Neuronové sítě, digitální dvojčata, umělá inteligence. Technologie Průmyslu 4.0 změní ropný průmysl k nepoznání
Architekti digitálního věku
Obvykle jsou považovány za technologicky nejpokročilejší oblasti informační technologie a biomedicína. Postoj k firmám v tradičních odvětvích, jako je válcování kovů nebo výroba a rafinace ropy, je zcela odlišný. Na první pohled působí konzervativně, ale řada odborníků je označuje za hlavní strůjce nového digitálního věku.
Průmysloví giganti začali automatizovat výrobní procesy v polovině 30. let minulého století. Po mnoho desetiletí byly hardwarové a softwarové systémy neustále vylepšovány a komplikovány. Automatizace výrobních procesů – například při rafinaci ropy – se posunula daleko dopředu. Provoz moderní rafinerie ropy sledují statisíce senzorů a přístrojů a zásoby paliva sledují v reálném čase satelitní navigační systémy. Každý den průměrná ruská rafinerie vyprodukuje více než 50 000 terabajtů informací. Pro srovnání, 3 miliony knih, které jsou uloženy v digitálním úložišti Ruské státní knihovny, zabírají stokrát méně – „jen“ 162 terabajtů.
Jedná se o stejná „velká data“, popř velká data, je stream srovnatelný se stahováním informací největších webů a sociálních sítí. Nashromážděné pole dat je jedinečným zdrojem, který lze využít při řízení podniku. Ale tradiční metody analýza informací již k tomu není vhodná. S takovým objemem dat lze efektivně pracovat pouze pomocí technologií Průmyslu 4.0. V kontextu měnícího se ekonomického paradigmatu je vážnou výhodou bohatá výrobní „historická zkušenost“. Velká data jsou jádrem umělé inteligence. Jeho schopnost učit se, rozumět realitě a předvídat procesy přímo závisí na množství načtených znalostí. Průmyslové podniky přitom mají výkonnou strojírenskou školu a aktivně se zapojují do zavádění a zdokonalování nových technologií. To je další okolnost, která z nich dělá klíčové hráče v „nové ekonomice“.
Nejlepší z celého týdne
Tuzemští průmyslníci konečně znají cenu obchodní efektivity. Rusko je země velkých vzdáleností. Výrobní aktiva se často nacházejí ve velké vzdálenosti od spotřebitelů. Za těchto podmínek je velmi obtížné rychle reagovat na výkyvy trhu. Tradiční technologie umožňují úsporu maximálně desetiny procenta. Digitální řešení již dnes umožňují snížit náklady až o 10–15 % měsíčně. Fakt je zřejmý: v éře čtvrté průmyslové revoluce budou konkurenceschopní ti, kdo se naučí, jak co nejefektivněji aplikovat nové technologie v kontextu nasbíraných zkušeností.
Petr Kaznacheev, ředitel Centra pro ekonomiku zdrojů, RANEPA: „Jako první krok k „integrálnímu“ systému umělé inteligence v oblasti ropy a zemního plynu by bylo možné zvážit „chytré“ řízení a podnikové plánování. V tomto případě bychom mohli hovořit o vytvoření algoritmu pro digitalizaci všech klíčových informací o činnosti společnosti – od pole až po čerpací stanici. Tyto informace by mohly být zaslány do jediného automatizovaného centra. Na základě těchto informací by bylo možné pomocí metod umělé inteligence vytvářet prognózy a doporučení pro optimalizaci práce společnosti.
Vedoucí digitální transformace
Průmysloví lídři Ruska a světa si tento trend uvědomují a restrukturalizují obchodní procesy, které se vyvíjejí po desetiletí, a zavádějí do výroby technologie Průmyslu 4.0 založené na průmyslovém internetu věcí, umělé inteligenci a velkých datech. Nejintenzivnější transformace probíhá v ropném a plynárenském průmyslu: průmysl se dynamicky „digitalizuje“ a investuje do projektů, které ještě včera vypadaly jako sci-fi. Závody řízené umělou inteligencí a schopné předvídat situace, instalace, které nabádají obsluhu k nejlepšímu způsobu provozu – to vše se dnes již stává realitou.
