Original Title: Manufacturing Process Monitoring in Terms of Energy Management Improving
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការត្រួតពិនិត្យដំណើរការផលិតកម្មក្នុងបរិបទនៃការកែលម្អការគ្រប់គ្រងថាមពល

ចំណងជើងដើម៖ Manufacturing Process Monitoring in Terms of Energy Management Improving

អ្នកនិពន្ធ៖ Attila Simo (Politehnica University Timisoara), Constantin Barbulescu (Politehnica University Timisoara), Stefan Kilyeni (Politehnica University Timisoara), Claudia Dragos (Politehnica University Timisoara)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2019 International Journal of Computers Communications & Control

វិស័យសិក្សា៖ Industrial Engineering & Internet of Things

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះដោះស្រាយបញ្ហាកង្វះខាតប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យដំណើរការផលិតកម្ម និងការគ្រប់គ្រងថាមពលនៅតាមរោងចក្រធំៗដែលនៅដាច់ស្រយាលពីគ្នា និងគ្មានប្រព័ន្ធអ៊ីនធឺណិតគ្រប់គ្រាន់ក្នុងការបញ្ជូនទិន្នន័យ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានរចនា និងសាកល្បងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអគ្គិសនីឥតខ្សែ (Wireless Sensor) ដែលប្រើប្រាស់ថាមពលតិចតួចសម្រាប់ការបញ្ជូនទិន្នន័យចម្ងាយឆ្ងាយ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
LoRaWAN-based Custom IoT Sensor Node
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា IoT បង្កើតដោយខ្លួនឯងផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យា LoRaWAN
ស៊ីថាមពលតិចបំផុត (ត្រឹមតែ 0.013 mA ពេលរង់ចាំ) អាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានឆ្ងាយជាច្រើនគីឡូម៉ែត្រដោយមិនបាច់ប្រើអ៊ីនធឺណិត និងមិនទាមទារការកាត់ខ្សែភ្លើងដើម្បីដំឡើង។ មានទំហំបញ្ជូនទិន្នន័យតូច (Low data rate) មិនស័ក្តិសមសម្រាប់ទិន្នន័យដែលមានទំហំធំ ឬតម្រូវការបញ្ជូនទិន្នន័យក្នុងល្បឿនលឿន (Real-time high frequency) នោះទេ។ អាចដំឡើងលើខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្មជាក់ស្តែងដើម្បីចាប់ទិន្នន័យចរន្តអគ្គិសនីបានដោយជោគជ័យ និងមានស្ថិរភាព បន្ទាប់ពីប្រើប្រាស់កុងដង់សាទ័រ (Capacitors) ដើម្បីកាត់បន្ថយការរំខានសញ្ញា។
Legacy Wireless / Wired Networks (WLAN, Cellular)
បណ្ដាញឥតខ្សែ និងមានខ្សែជំនាន់មុន (Wi-Fi, Cellular, ខ្សែកាប)
អាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានច្រើន និងមានល្បឿនលឿន (High bandwidth) ដែលស័ក្តិសមសម្រាប់កម្មវិធីដែលត្រូវការទិន្នន័យស្មុគស្មាញ និងទំហំធំ។ ស៊ីថាមពលខ្លាំង តម្រូវឲ្យមានបណ្តាញអ៊ីនធឺណិតគ្រប់គ្រាន់ទូទាំងរោងចក្រ និងមានការចំណាយខ្ពស់ក្នុងការដំឡើង ជាពិសេសនៅតំបន់ដែលអគារនៅឆ្ងាយៗពីគ្នា។ មិនមានប្រសិទ្ធភាពផ្នែកសេដ្ឋកិច្ច និងបច្ចេកទេស សម្រាប់រោងចក្រដែលមានអគារនៅដាច់ពីគ្នាឆ្ងាយ (ចម្ងាយរហូតដល់ ៦ គីឡូម៉ែត្រ)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកដែលមានតម្លៃសមរម្យ និងងាយស្រួលរកនៅលើទីផ្សារសម្រាប់ការបង្កើតជាប្រព័ន្ធ IoT ដ៏មានប្រសិទ្ធភាព។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងបរិបទរោងចក្រឧស្សាហកម្មនៅប្រទេសរូម៉ានី ដោយធ្វើការសាកល្បងលើអគារដែលនៅឆ្ងាយពីគ្នារហូតដល់ ៦ គីឡូម៉ែត្រ និងគ្មានប្រព័ន្ធអ៊ីនធឺណិតគ្រប់គ្រាន់។ ទិន្នន័យនិងបរិបទនេះពិតជាមានភាពស្រដៀងគ្នាខ្លាំងមកនឹងបរិបទប្រទេសកម្ពុជា ព្រោះតំបន់សេដ្ឋកិច្ចពិសេស (SEZ) របស់យើងជាច្រើនក៏មានអគាររោងចក្រធំៗនៅដាច់ពីគ្នា ដែលជួបការលំបាកក្នុងការរៀបចំបណ្តាញបញ្ជូនទិន្នន័យដូចគ្នា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ណាស់ក្នុងការយកមកអនុវត្តនៅប្រទេសកម្ពុជា ជាពិសេសក្នុងការជួយដល់វិស័យឧស្សាហកម្មក្នុងការកាត់បន្ថយការចំណាយលើថាមពល។

