مقدمة
المستوى الحالي لتطوير تكنولوجيا الإنتاج ، وأتمتة العمليات ، وإدارة المعلومات وخدمات المحاسبة من جهة ، ومستوى عالٍ من المنافسة الداخلية والخارجية ، ومتطلبات التشدد لجودة المنتج ، وتحسين التكلفة ، والصراع من أجل المستهلك النهائي من ناحية أخرى ، يطرح مجموعة واسعة من المشكلات للمصنعين حول التحديث المعقد الإنتاج. مع هذا التحديث ، ليس فقط التكنولوجيا والخدمات والجوانب التقنية وتغير بيئة المعلومات ، ولكن أيضًا سيكولوجية العملية بأكملها (الإنتاج). وبالتالي ، تحاول الشركة المصنعة تحسين العملية بأكملها ، وإزالة "نقاط الفشل" المحتملة في مراحل مختلفة. كما تعلم ، فإن نسبة كبيرة من حالات الفشل ناتجة عن العامل "البشري" ، وكلما زاد عدد الأشخاص في سلسلة العمليات ، زادت احتمالية حدوث أخطاء ، وتلف المعدات التكنولوجية ونتيجة للزواج ، والإنتاج البسيط ، والفشل في الوفاء بمواعيد التسليم ، والغرامات ، وما إلى ذلك.
بالإضافة إلى "أخطاء" إنتاج الغذاء ، فإن الشخص ، كجزء من سلسلة الإنتاج ، يؤثر بشكل كبير على عامل السلامة البيولوجية للمنتجات. وفي ظل الظروف غير المواتية وانتهاك التكنولوجيا ، يمكن أن يؤدي "العامل الحيوي" إلى فقدان مجموعات كاملة من المنتجات المشحونة بالفعل. على سبيل المثال يؤثر استبعاد الشخص من الاتصال المباشر بالمواد الخام ومكوناته بشكل مباشر على الجودة النهائية للمنتج ، مما يؤدي بدوره إلى تقليل الخسائر.
لكن تحديث الإنتاج البسيط بتركيب الروبوتات والناقلات والمخازن الآلية ونشر أنظمة المحاسبة والتحكم المؤتمتة لا يحل مجموعة كاملة من المشاكل بسبب القيود التالية.
لا يوجد حل جاهز للأتمتة الكاملة للإنتاج. هناك خطوط "قطع" إنتاج مؤتمتة تعمل داخل مهامها التكنولوجية واللوجستية. تدار من قبل الأنظمة المحلية وتتفاعل مع بعضها البعض من خلال بعض عازلة الإنتاج التراكمي. غالبًا ما يمكن أن تكون هذه خطوطًا مؤتمتة من شركات تصنيع مختلفة ليس لديها بروتوكول تفاعل واحد. لتوحيد هذه القطع من السلسلة التكنولوجية ، تم إنشاء منصة معلومات واحدة (SIP) ، الأمر الذي يتطلب وسيط نقل مادي وتفاعل مع جميع مكونات الإنتاج الآلي.
إنها ميزات تصميم وبناء وسيط النقل المادي الذي سيتأثر في هذه المقالة.
يخبرنا الكثير من المؤلفات التقنية ، المقدمة في مساحات شاسعة من الإنترنت ، عن خوارزميات راسخة وصحيحة بلا شك (خطط عمل ، طرق - أطلق عليها ما تحب :)) لبناء هذه البنية التحتية للشبكة أو تلك. ومع ذلك ، في الممارسة العملية ، يجب تعديل أي منهجية بعناية وفقًا لمتطلبات وظروف وظروف عمل كل مشروع محدد. في هذه المقالة ، نريد أن نتحدث عن كيف يمكنك تحقيق النجاح من خلال تكييف المعرفة النظرية لظروف معينة وإنشاء نظام يلبي تمامًا المتطلبات المعلنة للعميل.
وسيركز على بناء البنية التحتية للشبكة لأول مصنع لإنتاج النقانق الروبوتية في روسيا. على الفور ، نلاحظ أن هذا المنشور لن يمتلئ بالعديد من الحسابات النظرية التي أدت إلى الحلول الصحيحة الوحيدة ؛ وسنلقي نظرة على عملية التصميم من الناحية العملية.
