پنج صنعت برتر که از نظارت بی‌سیم بر شرایط بهره‌مند می‌شوند

نظارت بر شرایط بی‌سیم (WCM) برای بسیاری از صنایع یک نعمت بوده است. قبل از توسعه حسگرهای فعال از راه دور که می‌توانند لرزش‌های ۳ محور، دما و شرایط رطوبت را در تجهیزات تشخیص دهند، حسگرها باید به صورت سخت‌افزاری متصل می‌شدند و هزینه‌بر بودند تا کل ناوگان ماشین‌آلات — مانند یک کف کارخانه — را پوشش دهند. اما اکنون این وضعیت به لطف شبکه‌های بی‌سیم که اثربخشی خود را در نظارت بر تجهیزات سخت‌دسترس، در یک منطقه وسیع و اغلب تحت شرایط محیطی سخت ثابت کرده‌اند، در حال تغییر است.

اما مزیت واقعی صرفه‌جویی در هزینه‌ها برای طیف وسیعی از حوزه‌ها است — از صنایع سنگین تا لجستیک، مدیریت تأسیسات و بیشتر.

این پست وبلاگ پنج صنعت برتر را که از نظارت بر شرایط بی‌سیم بهره‌مند می‌شوند، معرفی می‌کند.

۱. صنایع سنگین — تولید انرژی

در سال ۲۰۲۱، درآمد عملیاتی مرتبط با تولید، انتقال و توزیع برق از بخش برق در ایالات متحده به تنهایی حدود ۴۹۴.۶۵ میلیارد دلار برآورد شده است.

GE Hydro، یک رهبر بزرگ صنعتی در تولید انرژی هیدرودینامیک، توربین‌های چرخان عظیمی را در تأسیساتی مانند نیروگاه هیدروالکتریکی Itaipu با ظرفیت ۱۴ گیگاوات — دومین تأسیسات بزرگ از نوع خود در جهان — که مرز بین برزیل و پاراگوئه را در بر می‌گیرد، اداره می‌کند.

توربین‌ها و ژنراتورهای GE Hydro بیش از ۲۵٪ از کل ظرفیت نصب شده در سطح جهانی را نمایندگی می‌کنند.

بخش انرژی تجدیدپذیر این گروه بزرگ به جنرال الکتریک سالانه بیش از ۱۶ میلیارد دلار درآمد دارد.

برای میلیاردها نفری که به GE برای تأمین نیازهای برق خود وابسته‌اند، خرابی غیرمنتظره تجهیزات می‌تواند منجر به از دست دادن فاجعه‌بار نه تنها درآمد، بلکه جان‌ها شود.

یکی از پیمانکاران GE، Asygn، با HID همکاری کرد تا یک راه‌حل حسگر نظارت بر شرایط بی‌سیم پیشرفته را برای هدف قرار دادن توربین‌های چرخان با ظرفیت بالا که در محیط سخت تولید انرژی هیدروالکتریکی فعالیت می‌کنند، توسعه دهد. این راه‌حل، چیپ یکپارچه (IC chip) Asygn (که اندازه‌گیری‌های دما و تنش را ثبت می‌کند) را با آنتن RFID HID (قادر به انتقال بی‌سیم داده‌ها به یک ریدر RFID) ادغام کرد. ریدر RFID به عنوان یک دروازه هوشمند عمل می‌کند که قادر به کالیبراسیون، جمع‌آوری، فیلتر کردن، میانگین‌گیری و انتقال داده‌ها به صورت محلی است.

سپس نرم‌افزار پلتفرم مدیریت عملکرد GE از یادگیری ماشین برای تجزیه و تحلیل داده‌ها به بینش‌های قابل اقدام از جمله تشخیص عیب پیش‌بینی‌شده استفاده می‌کند — که به کاهش زمان خرابی در یک عملیات حیاتی کمک می‌کند.

۲. صنایع سنگین — استخراج مواد و منابع

“افزایش مصرف که ناشی از رشد طبقه متوسط است، باعث شده است که مقدار مواد اولیه استخراج شده از زمین در چهار دهه گذشته سه برابر شود” به نقل از یک گزارش اخیر از برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد که میزبان پنل بین‌المللی منابع (IRP) است.

