ワイヤレス電力が製造業をどのように変革しているか

現代の製造工場は、前例のないペースでワイヤレスに移行しています。 「インダストリー4.0」と呼ばれる革命の中で、工場は、リアルタイムのデータ駆動型の方法と戦略を可能にする産業用モノのインターネット（IIOT）テクノロジーを実装しています。また、工場の現場では、ワイヤレステクノロジーがこれまでになく普及し、収益性が高くなっています。

しかし、新しい形の統合には、新しい課題が伴います。 IIoTテクノロジーがますます一般的になるにつれて、メーカーはさまざまな問題を解決する必要があります。これらの新しいデバイスには電力が必要であり、この電力を効果的に提供する方法が常に明確であるとは限りません。この課題に対処し、インダストリー4.0革命をピークに導くために、製造工場は長距離ワイヤレス充電に目を向けています。

動的な要求

データと分析が製造に不可欠になるにつれて、効率、速度、品質を最大化するために、ますます多くの工場所有者がデバイスとテクノロジーを導入しています。多くは次のいくつかに依存しています：

• アセットトラッカー。 製造および流通センターは、大規模で広大な化合物になる可能性があります。したがって、在庫が常にどこにあるかを知ることは困難な場合があります。アセットトラッカーは、この問題を解決し、直感的で目立たないテクノロジーを利用するように設計された小さなデバイスです。アセットトラッカーを使用すると、メーカーは追跡されたアイテムがいつでもどこにあるかを即座に判断できます。
• ハンドヘルドスキャナー。 これらのデバイスは、チームメンバーが生産プロセス（受け取り、組み立て、QA、出荷など）を移動するときにアイテムをスキャンするために使用されます。ハンドヘルドスキャナーは柔軟に設計されており、さまざまな目的でスキャンするようにプログラムできます。
• IIoTセンサー。 最新の製造システムでは、さまざまなセンサーを使用して主要な機能を実行しています。たとえば、これらのセンサーは、圧力や温度、フォークリフトの動作、ロボットアームの速度などの要因を監視する場合があります。場合によっては、これらのセンサーはデバイスに直接組み込まれています。また、柔軟性を高めるためにセンサーを後で取り付けることもあります。
• モバイルワークステーション。 多くの製造環境では、チームメンバーを柔軟で移動可能なワークステーションに割り当てることができます。多くの場合、高さ調整可能な作業面を含む各ワークステーションは、日常のタスクに必要なツール、統合、および機能を提供するようにカスタマイズできます。

IIoTワイヤレス技術を使用することにより、これらのさまざまなデバイスはシームレスに通信できます。ゼネラルエレクトリックの最高デジタル責任者であるスティーブンマーティンは、「センサーとデータの導電性だけではありません。価値を理解し、経済的現実に基づいてハードウェアを最適化する方法を決定します」と述べています。

柔軟なパワー

工場フロアには、電力という1つの普遍的な需要があります。確かに、工場自体が一般的な建設方法になったのは、蒸気機関の出現までではありませんでした。電源は変更されましたが、同じ概念が適用されます。

これらのIoTデバイスの大部分は、ポータブルで柔軟性があります。メーカーは、状況に応じて、デバイスを必要な場所に配置することも、ハンドヘルドに保つこともできます。これらのデバイスに電力を供給し続けるために、工場のフロアでは解決策として高効率のバッテリーを使用するか、配線や電源コードを配線してみてください。

しかし、時間が経つにつれて、強力なバッテリーでさえ、これらの顕著な欠点があります：

• コスト。 多くのメーカーは、ハンドヘルドスキャナーからアセットトラッカーまで、かなりの数のデバイスを持っている可能性があります。各デバイスに新しい交換用バッテリーのセットが必要な場合、それらのバッテリーに関連するコストは天文学的になる可能性があります。
• ダウンタイム。 バッテリーは交換または再充電する必要があります。これが発生すると、問題のデバイスを使用できなくなり、機会費用が大幅に増加します。
• 制限付き料金。 最高効率のバッテリーでさえ、非常に迅速にしか電力を供給できません。この限られた料金に頼らなければならないことは、デバイスの機能を制限する可能性があります。製造業者は、バッテリー電源のみで稼働している工場フロアでIoTを十分に活用できない場合があります。また、バッテリーのみで動作するように設計されたデバイスは、最新の製造に必要な機能を備えていない場合があります。たとえば、メーカーはセンサーが15分ごとに情報を報告することを望んでいる場合がありますが、バッテリー管理はデータの送信を60分ごとに1回に制限する場合があります。これは、組立ラインの全体的な効率やデータ駆動型アプローチの有効性に影響を与える可能性があります。

