أدى ظهور إنترنت الأشياء (IoT) إلى نقل تطور أجهزة الاستشعار إلى مستوى مختلف تمامًا. تعد المستشعرات جزءًا لا يتجزأ من أي شركة هندسية تعمل على منصة إنترنت الأشياء. تستخدم العديد من الصناعات والمؤسسات أنواعًا مختلفة من مستشعرات إنترنت الأشياء مثل مستشعرات درجة الحرارة ، وأجهزة استشعار القرب ، وأجهزة استشعار جودة المياه ، وما إلى ذلك وفقًا لمتطلباتها. تأسست XYMA Analytics في عام 2019 ، وهي تقدم منصة تحليلات صناعية كاملة قائمة على إنترنت الأشياء لتوفير مراقبة عملية ذكية.
كان استخدام مستشعرات الدليل الموجي فوق الصوتية المتقدمة في البيئات القاسية هو الفكرة الرئيسية التي أقنعت فريق المهندسين المؤهلين جيدًا لبدء شركة. اليوم ، تفتخر الشركة ببناء أجهزة استشعار ذكية لتعزيز الكفاءة التشغيلية وتقديم أكثر من مجرد قياسات. فضوليًا لمعرفة المزيد عن الشركة والفريق وأسلوب العمل وحلول المشكلات والخطط المستقبلية ، سألنا الدكتور نيشانث رجا بعض الأسئلة. تابع القراءة لمعرفة ما سيقوله!
الدكتور نيشانث راجا هو الرئيس التنفيذي لشركة XYMA Analytics - وهي شركة محتضنة في IIT Madras ومنبثقة من مركز التقييم غير المدمر. كان زميل أبحاث أول في معهد أبحاث التحكم في السوائل ، Palakkad في ولاية كيرالا ، ثم انضم لاحقًا كمسؤول مشروع في مركز التقييم غير المدمر (CNDE) - IIT Madras وحصل على درجة الدكتوراه. من جامعة آنا. وقد عمل أيضًا في العديد من المشاريع ذات الصلة بالصناعة في مجال قياسات درجة الحرارة والتدفق القائمة على دليل الموجات فوق الصوتية ولديه خبرة صناعية غنية.
س: ما الذي ألهمك لبدء تحليلات XYMA؟ ما هي المشاكل التي تهدف الشركة إلى حلها؟
تحليلات XYMA هي نتيجة الاهتمام العميق الذي تم استدعائه من الصناعات في قطاع النفط والغاز والتصنيع والطيران. خلال فترة البحث التي أجريتها في مركز تجربة الاقتراب من الموت ، شاركت في تطوير مستشعرات الموجات فوق الصوتية الموجّهة القائمة على الموجات للبيئات الخطرة / المعادية في الصناعات العملية ؛ كان التحدي هو حل نقاط الألم. يعد قياس معلمات العملية أمرًا حيويًا في صناعات المعالجة والتصنيع حيث ساعدتهم تقنية الاستشعار القائمة على الدليل الموجي في القياس في المناطق المعادية والتي يتعذر الوصول إليها بطريقة موزعة. لاحظنا أن هناك طلبًا كبيرًا على تقنيات الاستشعار في الصناعات. كانت هذه هي النقطة عندما قررنا دمج XYMA Analytics كشركة ناشئة يمكنها تقديم حلول الاستشعار للصناعاتلتعزيز كفاءة عملياتهم وتحسين عمر منتجاتهم.
تعالج تحليلات XYMA المشكلات المتعلقة بأجهزة استشعار العمليات التقليدية من خلال تقنية الاستشعار الجديدة القائمة على الدليل الموجي بالموجات فوق الصوتية والتي تساعد الصناعات على مراقبة معلمات العملية باستمرار باستخدام إنترنت الأشياء الصناعي مع رؤية لإضفاء الطابع الديمقراطي على كفاءة العملية المستندة إلى المستشعر للصناعات وكذلك توفير توزيع على مستوى المصنع وحلول الاستشعار المتزامنة لاتخاذ القرارات القائمة على البيانات. هذا صعب باستخدام حلول الاستشعار التقليدية.
