Sentsoreak: “big data” garatzeko funtsezko tresnak

2017ko Ekaina 13,

sensores industriales Tekniker.
IK4-Teknikerko sentsorea.

Jon Mabek, IK4-Tekniker zentroko Gailu Sentsoreen saileko arduradunak,  sentsoreetara hurbildu gaitu, hau da, prozesu industrialei buruzko informazioa jasotzen duten gailuetara

 

Adituak bat datoz esatean Fabrikazio Aurreratuaren giltzetako bat dela datuak aztertzea, horrela hobeto kontrolatzeko fabrika bateko produkzio-prozesu desberdinen informazioa. Horixe da “Big data”, eta aukera ematen du denbora errealean jakiteko nola funtzionatzen ari diren makinak eta akatsen bat egin ote den fabrikazioan. Horrez gain, baliagarria da prozesuak aztertzeko eta, bide horretatik, denbora edota kostuak aurrezten lagunduko duten konponbideak inplementatzeko. “Big data”ren garrantzia ez da kontu berria, baina ia ezinezkoa litzateke informazio hori guztia eskuratzea sentsorerik gabe, zeintzuk gai baitira informazioa biltzeko tenperaturari, hezetasunari, presioari, emariari, biskositateari eta bestelako parametro fisiko-kimiko batzuei buruz.

 

Makinen funtzionamendua neurtzeko edo fabrikatzen diren produktuak aztertzeko lehen sentsoreak 30eko hamarkada ingurukoak dira, baina sentsorika 60ko hamarkadan hasi zen benetan sartzen industrian. Azken urteotan, gailuak merkatu egin dira, tamainaz ere txikitu egin dira eta optikan nahiz elektronikan oinarritutako neurketa-teknologia berriak sortu dira. Faktore horiek mugarri izan dira sentsoreak merkaturatzeko orduan. “Duela 10 urte 30.000 euro kostatzen zen sentsore bat 3.000 euro inguru kostatzen da orain, eta baliteke bost urte barru 300 euro kostatzea” azaldu du Jon Mabek, IK4-Tekniker zentroko Gailu Sentsoreen saileko arduradunak.

 

“4.0 Industriaren zutabe garrantzitsuenetako bat dira sentsoreak, informazioa atzemateko prozesuaren zati fisikoa baitira. Gailu horiek prozesu bakoitzerako interesgarriak diren parametroak neurtzen dituzte: tenperatura, presioa, emaria, likido maila, materialen batek izan ditzakeen konposatu kimikoak, biskositatea edo bestelako parametro fisiko-kimikoak. Sentsoreak produkzio-fabriketako mini-laborategiak izatera iritsi dira. “Sentsoreak big data-ren zutabea dira”, adierazi du Mabek.

 

Sentsore mota desberdin asko daude, neurtu dezaketenaren arabera sailkatu daitezkeenak. Dena den, azken urteotan, adituek bi multzo handitan sailkatu izan dituzte: arruntak eta adimendunak. “Sentsore arrunt batek esaten dizu, esaterako, prozesu bat 300 graduko tenperaturan ari dela gertatzen. Baina adimendun batek informazio gehiago ematen du: tenperatura, neurketaren fidagarritasuna, azken neurketen bilakaera, noiz kalibratu zen azken aldiz… gainera, lainora konektatuta dago, informazio hori guztia denbora errealean irits dadin kontrol zentrora.  Sentsore adimendunek  gaitasun handiagoa dute diagnostikoak egiteko, datuak prozesatzeko eta komunikatzeko, askoz errazago instalatu daitezen 4.0 Industrian ” esan du IK4-Tekniker zentroko arduradunak. “Gaur egun, merkaturatzen diren ia sentsore guztiak dira adimendunak. Eskatzen diren baldintza garrantzitsuenak bete behar dituzte: konpaktuak izatea “in situ” instalatzeko, eta ahalik eta merkeenak izatea, asko instalatu ahal izateko. Konektagarritasuna ez da aukera bat, baizik eta ezinbesteko baldintza bat. Sentsoreek konektagarritasuna izan behar dute, jasotzen ari diren datu horiek azkar transmititzeko. Akats bat sasoiz detektatuz gero, produkzioa gelditu dezakezu eta galerak murriztu” gaineratu du Mabek.