المهام الأكثر إثارة للاهتمام والمعقدة التي كنا بحاجة إلى حلها:
- توفير شبكة Wi-Fi لمباني المصنع. في إطار هذا المشروع ، تخلى العميل عن منافذ LAN في أماكن العمل - يجب أن يكون الموظفون متنقلين.
- توفير شبكة WI-FI اللاسلكية للمباني الصناعية بالمصنع لتشغيل المعدات التكنولوجية ، بما في ذلك الروبوتات المكوكية التي تنقل المنتجات بين أقسام الخطوط الآلية.
- توفير شبكة سلكية للتحكم الصناعي لمختلف الأنظمة الآلية المحلية وغيرها من مجالات الإنتاج التكنولوجية.
ينقل روبوت المكوك إطارًا مع المنتجاتإعداد التصميم
إعدادات العميل اللاسلكي
في بداية تصميم الشبكة اللاسلكية ، ركزنا على حقيقة أن الشبكة اللاسلكية لا يتم إنشاؤها فقط من أجل "تشغيل الأجهزة" ، ولكن لنقل البيانات من تطبيقات وخدمات معينة. هذا هو السبب في أنه من الضروري مراعاة قدرات الواجهات اللاسلكية وميزات معدات العميل (طاقة المرسل ، نطاقات التردد المدعومة ، القنوات ، إلخ) من أجل توفير الحد الأدنى من المتطلبات اللازمة لتطبيقات العميل فيما يتعلق بعرض النطاق الترددي وتأخير الشبكة.
في إطار هذا المشروع ، قمنا بتقسيم المستهلكين الرئيسيين للشبكة اللاسلكية إلى 3 مجموعات:
- محطات جمع البيانات
- الروبوتات المكوكية
- كمبيوتر محمول عامل مكتب
منذ فترة طويلة تم حساب المتطلبات التقريبية للحد الأدنى المطلوب من عرض النطاق الترددي وزمن الوصول لمحطات جمع البيانات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة للعاملين في المكاتب والمعروفة. ولكن مع الروبوتات الغامضة كان الأمر أكثر تعقيدًا بعض الشيء. تم تلقي استجابة جافة بناءً على طلب الشركة المصنعة لمتطلبات شبكة بيانات لاسلكية: 500 كيلوبت / ثانية ، تأخير أقل من 300 مللي ثانية.
شحن الروبوتات المكوكيةاكتشفنا أن جميع المضيفين لديهم ميزة رائعة - فهم يدعمون التشغيل في نطاق 5 جيجا هرتز! بالاتفاق مع العميل ، قررنا أن نقوم بتصميم الشبكة مع مراعاة استخدام هذا النطاق فقط ، مما جعل حياتنا أسهل بكثير.
من الضروري تصميم شبكة لاسلكية ، أولاً وقبل كل شيء ، بدءًا من متطلبات تطبيقات العميل وإمكانيات الواجهة اللاسلكية للعميل. خلاف ذلك ، في النهاية ، سيتم الحصول على حل فائض للغاية ، أو حل لن يلبي متطلبات الشبكة المحلية اللاسلكية.الخطط والرسومات هي مفتاح التصميم الصحي
استمرت عملية تصميم شبكة Wi-Fi بدراسة تفصيلية لكل من الخطط والمرفق نفسه. في كثير من الأحيان ، في بداية التصميم ، يواجه المهندس حالة عدم وجود استعداد للبناء في المنشأة ، وهذا ليس فقط غياب الأسقف المزيفة وأقسام الجدران الجافة ، ولكن الغياب الجزئي أو الكامل للجدران أو الأسقف أو جزء من الهياكل الداعمة.
حالة الكائن في بداية التصميملذلك ، من أجل العمل الناجح ، من الضروري بكل الوسائل الحصول من الخطط المعمارية للعملاء ، ومخططات لترتيب المعدات ، وبيانات عن المرافق. بالإضافة إلى الخطط ، من الضروري التفاعل الوثيق مع تقنيي العميل لفهم العمليات التكنولوجية ، حتى لا تفوت التفاصيل المهمة. غالبًا ما يتجاهل العملاء طلبات البيانات التفصيلية ، ولكن في حالتنا ، تم توفير المعلومات الأكثر شمولاً من العميل.