بر اساس گزارش ۲۰۱۶، اقتصاد جهانی از ۱۵.۴ تریلیون دلار در ۱۹۷۰ به ۵۱.۷ تریلیون دلار در ۲۰۱۰ رشد کرده است — بدون تعدیل برای تورم — و استفاده جهانی از مواد در ۲۰۱۰ به ۷۰.۱ میلیارد تن رسید که از ۲۳.۷ میلیارد تن در ۱۹۷۰ افزایش یافته است.

این یک صنعت شگفت‌انگیز است که بازارهای بیشتری از آنچه در اینجا می‌توان فهرست کرد، دارد.

نکته مهم این است که تجهیزات مورد نیاز برای استخراج این مواد و منابع همه در معرض خرابی به دلیل شرایط سختی که در آن کار می‌کنند، هستند.

به عنوان مثال، یک دکل نفتی در دریای شمال ممکن است در حال حفاری به عمق صدها متر در بستر دریا باشد — جایی برای خرابی تجهیزات نیست. با این حال، با یک حسگر چرخش و لرزش ۳ محوره متصل به تجهیزات حفاری، احتمالاً می‌توان خرابی را قبل از وقوع آن به سرعت کاهش داد، همانطور که در مثال شماره ۱ نشان داده شده است.

نظارت بر شرایط بی‌سیم (WCM) این بازار صنعت سنگین را از مزایای زیر بهره‌مند می‌سازد:

• بهره‌وری انرژی برای تأسیسات نفت و گاز بالادستی
• کاهش هزینه‌های نگهداری
• نظارت بر تخریب مواد (خوردگی)
• بهبود ارتباطات میدانی
• توانایی نقشه‌برداری دیجیتال از یک کارخانه (Digital Twin)
• خودکارسازی معدن
• بهبود شرایط ایمنی
• طولانی‌تر شدن عمر ماشین‌آلات
• مدیریت خطوط لوله
• کنترل انتشار گازهای گلخانه‌ای
• هوش مکانی

در این نوع اکوسیستم صنعتی، مهم‌ترین عنصر WCM ارائه داده‌هایی است که می‌توان از آن‌ها برای نگهداری پیش‌بینانه و سایر برنامه‌های کاربردی صنعت ۴.۰ مانند دوقلوی دیجیتال استفاده کرد — که دومی نگاهی به‌روز به آنچه در واقع در داخل معادل فیزیکی تجهیزات در حال وقوع است، ارائه می‌دهد که توسط حسگرهای WCM متصل شده امکان‌پذیر است.

۳. خدمات حمل و نقل — خودروسازی و هوانوردی

از خودروهای خودران تا هواپیماهای مسافربری، اصل اصلی هر نوع حمل و نقلی ایمنی است.

خودروسازی
حجم بازار حمل و نقل عمومی جهانی در سال ۲۰۲۱ به ارزش ۲۰۶.۷ میلیارد دلار آمریکا تخمین زده شده است و انتظار می‌رود که با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) ۵.۹٪ از ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۸ گسترش یابد، به نقل از یک گزارش اخیر از Grand View Research.

هر نوع حمل و نقل عمومی نیاز به تجهیزات چرخشی و موتورهای تولید برق دارد که باید به طور مداوم نظارت و نگهداری شوند. اگرچه وسایل نقلیه بزرگتر، مانند قطارها، کاندیدای واضحی برای WCM هستند، ناوگان خودروهای خودران در آینده نیز به همان سطح نظارت نیاز خواهند داشت.

یک مطالعه از Intel و Strategy Analytics تخمین می‌زند که وسایل نقلیه بدون راننده می‌توانند نمایانگر ۷ تریلیون دلار فعالیت اقتصادی سالانه تا سال ۲۰۵۰ باشند.

