مانیتورینگ صنعتی چیست؟ همه چیز درباره سیستم نظارت صنعتی

واقعیت مهمی که باید به آن توجه کنیم، این است که صنایع در حال برداشتن یک گام رو به جلو جهت ایجاد تغییرات اساسی در فرآیندهای تولید و ایمنی خود هستند. اما قبل از اینکه به مانیتورینگ صنعتی بپردازیم لازم است تا کمی ذهن شما را بازتر کنیم.

فناوری‌هایی مانند اینترنت اشیا و هوش مصنوعی با سرعت زیادی در حال سازگار شدن با صنایع هستند. اینترنت اشیاء توسط 72 درصد از صنایع پیشرو جهانی مورد قبول واقع شده است در حالی که هوش مصنوعی با 68 درصد صنایع سازگار گردیده است.

علاوه بر این، در نمودار زیر می‌توانید نگاهی اجمالی به سایر فناوری ها نیز داشته باشید.

آیا مقابله با زیان های ناشی از فرآیندهای تولید برای شما چالش برانگیز است؟ یا برای نظارت بر اقدامات ایمنی انجام شده در مکان صنعتی خود با مشکلاتی مواجه هستید؟

در بین تمامی این چالشها و مشکلات، مانیتورینگ صنعتی راه حل مناسبی برای این مشکلات شما است! در حقیقت مانیتورینگِ صحیح اولین و اصولی‌ترین قدمی است که بایستی در این راستا بردارید؛ مانیتورینگ معمولاً ریسک پایینتری با بازده بلندمدت بلندتری در پیش روی شما نسبت به سایر راهکارها قرار می‌دهد.

اگر این اصطلاح برای شما تازه است و با آن آشنا نیستید، در این مقاله، این مفهوم را به طور کلی بررسی می کنیم.

مانیتورینگ صنعتی چیست؟

مانیتورینگ صنعتی به جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل آمارها و داده‌های صنعتی ضروری مرتبط با فرآیندها، دارایی‌ها، دستگاهها و ماشین آلات مورد استفاده در واحدهای صنعتی جهت بهبود بهره‌وری و کیفیت اشاره دارد.

مثالهایی از مانیتورینگ صنعتی

برای درک بهتر فرآیندهای مانیتورینگ، بهتر است در ابتدا با مواردی که مانیتورینگ در صنایع مختلف کاربرد دارد بیشتر آشنا شوید. در تمامی این مثالها نقش تکنولوژی اینترنت اشیاء (IOT) یا بهتر بگوییم IIOT (اینترنت اشیا صنعتی) نیز بسیار پررنگ است.

در این شرایط گاهاً به جای استفاده از واژه مانیتورینگ، سیستم اسکادا (SCADA) هم استفاده می‌شود که البته اسکادا به شکل ذاتی ماهیت متفاوتی دارد.

مانیتورینگ سطوح

از نمونه بارز این کاربرد، تعیین سطوح مخازن در صنایع یا سطوح مواد شیمیایی را نام می‌بریم. مثلا در بیشتر اوقات اپراتورهای فنی نیاز دارند تا از سطح فعلی و در نتیجه میزان دقیق یک ماده شیمیایی (مثلا سولفوریک اسید) در مخزن خود مطلع شوند.

آنها می‌خواهند مقدار دقیق آن اسید را از فاصله دور رصد کنند و بر اساس آن تصمیمات مناسب رو بگیرند. اگر قرار باشد این کار به صورت دستی در محیط آلوده و خطرناک شیمیایی نزدیک مخزن صورت گیرد به هیچ عنوان منطقی و عقلانی نیست؛

خطراتی همچون سوختگی اسیدی و… در کمین کارکنان صنایعی است که به دنبال روشهای دستی برای این شرایط هستند.

در چنین شرایطی نمونه برداری لحظه‌ای از سطح مخزن با استفاده از سنسورهای مناسب و ارسال داده آن به صورت بلادرنگ به یک سیستم یا نرم‌افزار مانیتورینگ، به بهترین شکل این مشکل را حل خواهد کرد.

مانیتورینگ دما

در بسیاری از کاربردها نیاز است که دمای یک محیط خاص یا دمای یک مایع مشخص اندازه گیری و مانیتور شود.

در این شرایط نیز بهترین روش به کارگیری سنسورهای مناسب و به کارگیری آن با استفاده از IOT در سیستم مانیتورینگ است.

مانیتورینگ کیفیت آب

به دلیل حساسیت‌های مرتبط با سلامت، در صنایع غذایی و نوشیدنی‌ها، ضروری است که کیفیت و سلامت آب به صورت جدی مورد بررسی و نظارت دقیق قرار گیرد.

