انقلاب صنعتی چهارم و نقش IIoT در اتوماسیون صنعتی

از زمان پیدایش تا کنون، انسان ها راهی برای زنده ماندن بر روی زمین پیدا کرده اند. از کشف آتش، امروز ما اینجا هستیم، در عصر دیجیتال. ما راه درازی را پیموده‌ایم و انقلاب‌ ها را یکی پس از دیگری پی گرفته ایم.یکی از بزرگترین انقلاب‌هایی که بشر شاهد آن بوده و در سال‌های آینده نیز همچنان شاهد آن خواهد بود، انقلاب صنعتی است. در قرن 17 شروع شد و هنوز در قرن 21 ادامه دارد. در بحبوحه انقلاب صنعتی چهارم هستیم، که به عنوان صنعت 4.0 نیز شناخته می شود و ما را به جایی که انتظار داریم می رساند. این انقلاب عمدتاً شامل اینترنت اشیا (IoT)، محاسبات ابری، محاسبات شناختی و سیستم های فیزیکی سایبری است. همه این سیستم ها با یکدیگر و همچنین با انسان ها در زمان واقعی ارتباط و همکاری دارند. Industry 4.0 از چهار اصل مهم پیروی می کند. این اصول در شناسایی و اجرای سناریوهای آینده نگر به شرکت ها کمک می کنند. ارتباط متقابل، شفافیت اطلاعات، همکاری فنی و تصمیمات غیرمتمرکز.اینترنت صنعتی اشیا (IIoT)اینترنت اشیا صنعتی به زبان ساده، اتصال دیجیتالی است که برای عملیات تولید و اتوماسیون گسترده استفاده می شود. تعداد زیادی از ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که مشاغل استفاده می‌کنند و به اینترنت متصل هستند، به نوبه خود یک شبکه اینترنتی خصوصی را تشکیل می‌دهند که از طریق آن دستگاه‌ها به روشی هماهنگ به یکدیگر متصل می‌شوند و انسان می‌تواند داده‌ها را با تمرکز بر بهبود دارایی‌ها یا ماشین‌آلات و مدیریت به اشتراک بگذارد. داده‌های حیاتی کسب‌وکار که در صورت بروز هر گونه مشکل می‌تواند باعث ایجاد وضعیت اضطراری شود.در واقع اینترنت اشیاء صنعتی یا IIoT به ابزارها، حسگرها و سایر دستگاه‌های متصل به هم اشاره دارد که می‌توانند در یک محیط صنعتی با هم شبکه شوند. این اتصال امکان دسترسی از راه دور، نظارت کارآمد، جمع آوری و گرد آوری داده ها، تجزیه و تحلیل و تبادل بین منابع مختلف داده و بسیاری موارد دیگر را فراهم می کند. راه حل های IIoT پتانسیل بسیار زیادی برای افزایش بهره وری دارند و همچنین هزینه کم و اجرای سریع از مزیت های چشم گیر آن است.راه کار های IIoT به عوامل مختلفی نیاز دارند که با هم کار کنند از جمله:"چیزهای" صنعتی - دستگاه هایی که به طور مستقیم یا غیرمستقیم به اینترنت متصل هستند مانند رابط های ماشین و انسان(HMI)، PLC ها، دوربین های IP ، حسگرها و عملگرها.اتصال : اتصال اینترنت با "چیزها" از طریق پروتکل های صنعتی، Wi-Fi، 4G/تلفن همراه، اتصالات اترنت.داده : جمع آوری، ذخیره سازی و پردازش داده ها بصورت متمرکز با کمک دستگاه ها از ارزش های IIoT است.پلتفرم ابری : یک اهرم کلیدی و مهم برای IIoT، پلتفرم ابری امن و متمرکز برای میزبانی داده ها و فعال کردن خدمات از راه دور است.داشبورد تجزیه و تحلیل: برای تجزیه و تحلیل داده ها و ماشین های نظارت.