Беспроводное питание революционизирует современное производство: эффективность, безопасность и рост

Современные производственные заводы идут на беспроводку беспрецедентными темпами. В революции, которую некоторые называют «Индустрия 4.0», фабрики внедряют промышленные интернет-вещей (IIoT) технологии, позволяющие real-time, data-driven методы и стратегии. И на заводском полу беспроводная технология более распространена и прибыльна, чем когда-либо прежде.

Но с новыми формами интеграции приходят новые вызовы. По мере того как IIoT технологии становятся все более обыденными, производителям требуется решать другой набор проблем. Эти новые устройства требуют питания, и не всегда ясно, как доставить это питание эффективным способом. Для адресации этого вызова и приведения революции Индустрии 4.0 к пику, производственные заводы обращаются к дальнодействующей беспроводной зарядке.

Динамические требования

По мере того как данные и аналитика становятся более существенными для производства, растущее число владельцев заводов внедряет устройства и технологии для максимизации эффективности, скорости и качества. Многие полагаются на некоторые из следующих:

• Ассет-трекеры. Производственные и распределительные центры могут быть большими, разрастающимися комплексами. Так что знание, где инвентарь в каждый момент, может быть вызовом. Ассет-трекеры — маленькие устройства, спроектированные решить эту проблему и использующие интуитивную, невидимую технологию. С ассет-трекером производитель может мгновенно определить, где отслеживаемые предметы в любой данный момент.
• Ручные сканеры. Эти устройства используются членами команды для сканирования предметов по мере их движения через производственный процесс: приемка, сборка, QA, отгрузка и т.д. Ручные сканеры спроектированы быть гибкими и могут быть запрограммированы сканировать для множественных целей.
• IIoT сенсоры. Современные производственные системы используют множество сенсоров для выполнения своих первичных функций. Например, эти сенсоры могут мониторить факторы такие как давление или температура, активность погрузчика или скорость роботизированной руки. В некоторых случаях эти сенсоры встроены прямо в устройства. Другие разы сенсоры могут быть присоединены позже для повышенной гибкости.
• Мобильные рабочие станции. Во многих производственных настройках членам команды могут быть присвоены гибкие, подвижные рабочие станции. Каждая рабочая станция, часто включая регулируемые по высоте рабочие поверхности, может быть кастомизирована для предоставления инструментов, интеграций и функций, необходимых для ежедневных задач.

Используя IIoT беспроводные технологии, эти разные устройства способны бесшовно коммуницировать. «Это не просто про сенсоры и проводимость данных», говорит Стивен Мартин, главный цифровой офицер по питанию в General Electric. «Это понимание ценности и затем принятие решений о том, как оптимизировать это железо на основе экономической реальности».

Гибкое питание

Есть один универсальный спрос на заводском полу: питание. Действительно, это не было до прихода паровых двигателей, что заводы сами стали обычным способом строительства. Пока источник питания изменился, та же концепция применяется.

Подавляющее большинство этих IoT устройств портативны и гибки. Производители могут размещать устройства где им нужно или держать их в руке, в зависимости от ситуации. Чтобы держать эти устройства питанием, заводские полы обращаются к высокоэффективным батареям как решению, или пытаются прокладывать провода и шнуры питания.

Но со временем даже мощные батареи имеют эти заметные недостатки:

• Стоимость. Многие производители могут иметь значительное количество устройств, от ручных сканеров до ассет-трекеров. Если каждое устройство требует свежий комплект заменительных батарей, затраты, ассоциированные с теми батареями, могут стать астрономическими.
• Даунтайм. Батареи будут нуждаться в замене или перезарядке. Когда это случается, устройство в вопросе не может быть в использовании, создавая значительную альтернативную стоимость.
• Ограниченный заряд. Даже батарея высшей эффективности может предоставить только столько питания, как быстро. Опора на этот ограниченный заряд может ограничить возможности устройств. Производитель может не иметь возможности взять полное преимущество IoT на своем заводском полу, работающем только на батарейном питании. И устройства, спроектированные для работы исключительно на батареях, могут не иметь возможностей, требуемых современным производством. Например, производитель может хотеть, чтобы сенсор репортил информацию каждые пятнадцать минут, но батарейный менеджмент может ограничить передачу данных раз в 60 минут. Это может влиять на общую эффективность сборочной линии или эффективность любого data-driven подхода.

