Un produs încorporat cu senzori conține senzori care monitorizează produsul pe durata ciclului său de viață și colectează datele ciclului de viață al produsului. Astfel de date au un impact pozitiv semnificativ asupra gestionării ciclului de viață al produsului în buclă închisă, care aduce beneficii tuturor părților interesate pe întreg ciclul de viață al produsului. De exemplu, producătorii de echipamente originale (OEM = original equipment manufacturers) pot primi feedback de proiectare pentru a îmbunătăți modelul actual; echipele de întreținere pot planifica pentru eventualele sarcini de întreținere și pot pregăti piesele de schimb în consecință; refabricanții independenți (IR) pot accesa condițiile echipamentelor uzate pentru planificarea eficientă a proceselor de refabricare; iar utilizatorii finali sau clienții ar putea fi informați cu privire la potențialele defecțiuni ale echipamentelor pentru a preveni întreruperea producției.

Informații despre ciclul de viață al produsului

Informațiile necesare pentru luarea deciziilor eficiente privind EOL pot fi, în general, clasificate în informații interne și externe (Klausner și colab. 1998; Harrison 2003; Parlikad și McFarlane 2007). Informațiile externe includ informații precum tendințele pieței, politicile legislative, politicile corporative etc., care nu au legătură directă cu un produs, dar au un impact considerabil asupra alegerii opțiunilor de recuperare. Informațiile interne pot fi clasificate în informații statice și informații istorice marcate cu timp. Informațiile statice sunt asociate cu caracteristicile intrinseci ale unui produs, de exemplu, lista de materiale (BOM = bill of material), informațiile de proiectare, procesele de producție, secvența de dezasamblare, durata de viață proiectată etc. Astfel de informații sunt determinate în mod normal în etapele de proiectare și fabricație a produsului, dar supuse modificărilor în timpul etapei de refabricare, când este posibil să fi fost aduse modificări la proiectul produsului.
Informațiile istorice marcate în timp au caracteristici dinamice asociate cu utilizarea unui produs și se referă la condițiile produsului care pot fi reprezentate printr-o secvență de date în funcție de timp, de exemplu, durata de viață rămasă a unui produs/componentă în ciclu de utilizare curentă, timpul cumulat de service, numărul de ori un produs a fost refabricat sau reutilizat, istoricul reparațiilor/înlocuirii pieselor etc. În special, durata de viață rămasă a unui produs poate fi dedusă din datele obținute prin încorporarea senzorilor pentru a monitoriza utilizarea produsului. Istoricul reparațiilor/înlocuirii pieselor, care este în mod normal disponibil în timpul întreținerii sau serviciului, poate ajuta la identificarea defecțiunilor tipice ale unui produs din cauza unor factori precum defecte de proiectare, modele de utilizare etc. Figura 1 prezintă un rezumat al informațiilor despre produs disponibile pe parcursul ciclului de viață al unui produs.

Senzori inteligenți

Dezvoltarea tehnologiei sistemelor microelectromecanice (MEMS = microelectromechanical systems) a permis fabricarea de senzori inteligenți pentru diverse aplicații, la dimensiuni și la costuri mai mici. Un senzor inteligent generic pentru achiziția de date despre ciclul de viață al produsului conține un set de componente esențiale (Zeid et al. 2004; Vadde et al. 2008), și anume, (a) un element de detectare pentru a înregistra parametrii de mediu, de exemplu, temperatura, presiunea, etc. și să le transforme în forme de semnal adecvate; (b) un microprocesor pentru a procesa semnalele primite; (c) o memorie pentru a stoca datele senzorului primite și ieșite de la microprocesor; (d) un transmițător de date pentru a transmite datele de la senzorul inteligent către rețeaua de comunicații; (e) o sursă de alimentare de la sursa de alimentare a produsului sau o baterie separată; și (f) o identificare a senzorului (ID). Există cazuri în care elementele de detectare nu sunt integrate fizic cu unitatea de procesare a datelor, de exemplu, unitatea de control electric (ECU = electric control unit) a unui motor primește date de la diverși senzori ai motorului pentru a monitoriza și regla performanța motorului (Fleming 2001, 2008). Cercetările existente au explorat utilizarea senzorilor încorporați pentru a îmbunătăți eficiența managementului ciclului de viață al produsului. Tabelul 1 a rezumat câteva exemple de senzori inteligenți încorporați.

Un exemplu este un dispozitiv de înregistrare a datelor cunoscut sub numele de jurnal electronic de date (EDL = electronic data log) (Klausner et al. 1998). Măsoară și stochează parametrii care indică degradarea motorului unui produs de consum în timpul etapei de utilizare. Datele obținute prin EDL pot oferi informații valoroase asupra tiparelor de utilizare a produselor. Simon și colab. (2001) au raportat utilizarea unităților autonome de achiziție a datelor în mașinile de spălat rufe pentru monitorizarea parametrilor de utilizare și a condițiilor de eroare, care pot fi accesate fie în timpul service-ului, fie în etapa EoL. Seliger şi colab. (2003) au dezvoltat un prototip de microsistem numit unitatea ciclului de viață (LCU = life-cycle unit) pentru monitorizarea produselor și a componentelor. LCU poate achiziționa și analiza datele privind starea unui produs sau a unei componente și poate informa în prealabil atât utilizatorii, cât și personalul de service cu privire la planificările de întreținere. Watchdog AgentTM (Djurdjanovic et al. 2003; Lee et al. 2006) este un sistem inteligent de detectare disponibil comercial, cunoscut pentru aplicațiile sale în întreținerea bazată pe condiții predictive, în care degradarea performanței într-un proces, produs sau componentă este evaluată prin tehnici de diagnostic şi prognostic bazate pe senzori multipli. Pecht (2008) a efectuat un studiu cuprinzător asupra sistemelor comerciale de senzori utilizate în prognoza și managementul sănătății pentru produsele și sistemele electronice.

Etichetele de identificare prin radiofrecvență (RFID = Radio-frequency identification) au fost folosite pentru a înlocui codurile de bare ca ID-uri de produs/componentă pentru a oferi acces ușor la regăsirea, actualizarea și gestionarea informațiilor despre produse pe parcursul întregului ciclu de viață (Kiritsis et al. 2003; Parlikad și McFarlane 2007). Kulkarni şi colab. (2007) au investigat impactul practic și economic al utilizării RFID în atenuarea incertitudinii legate de calitate asociată proceselor de refabricare. Ferrer şi colab. (2011) au raportat o aplicație a RFID-urilor în care RFID activ poate fi utilizat pentru identificarea și localizarea ușoară a componentelor într-o unitate de refabricare și RFID pasiv poate fi etichetat permanent pe componentele produselor refabricabile la începutul duratei lor de viață. Limitarea RFID este capacitatea de stocare, deoarece nu poate stoca cantitatea mare de date care au fost adunate într-o perioadă de timp. O alternativă este utilizarea unei etichete RFID ca ID pentru a identifica un anumit senzor inteligent cu cip de memorie încorporat pentru stocarea datelor. Cheng şi colab. (2010) au introdus un dispozitiv de monitorizare autonom pentru prognoză, incluzând etichete RFID pentru identificarea senzorilor și transmisia de date fără fir și procesor sigilat și cip de memorie pentru procesarea și stocarea semnalului.