مثال على مخطط الأرضية "السيئ"
مثال على مخطط الأرضية "الجيد"توفر الخطط "الصحيحة" معلومات حول وضع الحواجز والهياكل والمعدات ونوع مواد البناء. كل هذا يسمح لنا بتقييم العوامل التي تؤثر على انتشار الإشارة الراديوية. بالنسبة للمشاريع الكبيرة ، يتيح لك وجود مثل هذه البيانات الأولية تحسين الحل التقني ومراعاة تأثير البيئة المادية على موقع نقاط الوصول وعددها ونوع الهوائيات المثبتة.
كمثال ، والذي يعكس الحاجة إلى نهج متكامل لدراسة المباني - القصة المرتبطة بمعرض مشاهدة التكنولوجيا الرائع هذا.
في أحد الأماكن تقع نقطة الوصول على مسافة 3-4 أمتار من المعرض ، ويمكن رؤيتها من خلال الزجاج. للوهلة الأولى - يحتوي الزجاج والزجاج على معامل امتصاص صغير نسبيًا ويجب أن يكون مستوى الإشارة في الغرفة مقبولًا. ومع ذلك ، مع تحليل أكثر تفصيلاً ، اتضح أنه تم تركيب نافذة زجاجية ملونة للحريق: إطار من الألمنيوم المعزز المعزز وزجاج مقاوم للحريق ضد الفيضانات. من الناحية العملية ، من خلال هذا التصميم على الهاتف المحمول ، لا توجد إشارة من نقطة الوصول على الإطلاق ، ويظهر كمبيوتر محمول مزود بجهاز استقبال أكثر حساسية إشارة عند مستوى -80Dbm
في بداية مرحلة تصميم عنصر ما قيد الإنشاء ، من المهم للغاية أن يكون لديك تمثيل مرئي كامل لجميع الغرف ، مع مراعاة تركيب جميع المعدات التكنولوجية (بالمناسبة ، يمكن تحديد موقعه بأكثر الطرق غير المتوقعة: على الأرض ، على السقف ، وأكثر من ذلك بكثير).المصنع ليس مكتبًا لك ...
واحدة من الاختلافات الرئيسية بين مباني الإنتاج ومباني المكاتب من حيث تصميم شبكة لاسلكية هي ظروف التشغيل لنقاط الوصول ومعدات الشبكة الأخرى. بالطبع ، يتم تجهيز مرافق الخادم والاتصالات مع مراعاة متطلبات وظروف تشغيل المعدات. لكن مرافق الإنتاج ، حتى داخل نفس المصنع ، لها معلمات بيئية مختلفة تمامًا وتحتاج إلى توخي الحذر الشديد بشأن تثبيت معدات الشبكة فيها.
في حالتنا ، كانت درجة الحرارة على ما يرام ، ولم تتجاوز نطاق -5 +30 ، ومع ذلك ، يتم تنظيف جميع الغرف التكنولوجية بأنظمة الضغط العالي.
في هذا الصدد ، بغض النظر عن نقاط الوصول والهوائيات التي تم اختيارها للعمل في الغرف التكنولوجية ، فقد تقرر تثبيتها في صندوق مغلق لاسلكيًا شفافًا.
سوف ينتبه القارئ اليقظ على الفور: لماذا تحتاج إلى عمل مثل هذه "المجموعة" من نقطة وصول ومربع محكم عندما يمكنك استخدام نقاط الوصول بمستوى حماية IP67؟ بالطبع ، لم ننسى أن كل مصنع لديه مثل هذا ، لكننا اخترنا الخيار باستخدام صندوق محكم ، لأن:
- في وقت التصميم ، كانت جميع نقاط الوصول الآمنة من Cisco (تم التخطيط لاستخدام معدات هذا المصنع المحدد) تتطلب تصاريح استيراد إضافية ، باستثناء طراز IW3700 (كانت تكلفته أعلى بكثير من الميزانية). تسجيل التصاريح ووقت تسليم نقاط الوصول "الآمنة" لا تتناسب مع المواعيد النهائية الضيقة للمشروع ؛
- وفورات الميزانية: ظهرت مجموعة تتكون من نقطة وصول 2702E وجرمبوكس أرخص.
