استخدام أجهزة الاستشعار والأجهزة المتفجرة لرصد التمرينات في خطوط الدفن الضغطية

مقاييس اليقظة والتسارع

وكثيراً ما تشير الظواهر غير العادية في صحافة ضغط إلى اللبس الميكانيكي أو الاختلال أو الفشل الوشيك. Piezoelectric accelerometers التي ترتكز على الإطار الصحفي، أو اللوحة، أو مضخة الهيدروليكية ترصد التوقيعات الهزازية.

أجهزة الاستشعار ذات الترددات المنخفضة والهضمية

وبالنسبة للعمليات التي تنطوي على مواد تسخين في فرن أو تحافظ على الرطوبة الخاضعة للرقابة في المواسير المركبة، ]] أجهزة قياس التدفق ] على خطوط مياه التبريد و] أجهزة الاستشعار الرطوبة في المنطقة القالبة، من الضروري أن تُعدل تدفقات المياه بشكل مباشر على فترات الترميد؛

الأنواع الإضافية من أجهزة الاستشعار

وفيما عدا أجهزة الاستشعار الأساسية، يتم نشر الأجهزة المتخصصة بصورة متزايدة. ] أجهزة استشعار الانبعاثات الصوتية ] كشف صوت كسر الألياف أثناء عمليات الفرز المركبة. نظم الدقائق ] [أجهزة استشعار ذات رؤية آلية] تفتش أجزاء لأنها تُحذف من عملية التتبع.

IoT Architecture and Connectivity

وتوفر أجهزة الاستشعار وحدها بيانات خام؛ وتتحول طبقة التوحيد القياسي للبيانات إلى معلومات استخبارية قابلة للتنفيذ؛ ويتكون هيكل نمطي للتقنية المضغية لخطوط العزلة من ثلاثة مستويات: أجهزة الحافة، والبوابات، والخادم السحابي أو الموجود على الأرض.

أجهزة دجست وأجهزة الاستشعار

ويرتبط كل جهاز استشعار بـ جهاز التحكم بالتحكم في المنطق البرمجي الذي يُعد رقمياً للإشارة المشابهة، وتُجري أجهزة الحواف هذه عمليات الفرز الأولي، والتأشير، والعزل، وفي المنشآت الجديدة، تُجري أجهزة الحاسوب المحتوية على أجهزة للوزن الخفيف نماذج للتعلم بالكشف عن وجود خلايا محلياً، ولا تُرسل إلا أحداث هامة إلى مستويات أعلى

محطات إيوت الصناعية

وتجميع البيانات من أجهزة متعددة الحوافات وتترجم بين مختلف البروتوكولات الصناعية (مثلاً، مودبوس، ومنظمة حظر الأسلحة الكيميائية، ومنظمة EtherNet/IP) وبروتوكولات الشبكة الدولية الموحدة (MQTT، وHTTP) وهي توفر سمات أمنية مثل التشفير والتوثيق بالأجهزة، كما أن العديد من البوابات تشمل التخزين المحلي للبيانات العازلة أثناء عمليات جمع البيانات الشبكية.

منابر السحاب وتخزين البيانات

وبعد أن تصل البيانات إلى الخادم السحابي أو المركزي، تُخزن في قواعد بيانات السلسلة الزمنية على النحو الأمثل بالنسبة لبيانات الاستشعار العالية التردد، وتوفر منابر مثل ThingWorx] أو ] AWS IoT لوحات بيانات عن الاتجاهات السائدة، وتُنبه قواعد وبرامج التطبيقات

تحليل البيانات في الوقت الحقيقي والعملية على تحقيق الاستفادة المثلى

وتكمن القيمة الحقيقية للرصد في الوقت الحقيقي في القدرة على تحليل البيانات في الوقت الذي تتدفق فيه وتغذية البصيرة في العملية، وهناك نهجان تحليليان رئيسيان هما مراقبة العمليات الإحصائية وتحقيق الاستخدام الأمثل للنموذج.