Maximálním úkolem je přitom vytvořit systém pro řízení výroby, logistiky, výroby a prodeje, který by sjednotil chytré vrty, továrny a čerpací stanice do jediného ekosystému. V ideálním digitálním modelu v okamžiku, kdy spotřebitel stiskne výdejní stojan, jsou analytici společnosti na operačním středisku okamžitě informováni o tom, jakou značku benzínu plní do nádrže, kolik ropy je třeba vytěžit, dopravit do závodu a zpracovány tak, aby uspokojily poptávku v konkrétním regionu. Žádný z ruských a zahraničních firem dosud nedokázal takový model postavit. Nejdále však v řešení tohoto problému pokročil Gazprom Neft. Její specialisté nyní realizují řadu projektů, které by se v konečném důsledku měly stát základem pro vytvoření jednotné platformy pro řízení zpracování, logistiky a prodeje. Platforma, kterou zatím nikdo jiný na světě nemá.
Digitální dvojčata
Rafinérie Gazpromu Neft dnes patří k nejmodernějším v oboru. Čtvrtá průmyslová revoluce však otevírá kvalitativně nové možnosti a zároveň přináší nové požadavky na automatizaci. Přesněji nejde ani tak o automatizaci, ale o téměř kompletní digitalizaci výroby.
Základem nové etapy budou tzv. „digitální dvojčata“ – virtuální kopie rafinérských jednotek. 3D modely spolehlivě popisují všechny procesy a vztahy, které se vyskytují ve skutečných prototypech. Jsou založeny na práci umělé inteligence založené na neuronových sítích. " Digitální dvojče» dokáže nabídnout optimální režimy provozu zařízení, předvídat jeho poruchy, doporučit termíny opravy. Mezi jeho další přednosti patří schopnost neustále se učit. Neuronová síť sama nachází chyby, opravuje je a pamatuje si je, čímž zlepšuje svou práci a přesnost předpovědi.
Základem pro výcvik „digitálního dvojčete“ je řada historických informací. Moderní ropné rafinérie jsou stejně složité jako lidské tělo. Statisíce dílů, desítky tisíc senzorů. Technická dokumentace každé instalace zabírá místnost o velikosti montážní haly. Pro vytvoření „digitálního dvojčete“ je nutné všechny tyto informace nejprve načíst nervová síť. Poté začíná nejtěžší etapa – etapa výuky umělé inteligence, aby porozuměla instalaci. Zahrnuje údaje ze senzorů a přístrojů shromážděné během několika posledních let provozu elektrárny. Operátor simuluje různé situace, nutí neuronovou síť odpovědět na otázku „co se stane, když se změní jeden z provozních parametrů?“ - například k výměně jedné ze složek suroviny nebo ke zvýšení napájení instalace. Neuronová síť analyzuje zkušenosti z minulých let a výpočtem vylučuje z algoritmu neoptimální režimy a učí se předpovídat budoucí provoz zařízení.
Nejlepší z celého týdne
Gazprom Neft již kompletně „digitalizoval“ dva průmyslový komplex podílející se na výrobě automobilového paliva - jednotka hydrorafinace katalytického krakování benzinu v Moskevské ropné rafinérii a jednotka provozovaná v ropné rafinérii společnosti v Omsku. Testy ukázaly, že umělá inteligence je schopna současně zohledňovat velké množství parametry svých „digitálních dvojčat“, rozhodovat a upozorňovat na případné odchylky v práci ještě před okamžikem, kdy hrozí, že se potíže rozvinou ve vážný problém.
Zároveň testuje Gazprom Neft komplexní řešení, což minimalizuje vliv lidského faktoru na rozsah celé výroby. Podobné projekty jsou v současnosti realizovány v bitumenových závodech společnosti v Rjazani a Kazachstánu. Empiricky nalezená úspěšná řešení mohou být následně škálována až na úroveň velkých rafinérií, které nakonec vytvoří efektivní platformu digitálního řízení výroby.