یادگیری ماشین یکی از ابزارهای کلیدی در پشت این صنعت در حال رشد است. سیستم‌های رانندگی خودکار (ADS) نه تنها از الگوریتم‌ها برای کنترل رفتار سیستم استفاده می‌کنند، بلکه مجموعه‌هایی از داده‌های آموزشی را برای یادگیری الگوریتم‌ها در طول چرخه عمر محصول و در میان ناوگان‌های مستقر گردآوری می‌کنند. اینترنت اشیا (IoT) سنسورهای WCM متصل برای امکان‌پذیر کردن جمع‌آوری و توزیع آن داده‌ها ضروری هستند — نه تنها از خودرو به ابر، بلکه بین خودروهای ADS در جاده که مانند یک ذهن جمعی عمل می‌کنند تا به یکدیگر برخورد نکنند.

هوانوردی
بر اساس Statista.com، ارزش بازار صنعت هواپیمایی جهانی در سال ۲۰۲۱ به ۴۷۱.۸۲ میلیارد دلار رسید که نسبت به سال ۲۰۱۸، ۴۱.۵٪ کاهش داشته است.

با توجه به اینکه خطوط هوایی به دنبال کاهش هزینه‌ها هستند، نگهداری تجهیزات در حال کار — به ویژه موتورهای هواپیما — برای صرفه‌جویی در هزینه و ایمنی مسافران بسیار مهم است.

مقاله‌ای اخیر که توسط Exponent با عنوان زمانی که موتورهای هواپیما به طور موفقیت‌آمیز خراب می‌شوند منتشر شده است، ذکر می‌کند که:

“سیستم‌های هوافضا با در نظر گرفتن خرابی طراحی شده‌اند. این رویکرد تحلیلی به افزونگی برای سیستم‌های بحرانی — از جمله موتور‌ها — یکی از کلیدهای ایمنی هوانوردی است.”

یک توربوفن مدرن نصب شده بر روی یک هواپیمای بزرگ معمولی تا ۱۱۵,۰۰۰ پوند نیروی رانش در زمان برخاستن تولید می‌کند. اگر یک شکست تیغه رخ دهد، سیستم‌های بحرانی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که احتمال از دست دادن زنجیره‌ای سیستم‌های بحرانی اضافی یا کل هواپیما را به حداقل برسانند. با WCM، قطعات و بارهای مورد انتظار می‌توانند به طور مداوم تحلیل شوند تا مشخص شود که آیا باید به طور دوره‌ای تعویض شوند و/یا چه مدت باید بازرسی شوند.

۴. لجستیک — حمل و نقل جهانی

تا سال ۲۰۱۹، ارزش کل تجارت حمل و نقل جهانی سالانه به بیش از ۱۴ تریلیون دلار رسیده بود.

نمودار بالا افزایش‌های پیش‌بینی‌شده در تولید ناخالص داخلی (GDP) تجارت دریایی جهانی و جمعیت را نشان می‌دهد. همانطور که می‌بینید، تا سال 2030، وزن تجارت دریایی جهانی به رقم شگفت‌انگیز 17+ میلیارد تن بار خواهد رسید.

سالانه، صنعت حمل و نقل تقریباً دو میلیارد تن نفت خام، یک میلیارد تن سنگ آهن برای تولید فولاد و 350 میلیون تن غلات برای کمک به تغذیه جمعیت جهانی را حمل می‌کند. این محموله‌ها از طریق جاده، راه‌آهن یا هوا ممکن نخواهد بود.

در یک کشتی باربری کلاس Triple E — نوعی که توسط بزرگ‌ترین شرکت حمل و نقل بار در جهان، Maersk ، اداره می‌شود — طراحی اصلی پیشرانه معمولاً شامل دو موتور دیزل دو زمانه با قدرت 29.68 مگاوات (39,800 اسب بخار)، هشت سیلندر و طول ضربه فوق‌العاده بلند است که دو پروپیلر را با سرعت طراحی 19 گره (35 کیلومتر در ساعت؛ 22 مایل در ساعت) به حرکت در می‌آورد.

فقط یکی از این کشتی‌ها می‌تواند تا 18,000 TEU (واحد معادل بیست فوت) بار را در خود جای دهد، نوعی از کانتینرهای باری که شما آنها را روی عرشه این کشتی‌ها می‌بینید.

اگر بحران اخیر زنجیره تأمین به ما چیزی آموخته باشد، این است که وقتی این زنجیره به هر دلیلی مختل شود، هزینه‌ها در درآمد، مشاغل، اقتصادهای منطقه‌ای کامل و امنیت ملی ما می‌تواند فاجعه‌بار باشد.