با استفاده از یک ارتباط شبکه شده وایرلس ما بین دستگاهها در شبکه IOT و تجمیع داده آنها در یک ماژول سخت‌افزاری مشخص و در نهایت ارسال آن به صورت ابری به سرور مانیتورینگ، امکان نظارت و مانیتورینگ دقیق را برای این منظور فراهم می‌کند.

مانیتورینگ فشار

فشار یکی از مهمترین کمیت‌هایی است که در هر صنعتی نیاز به اندازه‌گیری مداوم و دقیق آن به شدت وجود دارد. اکثر دستگاههای فشار رایج، مکانیکی هستند و اغلب این قابلیت را ندارند که بتوان از آنها در یک سیستم مانیتورینگ حرفه‌ای استفاده کرد. پس تبدیل داده این دستگاهها به کمیتهای دیجیتال و ارسال آنها به سیستم اصلی مانیتورینگ برای مقیاس بندی و نمایش، یکی از مهمترین اولویت‌هایی است که در این زمینه وجود دارد.

 

مانیتورینگ فلو

در صنایع مختلف، یک پارامتر حیاتی که باید به طور مرتب تحت نظارت قرار گیرد، جریان سیال یا فلو است.

مهم است که در روند مانیتورینگ فلو، تمامی داده‌ها مورد نظر به هر شکل ممکن (توسط فلومتر و…) جمع آوری شده و به سرعت به سیستم مانیتورینگ ارسال شوند.

اما پیاده‌سازی مانیتورینگِ مناسب و مفید به این راحتی هم نیست و جمع‌آوری  داده‌ها و نظارت مشکلات خاص خود را دارد. در ادامه یک نگاه اجمالی به این مشکلات می‌اندازیم.

چالش های مانیتورینگ دستی (مانوآل) چیست؟

صنایع معمولاً دارای عملیات پیچیده زیادی هستند. اگر این عملیات به درستی مدیریت نشوند، مشکلات متعددی به وجود خواهد آمد. در صنایعی که از لحاظ حجم تجهیزات در مقیاس متوسط تا بزرگ هستند معمولاً با این چالش بیشتر مواجه خواهند شد.

تصور کنید که هزاران پارامتر مختلف الکتریکی و مکانیکی بایستی جمع آوری شده و داده‌های آنها با یک پروتکل مشخص در اختیار سیستم یا نرم افزار مانیتورینگ صنعتی قرار بگیرند؛ و در مرحله بعد این اطلاعات به شکلی که قابل تحلیل توسط اپراتور باشد در اختیار او به روشهای مختلف گرافیکی قرار گیرد.
مسلم است که اجرای چنین سیستمی با مسائل و چالشهای خاصی روبرو خواهد شد.

به خاطر همین مشکلات و مسائل مرتبط دیگر، صنایع مختلف در دنیا با مشکلات پیاده‌سازی و تکنولوژیک متعدد روبرو هستند که فرآیندهای تولیدی و خدماتی آنها را با مشکل مواجه میکند. در نمودار زیر، تاثیر همین مشکلات، به تصویر کشیده شده است.

گذشته از مشکلات ذکر شده در تصویر بالا، فهرست زیر شامل برخی از رایج ترین چالش‌هایی است که بخشهای صنعتی به دلیل مانیتورینگ اشتباه با آنها روبرو هستند:

• عدم تطابق محصولات تولیدی با استانداردهای کیفیت
• افت و کاهش بهره‌وری کارکنان
• خرابی‌های جزیی
• خرابی دستگاه و در نتیجه از کار افتادن آن
• کمبود مولفه‌ها
• مدیریت نادرست زنجیره تامین
• تعویض یا نصب مجدد ماشین آلات و موارد دیگر

این موارد به طور غیر مستقیم بر روی کیفیت و بهره وری صنعت تاثیر منفی می‌گذارد؛ اما اکنون با یک راه حل مدرن به نام سیستم مانیتورینگ صنعتی، به راحتی می‌توانید همه موارد فوق را مدیریت کنید.

نقش HMI در مانیتورینگ صنعتی

HMI به معنی رابط کاربری انسان و ماشین است. در صنعت معمولاً اپراتورها و مهندسان، از HMI استفاده می‌کنند تا سِت پوینتهای مهم را تنظیم و مانیتور کنند، الگوریتمهای مهم را کنترل کرده و دستورات خاصی را ارسال کنند؛ همچنین با استفاده از آن می‌توانند برخی از پارامترهای سیستم را تنظیم و تغییر دهند.

HMI همچنین می‌تواند وضعیت فرآیندها را نمایش داده و حتی تاریخچه برخی از داده‌های مهم را نیز در اختیار اپراتور قرار دهد.

پس عملاً می‌توان گفت HMIها یکی از مهمترین ابزارهای اتوماسیون صنعتی و مانیتورینگ صنعتی هستند.