Nikolay Legkodimov, vedoucí poradenské skupiny pro pokročilé technologie, KPMG v Rusku a SNS:„Řešení, která modelují různé komponenty, sestavy a systémy, jsou známá a používaná již dlouhou dobu, a to i v ropném a plynárenském průmyslu. O kvalitativním skoku lze hovořit až při dosažení dostatečné šíře záběru těchto modelů. Pokud lze tyto modely vzájemně kombinovat, spojovat do celého komplexního řetězce, pak to skutečně umožní řešit problémy na zcela nové úrovni - zejména simulovat chování systému v kritických, nepříznivých a jednoduše nebezpečných provozních podmínkách. V oblastech, kde je předělávání a modernizace zařízení velmi drahé, to umožní předběžné testování nových komponentů.“
Řízení výkonnosti
V budoucnu bude celý hodnotový řetězec v logistickém, rafinérském a marketingovém bloku Gazprom Neft sjednocen jedinou technologickou platformou založenou na umělé inteligenci. „Mozkem“ tohoto organismu bude Performance Management Center, založené před rokem v Petrohradě. Právě zde budou proudit informace od „digitálních dvojčat“, zde budou analyzovány a zde na základě obdržených dat budou činěna manažerská rozhodnutí.
Již dnes více než 250 000 senzorů a desítky systémů přenášejí do Centra v reálném čase informace ze všech aktiv společnosti zahrnutých do perimetru logistického, zpracovatelského a marketingového bloku Gazprom Neft. Každou vteřinu sem dorazí 180 000 signálů. Zobrazení těchto informací by člověku trvalo asi týden. Digitální mozek centra to dělá okamžitě: sleduje kvalitu produktů a množství ropných produktů v reálném čase v celém řetězci – od výstupu z rafinérie až po konečného spotřebitele.
Strategickým cílem Centra je s využitím technologií a příležitostí Průmyslu 4.0 radikálně zvýšit efektivitu navazujícího segmentu. To znamená, že nejde jen o řízení procesů – to lze provádět i v rámci tradičních systémů, ale aby tyto procesy byly co nejúčinnější: pomocí prediktivní analýzy a umělé inteligence v každé fázi podnikání snižujte ztráty, optimalizujte procesy a zabraňte ztrátám.
Centrum by se mělo v blízké budoucnosti naučit řešit několik klíčových úkolů ovlivňujících efektivitu řízení podniku. To zahrnuje předpovídání budoucnosti na 60 dní dopředu: jak se bude trh chovat za dva měsíce, kolik ropy bude potřeba zpracovat, aby byla uspokojena poptávka po benzínu v současné době, v jakém stavu bude zařízení, zda budou elektrárny schopen vyrovnat se s nadcházející zátěží a zda je opravit. Středisko by zároveň mělo v příštích dvou letech dosáhnout 50% kapacity a začít sledovat, analyzovat a předpovídat množství zásob ropných produktů ve všech ropných skladech a tankovacích komplexech společnosti; v automatický režim sledovat více než 90 % výrobních parametrů; analyzovat spolehlivost více než 40 % procesních zařízení a vyvinout opatření k prevenci ztrát ropných produktů a snížení jejich kvality.
Do roku 2020 má Gazprom Neft za cíl dosáhnout 100 % schopností centra řízení výkonu. Mezi deklarované ukazatele patří analýza spolehlivosti všech zařízení, prevence ztrát z hlediska kvality a kvantity výrobků a prediktivní řízení technologických odchylek.
Daria Kozlová, Senior Consultant ve společnosti VYGON Consulting:„Obecně platí, že integrovaná řešení přinášejí významné ekonomický efekt pro průmysl. Například podle Accenture by ekonomický efekt digitalizace mohl být více než 1 bilion dolarů. Proto, pokud jde o velké vertikálně integrované společnosti, je zavedení integrovaných řešení vysoce oprávněné. Je to však také opodstatněné pro malé společnosti, protože zlepšení efektivity jim může uvolnit další finanční prostředky snížením nákladů, zvýšením efektivity řízení pracovního kapitálu atd. “.
Diskutujte 0
V sekci Nové slovo Apparat hovoří o nedávno vznikajících pojmech souvisejících s novou společností. Tato verze obsahuje digitální dvojče. Počítač, který o vás ví všechno a dokáže napodobit vaše chování.