Некоторые производители приняли альтернативные источники питания для смягчения этих энергетических тревог. Самый популярный вариант до сих пор — солнечные панели, но даже у них есть серьезные недостатки. Во-первых, солнечные панели могут извлечь только столько энергии из электрического освещения. Во-вторых, размер панелей обычно ограничен площадью поверхности устройства, которое они предназначены питанием (устройства, которые становятся все более компактными).

Беспроводное питание представляет решение

Растущее число производителей обращается к инновационной технологии для решения этой проблемы: дальнодействующее беспроводное питание. Используя энергию, лучистую с расстояния, современные системы дальнодействующей беспроводной зарядки могут питание широкий диапазон устройств безопасно и эффективно — не интерферируя с производственными приоритетами — и раскрывать полный потенциал Индустрии 4.0.

Вот как технология работает. Мастер-трансмиттеры устанавливаются периодически через завод или рабочее место. Любое устройство, нуждающееся в питании, может быть затем подключено к этой зарядной сети через простой беспроводной приемник питания.

Есть несколько кандидат-технологий для дальнодействующего беспроводного питания, но очень перспективная — использование инфракрасного света. Этот невидимый источник энергии может безопасно и эффективно доставлять существенную мощность с расстояния и предлагает несколько ключевых преимуществ для производителей:

• Дальний диапазон. Зарядной сигнал может быть передан через заводской пол или большой склад.
• Безопасность. Потому что инфракрасный свет превалентен в природе и в бытовых устройствах таких как пульты ТВ, его профиль безопасности отличный: значимые уровни энергии могут быть посланы оставаясь в пределах потребительских и промышленных лимитов безопасности.
• Мощность. Потому что беспроводное питание обеспечивает бесконечную энергию, производители могут использовать устройства с большими потребностями в мощности, увеличивать частоту репортинга, добавлять локальный сенсорный интеллект и многие другие фичи.
• Интеграция. IIoT устройства спроектированы помогать производству множеством способов и особенно полезны для сбора и использования данных. Но это может быть сложно, когда батареи или кабельные источники питания встают на пути. Дальнодействующая беспроводная технология может быть легко интегрирована в существующие системы, делая установку простой для любого производителя.
• Гибкость. В отличие от когда они подключены к статичным кабелям, сенсоры могут свободно двигаться внутри предприятия, получая энергию практически где бы они ни были.

Выгоды беспроводной зарядки

Для производителей, ищущих держать свои процессы лин, гибкими и прибыльными, беспроводная зарядка представляет несколько мощных выгод, включающих:

• Экономия времени и денег. Замена батарей стоит время и деньги — не только в терминах альтернативной стоимости (устройство, нуждающееся в смене батареи, не вносит вклад в производственный процесс), но также просто в терминах абсолютных затрат. Беспроводная зарядка помогает резко снизить оба этих.
• Большая гибкость. Устройства, использующие беспроводную зарядку, могут предложить производителям значительный буст в гибкости и кастомизируемости. Устройства не ограничены близостью к зарядной розетке или слабому беспроводному сигналу, например. С беспроводной зарядкой устройства могут быть размещены где угодно в пределах линии видимости зарядного трансмиттера и все равно получать питание. Это означает, что производители могут размещать устройства основанные на их сборочных нуждах и процессах.
• Добавленные сенсорные возможности. Многие возможности устройств ограничены из-за потребления питания. Вводя дальнодействующую беспроводную зарядку, производители могут инвестировать в сенсоры с большими возможностями. Иногда это означает способность отслеживать температуру, давление или поток чаще. В других ситуациях это может просто означать больший диапазон или больше интеграцию. Такая производительность требует питания, однако, и беспроводная зарядка может произвести необходимую энергию для улучшения производительности.

С дальнодействующей беспроводной зарядкой на месте, производители могут сфокусироваться на использовании IIoT для инноваций — и кастомизации заводских полей для data-driven будущего.

Юваль Богег — главный маркетинговый офицер в Wi-Charge.