工业4.0之無線感知設備方案

上期談到資料中心在工業4.0中的重要地位。闡述了資料中心是“工業4.0”中必要條件。只有通過使用資料中心,才能真正實現“工業4.0”的革命。目前有線通訊是工廠自動化的常態,而無線通訊明顯更具彈性。無線網路就像傳導神經,傳輸著在資料採集終端採集的資料。這樣資料採集終端與主機之間採用無線通訊,可以代替複雜、不靈活的現場佈線。因此生產過程無線資料獲取系統,在工業4.0生產智慧製造監控系統中發揮著重要的作用。無線可以把工業物聯網的一切設備和感測器整合到同一個網路,網路會傳送資料給電腦來貯存剖析,通過電腦軟體剖析之後,有助於工廠做出聰明的決議計畫,進而到達預先設定的生產力方針。
工業物聯網(IIoT)即是把物聯網(Internet Of Things)應用於製造業,憑藉無線技能、網路雲端連線和人工智慧(AI)剖析,來監控工廠設備,又稱為工業4.0,亦即以自動化提升製造業水準。通過無線神經傳輸網路,資料資訊進行大量的溝通,生產力就越高,傳輸的大量資訊通過剖析和詮釋,才有助於做出完善的決議計畫。
那麼在無線環境下的資料採集終端(神經感知設備)主要包括那些呢?
1、定位標籤
定位標籤,是放在人或物上,物可以是料,也可以是機或設備。定位系統可以即時瞭解被定位目標的精確位置,精度最高可以達到10cm。集成了NFC 的功能(近距離無線通訊技術),可以通過智慧終端機進行讀取,極大方便系統的使用。高度集成各種感測器,比如溫度,運動,安裝感知等,更好改善系統的功耗和為系統決策採集更多的資料。
2、IOT 閘道
IOT 閘道是定位系統的核心設備:
1) UWB 精確定位
UWB定位技術是一種基於無線脈衝到達時差的測距定位技術,通過三角定位原理來確定目標物件的精確座標。802.15.4A UWB 精確定位,工作在3GHz~10GHz,IR-UWB 的射頻,支援精確測距和定位,測距精度高達2~3釐米,毫秒級定位延遲.有效抗人體遮擋。
2) 高速資料傳輸
高速資料傳輸支援802.11 協定,分為兩個不同的頻段:2.4G 802.11bgn,2T2R,300Mbps 速率;5G 802.11AC Wave2, 2T2R,866Mbps 速率;輸出功率為20dBm,每個閘道支援不低於128 個終端接入,覆蓋距離高達50米。
3) 物聯網連接
物聯網連接採用藍牙BLE 5.0 技術,有效工作距離可達300米。其優勢在於標籤的統一和相容性,並且智慧終端機都支持BLE。
4)現場伺服器
現場伺服器採用Linux 作業系統,支援千兆網卡,主要是用於位置計算,系統健康狀況監測等。
作為神經感知設備在工業4.0 中最為重要的一個環節,機器設備感知是否已經超範圍工作,是否在正常工作,是否已經過了保養校準期,是否需要報廢處理,機器的產出是否達到預期。
而人員定位標籤確定是否進入危險區域,在危險區域工作的時候,是否有出現危急的事件;當工廠發生緊急狀況的時候,每個人的最後一次的位置?快速救援措施,全體人員快速點名等;在加工的工位,是否走錯工位,每天工作的時長,坐在位置上的時間,以時間為基礎的工資薪酬計算,以時間為基礎的加工效率抽樣等。
物料標籤則涉及產品製造的整個生命週期,料從採購開始,進入庫房,加工的各個階段,到重新入庫,發貨的所有過程,都可以通過精確定位來得到有效管理和效率提升,將極大提升庫房精准度,降低庫房管理所需要的投入,提升製造過程的效率,減少找料的時間,避免用錯料。
通過以上工業4.0將使企業能夠利用這些先進的技術來提高生產力,同時保持最高品質標準並減少錯誤,減少浪費。在工業4.0和物聯網的支援下,生產設備將互相連接,廠商有更好的條件去改進他們的生產工藝。同時通過共用資料和高級分析,促進整個價值鏈的各個利益者可以進行互利合作。