Internet Rzeczy to zapowiedź nowej ery dla maszyn terenowych

Trucks on new construction site iStock

Choć systemy IoT (Internetu Rzeczy, ang.: Internet of Things) są wykorzystywane w maszynach terenowych już od kilku lat, obecnie wielu producentów sprzętu oferuje rozwiązania IoT, które przenoszą pracę na kolejny poziom.

Nowoczesne rozwiązania IoT pozwalają na zdalną diagnostykę, aktualizacje drogą bezprzewodową, inteligentną hydraulikę, analizę danych czy zautomatyzowane generowanie raportów użytkownika. Mogą również zwiększać efektywność maszyn i personelu, tworząc zalecenia i powiadomienia dla operatorów, jak zwiększyć żywotność i wydajność urządzeń.

Producenci OEM i klienci, ze względu na troskę o środowisko, szukają też nowych sposobów na wprowadzanie do swojej oferty rozwiązań bezemisyjnych, więc elektryfikacja stała się istotną siłą napędową rozwoju maszyn z systemami IoT.

Wraz z pojawieniem się hybrydowych i elektrycznych koparek, a także innych maszyn terenowych, konieczność integracji systemów IoT stała się oczywistością dla producentów ciężkiego sprzętu. W tym przypadku zintegrowane rozwiązania IoT mogą z łatwością przesyłać producentowi OEM informacje o napięciu akumulatora i stanie ładowania każdego ogniwa. Krótko mówiąc, koncepcja IoT jest wdrażana celem optymalizacji technologii używanych w akumulatorach i poprawy kontroli jakości. Takie systemy pozwalają na prowadzenie wymaganego śledzenia i dokumentacji, które wskazują, że elektryfikacja jest optymalnym wyborem dla producentów maszyn i atrybutem pożądanym przez użytkowników sprzętu.

Dane u podstaw decyzji

Systemy IoT oferują właścicielom i menadżerom floty nie tylko przejrzystość i możliwość osiągania większej efektywności przez operatorów i same urządzenia, ale również optymalizację trasy i miejsca, efektywne zużycie paliwa, możliwość zdalnej aktualizacji oprogramowania i pozyskanie danych operacyjnych w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Systemy IoT mogą być też pomocne w zmniejszaniu ryzyka wypadków, ograniczaniu zużycia i ryzyka wnoszenia roszczeń odszkodowawczych przez osoby trzecie. Niezależnie od tego, gdzie sprzęt mobilny znajdzie zastosowanie, rozwiązania IoT pozwalają na zwiększenie jego wydajności i obniżenie kosztów.

Mobilne rozwiązania IoT informują menadżerów floty, o stanie eksploatacyjnym i kosztach urządzeń. Dane mogą obejmować informacje na temat kosztów paliwa, czasu bezczynności, wypadków, wskaźników produktywności, naruszania przepisów i innych elementów składających się na koszt zarządzania flotą. Dzięki temu menadżerowie flot mogą łatwiej podejmować decyzje o wydajności i efektywności.

Dane gromadzone z maszyn w terenie pozwalają ich producentom na lepszą obsługę klientów, zwiększanie marż na świadczonych usługach i zatrzymywanie części zamiennych na rynku wtórnym. Producenci OEM mogą kontaktować się z klientami nie tylko zgodnie z kalendarzem serwisu, ale także wówczas, gdy dzieje się coś niepokojącego. Ponadto producenci otrzymują bardziej szczegółowe informacje na temat swoich maszyn pracujących w terenie.

Śledzenie i monitorowanie

Kolejną zaletą systemów IoT jest to, że mogą one pomagać menadżerom flot w fakturowaniu projektów i składaniu ofert z większą precyzją. Jak to możliwe? Systemy IoT śledzą zużycie sprzętu co do minuty i monitorują istotne, powiązane koszty paliwa, koszty wynikające z ogólnych wzorców użytkowania i prowadzonych prac konserwacyjnych. Przez to zdecydowanie łatwiej jest wyliczać koszty projektów i tworzyć bardziej precyzyjne kosztorysy dla przyszłych zleceń.

Rozwiązania IoT mogą również ograniczać emisję przez optymalizację efektywności trasy i transportu floty. Pozwalają także na monitorowanie pracy na biegu jałowym, podczas której dochodzi do spalania paliwa i emisji zanieczyszczeń. Dzięki monitoringowi możliwe jest określenie okoliczności, w których pojazdy są pozostawiane na biegu jałowym.

Warto również zauważyć, że wprowadzanie rozwiązań IoT do sprzętu mobilnego ogranicza ryzyko wypadków zarówno wśród operatorów, jak i współpracowników, a dane dostarczane przez systemy IoT mogą być wykorzystywane podczas szkoleń dla operatorów.

