כיצד יכול רכיב בודד למלא תפקיד כה עצום בחידוש תהליך הייצור כולו?מַחבֵּרהוא לא רק רכיב בתעשייה 4.0, אלא גם רכיב בסיסי למימוש הפוטנציאל שלו.
ראשית, מהי תעשיה 4.0?
המונח "Industry 4.0" מלא בתקווה: יעילות תפעולית שאין שני לה, שקיפות ייצור כוללת, הטמעת מודלים תחזוקה חזויים וכן הלאה. עם זאת, התחייבויות אלו מוצגות בדרך כלל כתוצאות מבלי לציין כיצד להשיגן. תעשייה 4.0 מתייחסת לטכנולוגיות ספציפיות המוטמעות בתהליך הייצור. ב-2016, המכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה (IEEE) הגדיר ארבעה נושאים מרכזיים עבור Industry 4.0:
היכולת של מכונות, ציוד, אנשים וחיישנים לתקשר זה עם זה.
1. שקיפות מידע. מפעילים יכולים לגשת ולהשתמש במידע שנאסף בכל חלקי תהליך הייצור כדי לזהות אזורים שבהם ניתן לשפר את היעילות.
2. סיוע טכני: היכולת של סיוע טכני לקבל החלטות או לבצע משימות לא בטוחות.
3. קבלת החלטות מבוזרת: היכולת של המערכת הפיזית ברשת לבצע משימות באופן עצמאי ולקבל החלטות.
שנית, חיבור הדדי: חיבור Ethernet יכול לממש תקשורת חלקה מחיישן לענן
תעשייה 4.0 חלה על כל המכשירים, החיישנים והמכונות, ואחד ההיבטים המרכזיים הוא התקשורת ביניהם. המכונה השתמשה בנתונים במשך עשרות שנים; עם זאת, הנתונים נעולים ברמת מכונה או מכשיר בודד. הנתונים אינם נאספים, נאספים או משמשים לצורך קבלת החלטות. Industry 4.0 מבטל את הנוהג הידוע הזה ומאפשר את השימוש בכל הנתונים כדי לבנות תמונה מלאה של מערכת או מכונה.
בעבר, הנתונים היו חשובים לפונקציונליות "מיידית". במובן מסוים, מכשירים המשתמשים בפרוטוקולי נתונים שונים לא ידברו באותה שפה. עלות התרגום ואיסוף הנתונים גבוהה, ואחסון נתונים הוא אתגר. לכן, נתונים קיימים באיים.
הענן יכול לאחסן ולעבד כמות גדולה של נתונים מבלי להפריע לשרתים ולתהליכים המקומיים, ובכך לשנות את כללי המשחק. היכולת לאחסן נתונים בשרת ייעודי במחיר סביר מאפשרת לחברות לשמור בפועל ולהשתמש בנתונים שנוצרו על ידי המכונות שלהן.
כתוצאה מכך, חברות החלו לשקול מחדש את הרשתות התעשייתיות שלהן. פרוטוקול האוטובוס הטורי הישן הפך לפופולרי, ו-Ethernet נמצא בשימוש נרחב ברשתות ענן. הסיבה לכך היא שבסופו של דבר צריך להמיר את פרוטוקול האוטובוס הטורי ל-Ethernet. בנוסף, הם מתמחים מאוד וזקוקים לשנים רבות של ניסיון והכשרה כדי ליישם ולתמוך נכון. בשנים האחרונות, מחבר ה-Ethernet התפתח מגרסה ממוזערת של מחבר Ethernet ארבע-תיל לשמונה-חוטי ל-Ethernet של זוג בודד (SPE), שמשדר אתרנט דרך שני זוגות מעוותים, ובכך מפחית את המשקל ואת עלות הנחושת. . SPE היא אפשרות משתלמת מבחינה כלכלית עבור כל מכשיר ברשת התעשייתית.
שלישית, המחבר הקטן יותר יכול לממש שקיפות מידע מבלי להגדיל את גודל המכשיר
המכשירים הולכים וקטנים. זה חל על טלפונים ניידים ואלקטרוניקה צריכה אחרת, כמו גם ממשק המכונה האנושית (HMI) שאנשים משתמשים בו בעת תכנות רובוטים על מכונות. רכיבים בתוך הציוד בדרך כלל מגבילים את גודל הציוד. לדוגמה, טלפונים ניידים רבים הסירו את שקע האוזניות בגודל 3.5 מ"מ, מכיוון שבנוסף לפופולריות של אטמי אוזניים אלחוטיים, נקודת חיבור זו היא גורם המגביל את הרמה הדקה של טלפונים ניידים.
ברשת Industry 4.0, כל מכשיר צריך לייצר נתונים, לספק פונקציות נוספות ולהתחבר למרכז התפעול. המשמעות היא שמספר הרכיבים במכשירים קטנים יותר ויותר הולך וגדל. לכן, הרכיבים חייבים להיות קטנים יותר. לכן, הביקוש למחברים היברידיים ומחברים קטנים יותר גדל.
ליצרני מחברים תעשייתיים יש דרכים שונות להקטין את גודל המחברים, אך עשויות לכלול הסרת התפס של מנגנון הנעילה הפנימי או לוחית הדחיפה, הקטנת קווי המתאר הכוללים של המחבר, צמצום המרווח הדרוש בין נקודות החיבור, או שילוב ישיר של מגנטי ואחרים. מתפקד לתוך המחבר. כל אפשרויות העיצוב הללו יכולות לאפשר למעצבי ציוד לבצע דברים בלתי אפשריים לכאורה - להגדיל את הפונקציות תוך הקטנת הגודל.
מחבר PushPull משתמש במנגנון נעילה פנימי כדי לסייע בצמצום השטח הנדרש על ידי המחבר.
רביעית, סיוע טכני: מחברים מאפשרים לרובוטים שיתופיים לעבוד עם בני אדם
רובוטים שיתופיים או רובוטים שיתופיים היו פעם דברים במדע בדיוני. למרות שייקח כמה שנים לעוזרת בית שימושית, עובדים במפעלי ייצור עשויים למצוא את עצמם עובדים עם רובוטים קטנים שיתופיים.
בעבר רובוטים היו קבועים במקום. רובוטים עם קווים קשיחים במקום להשתמש במחברים מתאימים ליישומים מסוימים שבהם רובוטים מבצעים את אותן פונקציות שוב ושוב במחזור החיים שלהם. כעת, התכנון של רובוטים שיתופיים לוקח בחשבון גמישות, בין אם במשימות שהם מבצעים ובין אם בתפקידם בסדנת הייצור. מחברים מאפשרים לרובוטים לנוע במהירות מבלי להסתמך על עובדים מיומנים.
