वर्तमान उत्पाद विकास और समर्थन चक्र तेजी से संचालित होता है। एंबेडेड उत्पाद सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर विफलताओं का पता लगा सकते हैं और उपयोगकर्ता के व्यवहार में अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं, इंजीनियरों को सामान्य संचालन और उपकरणों के निरंतर सुधार को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक डेटा प्रदान करते हैं।
लेकिन इन एम्बेडेड उत्पादों का समर्थन करने के लिए सभी औद्योगिक उपकरणों को आसानी से नहीं जोड़ा जा सकता है। यहां तक कि विशेष रूप से इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) के लिए डिज़ाइन किए गए उत्पादों में भी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI), बैंडविड्थ सीमाएं और अत्यधिक लंबी केबल जैसी कनेक्शन समस्याएं आ सकती हैं।
ब्लूटूथ सक्षम सिस्टम ऑन चिप (एसओसी) तकनीक का उद्भव इंजीनियरों को ऑनबोर्ड मशीन लर्निंग (एमएल) समर्थन को सक्षम करते हुए, माइक्रोप्रोसेसरों की निर्बाध कनेक्टिविटी और शक्तिशाली प्रदर्शन प्राप्त करने में सक्षम बनाता है। निष्क्रिय प्रतिक्रिया से सक्रिय दूरदर्शिता में परिवर्तन के डिजाइन और समर्थन चक्र में बुद्धिमान विश्लेषण के साथ कनेक्टिविटी का संयोजन एक महत्वपूर्ण उपकरण है।
बुद्धिमान डेटा संग्रह ने उत्पाद विकास और समर्थन को बदल दिया है
सफल उत्पाद विकास और समर्थन के लिए डेटा के उपयोग की आवश्यकता होती है। यदि डिज़ाइनर यह नहीं समझते हैं कि ग्राहक उत्पाद का उपयोग कैसे करते हैं, जिसमें वे किन सुविधाओं पर भरोसा करते हैं, कौन सी सुविधाएँ बोझिल हैं या उनमें कमजोरियाँ हैं, तो उत्पाद को उस स्तर पर पुनरावृत्त करना और अपग्रेड करना मुश्किल है जो उपयोगकर्ता चाहते हैं। इसी तरह, किसी समस्या के घटित होने से पहले या उसके दौरान उपयोगकर्ता के व्यवहार, सिस्टम की स्थिति, पर्यावरणीय स्थितियों और अन्य महत्वपूर्ण डेटा को समझे बिना, सहायता कर्मी समस्या का पूरी तरह से निवारण नहीं कर सकते हैं।
आधुनिक ऑनबोर्ड कनेक्टिविटी और विश्लेषणात्मक क्षमताओं वाले उत्पाद डिज़ाइन पुनरावृत्तियों और समर्थन को अधिक प्रभावी बना सकते हैं। एंबेडेड उत्पाद और बुद्धिमान बीकन तापमान, आर्द्रता और वायु दबाव जैसी पर्यावरणीय स्थितियों का पता लगा सकते हैं, और बहु अक्ष त्वरण, परिवेश प्रकाश और चुंबकीय क्षेत्र को भी समझ सकते हैं। वास्तविक समय घड़ी (आरटीसी) टाइमस्टैम्प का उपयोग करके, ऑनबोर्ड विश्लेषण फ़ंक्शन का उपयोग करते समय या ब्लूटूथ के माध्यम से क्लाउड सर्वर पर प्रसारण करते समय डेटा को अन्य सिस्टम घटनाओं से जोड़ा जा सकता है।
उदाहरण के लिए, औद्योगिक वातावरण में रैखिक गति प्रणालियों से जुड़े स्मार्ट बीकन आर्द्रता बढ़ने पर बढ़े हुए कंपन का पता लगा सकते हैं। फिर, ऑनबोर्ड प्रोसेसर रखरखाव इंजीनियरों को अलर्ट जारी कर सकता है, उन्हें याद दिला सकता है कि अतिरिक्त स्नेहन की आवश्यकता है। यह सक्रिय दोष निदान उपकरण डाउनटाइम और रखरखाव लागत को कम कर सकता है।
उत्पाद डिजाइनर रैखिक गति प्रणालियों के भविष्य के संस्करणों को बेहतर बनाने के लिए रिकॉर्ड किए गए कंपन और पर्यावरणीय डेटा का भी उपयोग कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, वे एक अलग स्नेहक की सिफारिश कर सकते हैं जिसका उपयोग आर्द्र परिस्थितियों में लंबे समय तक किया जा सकता है। वे बाहरी प्रभावों से बेहतर सुरक्षा के लिए स्नेहन प्रणाली को फिर से डिज़ाइन भी कर सकते हैं।