 

سیستم مانیتورینگ صنعتی چیست؟

در گذشته برای فرآیند مانیتورینگ و نظارت از مادون قرمز و RF استفاده می‌شد. اما با گذشت زمان، این فناوری‌ها نتوانستند با الزامات مدیریت عملیات پیچیده صنعتی سازگار شوند. علاوه بر این، با سر و صدا و آب و هوای سخت نیز سازگار نبودند.

به دلیل همین ناکارآمدی، یک فناوری جدید ظهور کرد و با این فرآیند ترکیب شد تا نتایج مؤثر و دقیقی ارائه شوند. این فناوری جدید، اینترنت اشیا (IOT) بود.

این شبکه گسترده با کمک استفاده از حسگرهای GPRS و سایر دستگاه‌ها این ناممکن را امکان‌پذیر ساخت و نتایج زیر حاصل شدند:

• ارتباط با کیفیت بالا
• زیرساخت سخت افزاری کمتر
• امنیت بالاتر
• کاهش هزینه‌ها

امروزه، سیستم مانیتورینگ صنعتی به یک سیستم مبتنی بر هوش مصنوعیِ متمرکز و مجهز به وب سرویس AWS اشاره دارد. این سیستم به شما این امکان را می‌دهد که با کمک سنسورها، دوربین ها و سایر دستگاه‌های اینترنت اشیا، تمام تجهیزات تولیدی و دارایی‌های صنعت خود را کنترل کنید.

دوربین‌های امنیتی، سنسورها و داده‌ها به زندگی صنعتی روزمره ما قدم گذاشتند اما آیا می‌دانستید که اینترنت اشیا واقعاً چگونه به زندگی ما کمک می‌کند؟

این دستگاه‌ها در زمینه افزایش امنیت، ایمنی و حتی نگهداری و تعمیر تجهیزات صنعتی مفید هستند، اما در اینجا واقعیت دیگری نیز وجود دارد که شما را متعجب خواهد کرد.

به گفته موسسه جهانی مک کینزی، این فناوری اجرای عملیات صنعتی را تا 25 درصد ارتقا داده است. متخصصان این فرآیند را تحت عنوان مانیتورینگ صنعتی می‌شناسند و مدیران اجرایی، اغلب از این فناوری در اشکال مختلف سیستم‌های مانیتورینگ صنعتی استفاده می‌کنند. حال بیایید نگاهی به این فرآیند بیاندازیم!

آمار معتبری وجود دارد که نشان می‌دهد تا چه حد اینترنت اشیا و صنعت با هم سازگار شده‌اند که در ادامه مهمترین آنها را برای شما آورده‌ایم:
(بر اساس پژوهش انجام شده در IIoT-world.com)

اما پس از مشاهده این آمار جالب، باید بدانید که سیستم مانیتورینگ صنعتی، یک سیستم خاص یا عجیب و غریب نیست و عملاً در اشکال مختلفی ارائه می‌شود.

از این رو، در بخش بعدی قصد داریم انواع مختلف سیستم‌های نظارت صنعتی مورد استفاده در مکان‌های مختلف را شرح دهیم.

معرفی انواع سیستم مانیتورینگ صنعتی

صنایع مختلف نیازمندی‌های متفاوتی دارند؛ از همین رو شرکت‌های نرم افزاری راه حل‌های زیادی را برای رفع این نیازها ارائه کرده‌اند. بیایید این راه حل‌ها را عمیق‌تر بررسی کنیم.

سیستم مدیریت و نظارت ناوگان

ردیابی و مدیریت ناوگان یکی از مسائل اصلی زنجیره تامین و تدارکات است. همچنین، مانیتورینگ از راه دور ناوگان‌های بزرگ یکی از مشکلات این حوزه است.

علاوه بر این، افزایش هزینه‌های سوخت، تاخیر در تحویل و در نهایت کاهش تعداد مشتری‌ها از دیگر مشکلات ردیابی و مدیریت ناوگان است؛ اما با استفاده از یک سیستم مدیریت ناوگان می‌توانید تمام این مشکلات و موارد دیگر را مدیریت کنید.

برای انجام موثر عملیات نظارت و تشخیص می‌توان سیستم مدیریت ناوگان را با سنسورهای اینترنت اشیا موجود و دوربین‌های داشبورد ادغام کرد. علاوه بر این، با استفاده از سنسورهای GPS می‌توانید مکان واقعی را به همراه زمان چرخش(TAT)  دقیق دریافت کنید.

در حال حاضر ثابت شده است که این سیستم هزینه‌های 250 هزار دلاری ناشی از تصادفات را کاهش می‌دهد. همچنین پیش بینی می‌شود، در صورتی که ماشین بدون حرکت باشد، کاهش 50 درصدی هزینه‌ها نیز مشاهده شود.