يخضع هذا المستشعر حاليًا لتجارب ميدانية في العديد من التطبيقات الصناعية بما في ذلك مراقبة درجة حرارة غلاف تبريد القالب أثناء عملية تصنيع الفولاذ بالإضافة إلى قياسات درجة حرارة جدار الفرن في العملية البتروكيماوية وصناعات تصنيع الزجاج.
س: أخبرنا عن "مجسات الموجات فوق الصوتية" ، ما هي التقنية التي تقف وراء ذلك؟
يمكن أن يكون مستشعر الدليل الموجي بالموجات فوق الصوتية من مقاطع عرضية مختلفة مثل الأسلاك ، والقضيب ، والشريط القابل للتحديد بناءً على الوصول إلى الدليل الموجي ، والمواد المختلفة إما معادن أو سيراميك وقابل للتكوين لتطبيقات القياسات المختلفة بما في ذلك ضبط التوزيع الخاص لأجهزة الاستشعار.
المبدأ هو أن الموجات فوق الصوتية تكون متحمسة وتنتقل مع سماكة الدليل الموجي. من خلال تتبع تفاعل الموجات فوق الصوتية المنتشرة مع الانقطاعات الهندسية المصممة عن قصد (الانحناءات والشقوق وما إلى ذلك) ومن خلال تتبع التحول في وقت الارتفاع والتردد والتوهين والتغير في سعة إشارة الموجات فوق الصوتية التي تم إرجاعها من متباعدة بشكل مناسب المستخلصات (الانحناءات والشقوق وما إلى ذلك) يتم استخراج المعلومات المحلية على الوسط المحيط (على سبيل المثال ، درجة الحرارة).
بشكل عام ، تقوم مستشعرات الدليل الموجي بالموجات فوق الصوتية بقياس التغيرات في سرعة الدليل الموجي بسبب الاختلافات في خصائص المواد (α و E و G و) الناشئة عن التغيرات في الوسط المحيط مثل درجة الحرارة والرطوبة وما إلى ذلك. التغيير في وقت تساعد الرحلة ، والتغير في السرعة ، وتحول طور الموجات فوق الصوتية مقارنة بإشارات درجة حرارة الغرفة ، على قياس التغيرات في درجة الحرارة والخصائص الأخرى (الريولوجيا) في الوسائط المحيطة.
س: ما هي مزايا مستشعرات الدليل الموجي فوق الصوتي على أجهزة الاستشعار التقليدية؟
تعمل العديد من العمليات الصناعية في درجات حرارة عالية جدًا. على سبيل المثال ، يتطلب تكرير النفط الخام وتوليد الكهرباء مستويات حرارة تتجاوز عدة مئات من درجات مئوية. أجهزة الاستشعار التقليدية مثل المزدوجات الحرارية و RTD ومستشعرات المستوى لديها مشكلات في الدقة بسبب انجراف المستشعر أثناء تشغيلها على المدى الطويل.
المزدوجات الحرارية ، على وجه الخصوص ، عند استخدامها في درجات حرارة مرتفعة في بيئات معادية معرضة للفشل الميكانيكي في التقاطع. أيضًا ، يمكن أن توفر المزدوجات الحرارية درجة حرارة محلية فقط في منطقة اهتمام واحدة. في حين أن مستشعرات الدليل الموجي بالموجات فوق الصوتية أكثر قوة نظرًا لأننا نستخدم نفس مادة الأسلاك الحرارية (على سبيل المثال: Kanthal و Chromel و Stainless steel ، إلخ) تستخدم كدليل موجي ولا يوجد بها أي تقاطع يفشل. الى جانب ذلك ، يحتوي هذا المستشعر على مساحة أصغر ويمكن تصميمه لتكوينات مختلفة مثل الانحناءات الحلزونية ، واللولبية ، والمتعددة ، وما إلى ذلك. على سبيل المثال: المستوى ودرجة الحرارة والريولوجيا) لاستخدام مستشعر الدليل الموجي الفردي يوفر ميزة لمستشعرات الموجات فوق الصوتية لدينا عند مقارنتها بأجهزة الاستشعار التقليدية.