مراقبة العملية الإحصائية

ويمكن حساب الخرائط الخاصة بالمسح الكيميائي، مثل الخرائط من طراز X-bar و R، في الوقت الحقيقي على البارامترات الرئيسية مثل ضغط الذروة، ودرجة الحرارة المميتة عند الشغل، والوقت الذي يستغرقه الدورة، وتوضع حدود الرقابة من عمليات التأهيل الأولي، وعندما تتجه الاتجاهات الموازية إلى الحد الأقصى أو تتجاوزه، يولد النظام إنذارا، مما يسمح للمشغلين بتعديل ظروف العمليات قبل أن تُنتج أي تغييرات في معدلات التبديل في البكالمة.

جلسة مغلقة فيدوباك وضوابط التكيف

كما أن أجهزة الاستشعار المتقدمة في منطقة ما قد تتعدى التحذيرات، وإذا كان جهاز استشعار درجة الحرارة في منطقة واحدة منخفضاً، فإن النظام يمكن أن يزيد من الطاقة إلى سخان تلك المنطقة عن طريق إعادة تتابع في دولة صلبة، وبالمثل، يمكن استخدام التغذية المرتدة للضغط لتعديل الحمولة الصحفية، وتتعلم الخوارزميات التحكمية الديناميات لكل قشرة، وتعوض عن الانجراف في الممتلكات المادية أو ظروف العملاقة.

القدرة على تعقب العمليات وضمان الجودة

ويمكن ربط كل جزء من هذه المواد بسجل لجميع القراءات المستشعرة أثناء فترة دورة التعليم، والضغط، والتشريد، والاهتزاز، وهذه البصمة الرقمية لا تقدر بثمن بالنسبة لتحليل الأسباب الجذرية عند اكتشاف عيب في المجرى السفلي، وبالنسبة للصناعات المنظمة )الحيز الجوي(، فإن هذا التتبع يلبي متطلبات الامتثال ويمكن استخدامه لإثبات القدرة على تجهيز الزبائن، كما أن الإنذارات في الوقت الحقيقي تتيح اتخاذ إجراءات احتواء، مثل قطع الغيار المكتشفة.

الصيانة والتحسين في الوقت المناسب

ويعد التعطل غير المخطط له أحد أكبر العوامل المسببة للتكلفة في التعبئة الضغطية، إذ يمكن أن يؤدي فشل صحفي واحد إلى وقف خط إنتاج كامل لساعات العمل، ويؤدي الصيانة الافتراضية، التي تستمد طاقتها من بيانات الاستشعار عن طريق اليوت، إلى الحد من هذه الأحداث بتحديد تدهور المعدات في وقت مبكر.

التأشيرات وتحليل النفط

ويوفر الرصد المستمر للإهتزازات، إلى جانب أجهزة استشعار نوعية النفط في النظم الهيدروليكية، إنذارات مبكرة، وعلى سبيل المثال، يمكن أن تشير زيادة في حجم الاهتزاز في تردد محدد إلى عدم وجود تأثير، ويحذر النظام موظفي الصيانة الذين يمكن أن يرتبوا استبدالهم خلال عملية الإغلاق المخطط لها بدلا من التعامل مع الفشل الكارثي، وبالمثل، فإن حدوث تغيير في عدم كفاية النفط أو تلوث جسيمات لا يمكن أن يلحق ضررا بالضخ.

التصوير الحراري والرصد الكهربائي

وتكشف كاميرات المراقبة أو أجهزة الاستشعار الحرارية الموجودة في خزانات الكهرباء ورياح السيارات عن التسخين المفرط قبل حدوث انهيار في العزل، وتظهر اتجاهات استهلاك الطاقة عندما تفقد السيارات الكفاءة، وتُدمج هذه البيانات في منصة الصيانة المتوقعة، وتُحدَّد فترات الصيانة على النحو الأمثل استنادا إلى حالة المعدات الفعلية بدلا من الجداول الزمنية الثابتة، مما يمتد إلى عمر العناصر ويخفض المخزون من قطع الغيار.

