علیرغم پیشرفت‌های چشمگیر در فناوری بی‌سیم ، صنعت تولید همچنان برای مهم‌ترین کارهای خود به ارتباطات سیمی مانند اترنت یا فیبر نوری روی می‌آورد. مطالعه جدیدی که توسط کریستینا کانو و استاد تمام خاویر ویلاجوسانا، محققان گروه شبکه‌های بی‌سیم (WiNe) در موسسه میان رشته‌ای اینترنت (IN3) صورت گرفته، سبب شده راه برای استفاده از فناوری‌های بی‌سیم پر قدرت، با قابلیت اطمینان قابل مقایسه با فیبر نوری باز شود که این مسئله می‌تواند جایگزین اتصالات کابلی شود. در این پروژه تحقیقاتی که در مجله IEEE Transactions on Wireless Communications منتشر شده است، اولین پارامترسازی در مدل انتشار سیگنال باند میلی‌متری صورت گرفته است.
به گفته محققان، این مدل جدید اولین قدم برای درک نحوه رفتار این نوع سیگنالها در یک کارخانه صنعتی است و می‌تواند تأثیر بسزایی در توسعه صنعت ۴.۰ داشته باشد؛ چراکه یک فناوری بی‌سیم، قادر به انتقال مقدار زیادی داده در ثانیه در یک محیط صنعتی است.
آنچه در این مقاله می خوانید:
کریستینا کانو هدف این مطالعه را کاهش هزینه‌ها و انعطاف پذیری ارتباطات با استفاده از دستگاه‌های تلفن همراه در فرآیند تولید می‌داند، یعنی چیزی که می‌تواند در مسیر توسعه به سمت صنعت ۴.۰ بسیار مفید باشد. به‌عنوان مثال این اتفاق می‌تواند امکان اتصال بازوهای رباتیک متحرک را فراهم سازد و یا به فرآیند تولید یا ایجاد ارتباطات برای گزارش داده‌ها و کنترل یا متوقف کردن اجزای مختلف یک فرآیند در شرایط اضطراری کمک کند.
یک مطالعه بی نظیر در سنکروترون ALBA
قبل از اجرای باندهای میلی‌متری در محیط های صنعتی، لازم است که چگونگی نحوه انتشار آن‌ها در چنین محیط متمایزی را بفهمید. در حال حاضر چندین مدل انتشار از سیگنال فناوری بی‌سیم با فرکانس بالا وجود دارد، اما هیچ یک در تأسیسات صنعتی به کار نرفته است. کانو می‌گوید مدل، نمایش یک واقعیت است که با استفاده از معادلات به ما این امکان را می‌دهد تا بفهمیم در هر محیط چه اتفاقی برای سیگنالها رخ خواهد داد. چندین مدل برای باندهای میلی‌متری در محیط‌های اداری و شهری وجود دارد، اما در محیط صنعتی به سختی چنین شرایطی فراهم است.
شرایط محیطی در فضای صنعتی از بسیاری جهات متفاوت است که این مسئله می‌توانند در رفتار سیگنال‌های بی‌سیم اختلال ایجاد کنند. مسائلی مانند ارتفاع سقف، مواد دیوارها و کف‌ها و همچنین نوع ماشین‌آلات موجود در محیط می‌تواند بر روی روند سیگنالها تأثیرگذار باشد. تحقیقات این محققان این امکان را فراهم کرده تا برای اولین بار، پارامترهای یک محیط صنعتی تعیین شود.
بررسی سیگنال فناوری بی‌سیم با شبیه‌سازی فضای صنعتی
محققان توانستند رفتار سیگنالها در فناوری بی‌سیم را در سنکروترون ALBA، که یک شتاب‌دهنده الکترونی واقع در بارسلون است و محققان از سراسر جهان را قادر می‌سازد آزمایش‌هایی را با استفاده از نور سنکروترون انجام دهند، اندازه‌گیری کنند. زیرا این فضا دارای ویژگی‌هایی است که می‌تواند انواع مختلف محیط‌های صنعتی مانند کارخانه‌های تولیدی بزرگ، خنک‌کننده‌ها، اتاق سرور یا سالن‌های آزمایشگاهی را شبیه‌سازی کند. “برای جامعه علمی دسترسی به یک کارخانه تولیدی برای آزمایش بسیار دشوار است، به همین دلیل ما معتقدیم این مدل مدتی طول کشیده است تا پارامتر شود.