توجه أدلة الموجات الموجة فوق الصوتية من إلكترونيات المستشعر إلى منطقة القياس ذات الأهمية ، مع الاحتفاظ بإلكترونيات المستشعر (محول الطاقة) بأمان بعيدًا عن البيئات المعادية والبعيدة التي يتعذر الوصول إليها كما هو موضح أدناه.
كما أن مستشعر الدليل الموجي المقترح قوي للغاية ويمكن أن يتكيف مع البيئات الصناعية المعقدة للحصول على قياسات أكثر تنوعًا وزائدة عن الحاجة لدرجة الحرارة والريولوجيا ومستوى السوائل في العبوات الحرجة. يصعب قياس درجة الحرارة الموزعة باستخدام المزدوجات الحرارية التقليدية نظرًا لقدرتها على قياس قياس نقطة واحدة لتحمل قيود حجم البيئة المعادية. يوفر مستشعر الدليل الموجي القائم على الموجة حلاً موثوقًا به ومستقرًا وفعالًا من حيث التكلفة لواجهة / قياسات دقيقة للعملية.
س: هل يمكن لجهاز استشعار واحد قياس معلمات متعددة مثل درجة الحرارة واللزوجة والكثافة وما إلى ذلك؟ كيف أصبح ممكنا؟
خلال بحثي ، أسسنا أوضاع الموجة الأساسية الموجهة L (0،1) ، Torsional T (0،1) ، و Flexural (1،1) يمكن إرسالها / استقبالها في وقت واحد باستخدام مستشعر الدليل الموجي الفردي حيث ينتقل كل وضع موجة بسرعة مختلفة وحساسة للإزاحة / الخصائص المختلفة.
على سبيل المثال ، يمكن استخدام وضع الموجة الطولية (حساس للإزاحة المحورية) لقياس درجة الحرارة ، ويمكن استخدام وضع الموجة الالتوائية (حساس للإزاحة الزاوية) لقياس الريولوجيا (اللزوجة / الكثافة / درجة الحرارة) ، ووضع الموجة الانحناء(حساسة للإزاحة خارج الطائرة) يمكن استخدامها لقياس المستوى. من خلال تتبع التغيير في التوهين وتحول الطور وتحول التردد لهذه الأوضاع الموجية (الطولية ، الانحناء والتوائي) ، يمكننا مراقبة خصائص الوسط المحيط. تم اختبار هذه التقنية الحاصلة على براءة اختراع في بيئة صناعية لقياس درجة حرارة ولزوجة الراتنجات في وقت واحد عند درجات حرارة عالية باستخدام مستشعر الدليل الموجي الفردي. يمكن تصميم أدلة الموجات هذه خصيصًا لتطبيق معين في الصناعة ويمكن أيضًا تصميمها في مقاطع عرضية مختلفة.
س: ما نوع المستشعرات التي تقدمها شركة XYMA للصناعات الثقيلة والصناعات التحويلية؟
تقوم شركة XYMA Analytics بتطوير منصات جديدة قائمة على تكنولوجيا المستشعرات لإنترنت الأشياء الصناعي مع رؤية لإضفاء الطابع الديمقراطي على كفاءة العمليات المستندة إلى المستشعر للصناعات وكذلك توفير حلول استشعار موزعة ومتزامنة على مستوى المصنع لاتخاذ القرارات التي تعتمد على البيانات. تركز منتجاتنا التكنولوجية الحاصلة على براءة اختراع ، PoRTS (مستشعرات الريولوجيا ودرجة الحرارة المحمولة) و uTMS (نظام قياس درجة الحرارة متعدد النقاط) على تعزيز إنتاجية الصناعات من خلال زيادة كفاءة العملية وتقليل فرص الخطأ اليدوي وتحسين عمر المنتج.
