Pomiary i utrzymanie ruchu

Czujniki zbliżeniowe i optyczne, systemy wizyjne

Sektory związane z produkcją i dystrybucją czujników zbliżeniowych, optycznych oraz systemów wizyjnych to istotne i cały czas rozwijające się rynki. Sprzyja im zapotrzebowanie ze strony przemysłu produkcyjnego, w szczególności w obszarze zapewniania jakości, rosnące potrzeby producentów maszyn, a także popyt z innych sektorów – choćby transportowego oraz windowego. Odpowiadając na te potrzeby, producenci czujników oraz kamer ulepszają dotychczasowe i opracowują nowe rozwiązania, w szczególności wersje inteligentne – urządzenia o dużej funkcjonalności i łatwe do integracji w systemach.

Czujniki – branże i odbiorcy

Główną domeną aplikacyjną czujników jest niewątpliwie przemysł produkcyjny. Obejmuje to sektory produkcji dyskretnej, spożywczy, motoryzacyjny, przemysł ciężki oraz, jako ważną kategorię, branżę maszynową. Czujniki są tu stosowane do detekcji, pomiarów, monitorowania procesów i innych zadań. Zapotrzebowanie na nie wynika zarówno z tradycyjnej automatyzacji, jak też z rosnącej cyfryzacji systemów produkcyjnych. Trendy związane z Industry 4.0 z pewnością zwiększają popyt na wersje z możliwościami komunikacji sieciowej.

Omawiane komponenty wykorzystywane są ponadto w zastosowaniach związanych z transportem, windami i podnośnikami, w dalszej kolejności z infrastrukturą, automatyką budynkową oraz aplikacjami specjalnymi. Wskazania respondentów są tutaj w ostatnich latach dosyć stałe, przez co również omawiana statystyka nie zmienia się znacząco.

Dwa kluczowe czynniki wyboru to: odpowiednie parametry techniczne oraz atrakcyjna cena. Aż dziewięciu na dziesięciu respondentów wymieniało te aspekty na początku podawanej listy preferencji. Parametry te obejmują zarówno zasięg i obszar roboczy, jak i specyficzne właściwości, takie jak odporność środowiskowa (w tym na korozję, trudne środowisko pracy) oraz możliwości wykrywania nietypowych obiektów. Natomiast w obszarze cenowym najbardziej konkurencyjne są czujniki typowe, w szczególności standardowe elementy indukcyjne oraz pojemnościowe.

Trzecim ze wskazań była marka, która kojarzona z jakością i doświadczeniem dostawcy, zaś kolejnym – decyzja integratora wykonującego aplikację. Jak widać na wykresie, możliwość wykonania wersji na zlecenie jest na końcu tej statystyki, ale to właśnie ona w części przypadków może warunkować zakupy danego produktu. Tak jest wtedy, gdy odbiorca ma szczególne wymogi uniemożliwiające mu dobór czujnika z portfolio produktów standardowych.

Chcąc zgłębić temat, zadaliśmy respondentom również pytanie otwarte dotyczące decyzji zakupowych polskich klientów. Podkreślali oni znaczenie ceny oraz dostępności czujników, wskazywali też na nowe rozwiązania technologiczne, możliwości pracy elementów w systemie, dostarczenia kompletacji, a także produktów dostosowanych do specyfiki aplikacji. Pojawiły się tu również: jakość, niezawodność, a także kwestie związane z długoterminowymi kosztami inwestycji (cena produktów, awaryjność, serwisowanie instalacji).

Przemysław Lasocki

Koncept-L

Co jest istotą identyfikacji produktów? Jakie informacje są ważne?

Weźmy dla przykładu wojsko, służbę zdrowia i właśnie przemysł – dokonując niewielkich uproszczeń, możemy założyć, że w każdym z tych obszarów model działania jest taki sam. Zawsze mamy magazyn komponentów, linię produkcyjną, następnie wyrób gotowy i na końcu magazyn oraz klienta. To wszystko jest umieszczone w jakimś łańcuchu dostaw. Dla koncepcji procesów jest wszystko jedno, czy będą to pociski, amunicja, krew, szczepionki, ogórki czy części, z których składamy silniki. Posłużę się tu nazwą, którą ukuła firma Zebra, lider rynku czytników: "Enterprise Asset Visibility", czyli identyfikowalność wszystkich zasobów przedsiębiorstwa. Chodzi o to, żeby na szczeblu zarządczym mieć dostęp do informacji w czasie rzeczywistym dotyczących tego, gdzie znajdują się poszukiwane komponenty, urządzenia, produkty, w jakim stanie i w jakiej lokalizacji znajdują się nasze aktywa.

Co dostarczacie w zakresie oferty produktowej?