Digitální dvojče
Technologický sen futuristy a zakladatele nadace Acceleration Studies Foundation Johna Smarta, to je zvláštní počítačové programy schopen napodobit chování konkrétních lidí. Pomocí různých technologií pro shromažďování a analýzu vašich dat bude počítač schopen odpovídat na vaše dopisy místo vás a dokonce i komunikovat s vašimi příbuznými, když budete vy sami zaneprázdněni. Digitální dvojčata by se podle Smarta měla objevit během příštích pěti let.Předpokládá se, že za účelem vytvoření digitálního dvojčete bude speciální software analyzovat vaši korespondenci na sociálních sítích a e-mailem, historii procházení a nákupy v internetových obchodech, informace z nositelných zařízení, chytrých telefonů popř chytré hodinky a další dostupné informace. Na základě těchto dat bude možné pomocí speciálních algoritmů naprogramovat vaše chování: jak byste svému partnerovi odpověděli na obchodní dopis, abyste řekli dětem jejich zprávu na Facebooku. Počítače už vědí hodně o našich preferencích, například reklamní společnosti analyzují naše hledané výrazy a emaily, vytvořte každému člověku profil a snažte se mu zobrazovat jen ty reklamy, které ho skutečně zaujmou.
Do našich životů se také začíná vkrádat software, který napodobuje lidské chování: digitální asistenti- Siri od Applu, Cortana od Microsoftu a Watson od IBM - komunikují s uživatelem, odpovídají na jeho otázky, umí konverzovat i na abstraktní témata. Byly vyvinuty první chatboty, které úspěšně prošly Turingovým testem – to znamená, že uvádějí lidi, kteří s nimi komunikují, v omyl a přesvědčují je, že nejde o umělou inteligenci, ale o skutečného člověka.
Vědci zvažují i fantastickější možnosti vytvoření digitálního dvojčete: kompletní digitalizaci mozku, takzvané nahrání vědomí. Práce v tomto směru je ale nyní teprve v plenkách: například v rámci projektu Blue Brain by měla být do roku 2023 plně simulována digitální verze neokortexu, hlavní části lidské mozkové kůry.
Jak používat digitální dvojče
Promluvte si s člověkem po jeho smrti
Jedním z nejambicióznějších plánů je vytvořit takového dvojníka, který dokáže nahradit člověka po jeho smrti. "Až ty a já zemřeme, naše děti nepřijdou do našich hrobů." Půjdou spustit naše digitální dvojčata a promluví si s nimi,“ říká John Smart. „Ať tento scénář zní trochu přitaženě za vlasy,“ dodává. „Lidé už ale staví zeď nářků na stránkách zesnulých příbuzných v sociálních sítích a posílejte jim soukromé zprávy.“ Spisovatelé sci-fi a režiséři takové perspektivy milují. Například jedna ze zápletek v sérii Black Mirror vypráví, jak mladá žena nahradila svého manžela, který zemřel při autonehodě, digitální kopií. Později vědomí svého manžela „nahrála“ do androidího robota – tedy prakticky ho oživila.
Osobní asistent
Tato možnost je mnohem jednodušší na implementaci a nevyžaduje to vysoká úroveň kognitivní schopnosti. Do jisté míry se to již realizuje např digitální asistent Chytré karty Google analyzují vaše e-maily a vyhledávání a poskytují návrhy, které vám usnadní život. Digitální dvojče vám však může nejen něco říct, ale také převzít některé vaše úkoly, i když docela jednoduché: domluvit si schůzku s lékařem, domluvit si obchodní schůzku a v obchodě ukázat na produkty, které jsou nejvhodnější. pro váš jídelníček z hlediska obsahu.užitečné látky.
Nevýhody projektu
Jedním z hlavních nedostatků tohoto konceptu, který uznává i jeho ideolog John Smart, je naprosté narušení soukromí. Program bude číst veškerou vaši korespondenci, analyzovat nákupy a obecně všemi možnými způsoby proniká do toho, čemu se říká osobní život. Velké korporace, které sbírají méně dat, už čelí protestům.
John Smart
ideolog vytvoření digitálních dvojčatVíte, rád bych si uložil své zdravotní a finanční informace do malého trezoru, aby se k nim nikdo nedostal. Ale takové myšlení je atavismus. Pokud neobětujete své soukromí, nemůžete mnoho získat. Jsem si jist, že dokud lidé budou mít pocit, že mají technologii pod kontrolou, bude soukromí dat druhořadé.
Obrázek: Edward Blake Edwards
Němec Gref, prezident Sberbank, nedávno řekl, že za 5 let umělá inteligence nahradí mnoho lidí: 80 % rozhodnutí budou dělat stroje, a to povede k tomu, že o práci přijdou desítky tisíc lidí.
Expert na strojové učení a umělou inteligenci Pedro Domingos jde ještě dál: navrhuje, že lidé získají počítačový psychologický model své osobnosti. Jaká bude?