في منشأة الإنتاج ، تحتاج إلى النظر بعناية في ظروف تشغيل نقاط الوصول ، مع مراعاة الخصائص المختلفة تمامًا للمباني (الرطوبة ودرجة الحرارة والغبار وما إلى ذلك). يمكنك حل مشكلة الأمان ليس فقط باتباع توصيات الشركة المصنعة بشكل أعمى - استخدم نقاط وصول آمنة. هذا الخيار ليس ممكنًا وعقلانيًا دائمًا في إطار تنفيذ المشروع.في المعركة بين مهندس اتصالات وتقني إنتاج ، يكون الأخير دائمًا على حق.تعتبر الأماكن التي يمكن الوصول إليها لتثبيت نقاط الوصول نقطة حاسمة أخرى يجب تحديدها بوضوح في بداية التصميم. في المرافق التكنولوجية المعقدة ، بالإضافة إلى المعدات المركبة ، لا يزال هناك الكثير من الاتصالات - الكهرباء والمياه ومجاري الهواء. يؤثر الكثير منها سلبًا على انتشار الإشارة اللاسلكية.
في حالتنا ، تمت إضافة روبوتات مكوكية إلى كل ما سبق ، والتي تنقل المنتجات من مواقع التحضير إلى غرف التجفيف والتخمير. هذا ليس كائن مثبت بشكل ثابت ، ولكن المعدات التكنولوجية المتنقلة. كان من المهم جدًا أن نفهم: إلى أين يذهبون؟ ما هو أقصى ارتفاع للمكوك مع الإطار؟ كم تبعد طرق النقل من الجدران؟ كان الفهم المشترك للعملية الكاملة لعملهم مفيدًا جدًا ، وسيكون من الجيد رؤية هذا الإجراء مباشرًا. ولكن هنا الحظ السيئ: لم تكن هناك مصانع في روسيا في ذلك الوقت. ساعدتنا المساحات المفتوحة للإنترنت واستضافة الفيديو الأكثر شيوعًا للكوكب - كان من الممكن بناء أفكار حول الروبوتات وفهم مكان وضع نقاط الوصول الخاصة بنا.
في كثير من الأحيان ، يكون موقع نقاط الوصول في هذه المرافق محدودًا. ليس من الممكن دائمًا إنشاء نقطة وصول في مكان مثالي لنشر الإشارة. بالإضافة إلى ذلك ، كان من الضروري تلبية متطلبات العميل لتحمل الخطأ في حالة فشل إحدى نقاط الوصول.
إذا كنت لا تفهم بالتفصيل تكوين المباني والعملية التكنولوجية ، يمكنك الحصول على مشاكل في شكل نقل نقطة وصول واحدة أو أكثر. وهذا ليس من السهل إزالته والتغلب عليه: فهذه فتحات تكنولوجية جديدة ، مشاكل في التخلص من عواقب الفتحات القديمة (في صناعة المواد الغذائية تركز بشكل خاص على مشاكل التآكل ، تكوين الصدأ ، دخول النباتات الخارجية) ، نقل نقطة SCS. لا يوجد سبب لتشغيل Wi-Fi هنا ولن تعمل نقطة وصول مثبتة في حوار مع تقنيي الإنتاج إذا كانت تتداخل حقًا مع تركيب مرافق الإنتاج والتجمعات.ولكن ماذا لو فشل شيء ما ...!؟شرط آخر مهم عند تصميم شبكة WLAN على هذا الشيء البسيط هو التسامح مع الخطأ. يمكن أن يؤدي أي فشل ، في حالة عدم التكرار ، إلى انقطاع في عملية الإنتاج ، وهو ما لا يجوز. تفاقمت الحاجة إلى تحمل الخطأ بسبب تشغيل الروبوتات المكوكية. على شبكة Wi-Fi ، يتلقون المهام ، ويرسلون أيضًا بيانات بارامترية إلى نظام التحكم التلقائي ، على سبيل المثال - وزن الإطار المنقول ، الموقع ، مستوى البطارية.
تم تصميم البيئة الراديوية بطريقة تجعل في حالة تعطل إحدى نقاط الوصول ، توفر النقاط المجاورة منطقة تغطية النقطة الفاشلة بمستوى إشارة عند المستقبل -75DBm على الأقل.
