық қызмет көрсету сияқты айқын ауқымы және оңай өлшенетін әсері бар пилоттық жобаны таңдаңыз.
Келесі қадам - тиісті желілік инфрақұрылымды қамтамасыз ету, қолайлы IoT платформасын анықтау және операциялық жүйелермен интеграцияны ұйымдастыру. Пилоттық нәтижелер бизнес мақсаттарына тікелей қатысты көрсеткіштерді пайдалану арқылы бағаланады. Егер сәтті болса, шешім біртіндеп басқа өндіріс желілеріне, қоймаларға немесе жеткізу тізбегіне кеңейтілуі мүмкін.
Қорытынды
Заттар интернетін өнеркәсіпте қолдану тиімділікті, сапаны, қауіпсіздікті және бәсекеге қабілеттілікті арттыру үшін айтарлықтай мүмкіндіктер ашады. Машиналар мен жүйелерді сенсорлар мен деректерді талдау арқылы байланыстыру арқылы компаниялар реактивті тәсілден проактивті және болжамды тәсілге ауыса алады. Қауіпсіздік, ескірген жүйелік интеграция және адами ресурстарға дайындық сияқты қиындықтар сақталғанымен, кезең-кезеңімен және өлшенген енгізу стратегиясы салаларға Заттар интернетінің артықшылықтарын барынша арттыруға көмектеседі. Болашақта Заттар интернетінің, шеткі есептеулердің және жасанды интеллекттің үйлесімі ақылды зауыт тұжырымдамасын одан әрі нығайтады және деректерге негізделген өнеркәсіптік революцияны жеделдетеді.