س. هل تم تصنيع جميع حلول المستشعرات بواسطة XYMA Analytics نفسها؟ أخبرنا عن عملية التصنيع وسلسلة التوريد الخاصة بك
تم تخصيص أجهزة استشعار XYMA وتصميمها داخليًا لمجموعة كبيرة من درجات الحرارة. نقوم بتطوير مستشعر الدليل الموجي بناءً على نطاق درجة الحرارة والبيئة التي يتطلب الاستشعار فيها. أيضًا ، يعتمد اختيار مادة الدليل الموجي والحجم والطول وعدد أجهزة الاستشعار المصممة بشكل أساسي على متطلبات العميل وبيئة التطبيق.
لدينا منشأة تصنيع حديثة وقريبًا ، نخطط لتوسيع مرافق البحث والتطوير / المعايرة الحالية لدينا لتلبية جميع متطلبات اختبار العملاء. نحافظ دائمًا على قيم QHSE (الجودة ، والصحة ، والسلامة ، والبيئة) بحد أقصى أثناء التصنيع والتركيب وخدمة ما بعد البيع بمساعدة المهندسين الشباب المتفانين تمامًا. في كل مرحلة من مراحل عملية سلسلة التوريد الخاصة بنا ، قمنا بتحديد مؤشرات الأداء الرئيسية (KPI) جيدًا لضمان العملية التي تتوافق مع قيمنا الأساسية. نظرًا لتطور التكنولوجيا من فريق XYMA ، فقد طورنا بياناتنا الرئيسية لجميع الكيانات لضمان موثوقية منتجاتنا. نحن نضمن دائمًا تلبية جميع متطلبات الجودة الخاصة بالعميل أيضًا. يخضع جميع موردينا لعملية تقييم تقني لضمان موثوقية وجودة العناصر الموردة.لتحسين المنتج ، لدينا نظام ملاحظات العملاء أيضًا.
يوفر Q. XYMA Analytics أيضًا اتصال إنترنت الأشياء وتحليلات البيانات. ما هي الحلول اللاسلكية ومنصات إنترنت الأشياء التي تستخدمها؟
منتجات XYMA-IoT (XIoT) هي حاليًا تقنية شبكة واسعة النطاق طويلة المدى منخفضة الطاقة (LoRaWan) إلى جانب MQTT كبروتوكولات اتصال قياسية مع الحوسبة المتطورة والتصور ، لأتمتة وتحسين تدفق العملية من خلال خوارزميات الضبط الذاتي المنتشرة على الحافة. لتطبيق معايير البروتوكولات هذه ، تم استخدام منصات إنترنت الأشياء مثل Arduino و raspberry pi و Semtech (LoRa) و AI المفكرين جنبًا إلى جنب مع التفاعل المتبادل مع نظامين أساسيين أو أكثر (واجهة Arduino و Python) لتحليل البيانات ونقلها. تستخدم تقنيات التحسين الأخرى مثل بروتوكول HART و Modbus للمتطلبات الصناعية الأخرى. هذه حلول الاتصالات اللاسلكية نهاية إلى نهاية تم استخدامها لتعزيز الاتصال في الحالة الحالية أو كجزء متكامل من حلول الملكية لمختلف التطبيقات الصناعية.
س. من الذي يستفيد حاليًا من مستشعرات الدليل الموجي فوق الصوتي وكيف؟ هل يمكنك أن تعطينا مثالاً / دراسة حالة؟
مجموعة واسعة من الصناعات بما في ذلك (أ) الصناعات التحويلية التي تشمل المعادن ، والأفران ، وما إلى ذلك (ب) الصناعات العملية مثل المصافي ، والصناعات الكيماوية ، وصناعات الأسمدة لتحسين عمر المكونات ذات درجة الحرارة العالية وكذلك الكفاءة والمتانة من الصناعات. (ج) بالنسبة للصناعات مثل مفاعل الاستنساخ السريع حيث يمثل التصوير والقياسات تحت المعدن السائل تحديًا (د) صناعات التخزين التي يتم التحكم في درجة حرارتها. (هـ) صناعات البوليمر لرصد العلاج بما في ذلك الفضاء والمركبات ، إلخ.
