Как беспроводная энергия меняет производство

Современные производственные предприятия переходят на беспроводную связь беспрецедентными темпами. В ходе революции, которую некоторые называют «Индустрией 4.0», предприятия внедряют технологии промышленного Интернета вещей (IIOT), которые позволяют применять методы и стратегии на основе данных в реальном времени. А в производственных цехах беспроводные технологии распространены и более прибыльны, чем когда-либо прежде.

Но с новыми формами интеграции приходят новые вызовы. Поскольку технологии IIoT становятся все более распространенными, производители должны решать другой набор проблем. Этим новым устройствам требуется питание, и не всегда ясно, как передать эту мощность эффективным способом. Чтобы решить эту проблему и довести революцию Индустрии 4.0 до пика, производственные предприятия переходят на беспроводную зарядку на большие расстояния.

Динамические запросы

По мере того как данные и аналитика становятся все более важными для производства, все большее число владельцев заводов развертывают устройства и технологии для максимальной эффективности, скорости и качества. Многие полагаются на следующее:

• Средства отслеживания активов . Производственные и распределительные центры могут быть большими, разрастающимися комплексами. Так что знать, где находится инвентарь, всегда может быть непросто. Отслеживание активов - это небольшие устройства, предназначенные для решения этой проблемы и использующие интуитивно понятную ненавязчивую технологию. С помощью средства отслеживания активов производитель может мгновенно определить, где находятся отслеживаемые товары в любой момент времени.
• Ручные сканеры . Эти устройства используются членами группы для сканирования предметов в процессе их производства:получение, сборка, контроль качества, отгрузка и т. Д. Ручные сканеры отличаются гибкостью и могут быть запрограммированы на сканирование для различных целей.
• Датчики IIoT. Современные производственные системы используют различные датчики для выполнения своих основных функций. Например, эти датчики могут отслеживать такие факторы, как давление или температура, активность вилочного погрузчика или скорость манипулятора. В некоторых случаях эти датчики встраиваются непосредственно в устройства. В других случаях датчики могут быть подключены позже для большей гибкости.
• Мобильные рабочие станции . Во многих производственных условиях членов группы можно назначить на гибкие, подвижные рабочие станции. Каждую рабочую станцию, часто включая рабочие поверхности с регулируемой высотой, можно настроить для предоставления инструментов, интеграции и функций, необходимых для повседневных задач.

Используя беспроводные технологии IIoT, эти различные устройства могут беспрепятственно обмениваться данными. «Дело не только в датчиках и проводимости данных, - говорит Стивен Мартин, директор по цифровым технологиям General Electric. - Это понимание ценности и последующее принятие решений о том, как оптимизировать это оборудование с учетом экономических реалий».

Гибкая мощность

В заводских цехах существует одно универсальное требование:мощность. На самом деле, только с появлением паровых двигателей фабрики стали обычным способом строительства. Хотя источник энергии изменился, применяется та же концепция.

Подавляющее большинство этих устройств Интернета вещей портативны и гибки. Производители могут размещать устройства там, где они нужны, или держать их в руках, в зависимости от ситуации. Чтобы обеспечить питание этих устройств, заводские цеха в качестве решения используют высокоэффективные батареи или пытаются проложить провода и шнуры питания.

Но со временем даже у мощных аккумуляторов появляются следующие заметные недостатки:

• Стоимость . Многие производители могут иметь значительное количество устройств, от портативных сканеров до трекеров активов. Если для каждого устройства потребуется новый набор сменных батарей, затраты, связанные с этими батареями, могут стать астрономическими.
• Время простоя . Батареи необходимо будет заменить или перезарядить. В этом случае устройство, о котором идет речь, не может использоваться, что приводит к значительным упущенным издержкам.
• Ограниченная плата . Даже аккумулятор с высочайшей эффективностью может обеспечить такое количество энергии за короткий промежуток времени. Необходимость полагаться на эту ограниченную плату может ограничить возможности устройств. Производитель может не иметь возможности в полной мере использовать IoT на своем заводе, работающем только от батареи. А устройства, предназначенные для работы исключительно от батарей, могут не иметь возможностей, необходимых для современного производства. Например, производитель может захотеть, чтобы датчик сообщал информацию каждые пятнадцать минут, но управление батареей может ограничить передачу данных до одного раза в 60 минут. Это может повлиять на общую эффективность сборочной линии или эффективность любого подхода, основанного на данных.