Dalsze dane dotyczące bezpieczeństwa obejmują: monitorowanie ciśnienia i temperatury w oponach; monitorowanie obciążenia osi przez obiekty zewnętrzne; ostrzeżenia o gwałtownym hamowaniu, gwałtownym przyspieszaniu, zbyt długiej pracy na biegu jałowym czy niezapiętych pasach bezpieczeństwa; a także geofencing (wyznaczanie wirtualnych granic rzeczywistych obszarów). Dzięki wprowadzaniu rozwiązań IoT jako technologii bezpieczeństwa można uzyskać dostęp do narzędzi wykorzystywanych do szkolenia i oceniania pracowników.

Inwestycja w taką technologię staje się szczególnie wartościowa, gdy porówna\my koszt rozwiązania IoT z potencjalnym kosztem wypadku.

Co istotne, dostępne obecnie systemy IoT są projektowane do pracy w trudnych warunkach przemysłowych i atmosferycznych. Nadają się zarówno do nowych zastosowań, jak i projektów modernizacyjnych.

Dalszy rozwój

Przyszłością mobilnych systemów IoT kierują standardy wymiany informacji i interoperacyjność pomiędzy komponentami i urządzeniami. Uczenie maszynowe będzie potencjalnie napędzać dalsze doskonalenie i analizę danych, a sieci 5G mogą ułatwiać wprowadzanie zmian na dużą skalę w dziedzinie sterowania, np. w zakresie autonomicznego działania sprzętu.

Postęp w rozwoju sprzętu przyspieszy przejście na bardziej zaawansowany edge computing (przetwarzanie brzegowe), w którym inteligencja maszyn trafia z chmury do rzeczywistej maszyny.

Dodatkowo, aby odblokować i zrealizować sporą część potencjalnej wartości, koncepcja cyfrowych bliźniaków (wirtualnej kopii procesu, produktu lub usługi powstałej dzięki informacjom otrzymanym za pomocą czujników wbudowanych w urządzenia) musi zostać zrealizowana w jeszcze szerszym zakresie niż dotychczas. Łączność nie jest już problemem, a wraz ze wzrostem możliwości przetwarzania w chmurze wyzwaniem będzie ograniczenie przetwarzania i przechowywania danych przy jednoczesnym utrzymaniu lub wzroście poziomu przydatnych informacji.

Wykorzystanie sztucznej inteligencji pozwala na uczenie się wzorców awarii i przewidywanie zbliżających się usterek sprzętu w przypadku, gdy nie jest on serwisowany po upływie określonego czasu. System sztucznej inteligencji jest również w stanie wskazać, jak obsługiwać maszynę, aby maksymalnie zwiększyć jej żywotność, dostarczając zaleceń w zakresie zachowania równowagi pomiędzy trwałością a wydajnością.

Automatyczne maszyny, są bardzo pożądane, np. w sektorach takich jak górnictwo. Sprawdzają się np. w pracach na obszarach po wybuchu, gdzie wywietrzenie terenu może zająć kilka godzin, aby praca mogła być znów bezpieczna dla operatorów. Wyeliminowanie czynnika ludzkiego przy takich zastosowaniach zwiększy zarówno bezpieczeństwo, jak i wydajność. W związku z tym dalsze tendencje na niektórych rynkach będą najprawdopodobniej wiązać się z rozwojem sieci 5G, co wpłynie na sposób przesyłania danych przez systemy IoT, które są powiązane z potencjałem autonomicznego lub bezzałogowego sprzętu mobilnego.

Dostarczanie autonomicznych maszyn przy tak małej liczbie punktów danych trafiających do chmury jest obecnie praktycznie niemożliwe, głównie ze względu na koszt wysyłania, ale także przechowywania, przetwarzania, a następnie podejmowania związanych z nimi decyzji. Łączność 5G pozwala na przesyłanie znacznie większej ilości danych przy takich samych lub niższych kosztach, co umożliwi wykonywanie większej liczby operacji w czasie rzeczywistym, takich jak strumieniowanie wideo.

Podsumowując, wykorzystanie cyfrowych ekosystemów do obsługi złożonych układów mechanicznych, elektronicznych i hydraulicznych znajdujących się w mobilnych urządzeniach i maszynach zwiastuje nową erę innowacji. Współczesne przedsiębiorstwa zajmujące się technologią sterowania ruchem kierują się w stronę bezpieczniejszego, czystszego, wydajniejszego i bardziej niezawodnego sprzętu mobilnego, wprowadzają innowacje dla kolejnej generacji połączonych maszyn terenowych.

Więcej informacji na temat technologii i rozwiązań IoT firmy Parker można znaleźć pod adresem: http://www.parker.com/iot

Joakim Wåhlstrand Hansson
Starszy kierownik techniczny, IoT Center of Excellence, Parker Hannifin

(gz)