Оптоволоконные кабели (ВОЛС) нашли широкое применение, гарантируя быструю и надежную передачу данных. Тем не менее, изготовление комплектующих для оптоволоконных систем связи, в том числе соединительных оптических шнуров (ШОС), зачастую остается сложной и недостаточно автоматизированной задачей: компании тратят до 40% рабочего времени на исправление бракованной продукции, а ручной труд сдерживает рост объемов производства.
Специалисты МТУСИ разработали новаторский подход: автоматизация производства комплектующих для линий связи с использованием интеллектуальной системы, построенной на принципах Интернета вещей (IoT). В основе системы лежит протокол ZigBee – технология беспроводной связи, отличающаяся высокой надежностью и экономичностью.
«ZigBee успешно применяется в широком спектре задач, включая создание беспроводных сетей датчиков, автоматизацию зданий и управление промышленными системами , – объясняет Михаил Степанов, к.т.н., доцент кафедры ССиСК МТУСИ. – Работа на частоте 2,4 ГГц обеспечивает высокую скорость и устойчивость к помехам, а благодаря уникальной схеме адресации, шифрованию и аутентификации обеспечивается безопасность передаваемых данных. ZigBee позволяет использовать маломощные датчики и осуществлять передачу информации без перегрузки системы, даже при нестабильном соединении ».
Обычно процесс изготовления оптических шнуров состоит из пяти основных этапов: от подготовки кабеля до упаковки готовой продукции. На каждом этапе используются современные пневматические станки, оборудованные датчиками и подключенные к беспроводной сети ZigBee.
Особенность системы заключается в использовании гибридной архитектуры: «умные» устройства обмениваются информацией по протоколу ZigBee, а коммутаторы, отвечающие за сбор данных, подключаются к центральному серверу по проводной сети Ethernet. Такая организация обеспечивает стабильную работу системы, исключая задержки и области с отсутствием связи при передаче данных.
«Данные, получаемые с оборудования, передаются на центральный сервер, что обеспечивает операторам полный контроль над производственным процессом , – поясняет Андрей Соломатин, студент МТУСИ и соавтор проекта. – Благодаря этому появляется возможность контролировать потребление материалов и быстро реагировать на любые несоответствия. К примеру, при полировке коннекторов микроскоп с искусственным интеллектом анализирует поверхность, и при выявлении дефектов шнур автоматически направляется на повторную обработку. Кроме того, датчики осуществляют контроль за утечками клея, давлением в пневматических системах и износом оборудования ».
Разработанное учеными решение – это удобная и действенная автоматизированная система Интернета вещей, которая позволяет осуществлять полный контроль над каждым этапом изготовления компонентов ВОЛС. По словам ученых, в перспективе систему можно будет расширять, интегрируя новые производственные линии.
Создание МТУСИ предоставляет российским компаниям возможности для укрепления их позиций на международном рынке и удовлетворения растущей потребности в комплектующих для оптоволоконных кабелей, которые критически важны для построения современных коммуникационных сетей. В дальнейшем данное решение может найти применение в различных отраслях промышленности, стремящихся к автоматизации и контролю производственных циклов.
Информация предоставлена пресс-службой МТУСИ