Sex, lži a strojové učení
Digitální budoucnost začíná uvědoměním si skutečnosti: interakce s počítačem – ať už je váš vlastní smartphone nebo server vzdálený tisíce mil – pokaždé, když to uděláte na dvou úrovních. První je touha okamžitě získat to, co potřebujete: odpověď na otázku, produkt, který chcete, novou kreditní kartu. Na druhé úrovni, strategické a nejdůležitější, řeknete počítači o sobě.
Čím více ho budete učit, tím lépe vám bude sloužit nebo manipulovat.
Jaký model své osobnosti chcete počítači nabídnout? Jaká data mu mohou být poskytnuta, aby sestavil tento model? Tyto otázky je třeba mít na paměti při každé interakci s algoritmem strojového učení – stejně jako při interakci s lidmi.
digitální zrcadlo
Přemýšlejte o všech svých datech, která jsou uložena ve všech počítačích na světě. Jedná se o e-maily, dokumenty MS Office, texty, tweety, účty na Facebooku a LinkedIn, historii vyhledávání na internetu, kliknutí, stažené soubory a objednávky, kreditní historii, daně, telefonní a lékařské záznamy, informace o řízení zaznamenané v palubní počítač vašeho auta, mapu pohybů registrovaných vaším mobilní telefon, všechny snímky, které jste kdy pořídili, krátká vystoupení na záběrech z bezpečnostních kamer.
Kdyby měl budoucí životopisec přístup pouze k tomuto „výtahu dat“ a k ničemu jinému, jaký by měl obraz? Pravděpodobně docela přesné.
Představte si, že jste vzali všechna svá data a dali je skutečnému Master Algorithm budoucnosti, který už má znalosti o lidském životě, které ho můžeme naučit. Vytvoří váš model a vy jej můžete nosit na flash disku v kapse. Samozřejmě to bude skvělý nástroj pro introspekci – jak se na sebe podívat do zrcadla. Zrcadlo by ale bylo digitální a ukazovalo by nejen váš vzhled, ale vše, co se dá sledováním vás naučit. Zrcadlo mohlo ožít a mluvit.
Výhody digitálního dvojčete
Co byste chtěli dělat, jaké úkoly svěřit své digitální spřízněné duši? Pravděpodobně první věc, kterou byste od své modelky chtěli, je dát jí pokyn, aby vaším jménem vyjednávala se světem: pusťte ji do kyberprostoru, aby pro vás hledala nejrůznější věci.
Ze všech knih na světě vám doporučí tucet, které si budete chtít přečíst jako první, a ta rada je tak hluboká, že by se o tom Amazonu ani nesnilo. Totéž se stane s filmy, hudbou, hrami, oblečením, elektronikou, čímkoli. Vaše lednice bude samozřejmě vždy plná. Model bude filtrovat váš e-mail a hlasová pošta, novinky na Facebooku a aktualizace na Twitteru a v případě potřeby za vás odpovídejte.
Postará se o všechny nepříjemné maličkosti moderní život jako je kontrola účtů kreditních karet, odvolání proti nesprávným transakcím, plánování rozvrhu, obnovování předplatného a podávání daňových přiznání. Ta vám lék vybere, prověří u vašeho lékaře a objedná v internetovém obchodě.
Model vám řekne, kdo se vám líbí. A poté, co se poznáte a budete se mít rádi, se váš model spojí s modelem vašeho vyvoleného a vybere si restaurace, které se vám oběma budou líbit. A tady to začíná být opravdu zajímavé.
Modelová společnost
Ve velmi rychle se blížící budoucnosti nebudete jedinou osobou s „digitální polovinou“, která nepřetržitě zpracovává vaše objednávky. U každého se objeví podobný model osobnosti a modelky spolu budou neustále komunikovat.
Pokud hledáte práci a firma má X zaměstnanců, pak její model udělá pohovor s vaším. Jejich „rozhovor“ se bude v mnohém podobat skutečnému, „živému“ – váš model bude dobře poučen, například o vás nebude poskytovat negativní informace – celý proces však zabere jen zlomek vteřiny .
Ve světě Master Algorithm se „moji lidé budou kontaktovat vaši“ změní na „můj program bude kontaktovat váš program“. Každý člověk bude mít družinu robotů, navržených tak, aby mu usnadnili a zpříjemnili cestu kolem světa. Dohody, jednání, schůzky – to vše bude organizováno dříve, než pohnete prstem.