هناك بالتأكيد عدد غير قليل من الحالات التي ساعدت فيها أجهزة الاستشعار الخاصة بنا على معالجة الصناعة لتحسين كفاءتها وتحديد معالجة منتجاتها. على سبيل المثال ، لا تزال مراقبة المعالجة المستمرة لدرجة الحرارة للمركب المستخدم في صناعات الطائرات تمثل تحديًا. لقد قمنا بتضمين مستشعرات الدليل الموجي الخاصة بنا أثناء تصنيع المركبات ومراقبتها باستمرار حتى اكتمال المعالجة. باستخدام بيانات درجة الحرارة والمعالجة التي يوفرها جهاز الاستشعار الخاص بنا ، يمكن للمصنعين تحسين عمر المنتج وكفاءة العملية إلى 50-70٪.
مثال آخر على هذه التكنولوجيا الثورية التي ساعدت في منع فشل المنتج في الصناعة التحويلية الرائدة هو قياس درجة الحرارة الموزعة لفرنها أثناء العملية. يصعب قياس درجة الحرارة الموزعة باستخدام المزدوجات الحرارية التقليدية نظرًا لقدرتها على قياس قياس نقطة واحدة لتحمل قيود حجم البيئة المعادية. يمكن لمستشعر الدليل الموجي الخاص بنا إجراء قياسات عن طريق الحفاظ على منطقة المستشعر في بيئة معادية وتشغيلها من موقع بعيد وأيضًا يمكن لأجهزة استشعار الدليل الموجي إجراء قياسات درجة الحرارة الموزعة في مواقع متعددة. يتم أيضًا معالجة القيد الهندسي (فتحة 1.5 مم) لإدخال مزدوجات حرارية متعددة باستخدام دليل موجي واحد (1 مم) مع أجهزة استشعار متعددة.
س. بصرف النظر عن XYMA Analytics ، من هم اللاعبون الآخرون في الصناعة الذين يقدمون حلولًا باستخدام مستشعرات Ultrasonic Waveguide؟
على حد علمنا ، XYMA هي الصناعة الوحيدة التي توفر تقنيات استشعار موجّهة قائمة على الموجة لقياسات العمليات في الصناعات. هناك صناعات راسخة مثل ABB ، و Honeywell ، و Omega ، و Emerson التي تشارك في أعمال قياس العملية ، لكن IIoT مكنت من استشعار الدليل الموجي مع تحليلات البيانات لجعل XYMA مختلفة عن اللاعبين الحاليين في السوق من حيث التكنولوجيا والحلول المقدمة. الميزة الرئيسية لأجهزة استشعار الدليل الموجي قوية ولها بصمة أصغر ، قادرة على الاستشعار متعدد النقاط ومتعدد البارامترات على نطاق واسع من درجات الحرارة.
س: كيف ترى الصناعات في الهند تتكيف مع إنترنت الأشياء؟ ما هي العوائق؟
في العقود الماضية ، حولت إنترنت الأشياء نفسها من "إنترنت الأشياء" إلى "ذكاء الأشياء". في الصناعات ، يتم استخدام إنترنت الأشياء لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة لتحسين ظروف الصحة والسلامة ، وتقليل وقت التوقف ، وكذلك توفير منتج مخصص تتمثل العقبة الرئيسية فيما يتعلق بإنترنت الأشياء في قلة الوعي بين الصناعات في الهند حول استخدامها وذكائها الذي يمكن أن يساعد في تحسين الكفاءات التشغيلية للصناعات بشكل عام من خلال مساعدتها على تعزيز المراقبة وزيادة السلامة والدقة.