فرض قرار التصميم هذا بعض القيود والصعوبات:
- أولاً ، كان من الضروري التخلي عن الهوائيات الاتجاهية (سيلزم عدد أكبر بكثير من نقاط الوصول ، بالإضافة إلى ذلك ، فإن سعر الهوائي أعلى بكثير من omni القياسي) ؛
- ثانياً ، طرح فرض الترددات من نقاط مختلفة في بعض المناطق.
أما بالنسبة للقيد الثاني: فقد اختبرنا هنا مرة أخرى عمليًا كل متعة تصميم بيئة Wi-Fi في نطاق 5 غيغاهرتز. نظرًا لأن الموجات اللاسلكية لهذا النطاق تمتد إلى مسافة أقصر من 2.4 جيجا هرتز ، وهناك المزيد من القنوات غير المتداخلة ، فإن هذا يتجنب التداخل والتداخل القوي.
لقد ذهبنا إلى أبعد من ذلك وحجزنا شبكة WLAN بحيث أنه في حالة حدوث عطل في عقدة الاتصالات ، استمرت الشبكة في العمل بشكل طبيعي - حيث تم توصيل نقاط الوصول المجاورة بعقد اتصالات مختلفة. تم توزيع نقاط وصول في عقدة اتصالات واحدة في مفاتيح مختلفة. وبالطبع ، تم حجز جميع عناصر الشبكة الأخرى (الموجهات ، ومفاتيح kernel ، ووحدات تحكم WLAN).
يتكون مصدر الطاقة لنقاط الوصول اللاسلكية من مفاتيح مستوى الوصول المجهزة بموصلين طاقة مستقلين.
يتم توصيل كل وحدة تزويد بالطاقة للمفاتيح بوحدة توزيع طاقة منفصلة تتلقى الطاقة الكهربائية من خلال خط كابل مستقل من لوحة توزيع منفصلة لنظام تزويد الطاقة غير المنقطع. وهي مصنوعة من تكرار متبادل للمكونات وتستخدم إمدادات طاقة غير منقطعة من نوع معياري. يتلقى SBE الطاقة الكهربائية من محطتين فرعيتين مستقلتين للمصنع.
التخطيط الإذاعي
تم تنفيذ المرحلة الأولى من تخطيط البيئة الراديوية - مسح راديو تنبئي باستخدام برنامج Ekahau Site Survey Pro. يجب أن يقال هنا أن نجاح المسح الراديوي التنبئي يعتمد إلى حد كبير على صحة معلمات العائق المحددة (الجدران والأشياء الحجمية ، مثل الرفوف والأرفف ، وما إلى ذلك) ، بالإضافة إلى صحة عرض الغرف. تحتوي العديد من الكائنات على بنية معقدة ، وبالتالي فإن موثوقية البيانات التي تم الحصول عليها في مثل هذا الحساب موضع شك كبير.
من الناحية العملية ، نظرًا لتعقيد تصاميم المؤسسة الصناعية والمواد المختلفة المستخدمة في البناء (على سبيل المثال ، غرف التجفيف مصنوعة من ألواح شطيرة معدنية) ، يمكن للمرء الاعتماد جزئيًا فقط على طريقة البرنامج لتخطيط بيئة Wi-Fi: تطوير ، إذا جاز التعبير ، "استراتيجية موقع نقاط الوصول وتحديد عددها التقريبي. هذه البيانات كافية لبدء تصميم النظم الهندسية.
ولكن بمجرد أن سمحت لنا جاهزية البناء لجزء على الأقل من الكائن بإجراء مسح لاسلكي على الفور (مسح ما قبل النشر ، أو كما يطلق عليه أيضًا ، AP-on-stick) ، انتقلنا إلى الكائن. لم يكن هناك وقت لانتظار الاستعداد الكامل للمنشأة ؛ لقد حان الوقت لتحديد التكوين النهائي للمعدات وطلبها. لم يقم أحد بإلغاء شروط المشروع.
بعد إجراء القياسات في العديد من الأماكن النموذجية ، تم التوصل إلى فهم لكيفية وضع نقاط الوصول في جميع أنحاء المنشأة. بالمناسبة ، انخفض عدد نقاط الوصول مقارنةً بـ 15-20٪ المخطط لها أصلاً.