نگه‌داشتن این موتورها در حال کار، یک مورد استفاده ایده‌آل برای WCM است، به‌ویژه در محیط سخت اقیانوس آزاد.

5. مدیریت تأسیسات — ساختمان‌های هوشمند

دقیقاً مانند خانه‌های هوشمند، ساختمان‌های هوشمند در حال تبدیل شدن به راه آینده هستند.

گواهینامه LEED یک نماد جهانی شناخته‌شده از دستاوردهای پایداری است و چارچوبی برای ساختمان‌های سبز سالم، کارآمد، صرفه‌جویی در کربن و هزینه‌ها فراهم می‌کند.

کسب گواهینامه LEED، که از گواهی ساده تا پلاتینیوم متغیر است، کار آسانی نیست. امکان‌پذیر کردن یک ساختمان برای تبدیل به یک ساختمان هوشمند از طریق WCM یکی از راه‌ها برای کمک به کسب آن گواهینامه است.

برای صنعت مدیریت تأسیسات، مجموعه‌ای از ساختمان‌های هوشمند متصل به IoT می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد و کارایی را در هر جنبه — از سیستم‌های HVAC تا آسانسورها و سایر ماشین‌آلات مورد نیاز برای عملکرد صحیح ساختمان — افزایش دهد.

با این حال، با یک قدم جلوتر رفتن و به‌طور هوشمندانه مدیریت افراد، صرفه‌جویی در انرژی، کنترل دسترسی و کاهش ردپای کربن را ادغام کردن، شرکت‌هایی که مالک این ساختمان‌ها هستند می‌توانند مزایای ROI بزرگی را ایجاد کنند.

بر اساس Fortune Business Insights 2022، بازار ساختمان‌های هوشمند در سال 2021 حدود 67.8 میلیارد دلار بود و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2029 به 328 میلیارد دلار برسد.

معاون فناوری‌های سیستم‌های Power Design، ترنت مورانو به پنج ترند برتر برای ساختمان‌های هوشمند اشاره کرد:

1. انتشار کربن خالص صفر و تغییرات قانونی
2. افزایش مصرف انرژی و هزینه‌ها
3. دفاع در برابر تهدیدات امنیت سایبری
4. تغییرات در نیروی کار (به عنوان مثال، کار ترکیبی)
5. پیشرفت در راه‌حل‌های IoT و PoE

آخرین ترند بارزترین است زیرا شامل نوعی مدیریت تأسیسات می‌شود. از پنج ترند ساختمان‌های هوشمند ذکر شده در بالا، WCM قطعاً می‌تواند در شماره‌های یک، دو و پنج کمک کند.

نتیجه‌گیری

با توجه به اینکه این پنج صنعت به تریلیون‌ها دلار ارزش دارند، فرصت‌های بزرگی برای نظارت بر شرایط بی‌سیم وجود دارد که می‌تواند تأثیرات جدی بر بهینه‌سازی کلی عملیات و ROI برای رشد داشته باشد.

شرکت‌هایی که در WCM سرمایه‌گذاری می‌کنند می‌توانند مطمئن باشند که جایگاه آن‌ها در این صنایع به خوبی تثبیت شده است — و این پول به خوبی خرج شده است.

برای بررسی عمیق‌تر راه‌حل نظارت بر شرایط بی‌سیم HID برای صنایع سنگین مانند تولید انرژی، مطالعه موردی ما را بخوانید، HID RFID Sensor TAGs Help GE Hydro.

نیک ایاندولو یک ویرایشگر ارشد و استراتژیست بازاریابی با تجربه است که در زمینه بازاریابی محتوا و نوشتن ارتباطات شرکتی تخصص دارد، عمدتاً برای سازمان‌های فناوری که بازار را مختل می‌کنند. آثار او در نشریاتی مانند Morning Consult، NewDesign Magazine UK، SmartCard Identity News و Construction Outlook منتشر شده است. نیک همچنین یک ورزشکار Spartan Race است و در حومه بوستون، ماساچوست با همسر، دختر و گلدن رتریور خود زندگی می‌کند.