Odpowiadając na potrzeby klientów, podzieliliśmy naszą ofertę na podstawowe grupy produktowe. Pierwsza obejmuje czytniki kodów 1D i 2D (najpopularniejsze kody 2D to QR i data matrix) w różnych wersjach: czytniki ręczne, stacjonarne, bezprzewodowe, bioptyczne, przemysłowe czy moduły skanujące do zabudowy. Współczesne czytniki to w większości kamery do analizy obrazów, które są skonfigurowane do czytania kodów kreskowych. Można jednak wgrać im też inne oprogramowanie pozwalające na odczyt dowodów osobistych lub formularzy. Mogą one też dokonywać analizy obrazów i informować o tym, czy dobrze oznakowano półprodukty albo czy na linii produkcyjnej przygotowano odpowiednio wszystkie etapy – np. na płycie głównej poprawnie wlutowano wszystkie elementy.

Dodam, że najnowocześniejsze czytniki kodów mogą analizować całą etykietę i przekazywać do systemu tylko te informacje, które są istotne. Jeśli mamy na niej np. pięć różnych kodów kreskowych, to możemy zaprogramować czytnik tak, żeby odczytał tylko jeden kod, albo tylko trzy, lub żeby je wysłał w odpowiedniej kolejności, czy też pominął część kodu lub dodał do niego prefix lub sufix.

Kamery, czyli zapewnianie jakości

Jakość to w produkcji pojęcie bardzo szerokie. W odniesieniu do systemów wizyjnych związana jest m.in. z: kontrolą poprawności wytwarzania i montażu elementów, różnicowania wyrobów oraz napełnienia butelek, pojemników i opakowań. Do tego dochodzą inne zadania weryfikacji, porównywania i analizy produktów na różnych etapach procesów produkcyjnych.

Do ważnych grup zastosowań czujników i kamer zaliczają się również: kontrola kodów 1D, 2D i innych, odczytywanie i rozpoznawanie liter oraz etykiet, a także zliczanie i pomiary gabarytów. Coraz częściej dotyczy to również wykorzystania kamer w aplikacjach zrobotyzowanych. W efekcie rozwiązania wizyjne są dzisiaj wszechstronne i często spotykane w branży produkcyjnej.

Co zmienia się, jeżeli chodzi o rodzimy rynek? Można zaobserwować wzrosty wskazań w odniesieniu do kategorii "systemy zrobotyzowane". Dotyczy to m.in. integracji systemów wizyjnych z robotami, dzięki czemu możliwe jest sprawdzanie i ocena położenia elementów przed ich pobieraniem, w trakcie montażu, przy odkładaniu lub przekładaniu, itd. Bieżąca analiza to trzecia edycja opracowania, gdy odsetek ten wyniósł około 80%. Wysoko notowane są również zastosowania w systemach pakujących – 60% kilka lat temu, zaś obecnie ponad 80%, niezmiennie ważne są: weryfikacja produktów oraz odczyt kodów. Ten ostatni w praktyce obejmuje zestaw technik umożliwiających odczytywanie oznaczeń wykonywanych różnymi metodami i na różnych materiałach.

Liderzy branży czujników

W analizie przedstawione zostały oferty około 30 firm dostarczających czujniki i pokrewne im produkty. Wśród nich są zarówno polskie przedsiębiorstwa produkcyjne, dystrybutorzy lokalni, jak też spora grupa podmiotów zagranicznych mających u nas swoje przedstawicielstwa. Liderzy tej branży są od wielu lat niezmienni i w przypadku czujników zbliżeniowych (w szczególności indukcyjnych) są nimi: Sick, Balluff, Turck, Omron, IFM oraz Pepperl+Fuchs. Dwie pierwsze firmy, tj. Sick oraz Balluff, otrzymały jak dawniej znacznie więcej głosów niż kolejni z dostawców. Warto też zauważyć, że z wyjątkiem japońskiego Omrona wymienione przedsiębiorstwa pochodzą z Niemiec. Wszystkie firmy mają bogate doświadczenie na rynkach globalnych, ich oferty obejmują czujniki przemysłowe, systemy wizyjne, a także rozmaite produkty z zakresu sensoryki i transmisji danych/energii. Inne przedsiębiorstwa w statystyce, takie jak Sels, Baumer, Di-soric czy Siemens, to również rozpoznawalne w branży marki, choć ich popularność w tym sektorze rynku krajowego jest mniejsza.

W segmencie czujników fotoelektrycznych na liście najbardziej popularnych marek dominują Sick i Omron. Te dwie firmy otrzymały, podobnie jak dawniej, zdecydowanie najwięcej głosów. Następne w kolejności były: Keyence, Balluff, Panasonic, Pepperl+Fuchs, Turck oraz ifm electronics. Wyniki te są analogiczne do rezultatów naszych poprzednich badań. Oczywiście zaznaczamy, że mówimy tu o subiektywnym rankingu popularności, a nie o wartości sprzedaży czy udziałach w rynku.

Raul Carlavilla, Jamie Steed

Omron

Czujniki zbliżeniowe i systemy wizyjne – kto jest ich odbiorcą? W jakich branżach są one stosowane?