ជារួម បច្ចេកវិទ្យា និងការរចនាឧបករណ៍ក្នុងឯកសារនេះ ផ្តល់នូវដំណោះស្រាយដ៏មានតម្លៃទាប និងមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់សហគ្រាសនៅកម្ពុជាក្នុងការបោះជំហានទៅជា 'រោងចក្រឆ្លាតវៃ' (Smart Factory)។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃប្រព័ន្ធ IoT និងអគ្គិសនី: ចាប់ផ្តើមសិក្សាពីការប្រើប្រាស់មីក្រូកុងត្រូល័រដូចជា Arduino Mega និងការអានសៀគ្វីអគ្គិសនីមូលដ្ឋាន ព្រមទាំងការវាស់ចរន្តដោយប្រើ Split Core Current Transformer។
  2. សាកល្បងបច្ចេកវិទ្យាបញ្ជូនទិន្នន័យ LoRaWAN: ទិញឧបករណ៍ Dragino LoRa Shield មកសាកល្បងសរសេរកូដបញ្ជូនទិន្នន័យពី Arduino មួយទៅមួយទៀត (Point-to-Point) មុននឹងឈានដល់ការភ្ជាប់ជាមួយប្រព័ន្ធ LoRa Gateway ដែលមានលក្ខណៈស្តង់ដារ។
  3. រចនា និងដំឡើងបន្ទះសៀគ្វីផ្ទាល់ខ្លួន (Custom PCB): ប្រើប្រាស់កម្មវិធីដូចជា EasyEDA ឬ Altium Designer ដើម្បីរចនាសៀគ្វីដែលមានភ្ជាប់ប្រព័ន្ធ Comparator (LM393) សម្រាប់ដាស់ឧបករណ៍ (Wake up) ពីមុខងារ Sleep Mode ដោយស្វ័យប្រវត្តិដើម្បីសន្សំថាមពលថ្ម។
  4. អនុវត្តការដោះស្រាយបញ្ហារំខានសញ្ញា (Noise Filtering): បំពាក់កុងដង់សាទ័រ (Capacitors) ប្រភេទ Electrolytic និង Ceramic (ដូចដែលបានលើកឡើងក្នុងឯកសារគឺទំហំ 1000 µF និង 27 µF) ទៅក្នុងសៀគ្វីរបស់អ្នក ដើម្បីធានាថាទិន្នន័យចរន្តអគ្គិសនីដែលអានបានមានភាពសុក្រឹត និងគ្មានរលកសញ្ញារំខាន។
  5. ដាក់ពង្រាយ និងបង្កើត Dashboard វិភាគទិន្នន័យ: ដំឡើងឧបករណ៍នេះនៅតាមទូភ្លើងម៉ាស៊ីនផលិតកម្មសាកល្បង និងប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធ Cloud Platform (ឧ. ThingsBoard ឬ The Things Network) ដើម្បីបង្ហាញទិន្នន័យជាក្រាហ្វិក ជួយសម្រួលដល់ការវិភាគស្វែងរកវិធីសន្សំសំចៃថាមពល។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Low Power Wide Area (LPWA) ជាប្រភេទបណ្តាញទូរគមនាគមន៍ឥតខ្សែដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់ការបញ្ជូនទិន្នន័យក្នុងបរិមាណតិចតួចក្នុងចម្ងាយឆ្ងាយដោយប្រើប្រាស់ថាមពលថ្មតិចបំផុត ដែលស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ឧបករណ៍ IoT ដែលត្រូវដាក់នៅដាច់ស្រយាល។ ដូចជាការផ្ញើសារខ្លីៗតាមវិទ្យុទាក់ទងដែលអាចបញ្ជូនបានឆ្ងាយរាប់គីឡូម៉ែត្រ តែមិនស៊ីថ្ម ផ្ទុយពីប្រព័ន្ធ Wi-Fi ដែលបញ្ជូនបានលឿនតែស៊ីថ្មខ្លាំងនិងបញ្ជូនបានជិត។
