تحول در فرآیند نگهداری و تعمیرات با بکارگیری اینترنت اشیا صنعتی (قسمت دوم)

فهرست مطالب
سناریوی مطالعه موردی در استفاده از اینترنت اشیا صنعتی در صنعت
مقدمه
در این بخش نمونه ای از کاربرد اینترنت اشیا صنعتی در برنامه نگهداری و تعمیرات پیش بینی کننده که با حضور مدل های داده در نظر گرفته شده برای نظارت، شبیه سازی مجازی و در صورت نیاز به اجرا ارائه شده است. سناریو برای یک تولید کننده یخچال در نظر گرفته شده است. ابتدا جریان اطلاعات در میان ذینفعان اصلی در محیط صنعتی بیان می گردد.
شرح سناریو
مشتریان محصولات را از تولیدکنندگان خریداری می کنند و خدمات نگهداری معمولاً توسط شرکت های شخص ثالث ارائه می شود. اغلب محصولات فروخته شده نظارت نمی شوند و قابلیت اطمینان آنها در یک زمینه کاربردی واقعی تضمین نمی شود. معمولاً، حتی اگر خرابی رخ دهد، شرکت خدمات نگهداری وتعمیرات و مشتریان به تولیدکننده هشدار نمی دهند. علاوه بر این، معمولاً تنها در صورتی به ارائهدهنده خدمات هشدار داده میشود که دستگاه خراب شده و یا یک فعالیت نگهداری وتعمیرات برنامهریزی شده از قبل باید انجام شود، که مستلزم هزینههای زیادی شامل از کار افتادن دستگاه می باشد.
اجزا تشکیل دهنده
سناریو یک ساختار چند سطحی را در نظر می گیرد: امکانات محلی، کل شرکت، تامین کنندگان، خرده فروشان و شبکه جهانی در تجزیه و تحلیل شرکت کرده اند. بر اساس سناریو، چگونگی نقشه برداری و مدیریت داده ها و دانش برای هر سطح مورد بررسی قرار گرفته است. اینترنت اشیا صنعتی که بر اساس شبکه ای از دستگاه های فیزیکی مرتبط و سیستم اطلاعات دیجیتال استوار است، می تواند به عنوان کلیدی که فناوری را قادر می سازد زیرساخت ها و ذینفعان را یکپارچه کند نقش آفرینی نماید.
بازیگران اصلی این سناریو چهار دسته هستند:
مشتریان، شرکت خدمات نگهداری وتعمیرات، ارائه دهنده فناوری اطلاعات و تولید کننده. تولید کننده محصولاتی را تولید می کند و مدل نگهداری وتعمیرات پیش بینی را تعریف می کند. شرکت خدمات نگهداری وتعمیرات مسئول فعالیت های نگهداری وتعمیرات است. ارائهدهنده فناوری اطلاعات زیرساختهای ابری را هم برای هدف ذخیرهسازی و هم برای توان محاسباتی مدیریت میکند و مشتری کسی است که هم خدمات و هم محصول را خریداری میکند. شرکتهای خردهفروشی در مقیاس بزرگ که نماینده مشتری در این سناریو هستند معمولاً در مرکز و تأسیسات محلی سازماندهی میشوند. موضوع مهمی که باید تعریف شود این است که چه تعداد و چه دادههایی از طریق ابر به اشتراک گذاشته میشود: این روند باید با مشتری برنامهریزی شود زیرا ارائهدهنده فناوری اطلاعات، اطلاعات دریافتی از هر ذینفع را مدیریت میکند و خدمات انتقال داده و مدیریت آنرا را ارائه میکند. پلتفرم باید به کاربر اجازه دهد تا وضعیت دارایی ها را بررسی کند و الگوریتم را مطابق مدل نگهداری وتعمیرات تعریف شده توسط تولید کننده تنظیم کند.