لا يمكنك الوثوق بالنمذجة الإذاعية للبرامج إلا إذا كانت لديك خبرة في تصميم شبكة Wi-Fi في بيئات متشابهة ومتطلبات شبكة مماثلة. سيعمل إجراء مسح للموقع قبل النشر على التأكد من صحة الحسابات الأولية وتصحيحها إذا لزم الأمر.حان الوقت للكائن!
بعد استلام المعدات التي طال انتظارها ، دون إضاعة يوم واحد ، أرسلنا نقاط وصول إلى المثبتين ، لتثبيت عدد كبير من نقاط الوصول في موقع البناء ، حيث يوجد العديد من المقاولين المختلفين الصعب. تم إغلاق تلك الغرفة ، ثم تم تركيب معدات أخرى وفي نفس الوقت لم تعمل.في الوقت نفسه ، تم تنفيذ تكوين وتركيب مفاتيح الشبكة ، وأجهزة التوجيه ، ووحدات تحكم WLAN. بعض أماكن تركيب معدات الاتصالات السلكية واللاسلكية لم يكن لديها استعداد للبناء ؛ من ناحية أخرى ، احتاج أخصائيو معدات المعالجة بالفعل إلى شبكة للاختبارات.لقد قمنا بتركيب 14 خزانة اتصالات في جميع أنحاء المنشأة. لم توفر منافذ المفاتيح عمل نقاط الوصول فحسب ، بل أيضًا المعدات التكنولوجية.
خزانة اتصالات محمولةمثال على التفاعل التكنولوجي للأنظمة الآلية المختلفة
مثال قياسي مبسط ، والتفاعل المباشر للأنظمة الآلية المختلفة من خلال وسائل النقل المادية المختلفة هو تحميل الإطار مع المنتجات في غرفة التجفيف والتخمير:- في المرحلة الأخيرة من نقل إطار المنتج ، يبلغ الروبوت المكوك عن موقعه لمنصة معلومات واحدة (EIP) (عبر قناة راديو WiFi).
- يصدر EIP أمرًا إلى وحدة التحكم في غرفة التجفيف (عن طريق السلك) لفتح الغرفة.
- بعد تلقي تأكيد من وحدة التحكم (عن طريق الأسلاك) بأن الكاميرا مفتوحة ، يصدر EIP أمرًا إلى الروبوت المكوك (عبر قناة راديو WiFi) للتحرك داخل الكاميرا.
- -, , ( ) 80% ( ).
- , - , ( WiFi) - .
- - ( ) .
الملخص
استغرق تصميم وتنفيذ شبكات LAN و WLAN وكذلك الأنظمة الهندسية 8 أشهر. استمرت اختبارات القبول 4 أيام. يتألف برنامج الاختبار من العديد من فحوصات تحمل الخطأ - قمنا بإيقاف تشغيل نقاط الوصول بشكل انتقائي ، بالإضافة إلى خزانات الاتصالات بالكامل ، وفحصت أداء الشبكة اللاسلكية ، والتجوال.في وقت الاستعداد الكامل للشبكات المحلية السلكية واللاسلكية ، كان العمل الموازي جارًا بشأن تشغيل المعدات الصناعية وأكثر مضيفات Wi-Fi المطلوبة - الروبوتات المكوكية.يمكننا أن نقول بثقة أن عدم وجود شكاوى من الشركات المصنعة حول إمكانية تشغيل البنية التحتية للشبكة يؤكد نجاح عملنا.اقتباس العملاء.
فلاديسلاف بيلييف مدير تكنولوجيا المعلومات مجموعة Cherkizovo Group... الأتمتة الكاملة أزلت العامل البشري ... هذا ، من ناحية ، أزال الأخطاء البشرية التي كانت تحدث باستمرار ، لأنه كانت العمليات والناس كثيرة. العامل الثاني هو الأمن الحيوي: كلما قل عدد الأشخاص الذين يتلامسون مع المواد الخام ، مع المنتج شبه النهائي ، كلما كان المنتج أفضل وأفضل لفترة أطول. وبدورها ، مكنت سلسلة عمليات متكاملة مشتركة من الحصول بسرعة على جميع المعلومات الموضوعية من جميع المراحل. يمكن للشركة في الوقت الحقيقي أن ترى دائمًا ما يحدث مع المصنع: من تشغيل الآلات إلى المستوى الكلي ...