مثال القضية: تخفيض عدد ساعات العمل غير المخططة بنسبة 40 في المائة

وقد قام قنابل الضغط المتوسطة الحجم من مكونات السيارات بتركيب أجهزة استشعار للتشغيل على جميع الصحف ووصلها إلى منصة لتحليليات إيوت، وفي غضون ثلاثة أشهر، اكتشف النظام وجود خطأ متطور في مضخة هيدروليكية في الصحافة ٧، واستعيض عن المضخة خلال نافذة صيانة مقررة في نهاية الأسبوع، مما أدى إلى حدوث فشل متوقع في 8 ساعات من وقت التعطل، وخلال السنة الأولى، أفادت نسبة الفعالية غير المتوقعة بنسبة 40 في المائة.

تحديات التنفيذ والحلول

ورغم الفوائد الواضحة، فإن اعتماد تكنولوجيا الاستشعار والفول السوداني في خطوط العزل الضغطية يشكل عقبات عديدة، ويجب على المصنعين أن يخططوا بعناية للتغلب عليها.

أمن البيانات وخصوصيتها

(ج) إن ربط معدات الإنتاج بالشبكة الدولية للشبكة الدولية للسواتل يعرض مخاطر أمن الفضاء الإلكتروني، ويمكن أن تؤدي شبكة الاستشعار المهينة إلى سرقة الممتلكات الفكرية أو تخريبها، وتشمل الحلول تقسيم الشبكة (تعطيل أجهزة IoT على شبكة مستقلة من شبكة VLAN)، والتوثيق القوي، وتحديث البرمجيات المنتظمة، وبروتوكولات الاتصالات المشفرة (TLS 1.3 لشبكة MQTT).

دمج معدات الإرث

وقد تم بناء العديد من المطابع المضغوطة التي تستخدم اليوم قبل أن يكون هناك تشابه بين الـ (إيوت) وقد تتطلب أجهزة الاستشعار الجاهزة هندسية هامة. يمكن أن تعرض أجهزة الاستشعار اللاسلكية غير المرخص لها التي كثيراً ما يمكن تركيبها عبر لو راوان أو زيغبي بأقل سعر، ولكن إمدادات الطاقة لا تزال تشكل تحدياً (الأجهزة البديلة التي تعمل على إنتاج البطاري).

عبء البيانات وثبات المهارات

ويمكن لصحافة واحدة أن تولد جيغابايت من البيانات يومياً، وبدون التصفير السليم والمحللين، يصبح المشغلون أكثر رطوبة، ويستثمرون في تحليلات الحواف التي لا تنقل سوى أحداث هامة، ويوفرون لوحات مصغرة سهلة الاستعمال ذات قدرات تحليلية على التنقيب، ويخففون من هذا الخطر، علاوة على ذلك، يفتقر العديد من المصنّعين إلى الخبرة الداخلية في مجال علوم البيانات، ويشتركون مع مجمّعات مبنية أو باستخدام منابرات.

تبرير التكاليف

ويمكن أن يكون الاستثمار الأولي في أجهزة الاستشعار، والبوابات، والبرامجيات، وخدمات التكامل كبيرا، غير أن عائد الاستثمار من انخفاض الخردة، وانخفاض وقت التعطل، وزيادة الناتج يدفع عادة في غضون فترة تتراوح بين 12 و18 شهرا، وينبغي أن يتضمن تحليل مفصل للتكاليف والفوائد تجنبا لتكاليف الإخفاقات في الجودة، والمطالبات الضئيلة المتعلقة بالضمانات، ووفورات الطاقة، ويقدم بعض موردي المعدات الآن حلولا لرأس المال كخدمة أدنى (إيواتا).

الاتجاهات المستقبلية في رصد الاختبارات الضغطية

ويتواصل تباطؤ تطور تكنولوجيا الاستشعار واليوت، وسيشكل الجيل القادم من خطوط الفرز الضغط.

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي

وفي حين أن النظم الحالية تكشف عن الانحرافات، فإن نماذج التعلّم الذاتي يمكن أن تتنبأ بها، مثلا، نموذج للتعلم العميق يتم تدريبه على الدورات التاريخية يمكن أن يتوقّع الوقت الأمثل للعلاج استنادا إلى الحساسية المادية الحالية والرطوبة المحيطة، مع تعديل الدورة في الوقت الحقيقي. ]]