 

Garapen faseak

Produkzio-prozesuetarako sentsore espezifikoak behar dituzten enpresek urtean 5-10 enkargu egiten dizkiote IK4- Tekniker zentroari. Batzuek enkargua egiten dute ez dagoelako gailurik parametro zehatz bat neurtzeko, beste batzuek tamaina zehatz bateko kontrolatzailea edo sentsore merkeago bat behar dutelako. “IK4- Tekniker zentroak konponbide guztiz autonomoak eskaintzen ditu lagin solido edo likidoetako parametro kimikoak aztertzeko, horretarako erabiltzen duelarik espektrometria ultramorea, ikusgarria edo infragorria (NIR-SWIR) eta arreta berezia jartzen dielarik neurketen fidagarritasunari nahiz konponbidearen “cost-effectiveness” delakoari. Hona hemen duela gutxi garatutako adibide batzuk: ardoaren hartzidura prozesua monitorizatzeko sentsoreak, oliba olioaren kalitatea neurtzen dutenak, eta fruitu lehorrak sailkatzeko edo lubrifikatzaileetan ura detektatzeko balio dutenak” zehaztu du Jon Mabek.

 

Sentsore berri bat garatzeko prozesuak hainbat fase ditu, eta baliteke urte eta erdi behar izatea gailua sortzeko, euskal teknologi zentroko adituak dioenez: “Enpresek beren premien berri ematen digute. Adibidez, konpainia batek neurtu nahi du zenbat ur dagoen makinetan erabiltzen duen lubrifikatzailean, datu hori garrantzitsua baita ekipoen mantenimendurako. Hortik abiatuta, lehen prototipoak sortzen ditugu laborategian. Lehen faseak 1-2 hilabete iraun ditzake. Emaitzak positiboak badira, hurrengo urratsa da sentsoreen bigarren belaunaldia eraikitzea, hau da, bertsio integratu eta konpaktuago bat. Fase horren helburua da fabrikan integratzea eta probatzea, funtzionatzen duen ikusteko. Kasu honetan, prozesuak 6-8 hilabete iraun ditzake. Probak eta emaitzak onak badira, industrializazio fasera igarotzen gara. Fase honetako “handicap” garrantzitsuena ziurtagiriak izaten dira (CE ziurtagiria industrian, UL instalazioetarako edo ATEX ingurune leherkorretarako). Denbora asko behar da ziurtagiriak lortzeko, horregatik, baliteke azken fase hau 6-8 hilabetez luzatzea. 4.0 industriak eskatzen digu ahalik eta gehien laburtzeko sentsoreak garatzeko epeak”.

 

Gailu seguruak

IK4- Tekniker zentroa beraizik espezializaturik dago ikuskaritza-teknika fotonikoak, elektronikoak edo elektro-kimikoak erabiltzen dituzten sentsoreetan. Gailu horien bidez posible da neurtzea prozesu industrialak, likidoak, solidoak edota material baten propietate fisiko nahiz kimikoak. Orobat detekta dezakete proteina baten edo molekula baten presentzia.  Aurrerapen handia da, baina sentsoreen epe laburreko etorkizunean oso garrantzitsua izango da ikusmen artifizial hiper-espektrala, Mabek iragarri duen bezala: “Ikusmen artifizialeko gailu tradizionalek koloretako irudiak edo infragorriak hartzen dituzte. Hiper-espektralak bi dimentsiotako irudiak hartzen ditu, eta gainera, gai da ikusten duenaren analisi kimikoa egiteko, piezaren erreflektantziaren arabera. Gaur egun horrelako analisiak laborategietan egiten dira, baina iraultza iritsiko da teknologia hori duten sentsoreei esker horrelako analisiak egin daitezkeenean produkzio-fabrikan bertan. Lehen laborategi itxi bat eduki behar zen produkzio-linearen ondoan. Horra eramaten ziren produkzio-lineako laginak, aztertzeko. Denborarekin, hainbat sentsore garatu dira, gai direnak neurketa fidagarriak egiteko, laborategian egon beharrik gabe argi edo tenperatura baldintza zehatzetan. Gainera, sentsoreak gero eta txikiagoak dira, liburu baten edota pospolo kaxa baten tamainakoak”.

 

Ziber-segurtasuna izango da sentsorikaren eta 4.0 Industriaren erronketako bat. Neurketa-gailu horiek Internetera edo haririk gabeko sareetara konektatuta daudenez, arriskua dute “hackeatuak” izateko. Horregatik, sentsore fabrikatzaileek dispositiboan bertan txertatu nahi dute segurtasuna. “Segurtasun sistema eta guzti diseinatu behar ditugu sentsoreak, erasoak saihesteko. Sentsore batek prozesu baten tenperatura kritikoa ematen badu eta norbaitek sentsore hori “hackeatzen” badu, esango digu dena ondo doala, nahiz eta fabrika egoera kritikoan egon. Horregatik, teknikak garatu behar ditugu gure sentsorean ez dadin arrotzik sartu” azpimarratu du Jon Mabek, IK4-Tekniker zentroko Gailu Sentsoreen saileko arduradunak.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Erlazionatutako artikuluak
Orobat interesa dakizuke