ویژگی ها:

• ردیابی ناوگان با بکارگیری GPS
• مدیریت سوخت و نگهداری پیش بینی شده
• ردیابی یدک کش
• نظارت بر کابین ریفر و مدیریت زنجیره سرد
• مدیریت مسیریابی و ارسال
• مدیریت اسناد و سفارش
• برنامه ریزی مسیریابی
• مطابق با استاندارهای IFTA، FSMA و FMCSA

مزیت ها:

• افزایش حداکثری زمان کارکرد خودرو
• کاهش هزینه‌های نگهداری ناوگان
• قابلیت مشاهده بلادرنگ
• هشدارهای ETA خودکار و هشدارهای مسیر
• بهبود کارایی مسیریابی
• نظارت بر کارایی راننده
• افزایش ایمنی راننده
• کاهش هزینه سوخت
• ذخیره سازی و تجزیه و تحلیل تمام اسناد از یک سیستم

 

سیستم مانیتورینگ محل

نظارت بر مکانهای مختلف، به یک پروتکل امنیتی و ایمنی اصلی برای اکثر صنایع تبدیل شده است. علاوه بر این، نظارت بر یک ساختمان صنعتی بزرگ با نیروی انسانی محدود بسیار دشوار است و از طرفی نیروی انسانی بیشتر نیز، هزینه سنگینی را تحمیل خواهد نمود.

از این رو، یک سیستم مانیتورینگ ابری، بهترین و مقرون به صرفه‌ترین راه حل است. سیستم نظارت صنعتی، یک سیستم تجزیه و تحلیل ویدیویی هوشمند است که ویژگی‌های جستجوی پیشرفته، ابزارهای تشخیص هوشمند و دوربین‌های امنیتی یکپارچه را به منظور بهینه‌سازی و همچنین بهبود ایمنی ترکیب می‌کند.

صنایع بزرگ، از صنایع تولیدی تا خرده فروشی‌ها از این فناوری استفاده می‌کنند. هر صنعت به دلیل افزایش بهره‌وری در کنار تامین امنیت و ایمنی در کار خود بازخورد مثبتی در زمینه استفاده از این فناوری داشته‌اند.

مزیت ها:

• نظارت هر بخش از محل کار از راه دور در هر زمان
• یکپارچگی آسان با سایر سیستم‌ها
• اجازه دسترسی آسان به داده‌ها و عملیات
• ارائه یک پلتفرم واحد برای مدیریت تمام عملیات

سیستم مانیتورینگ تجهیزات

خرابی تجهیزات و ماشین‌آلات این روزها یک اتفاق رایج است که اغلب به دلیل تعمیر و نگهداری نامنظم اتفاق می‌افتد. این خرابی‌ها می‌تواند هزینه‌ای تا حدود 17000 دلار را به صنعت شما تحمیل کند. در همین راستا استفاده از نرم افزار نگهداری و تعمیرات یا همان CMMSها برای رفع این مشکل پیشنهاد می‌شود.

تولیدکنندگان سالانه 800 ساعت وقفه در کار به دلیل خرابی تجهیزات و ماشین آلات دارند که این امر می‌تواند تاثیر بدی بر روی هر صنعتی داشته باشد. با این حال، با یک سیستم مانیتورینگ تجهیزات هوشمند می‌توان از این خرابی‌ها جلوگیری کرد. با استفاده از این سیستم، از طریق یک پلتفرم می‌توان تمام تجهیزات ضروری را کنترل کرد و همچنین، از نیاز تجهیزات به تعمیر و نگهداری آگاهی پیدا نمود.

ویژگی ها

ردیابی تریلر

یک سیستم مانیتورینگ تجهیزات به شما امکان نظارت بلادرنگ (Real-Time) بر روی تریلر خود و در عین حال، نظارت بر کارکنان و مشتریان را فراهم می‌‎آورد.

همچنین، با استفاده از این سیستم مانیتورینگ می‌توانید مسیر سفر تریلر، دمای بار و سایر موارد را کنترل کنید که این امر، شانس تحویل به موقع بار را تا 99٪ افزایش می‌دهد و زمان تماس با رانندگان را کاهش می‌دهد.

مزیت ها

• افزایش استفاده از تریلر
• کاهش هزینه های توقیف
• حفاظت از کالاهای حساس به دما
• تخمین زمان تحویل بار به صورت بلادرنگ

ردیابی تجهیزات

با استفاده از این سیستم نظارت صنعتی می‌توانید موقعیت مکانی GPS بلادرنگ را دریافت نموده و از راه دور به دارایی‌های خود دسترسی داشته باشید. علاوه بر این، می‌توانید گزارش‌های خودکار مربوط به دستگاه‌های بدون نیروی انسانی را نیز دریافت نمایید.