يتمثل التحدي الرئيسي في الصناعات الهندية في قضايا تخزين البيانات والملكية ، والتعارض في المعايير التي تتبعها كل صناعة ، وقضايا أمن البيانات ، ونقص الأشخاص المهرة في المصنع والقيود على الإنترنت داخل المصنع ، والوصول إلى إنترنت الأشياء ودمجها في لوحة القيادة الخاصة بهم ، إلخ
إن نقل الابتكار من المختبر إلى الصناعة ليس بالمهمة السهلة لأي شركة ناشئة. يجب أن يكون المنتج قويًا ومعتمدًا وموثوقًا به بدقة عالية. هذه بعض التحديات الرئيسية في الصناعة الهندية.
س: أخبرنا عن فريقك ومكان عملك
تمتلك XYMA فريقًا موهوبًا قويًا من المهندسين الشباب ذوي الخبرة الصناعية والبحثية من المؤسسات البارزة مثل IITs و NITs و CSIR labs و MNCs ، إلخ. مع اللاعبين الكبار في الصناعة.
علاوة على ذلك ، فإن مؤسسي المشاركين البروفيسور كريشنان بالاسوبرامانيان والبروفيسور برابهو راجاغوبال هم رواد في مجال الموجات فوق الصوتية وتجربة الاقتراب من الموت. لقد أرشدوني وحفزوني ووجهوني لجعل XYMA حقيقة واقعة واستخدام XIoT لمعالجة المشكلات الصناعية. يشغل البروفيسور كريشنان بالاسوبرامانيان حاليًا منصب رئيس مركز التقييم غير المدمر (CNDE) وأستاذ كرسي في قسم الهندسة الميكانيكية ، المعهد الهندي للتكنولوجيا في مدراس. لقد شارك في مجال التقييم غير المدمر لأكثر من 30 عامًا مع تطبيقات في مجالات الصيانة وضمان الجودة والتصنيع والتصميم. لديه أكثر من 300 مطبوعة فنية. تشمل مجالات اهتمامه التقييم غير المدمر ، والتصنيع الذكي ، والمراقبة أثناء العملية ، ومراقبة الصحة الهيكلية ، وتحليل البيانات التطبيقي.شارك البروفيسور برابهو راجاغوبال في مجال التقييم غير المدمر لما يقرب من 20 عامًا. لديه خبرة في محولات الطاقة ذات درجات الحرارة العالية والموجات فوق الصوتية الموجهة بالميزات. تشمل مجالات اهتمامه الموجات الموجهة بالميزات (FGWs) ، وعدسات المواد الفوقية ، والمستشعر القائم على الدليل الموجي لمراقبة الحالة / العلاج وتجربة الاقتراب من الموت باستخدام الروبوتات.
دعمنا النظام البيئي لخلية حضانة IIT madras بطريقة يمكننا من خلالها البدء مباشرة من المختبر. نحن نستخدم أفضل المرافق في فئتها لبناء واختبار منتجاتك. ساعد IIT-M شركة XYMA في نقل المنتج إلى الصناعة ، الأمر الذي يأخذك بعيدًا إلى الأمام.
س: ما هي الخطط المستقبلية لـ XYMA Analytics وكيف ترى السوق؟
الهند جزء صغير من السوق العالمية حيث نشرنا منتجاتنا حاليًا. سيشمل توسعنا أيضًا التعاون مع مراكز البحث والجامعات في جميع أنحاء العالم لتعزيز البحث والتطوير في مستشعرات XIoT المستندة إلى الذكاء الاصطناعي لتحسين العملية. يساعد ذلك في إجراء مراقبة ذكية للأصول لإجراء تقييم للمخاطر والتنبؤ بالحياة المقدرة لتحسين السلامة والكفاءة في الصناعات الأساسية. تركز شركة XYMA على نشر حلولنا المتطورة الحاصلة على براءة اختراع لأسواق النفط والغاز العالمية ، والصناعات التحويلية ، وأخذ التكنولوجيا الأساسية الأصلية التي تم إنشاؤها في الهند إلى بقية العالم.