عملکرد
به این ترتیب، شرکت خدمات نگهداری و تعمیرات بر اساس سناریوی پیشنهادی نگهداری سازنده قادر است بداند که چه زمانی باید نگهداری وتعمیرات انجام شود. علاوه بر این، هر جزء از هر ماشین تحت تأثیر یک برنامه نگهداری وتعمیرات برنامه ریزی شده از پیش تعریف شده است که می تواند بر اساس آنچه الگوریتم پیش بینی می کند متفاوت باشد. برنامه نگهداری پیش بینی کننده به منظور نشان دادن امکان سنجی رویکرد پیشنهادی با استفاده از شبیه سازی و همچنین دستگاه های فیزیکی، یک برنامه اولیه مربوط به نگهداری از کابینت های نمایش یخچال ایجاد می نماید. ارزش افزوده رویکرد نگهداری وتعمیرات پیش بینی، جلوگیری از خرابی یا خرابی عملکرد قبل از وقوع است، هشدار می دهد که چه کسی مسئول تعمیر خرابی و جلوگیری از خرابی گران است. همانطور که قبلاً بحث شد، این نوع از برنامه ها بهره وری را افزایش می دهد و هزینه ها را کاهش می دهد و حتی برای شرکت های کوچک و متوسط مزایای زیادی به همراه دارد. ادغام بین پلتفرم مبتنی بر ابر و بردهای الکترونیکی کم هزینه را می توان به عنوان یک گام نوآورانه در نظر گرفت که چشم انداز اینترنت صنعتی اشیاء را گسترش می دهد. این سناریو را می توان در حوزه های مختلف صنعتی به کار برد که باعث تغییر از استراتژی های نگهداری وتعمیرات سفت و سخت به رویکردهای نگهداری وتعمیرات پیش بینی کننده می شود. به عنوان مثال، در حوزه تبرید، نگهداری یا عملکرد یخچال ها می تواند زمانی که در مغازه ها، رستوران ها یا سوپرمارکت ها هستند، مدیریت و نظارت شود. همانطور که توسط چندین نظرسنجی تجاری مشخص شده است، استفاده از اینترنت اشیا در این زمینه صنعتی می تواند برای سوپرمارکت های زنجیره ای که نیاز به بهبود کنترل و مدیریت خوشه های ماشین آلات و آگاهی از خرابی های در حال وقوع و همچنین پایش چگونگی عملکرد صحیح یخچال ها را دارند بسیار کارا باشد.
امکانات
داشبورد به کاربران اجازه می دهد تا متغیرها را به طور جداگانه از طریق نوار لغزنده کنترل کنند و این واقعیت را شبیه سازی کنند که یخچال در حال کار است و مقادیر به دست آمده توسط سنسورها در معرض عدم قطعیت اندازه گیری هستند. در استراتژی ارتباط هر متغیر با عملکرد صحیح یخچال شامل شبیه سازی مصنوعی هر نوع خرابی مربوطه است. با جداسازی و بازتولید هر شکست، می توان روند دما و فشار را که می توان برای آن مورد خاص فرض کرد، نظارت کرد. به این ترتیب، علاوه بر دانستن و درک عواقبی که هر خرابی ایجاد می کند، بیشتر حسگرهای مرتبط مورد نیاز برای نصب در نمونه اولیه مشخص می شوند. با جمع آوری تمام اطلاعات از آزمایشات آزمایشگاهی با دما و رطوبت ثابت، که در آن خرابی های اصلی مؤثر بر این نوع یخچال شبیه سازی شده است، می توان فهمید که برای نظارت صحیح بر وضعیت چرخه و شرایط کلی محصول، چند سنسور باید قرار داده شود. اغلب خرابیهای رایجی که بر یخچال تأثیر میگذارند، تنها با استفاده از چند ترموکوپل و یک سنسور فشار قابل پیشبینی هستند که باعث کاهش قابل توجه نصب و هزینه سیستم میشود. تعریف آستانه های مناسب برای تعیین هر نقص چندان ساده نبوده و ما بر درک این نکته تمرکز کردیم که چه حدی است که بالاتر از آن یک جزء قرار است بشکند. در بسیاری از مواقع، دمای چرخه و همچنین فشار بسته به دما و رطوبت هوای مکانی که یخچال در آن نصب شده است، میتواند در محدودههای خاصی متفاوت باشد. به همین دلیل، عملکرد کلی الگوریتم به محدودیت های مشخص شده در مرحله آزمایش متکی است و شرایط محیطی باید در نظر گرفته شود. در جزئیات، الگوریتم مبتنی بر مقایسه متغیرهای انتخاب شده با درک آستانه دقیق است که اگر نقصی در شرف وقوع باشد ، فرآیند تأیید با کسب هفت متغیر شروع می شود و با دستورالعمل مشروط مقایسه داده های به دست آمده تا زمانی که یک یا چند شرط تأیید شود ادامه می یابد. سپس، هشدارهای مربوط به یک خرابی خاص ایجاد می شود. هدف از این سیستم پیشبینی عیب، این است که به موقع اعلام کند که یک یا چند جزء در شرف خرابی هستند و به سرویسهای نگهداری وتعمیرات یا افرادی که مسئول انجام اقدامات مناسب در ارتباط بایخچال ها هستند اجازه فعالیت دهد. از طریق نصب بسیاری از دستگاههای کنترلی هوشمند در ناوگان کلی یخچال که در محل فروش قرار میگیرند، میتوانیم همه چیز را تحت کنترل داشته باشیم و در صورت بروز مشکل، بدون مشاهده فیزیکی ماشینها، به آنها توصیه شود.