هوشمندی و عملکرد : داده ها توسط عملکرد دستگاه های هوشمند و همچنین انسان ها برای ارسال آلارم یا اعلان ها به هر سیستم دیگری تجزیه و تحلیل می نمایند.اینترنت اشیاء صنعتی در اتوماسیون صنعتیدر آستانه چهارمین انقلاب صنعتی، سازمان‌های صنعتی برای بهبود عملکرد عملیاتی، با دید و بینش بیشتری در IIoT سرمایه‌گذاری می‌کنند که به واسطه آن می‌توانند به ساده‌سازی فرآیندها دست یابند. حذف پیچیدگی استقرار، اتصال و مدیریت آسان دستگاه ها در صنایع، کلید موفقیت IIoT است.در اینجا برخی از مزایای کلیدی که می توانیم از راه کارهای صنعتی IIoT انتظار داشته باشیم ذکر شده است:افزایش بهره وریمزیت اصلی IIoT این است که توانایی خودکارسازی، نظارت از راه دور عملیات و تصمیم گیری مبتنی بر داده را فراهم می کند، بنابراین کارایی عملیاتی را افزایش می دهد.کاهش خطاهااینترنت اشیا صنعتی تقریباً تمام فرآیندها را دیجیتالی می کند. با کاهش رویه ها و ورودی های دستی، خطرات مرتبط با خطاهای انسانی تا حد زیادی کاهش می یابد.ارائه تعمیر و نگهداری پیش بینخرابی ماشین‌ها و تجهیزات می‌تواند بر عملیات تولیدی و صنعتی تأثیر منفی بگذارد. راه‌حل‌های صنعتی اینترنت اشیا می‌توانند به طور مداوم بر عملکرد و همچنین عملکرد دارایی‌های صنعتی مختلف نظارت کنند و به ایجاد یک معیار مطلوب کمک کنند. این معیار مطلوب همراه با داده‌های مربوطه می‌تواند صنایع را با اطلاعاتی توانمند کند که آنها را قادر می‌سازد پیشگیرانه هر گونه مشکلی را حل کنند.بهبود ایمنیراه‌حل‌های کاملاً کارآمد IIoT دارای سیستم‌های ایمنی یکپارچه هستند که از داده‌های دستگاه‌های نظارت و کنترل برای کمک به بهبود ایمنی محل کار استفاده می‌کنند. در صورت وقوع هر حادثه ای داده های ارزشمندی از این سیستم ها به دست می آید که می تواند به جلوگیری از تکرار آنها در آینده استفاده نمود. پوشیدنی‌های هوشمند همچنین در عملیات‌های صنعتی اینترنت اشیا استفاده می‌شوند که مواردی مانند سطح سر و صدای اطراف و وضعیت کارمندان و غیره را کنترل می‌کنند و می‌توانند فوراً در صورت رعایت نکردن روش‌های ایمنی مناسب به کارکنان هشدار دهند.کاهش هزینهدانش به دست آمده از طریق راه کارهای IIoT بینش های داده محور مهمی را ارائه می دهد که به بهبود فرآیندها از جمله طراحی، بهره برداری، تولید، بازاریابی، فروش و بسیاری موارد دیگر کمک می کند، بنابراین، کسب و کار را به سمت سودآوری بیشتر هدایت می کند.تجربه مشتری پیشرفتهاینترنت اشیاء صنعتی (IIoT) به اتوماسیون صنعتی کمک می کند تا سیستم های موثر، مقرون به صرفه و انعطاف پذیر را با توجه به نیازهای مشتری ایجاد کند و با اتصال تجهیزات صنعتی به فضای ابری و به اشتراک گذاری داده های بلادرنگ محصول، در کمترین زمان ممکن سفارشی سازی محصول را برای مشتری ممکن سازد.