一部のメーカーは、これらのエネルギーの懸念を軽減するために代替電源を使用することにしました。これまでで最も人気のあるオプションはソーラーパネルでしたが、それでもいくつかの大きな欠点があります。第一に、ソーラーパネルは電灯から非常に多くのエネルギーを引き出すことができるだけです。次に、パネルのサイズは通常、電力を供給することを目的としたデバイス（常にコンパクトになるデバイス）の表面積によって制限されます。

ワイヤレス電力は解決策を提示します

ますます多くのメーカーがこの問題を解決するために革新的な技術に目を向けています：長距離無線電力。最新の長距離ワイヤレス充電システムは、離れた場所から放射されるエネルギーを使用することで、生産の優先順位に干渉することなく、さまざまなデバイスに安全かつ効率的に電力を供給し、インダストリー4.0の可能性を最大限に引き出すことができます。

テクノロジーの仕組みは次のとおりです。マスタートランスミッターは、工場または職場全体に定期的に設置されています。電力を必要とするデバイスは、単純なワイヤレス受電器を介してこの充電ネットワークに接続できます。

長距離無線電力の候補技術はいくつかありますが、非常に有望な技術は赤外線を使用することです。この目に見えないエネルギー源は、離れた場所から安全かつ効率的にかなりの電力を供給することができ、メーカーにいくつかの重要な利点を提供します。

• 長距離。 充電信号は、工場のフロアまたは大きな倉庫を介して送信できます。
• 安全性。 赤外線は自然界やテレビのリモコンなどの日常のデバイスで普及しているため、その安全性プロファイルは優れています。消費者や産業の安全限界内に十分収まりながら、意味のあるレベルのエネルギーを送ることができます。
• パワー。 ワイヤレス電力は終わりのないエネルギーを提供するため、メーカーは、より大きな電力需要のあるデバイスを使用したり、レポートレートを上げたり、ローカルセンサーインテリジェンスやその他の多くの機能を追加したりできます。
• 統合。 IIoTデバイスは、さまざまな方法で製造を支援するように設計されており、データの収集と利用に特に役立ちます。しかし、バッテリーやコード付き電源が邪魔になると、それは難しい場合があります。長距離無線技術は既存のシステムに簡単に統合できるため、どのメーカーでも簡単に設置できます。
• 柔軟性。 静的ケーブルに接続されている場合とは異なり、センサーは企業内を自由に移動でき、事実上どこにいてもエネルギーを受け取ることができます。

ワイヤレス充電のメリット

プロセスを無駄のない、機敏で収益性の高いものに保ちたいと考えているメーカーにとって、ワイヤレス充電には次のようないくつかの強力な利点があります。

• 時間とお金を節約しました。 バッテリーの交換には時間とお金がかかります。機会費用（バッテリーの交換が必要なデバイスは製造プロセスに貢献していません）だけでなく、単純に絶対コストの観点からもです。ワイヤレス充電は、これらの両方を大幅に削減するのに役立ちます。
• 柔軟性が向上します。 ワイヤレス充電を使用するデバイスは、敏捷性とカスタマイズ性を大幅に向上させることができます。デバイスは、充電コンセントの近くや弱い無線信号などによって制限されません。ワイヤレス充電を使用すると、デバイスを充電送信機の視線内のどこにでも配置でき、電力を受け取ることができます。これは、メーカーが組み立てのニーズとプロセスに基づいてデバイスを配置できることを意味します。
• センサー機能を追加しました。 多くのデバイス機能は、消費電力のために制限されています。長距離ワイヤレス充電を導入することで、メーカーはより多くの機能を備えたセンサーに投資できます。これは、温度、圧力、または流れをより頻繁に追跡する機能を意味する場合があります。他の状況では、それは単により広い範囲またはより多くの統合を意味するかもしれません。ただし、この種のパフォーマンスには電力が必要であり、ワイヤレス充電はパフォーマンスを向上させるために必要なエネルギーを生成できます。

長距離ワイヤレス充電を導入することで、メーカーはIIoTを使用した革新に集中でき、データ主導の未来に向けて工場のフロアをカスタマイズできます。

Yuval Bogerは、Wi-Chargeの最高マーケティング責任者です。