Некоторые производители стали использовать альтернативные источники энергии, чтобы уменьшить эти энергетические проблемы. Самым популярным вариантом до сих пор были солнечные панели, но даже у него есть несколько серьезных недостатков. Во-первых, солнечные панели могут получать определенное количество энергии только от электрического освещения. Во-вторых, размер панелей обычно ограничен площадью поверхности устройства, для питания которого они предназначены (устройства, которые все время становятся все более компактными).

Беспроводное питание - это решение

Все больше производителей обращаются к инновационной технологии для решения этой проблемы:беспроводной сети на большом расстоянии. Используя энергию, передаваемую на расстоянии, современные системы беспроводной зарядки на большие расстояния могут безопасно и эффективно питать широкий спектр устройств, не нарушая производственных приоритетов, и полностью раскрыть потенциал Индустрии 4.0.

Вот как работает эта технология. Главные передатчики периодически устанавливаются на заводе или на рабочем месте. Любое устройство, которому требуется питание, можно затем подключить к этой зарядной сети с помощью простого беспроводного приемника энергии.

Существует несколько технологий-кандидатов для беспроводной передачи энергии на большие расстояния, но очень многообещающей является использование инфракрасного света. Этот невидимый источник энергии может безопасно и эффективно передавать значительную мощность на расстоянии и предлагает производителям несколько ключевых преимуществ:

• Большая дальность . Сигнал зарядки может передаваться через производственный цех или большой склад.
• Безопасность. Поскольку инфракрасный свет широко распространен в природе и в повседневных устройствах, таких как пульты дистанционного управления телевизорами, его профиль безопасности превосходен:можно передавать значимые уровни энергии, оставаясь в пределах потребительской и промышленной безопасности.
• Мощность. Поскольку беспроводное питание обеспечивает бесконечное количество энергии, производители могут использовать устройства с повышенным энергопотреблением, увеличивать количество отчетов, добавлять локальные датчики и многие другие функции.
• Интеграция. Устройства IIoT призваны помочь производству разными способами и особенно полезны для сбора и использования данных. Но это может быть сложно, если вам мешают батарейки или проводные блоки питания. Беспроводная технология дальнего действия может быть легко интегрирована в существующие системы, что упрощает установку для любого производителя.
• Гибкость . В отличие от того, когда они подключены к статическим кабелям, датчики могут свободно перемещаться внутри предприятия, получая энергию практически из любого места.

Преимущества беспроводной зарядки

Для производителей, стремящихся сохранить экономичность, гибкость и прибыльность своих процессов, беспроводная зарядка дает несколько важных преимуществ, в том числе:

• Экономия времени и денег . Замена батарей требует времени и денег - не только с точки зрения альтернативных затрат (устройство, нуждающееся в замене батареи, не участвует в производственном процессе), но и просто с точки зрения абсолютных затрат. Беспроводная зарядка помогает значительно сократить и то, и другое.
• Большая гибкость. Устройства, использующие беспроводную зарядку, могут предложить производителям значительный прирост гибкости и настраиваемости. Например, устройства не ограничены близостью к зарядной розетке или слабым беспроводным сигналом. Благодаря беспроводной зарядке устройства можно размещать в любом месте в пределах прямой видимости передатчика зарядки и при этом получать питание. Это означает, что производители могут размещать устройства в соответствии со своими потребностями и процессами сборки.
• Добавлены возможности датчика . Многие возможности устройства ограничены из-за энергопотребления. Внедряя беспроводную зарядку на большие расстояния, производители могут инвестировать в датчики с более широкими возможностями. Иногда это означает возможность чаще отслеживать температуру, давление или расход. В других ситуациях это может просто означать больший диапазон или большую интеграцию. Однако такая производительность требует энергии, а беспроводная зарядка может производить энергию, необходимую для повышения производительности.

Имея беспроводную зарядку на большие расстояния, производители могут сосредоточиться на использовании IIoT для внедрения инноваций и настройки производственных цехов для будущего, основанного на данных.

Юваль Богер, директор по маркетингу Wi-Charge.