Nowości na rynku systemów i urządzeń pomiarowych

Rys. 6. Ocena, które cechy oferty handlowej są najważniejsze w sprzedaży elementów wchodzących w skład systemów pomiarowych

Tematem numer jeden są tutaj bezsprzecznie urządzenia z wbudowaną komunikacją bezprzewodową. Wiele systemów pomiarowych to w praktyce rozproszone sieci telemetryczne, które składają się z wielu czujników i urządzeń pomiarowych oraz głównego komputera będącego koncentratorem i miejscem przetwarzania danych.

W takiej sytuacji uwolnienie się od kabli jest dużym ułatwieniem i opcją bardzo poszukiwaną przez użytkowników. Poza brakiem kabli w zakresie łączności bezprzewodowej istotna jest też zdolność do tworzenia sieci oraz możliwość wykorzystywania różnych mediów komunikacyjnych w zależności od dostępnej infrastruktury, odległości, wymaganego pasma komunikacyjnego oraz wymagań co do jakości komunikacji.

Sieci bazujące na topologii mesh, a więc o zmiennej architekturze dopasowującej się automatycznie do urządzeń i warunków komunikacyjnych, w połączeniu ze standardami takimi jak Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee i GSM, wydają się dzisiaj rozwiązaniami determinującymi nowoczesność. Sieci rozproszone bazują obecnie również na protokole TCP/IP, a moduły pomiarowe coraz częściej zawierają port ethernetowy, co daje możliwość połączenia ich z Internetem.

Wówczas za pomocą wbudowanych serwerów www pojawia się możliwość zdalnego dostępu do poszczególnych elementów systemu, programowania ich pracy i przesyłania wyników. System pomiarowy bazujący na sieci ethernetowej i Internecie daje też możliwość dowolnego rozszerzenia odległości pomiędzy poszczególnymi elementami, co ma kolosalne znaczenie w systemach akwizycji danych związanych np. z monitoringiem klimatu, stanu dróg, rzek, kontrolą dostępu do obiektów przemysłowych i podobnymi zastosowaniami.

Systemy pomiarowe w wersji bezprzewodowej wchodzą także do zastosowań związanych nie tylko z ciągłymi pomiarami, telemetrią i kontrolą, ale i monitoringiem. Bezprzewodowe sieci alarmowe umożliwiające nadzór stref pod kątem występowania substancji niebezpiecznych to przykład rozszerzających się obszarów zastosowań systemów pomiarowych, które przenikają się z wieloma innymi obszarami, np. systemami automatyki budynkowej, alarmowymi.

Skoro wiele z modułów pomiarowych i urządzeń komunikacyjnych ma charakter uniwersalny, nie może dziwić to, że urządzenia te stosowane są w wielu innych branżach i obszarach aplikacyjnych. W zakresie urządzeń pomiarowych niekorzystających z komunikacji bezprzewodowej warto wymienić powszechną akceptację dla USB.

Interfejs ten szybko zastępuje starsze rozwiązania takie jak GPIB w przypadku aparatury laboratoryjnej i interfejsy szeregowe jak RS232 i pokrewne. USB uwalnia od problemów z konfiguracją i sterownikami, pozwala na zasilanie wielu drobnych komponentów i jest bardzo szybki. Popularność USB to także efekt dobrego wsparcia ze strony systemu Windows. Nowoczesne systemy pomiarowe stają się coraz bardziej zintegrowane.

Te same uniwersalne trendy, które zmieniają całą elektronikę, widoczne są także w tym obszarze. W ramach jednego urządzenia dostępnych jest coraz więcej funkcji i nierzadko system pomiarowy składa się obecnie z jednego urządzenia zawierającego układ akwizycji danych z kondycjonowaniem sygnału, moduł wstępnej obróbki cyfrowej zebranych danych na FPGA lub mikrokontrolerze oraz blok komunikacji bezprzewodowej.

Kolejną ważną nowością jest coraz mniejszy pobór mocy pozwalający na efektywniejszą pracę sieci rozproszonych. Kontrola parametrów pracy rozległych instalacji, na przykład ciepłowniczych, nierzadko rozbijała się o barierę braku zasilania. Sieci ZigBee oraz energooszczędne mikrokontrolery pozwalają na zasilanie bateryjne i stąd ich rola jako nowości jest jeszcze większa.