ما به لطف سنکروترون ALBA توانسته‌ایم در این پروژه تحقیقاتی پیشرفت کنیم، چراکه این اتفاق به ما امکان دسترسی به شرایط محیط صنعتی را می‌دهد. این شرایط بسیار شبیه مواردی است که ممکن است در یک محیط صنعتی وجود داشته باشد و همچنین از آنجا که ما آزمایش‌ها را هنگام توقف حلقه شتاب‌دهنده انجام دادیم توانستیم به فضای داخلی نیز دسترسی پیدا کنیم و در چنین محیط خاصی سیگنال موجود در این باندها را آزمایش کنیم. ما معتقدیم که این یک قابلیت بی‌نظیر است.”
نتایج آزمایشات سنکروترون ALBA
در آزمایش‌های صورت گرفته در فضای سنکروترون ALBA مشخص شد سطوح معمولی در کارخانه‌های صنعتی مانند لوله‌های بازتابنده برای سیگنال فناوری بی‌سیم بسیار مفید هستند، زیرا این تجهیزات اجازه را می‌دهند سیگنال در مسیرهای مختلف حرکت کند و دریافت هم تقویت شود. همچنین اجازه می‌دهد پوشش دهی بیشتری شکل بگیرد. این محقق برجسته بیان می‌کند: “به طور خاص، ما توانستیم یک پیوستگی ۱۱۰ متری ایجاد کنیم که این بزرگ‌ترین لینک ارتباطی با استاندارد IEEE 802.11ad تا به امروز است.”
بنابراین، میتوان گفت نتایج این آزمایشات دریچه ای جدید به روی سیستم انتقال اطلاعات و فناوری در محیط های صنعتی است که این خود نوید بخش ارتقای سرعت و کیفیت تولید در کارخانه ها میباشد. این اتفاق می تواند در هزینه های جانبی یک کارخانه از جمله به کار گرفتن نیروی کار مضاعف صرفه جویی کرده و همچنین خطرات ناشی از به کار گرفتن نیروی انسانی در اپراتورها را کاهش دهد.
فناوری بی‌سیم و مدل قابل دسترسی برای جامعه تحقیقاتی
تعریف این مدل اولین قدم برای درک نحوه رفتار سیگنال‌های فناوری بی‌سیم در محیط است، اما دراین‌بین باید پروتکل‌هایی ایجاد شود تا اطمینان مورد نیاز برای صحت این نوع ارتباطات در محیط صنعتی در فرآیندها و مواقع مهم تضمین شود. این محقق معتقد است تحقیقات در این زمینه می‌تواند برای جایگزینی کابل ها در فرایندهای نظارت بر خطوط تولید که در آن باید تصمیمات صحیح بسیار سریع گرفته شود، جایگزین شود.
او همچنین بیان می‌دارد به همین دلیل، باید بتوانیم تضمین کنیم که وقتی یک پیام اضطراری برای توقف روند تولید ارسال می‌شود، آن پیام در زمان موردنظر برسد و دریافتش کاملاً تضمینی باشد. در غیر این صورت ممکن است چنانچه پیام از دست برود و یا دیر برسد، عواقب فاجعه باری رخ بدهد. به منظور تسریع در ارتقای مدل جدید، این دستورالعمل‌ها برای کل جامعه تحقیقاتی قابل دسترسی است.
کانو در پایان به‌عنوان نتیجه‌گیری اعلام می‌کند: “پارامترهایی که ما در مقاله ارائه می‌دهیم برای پیش‌بینی نحوه رفتار سیگنالها در فناوری بی‌سیم در یک محیط صنعتی بسیار مفید هستند. به‌عنوان مثال، این قواعد می‌توانند در یک شبیه‌ساز پیکربندی شوند تا از آن برای شبیه‌سازی پیکربندی‌های مختلف دیگر استفاده شود. از این طریق میتوان به محققان دیگر کمک کرد تا دستورالعمل‌هایی را تنظیم کنند که عملکرد صحیح شبکه را تضمین می‌کند. “
دیدگاه شما درباره این مقاله چیست ؟