پنج کاربرد عملی IIoT در اتوماسیون صنعتی1. دسترسی از راه دور ماشین آلاتبا دسترسی از راه دور به ماشین‌های صنعتی، مهندسان خدمات و سایر ذینفعان می‌توانند به راحتی از مکان‌های فعلی خود به دستگاه دسترسی داشته باشند، فایل‌های گزارش خود را در PLC ها بررسی کنند و در صورت نیاز تنظیمات را تغییر دهند. دسترسی به دستگاه و یافتن مشکل فقط چند دقیقه طول می کشد، که این مهم باعث جلوگیری از سفر وقت گیر به سایت و پلنت صنعتی می شود.2. قابلیت های جدید را در HMI ها به روز می کندقابلیت‌های جدیدی به ماشین‌ها اضافه می‌شوند تا فضای عملیاتی را کارآمدتر و سریع‌تر کنند. بدین شکل برنامه نویس قابلیت ها را در کنترل پنل دستگاه پیاده سازی می کند و نرم افزار HMI برای راه اندازی عملکرد جدید نیاز به به روز رسانی و آزمایش دارد. در این صورت، به‌روزرسانی‌های نرم‌افزار HMI را می‌توان از راه دور از طریق دسترسی به شبکه امن از طریق اینترنت اعمال کرد. با اتصال شبکه مجازی مبتنی بر وب، می‌توانید عملکرد HMI را در هر زمان در آن پلتفرم IIoT مشاهده و بررسی کنید.3. تجزیه و تحلیل پیش بین برای تعمیر و نگهداری ماشینمانند سایر سخت افزارها، ماشین های مجهز به IIoT نیز قبل از اینکه با تجهیزات جدید جایگزین شوند، فرسوده می شوند. در چنین سناریوهایی، نگهداری فعال و منظم برای جلوگیری از خرابی و کاهش بازده تولید بسیار مهم است. مهندسان تعمیر و نگهداری با استفاده از ابر اطلاعات مربوط به قطعات ماشین را جمع آوری، ذخیره و در دسترس قرار می دهند، در این صورت می توان عمر مفید باقیمانده (RUL) را برای هر دارایی محاسبه و پیگیری نمود. اگر دارایی به حد نیاز تعمیر و نگهداری خود برسد، می‌توان اعلان‌های خودکار را برای شخص مناسب ارسال کرد. با تجزیه و تحلیل مشکلات احتمالی از طریق دسترسی از راه دور و ابزارهای تشخیص آنلاین، احتمال دریافت قطعات یدکی مناسب را بالا خواهید برد.4. تجزیه و تحلیل و بهینه سازی عملیات بوسیله ربات صنعتیروبات های صنعتی می توانند کارهای تکراری را آسان کنند. ویژگی های IIoT با دسترسی از راه دور می توانند برنامه ربات را تغییر دهند و آگاهی بیشتری از فایل های گزارشی دریافت کنند. همچنین تجزیه و تحلیل ویدئو می تواند به بهبود عملکرد ربات های خاص کمک کند. دسترسی به پخش زنده و ضبط‌ تصویر دوربین می‌تواند بهبود را بسیار آسان‌تر و سریع‌تر کند. اتصال را می توان به راحتی برای دسترسی کامل به شبکه و به هر دستگاهی که به ربات متصل است راه اندازی کرد.5. داده های اتوماسیون را می توان از چندین مکان مدیریت نموداز IIoT می توان برای نظارت و کنترل تولید، مصرف انرژی، حفاظت در برابر آتش، ایمنی کارکنان و بسیاری از سیستم های دیگر برای چندین پلنت از یک مکان مرکزی استفاده کرد. داده های ماشین بلادرنگ را می توان با استفاده از شبکه های ارتباطی صنعتی به یک پلتفرم مرکزی انتقال داد.اگر قصد دارید فرآیندهای خود را به روشی هوشمندانه خودکار کنید، IIoT راهکار مناسبی است. IIoT در عین حال که به عنوان عاملی برای بهبود بهره‌وری و کارایی عمل می‌کند، مدل‌های کسب‌وکار جدیدی را برای افزایش درآمد ارائه می‌کند.منابع: کتاب تحول دیجیتال در مسیر انقلاب صنعتی چهارمhttps://siemens.mindsphere.io/en/industrial-iothttps://global.abb/topic/ability/en