Ostatnio mówi się wiele o możliwościach, jakie dają smartfony, a dokładniej wbudowane w nie akcelerometry, do celów realizacji globalnej sieci do wykrywania trzęsień ziemi, monitoringu poziomu hałasu i podobnych zastosowań. Na razie są to głównie projekty naukowe i eksperymentalne, jednak doświadczenia zebrane przy ich realizacji mogą przynieść do systemów pomiarowych nowe technologie.

W zakresie architektury systemu pomiarowego, konstrukcji kart akwizycji danych, nie widać na rynku żadnych przełomowych odkryć wykraczających poza naturalną ewolucję techniczną. W zakresie ogólnych trendów widać natomiast zacieśniające się związki sprzętu pomiarowego z technologią IT i profesjonalnym oprogramowaniem.

To dlatego, że coraz więcej systemów pomiarowych wykorzystywanych jest do kontroli jakości produkcji, testowania i walidacji wyrobów, a także do dokumentowania jakości usług. Dane pomiarowe w takich obszarach są zapisywane w bazach i przetwarzane przez systemy zarządzania produkcją, aplikacje tworzące raporty i dokumentację, które są codziennością w dzisiejszym IT.

Systemy pomiarowe od strony rynku

Rys. 7. Ocena jakimi rozwiązaniami w zakresie systemów pomiarowych krajowe firmy interesują się w największym stopniu

Na rysunku pokazano ocenę biznesu na rynku systemów pomiarowych, stworzoną na bazie przeprowadzonego badania ankietowego wśród firm zajmujących się tematyką systemów pomiarowych. Zdaniem zdecydowanej większości (73%) pierwsze trzy kwartały 2011 roku były dobre lub bardzo dobre dla branży pomiarowej, a jedynie co dwunasta firma z tego zestawienia była przeciwnego zdania.

Z pewnością jest to dobry rezultat pokazujący, że mimo wielu niepokojących sygnałów, z zawirowań w światowej gospodarce nasz lokalny rynek na razie wychodzi bez większych uszczerbków lub spadków w obrotach. O ile minione trzy kwartały można ocenić jako udane o tyle najważniejsze pytania dotyczą najbliższych miesięcy i tego na ile druga fala kryzysu światowego wpłynie na warunki gospodarcze w kraju.

Zgodnie z przedstawionymi powyżej rozwiązaniami sprzedaż urządzeń do budowy systemów pomiarowych dość silnie jest związana z tym, co dzieje się w gospodarce i dlatego chcąc poznać warunki dla omawianego biznesu, najlepiej analizować bieżące wskaźniki dla całego przemysłu. Aktualne nastroje panujące wśród dostawców systemów pomiarowych na temat koniunktury pokazane zostały na rysunku 2.

Dwie trzecie ocen dobrych i 21% bardzo dobrych to z pewnością fantastyczny wynik, który może wskazywać, że inwestycje w jakość produkcji, rozwój potencjału technologicznego, podobnie jak oszczędności uzyskiwane z lepszej wydajności produkcji, mniejszego zużycia energii przemawiają do firm. Dobre oceny tego roku warto porównać z tym, co działo się wcześniej.

Pozwala to ocenić, czy mamy do czynienia z chwilowym zjawiskiem fali wzrostowej związanej z wieloma inwestycjami infrastrukturalnymi i projektami, które rozpoczęte zostały wcześniej na fali odbicia po pierwszej kryzysowej fali, czy też są trwałym zjawiskiem w omawianej branży.

Tabela 3. Dane kontaktowe do firm wymienionych w tabelach 1 i 2

Zgodnie z rysunkiem 3, ilustrującym strukturę wzrostów i spadków obrotów dla dostawców urządzeń do systemów pomiarowych, długoterminowy trend na rynku wydaje się wskazywać na stabilną powolną poprawę. Niewielkie różnice pomiędzy rokiem 2009 a okresem wcześniejszym i późniejszym wskazują, że przełożenie bieżącej sytuacji na zmiany w obrotach jest niewielkie i długotrwałe.