Odbiorcami tytułowych czujników są głównie integratorzy, producenci maszyn oraz klienci końcowi. Produkty te znajdują zastosowanie w różnych branżach, takich jak spożywcza, automotive, farmaceutyka czy przemysł opakowaniowy. O ile czujniki zbliżeniowe są najczęściej stosowane do detekcji ruchu maszyn i sprawdzania poprawności procesów, o tyle aplikacje systemów wizyjnych obejmują m.in.: kontrolę jakości (przykładowo nadruków), pozycjonowanie, zastosowania pomiarowe i systemy zrobotyzowane.

Omawiane produkty są często stosowane w branżach, gdzie nawet najmniejszy błąd może przynieść katastrofalne skutki, a sama kontrola jakości jest niezwykle ważna. Szereg regulacji dotyczących produktu końcowego zmusza integratorów, producentów maszyn i klientów do zwracania szczególnej uwagi na poprawność procesów produkcyjnych.

Jakie cechy powinny mieć omawiane podzespoły? Jak wygląda ich kompletacja i sprzedaż?

W przypadku czujników zbliżeniowych ważne są m.in.: małe wymiary, możliwości komunikacji – np. z wykorzystaniem IO-Link, duże zasięgi pracy oraz odporność na różne warunki środowiskowe. Jeśli chodzi o systemy wizyjne, to popularne są tzw. kamery smart o kompaktowych rozmiarach, które łączą w sobie cechy czujnika z prostym systemem wizyjnym. Oczekuje się od nich wysokiej wydajności, dużej precyzji oraz dużej elastyczności w tworzeniu aplikacji wizyjnej.

Czujniki dostarczane są zarówno jako niezależne produkty, jak też jako elementy składowe większych kompletacji. Dla ich dostawcy dużym atutem jest szeroki asortyment – zupełnie czego innego będzie bowiem potrzebował wytwórca aut, a czego innego producent opakowań. Dlatego idealnym rozwiązaniem jest sprzedaż zarówno gotowych kompletacji, jak i oddzielnych produktów, tak aby integratorzy lub użytkownicy końcowi mogli dostosować je do własnych potrzeb. Dodatkowym plusem jest posiadanie rozwiązań niszowych. Jeśli chodzi o systemy wizyjne, to także można je nabyć jako oddzielne produkty lub jako część większego rozwiązania, na przykład w zestawie z robotem. W tym segmencie szeroki wybór nie jest tak krytyczny, pod warunkiem że oferowane rozwiązania dobrze spełniają swoje funkcje.

Koniunktura i kierunki rozwoju branż

Krajowy rynek produkcji i dystrybucji czujników zbliżeniowych przeżywa w ostatnich latach okres prosperity, którego zbytnio nie zakłóciła pandemia. Po spadkach na początku zeszłej dekady, od kilku lat obserwujemy ożywienie i pozytywne tendencje, co potwierdzają statystyki. W cyklu prowadzonych przez nas badań ponad 90% respondentów oceniało sytuację jako dobrą lub bardzo dobrą. Podobnie było w obszarze związanym z kamerami i systemami wizyjnymi. W obydwu przypadkach koniunktura kształtuje się pod wpływem dwóch głównych czynników: ogólnej sytuacji gospodarczej oraz ewoluujących wymogów odbiorców produktów przemysłowych. W naszych badaniach około 80% dostawców technologii wizyjnych oceniało w bieżącym i poprzednich latach sytuację jako dobrą. Dodatkowo wskazania odnośnie do możliwych kierunków zmian są dzisiaj również pozytywne. W przypadku obydwu branż przeważają odpowiedzi "poprawia się" lub "nie zmienia się".

Odpowiadając na pytanie o kierunki rozwoju rynku oraz o głównych odbiorców czujników w przyszłości, można posiłkować się obserwacjami sprzed dwóch ostatnich lat oraz aktualnymi danymi. Ewolucja obydwu branż jest ściśle powiązana z rozwojem gospodarki i przemysłu, zaś najczęściej wskazywane sektory i aplikacje czujnikowe to: motoryzacja, przemysł spożywczy, w dalszej kolejności przemysł maszynowy oraz farmacja. Na kolejnych miejscach znalazły się m.in.: produkcyjna, logistyka, budynkowa, meblarska, a także aplikacje związane z pakowaniem i intralogistyką.

Powyższe wyniki są zbieżne z odpowiedziami przedstawianymi przez nas w poprzednich analizach. Należy jednak zaznaczyć, że mówimy o połączonych grupach wskazań – tj. zarówno dla czujników, jak też systemów wizyjnych. Wprowadza to pewien błąd, choć niewielki, bowiem w obydwu przypadkach (zadaliśmy te pytanie osobno dla każdej z grup) odpowiedzi były podobne. Jest to zrozumiałe, bowiem w przemyśle, a szczególnie w produkcji dyskretnej, omawiane w analizie produkty występują w bardzo podobnych aplikacjach.