اجزا داده
جمع آوری و انتقال داده ها از طریق یک برد الکترونیکی انجام می شود. برد الکترونیکی یک میکرو کامپیوتر اصلاح شده با ماژول های لازم است که داده ها را از سنسورهای دما و فشار دریافت می کند. دماها از طریق ترموکوپل های اعمال شده در نقاط خاصی از چرخه به گونه ای اندازه گیری می شوند که وضعیت کل چرخه را کنترل کنند در حالی که تنها فشار معنی دار فشار کمپرسور است .داده های برنامه و مدل های داده ساختار برنامه کاربردی نگهداری وتعمیرات، بر اساس پارادایم اینترنت اشیا صنعتی، شامل تبادل عمیق داده ها برای انجام تمام عملکردهای مربوط به وظایف و آمار ،تحویل برنامه پیش بینی نگهداری و تعمیرات می گردد. انواع داده ها و ساختار مکان زنجیره سوپرمارکت و هر نوع ماشین موجود،تولیدکنندگان و هم سوپرمارکت ها را قادر می سازد تا به اطلاعات مربوط به یکپارچگی ماشین آلات یا صرفاً برای فعالیت های بازاریابی دسترسی داشته باشند. داده های تجزیه و تحلیل شده را می توان به خوشه هایی تقسیم کرد که به یک پایگاه داده خاص مرتبط هستند. خوشه ها یخچال های داخل فروشگاه محلی و در نهایت مربوط به جزء نظارت شده دستگاه است که در اواپراتور، کمپرسور گاز از هم جدا شده اند. خنک کننده و فن خوشه های داده زنجیره سوپرمارکت و فروشگاه محلی می باشند. در مورد سوپرمارکت های زنجیره ای، داده های در نظر گرفته شده مربوط به شناسه های زنجیره (مانند نام) و تعداد کل خرابی های تمام ماشین ها در تمام فروشگاه های محلی است. دادههای مربوط به فروشگاههای محلی شامل اطلاعات مکان، نوع ماشینهای مرتبط با فرآیند، تعداد ماشینها، چیدمان، شناسهها و کل خرابیها در هر فروشگاه است. برای هر یک از یخچالها، نظارت بر مجموعهای از دادههای مربوط به شناسهها، موقعیت مکانی، توان اسمی، توان جذبی اندازهگیریشده، نام تجاری ماشینها و آخرین بررسیهای نگهداری وتعمیرات همه نشان داده می شود.
متغیرهای اندازه گیری شده عبارتند از:
فشار مایع خنک کننده در حال گردش در کمپرسور، دمای ورودی و خروجی مایع خنک کننده در سراسر اواپراتور، دمای هوای بین فن ها و کولر گازی. هر یک از داده های استناد شده با استفاده از حسگرها بازیابی می شوند یا توسط الگوریتم نگهداری پیش بینی ایجاد می شوند. این مدل نشان می دهد که چگونه این داده ها را در سرویس ابری فناوری اطلاعات مدیریت کنید و چگونه با شرکت کنندگان مختلف در فرآیند ارتباط برقرار کنید. از طریق نرم افزارهای پیشرفته کلیه شبیه سازی ها و دستور العمل ها ایجاد می گردد.
در شکل اجرایی می توان با دریافت اطلاعات خودکار از قسمت های مختلف تیم نگهداری و تعمیرات به صورت برخط به مکان مربوطه اعزام گردند و با نرم افزار کنترلر هوشمند خود بر روی موبایل خرابی ها را دریافت و به رفع آن بپردازد.
اپلیکیشن کنترلر هوشمند صنعتی با تسهیل در جمع آوری داده ها به صورت کاملا سیستماتیک به مدیران تولید کمک می کند تا امور کنترل و تضمین کیفیت به سهولت انجام گرفته و استفاده و بهره برداری از اطلاعات این سیستم ها را در صدر کار خود برای بهینه نمودن فرآیندها قرار دهند.