Widać to po tym, że przez cały pokazany okres co piąty dostawca z zestawienia borykał się ze spadkami sprzedaży. Wyniki potwierdzają to, że systemy pomiarowe to biznes długofalowy, a szeroki front aplikacyjny obejmujący wiele branż stabilizuje sprzedaż i uodparnia ją na okresowe i sektorowe wahania koniunktury.

Obroty dostawców systemów pomiarowych ze sprzedaży sprzętu i oprogramowania zależą oczywiście od wielkości firmy i stopnia jej zaangażowania w omawianej tematyce, gdyż często moduły i sprzęt pomiarowy są częścią większej oferty handlowej. Najwięcej firm (28%) sprzedaż ma na poziomie 1...5 mln zł (rys. 4), obroty co piątej przekraczają nawet 5 mln zł rocznie.

Niemniej wykres wydaje się być podzielony na stosunkowo równe części, co należy odczytywać tak, że rynek nie jest skupiony wokół kilku liderów dominujących nad wszystkimi pozostałymi przedsiębiorstwami, a wręcz przeciwnie, można uznać go za rozproszony i skoncentrowany wokół wielu wąsko wyspecjalizowanych dostawców.

Struktura rynku

Rys. 8. Chmurka najpopularniejszych producentów zagranicznych aparatury do systemów pomiarowych. Na takim zobrazowaniu wielkość napisów jest proporcjonalna do tego, jak często dana nazwa pojawia się w danych źródłowych. Stąd nazwy firm wymienianych często w ankietach napisane są większą czcionką

Na rysunku 5 pokazano wyniki badania ankietowego, w którym pytaliśmy specjalistów o to, jakie branże dominują w strukturze klientów systemów pomiarowych. Zdecydowanym liderem wśród odbiorców są odbiorcy kojarzeni z przemysłem, kolejna pozycja związana z energetyką była wskazywana prawie dwukrotnie rzadziej.

Ważna uwaga to także to, że znaczenie wszystkich innych branż poza przemysłem jest podobne i znacząco mniejsze. Być może wynika to z tego, że w elektronice i motoryzacji systemy pomiarowe najczęściej związane są nie tyle z produkcją, a bardziej z automatycznym testowaniem, co określane jest terminem ATE (Automatic Test Equipment).

Wielkiego zaskoczenia nie ma też na kolejnym wykresie pokazanym na rysunku 6, gdzie wartościującej ocenie poddane zostały najważniejsze czynniki odpowiedzialne za decyzję klienta o kupnie. Pierwsze trzy pozycje, a więc cena, parametry techniczne i jakość oraz niezawodność, to bezdyskusyjna oś wyznaczająca kierunek większości zakupów w technice.

Zasadnicza część firm stara się zbalansować wymienione kryteria na jak najlepszym poziomie, a całą resztę uważa za mniej istotną. Warto jednak zauważyć, że w omawianym zestawieniu dość wysoko ulokowało się znaczenie marki producenta sprzętu pomiarowego i oprogramowania, natomiast nisko znaczenie posiadania przez dostawcę kompleksowej oferty produktów.

Być może rynek systemów pomiarowych jest zbyt szeroki pod kątem asortymentu, aby dało się w obrębie firmy zbudować kompleksową ofertę produktów, a jedyny wyjątek, czyli firma National Instruments, tylko potwierdza tę regułę. Kolejne odniesienie do potrzeb i zainteresowań klientów przynosi rysunek 7, z którego wynika, że integratorzy i firmy inwestujące w systemy pomiarowe najbardziej zainteresowane są klasycznymi urządzeniami pomiarowymi, a więc aparaturą pomiarową w obudowie i o zamkniętej funkcjonalności, która następnie łączy się z komputerem.

Zdaniem specjalistów najmniej jest firm, które kupują pojedyncze moduły systemów pomiarowych od różnych dostawców i same składają z nich gotowy system. Innymi słowy, na rynku albo wykorzystuje się tradycyjny sprzęt pomiarowy, albo wybiera spójne rozwiązania modułowe firmowane przez jednego producenta. Znacznie mniej chętnych interesuje się możliwością poskładania systemu z dowolnie wybranych modułów, gdyż wymaga to znacznie większej wiedzy, a i ryzyko niekompatybilności lub niepewności w działaniu jest większe.