LoRaWAN ជាពិធីការ (Protocol) នៃបណ្តាញទំនាក់ទំនងដែលគ្រប់គ្រងរបៀបដែលឧបករណ៍បញ្ជូន និងទទួលទិន្នន័យលើបណ្តាញកម្រិតរលកសញ្ញា LoRa ដោយធានាបាននូវសុវត្ថិភាពទិន្នន័យ ការតភ្ជាប់រលូន និងការប្រើប្រាស់ថាមពលប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ ដូចជាច្បាប់ចរាចរណ៍ដែលរៀបចំសណ្តាប់ធ្នាប់យានយន្ត (ទិន្នន័យ) ឱ្យធ្វើដំណើរលើផ្លូវជាតិដោយសុវត្ថិភាព និងមិនបុកគ្នា។
Split Core Current Transformer ជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអគ្គិសនីដែលអាចវាស់ចរន្តអគ្គិសនីដែលកំពុងរត់កាត់ខ្សែភ្លើង ដោយគ្រាន់តែត្រដាប់ពីក្រៅខ្សែភ្លើងនោះ មិនចាំបាច់កាត់ ឬផ្តាច់ចរន្តអគ្គិសនីឡើយ ដើម្បីប្រមូលទិន្នន័យថាមពលដោយសុវត្ថិភាព។ ដូចជាឧបករណ៍វាស់ចង្វាក់បេះដូងដែលគ្រាន់តែគៀបលើចុងម្រាមដៃ ក៏ដឹងពីសភាពលោតរបស់បេះដូងខាងក្នុងដោយមិនបាច់ចាក់ម្ជុល។
Optocoupler ជាគ្រឿងបន្លាស់អេឡិចត្រូនិកដែលបញ្ជូនសញ្ញាអគ្គិសនីរវាងសៀគ្វីពីរដែលដាច់ដោយឡែកពីគ្នាដោយប្រើពន្លឺ ដើម្បីការពារកុំឱ្យចរន្តអគ្គិសនីកម្រិតខ្ពស់ពីសៀគ្វីមួយរត់ទៅបំផ្លាញសៀគ្វីមួយទៀត (Isolation)។ ដូចជាអ្នកឈរនៅត្រើយម្ខាងទន្លេប្រើពន្លឺពិលដើម្បីបញ្ជូនសញ្ញាទៅអ្នកនៅត្រើយម្ខាងទៀត ដោយមិនបាច់ភ្ជាប់ខ្សែ ឬប៉ះពាល់គ្នាដោយផ្ទាល់។
Sleep Mode ជាមុខងារសន្សំថាមពលរបស់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក ឬមីក្រូកុងត្រូល័រ ដែលវាផ្អាកដំណើរការផ្នែកមិនចាំបាច់ជាបណ្តោះអាសន្ន រហូតដល់មានសញ្ញាដាស់ (Wake up interrupt) ទើបវាដំណើរការពេញលេញវិញដើម្បីអាននិងបញ្ជូនទិន្នន័យ។ ដូចជាមនុស្សកំពុងដេកលក់ដើម្បីសន្សំកម្លាំង ហើយនឹងភ្ញាក់ឡើងភ្លាមៗនៅពេលមានគេដាស់ ឬមានសំឡេងរោទិ៍ទើបក្រោកមកធ្វើការងារ។
Comparator ជាសៀគ្វីអេឡិចត្រូនិកដែលប្រៀបធៀបកម្រិតតង់ស្យុងពីរ (វ៉ុល) បញ្ចូលគ្នា ហើយបញ្ចេញលទ្ធផលប្រាប់ថាវ៉ុលមួយណាធំជាង ឬតូចជាង ដែលក្នុងគម្រោងនេះវាជួយបង្កើតសញ្ញាដាស់មីក្រូកុងត្រូល័រនៅពេលមានចរន្តអគ្គិសនីកើនឡើងកាត់ម៉ាស៊ីន។ ដូចជាជញ្ជីងថ្លឹងដែលប្រៀបធៀបទម្ងន់វត្ថុពីរ បើខាងណានិងធ្ងន់ជាង ជញ្ជីងនឹងផ្អៀងទៅម្ខាងនោះដើម្បីជាសញ្ញាប្រាប់យើងពីបំរែបំរួល។
Spreading factors ជាកម្រិតនៃការបំប្លែងទិន្នន័យនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា LoRa ដែលការកំណត់តម្លៃកាន់តែខ្ពស់ជួយឱ្យសញ្ញាអាចបញ្ជូនបានកាន់តែឆ្ងាយនិងធន់នឹងការរំខាន ប៉ុន្តែធ្វើឱ្យល្បឿនបញ្ជូនទិន្នន័យ (Data rate) កាន់តែយឺត។ ដូចជាការនិយាយយឺតៗនិងបញ្ចេញសំឡេងច្បាស់ៗដើម្បីឱ្យអ្នកស្តាប់នៅឆ្ងាយអាចយល់បាន តែត្រូវចំណាយពេលយូរជាងការនិយាយលឿនៗ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