चुनौतियों और समाधानों को लागू करना
IoT वातावरण में उन्नत डेटा संग्रह के लाभ प्राप्त करने के लिए, इंजीनियरों को डेटा संग्रह और विश्लेषण को अनुकूलित करना होगा। विश्लेषण के लिए किसी भी जानकारी को क्लाउड पर प्रसारित करने से अंतर्निहित विलंबता उत्पन्न होती है और डेटा सुरक्षा कम हो जाती है। एंबेडेड सिस्टम और स्मार्ट बीकन डिवाइस में ही एआई और एमएल फ़ंक्शन को एकीकृत करके इस समस्या का समाधान करते हैं। इन एज एआई और टाइनीएमएल सिस्टम में छोटे सॉफ्टवेयर मॉडल शामिल हैं जो प्रोसेसर को वास्तविक दुनिया से प्राप्त डेटा के आधार पर बुद्धिमान अनुमान लगाने की अनुमति देते हैं।
ऑनबोर्ड एमएल फ़ंक्शन कंपन डेटा, पर्यावरणीय डेटा और वैश्विक टाइमस्टैम्प के मिलान जितना सरल हो सकता है, या डेटा रुझानों के आधार पर रखरखाव आवश्यकताओं की भविष्यवाणी करने जितना जटिल हो सकता है। चाहे जटिल हो या सरल, एमएल मॉड्यूल नेटवर्क संसाधनों का उपभोग किए बिना वास्तविक समय डेटा प्राप्त और संसाधित कर सकते हैं, जिससे विभिन्न परिवर्तनों में समय पर अंतर्दृष्टि सक्षम हो सकती है और ऊर्जा खपत कम हो सकती है।
हालाँकि, स्मार्ट बीकन और एम्बेडेड सिस्टम को अंततः एक नेटवर्क के माध्यम से अन्य उपकरणों या सर्वर के साथ स्थिति का संचार करने की आवश्यकता होती है। कई पारंपरिक सिस्टम डिज़ाइन वायर्ड सीरियल कनेक्शन के लिए PROFIBUS, डिवाइसनेट, CANOpen और Modbus RTU जैसे प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं। अधिक आधुनिक उपकरण PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP, या Ethernet POWERLINK जैसे कम विलंबता वाले ईथरनेट प्रोटोकॉल पर निर्भर करते हैं। हालाँकि, सीरियल और ईथरनेट संचार दोनों के लिए फ़ैक्टरी वर्कशॉप में डेटा और पावर केबल बिछाने की आवश्यकता होती है, और साथ की चुनौतियों में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप, लंबे केबल ट्रांसमिशन के दौरान सिग्नल क्षीणन, और ट्रिपिंग खतरों को कम करने और ड्राइविंग या स्वायत्त वाहनों के लिए पहुंच प्रदान करने के लिए आवश्यक सुविधा निवेश शामिल हैं।
ब्लूटूथ प्रोटोकॉल का उपयोग करके शॉर्ट रेंज रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) संचार ऊपर उल्लिखित कई चुनौतियों पर काबू पा लेता है। ब्लूटूथ के कुछ संस्करण, जैसे लो एनर्जी ब्लूटूथ (बीएलई), 150 मीटर की सीमा के भीतर मजबूत सिग्नल उत्सर्जित करने के लिए बटन बैटरी की शक्ति का उपयोग कर सकते हैं, जिससे बिजली और डेटा केबल की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
BLE सिग्नल 2.4 GHz फ़्रीक्वेंसी बैंड पर काम करते हैं, जो कुछ सेलुलर और वाई-फ़ाई नेटवर्क को भी सपोर्ट करता है। हालाँकि फ़्रीक्वेंसी बैंड साझा करने से नेटवर्क में व्यवधान हो सकता है और सिग्नल अखंडता कम हो सकती है, यह दीवारों और उपकरणों जैसी दृष्टि बाधाओं को दूर करने के लिए सबसे विश्वसनीय फ़्रीक्वेंसी बैंड भी है। दृष्टि रेखा और हस्तक्षेप की समस्या को दूर करने के लिए, कई बीएलई सिस्टम जाल नेटवर्क का उपयोग कर सकते हैं, और बीएलई उपकरणों को एक दूसरे से और क्लाउड से कनेक्ट करने के लिए 6 वें इंटरनेट प्रोटोकॉल (आईपीवी 6) का उपयोग कर सकते हैं (चित्रा 1)। रणनीतिक रूप से ब्लूटूथ हॉटस्पॉट लगाने से मेश नेटवर्क के भीतर सिग्नल की शक्ति और अखंडता में भी वृद्धि हो सकती है।