Vaše digitální spřízněná duše bude jako posilovač řízení: život půjde tam, kam chcete, ale s menším úsilím z vaší strany.
Neznamená to, že se ocitnete ve „filtrační bublině“ a bez překvapení uvidíte jen to, co se vám zaručeně bude líbit. Digitální člověk bude mnohem chytřejší, dostane pokyn, aby nechal prostor náhodě, nechal vás osahat si nové zážitky, hledat šťastné náhody.
Jak se modely zlepšují, interakce se bude stále více podobat tomu, co by se stalo ve skutečném světě, ale bude se dít in silico a milionkrát rychleji. Kyberprostor zítřka se promění ve velmi rozsáhlý paralelní svět, který si vybere vše nejslibnější k vyzkoušení ve skutečnosti. Bude to jako nové, globální podvědomí, kolektivní „Id“ lidstva nebo „To“.
Dnešní svět je pozoruhodný tím, že se v počítačích začaly objevovat teorie mysli. Zatím jsou tyto teorie stále primitivní, ale rychle se rozvíjejí a budeme s nimi muset pracovat neméně než s jinými lidmi, abychom dostali to, co chceme.
Na základě materiálů z knihy "Nejvyšší algoritmus"
V Rusku je dnes těžké mluvit o 4. průmyslové revoluci, ale věříme, že je nutné mluvit. Mezi technologické hybatele v průmyslových podnicích nové generace budou patřit platformy pro průmyslový internet věcí, které implementují koncept digitálního dvojčete.
Analytici Forrester definují digitální dvojče jako vytvoření skutečného fyzického objektu v abstraktní digitální podobě, který funguje jako prostředník pro jakékoli spojení se skutečným zařízením.
Podle General Electric je myšlenkou digitálního dvojčete jít nad rámec pouhé práce s digitálními modely. Společnost tvrdí, že údržba bude také probíhat v synchronizaci s digitálním modelem skutečného zařízení prostřednictvím senzorových systémů a komunikace.
Analytická agentura Gartner předpovídá, že do roku 2021 bude polovina velkých průmyslových společností používat digitální dvojčata a v důsledku toho tyto organizace získají 10% nárůst provozní efektivity.
„Digitální dvojčata pohánějí obchodní dopad internetu věcí tím, že nabízejí výkonný způsob monitorování a správy aktiv a procesů,“ řekl Alfonso Velosa, viceprezident pro výzkum ve společnosti Gartner. To je pro náš tým obzvláště vzrušující, protože jsme v projektu SAYMON velmi úzce zapojeni do automatizovaného monitorování a řízení, včetně informační systémy a internetové věci. Konkurence na trhu platforem pro správu IoT je samozřejmě poměrně silná – doslova každá velká digitální korporace dnes tvrdí, že má platformy, ale ne každému se podařilo vytvořit vlastní vývoj nebo získat společnost s hotovým řešením. Často je prohlášení o dostupnosti daň za slušnost - existuje technologický trend, existuje prohlášení korporace.
Dnes zatím s digitálními modely a kresbami nepracujeme – jsme otevření partnerům se zkušenostmi v této oblasti. Na tento moment máme zkušenosti ze spolupráce s firmou, která tvoří fotorealistické kopie průmyslových objektů a v důsledku toho se zrodil samostatný projekt VIOTR, spojující sílu digitalizovaného prostoru se schopností získávat data z reálných senzorů a videokamer, schopnost k ovládání spínačů, relé a klapek v reálném světě. Projekt VIOTR se dnes zaměřuje na vzdělávací technologie budoucnosti, ale v podstatě je součástí konceptu digitálního dvojčete.
Přesně to formulují i naši kolegové z Computer Weekly – nový přístup zahrnuje řízení komunikace mezi edge zařízeními a vnitřní systémy a zrcadlový odraz změny ve virtuálním modelu zařízení – jinými slovy, objeví se digitální dvojče.
Příklady ukazují, že i při tak jednoduchých operacích, jako je ovládání dveřních zámků, můžete dosáhnout značných úspor v provozu. Společnost Dormakaba, která vyrábí chytré dveřní zámky, používá ovládací software od roku 2012 terénní práce ServiceMax podnikání tím, že mu pomáhá řídit jeho instalace. Podrobné údaje o provozu jednotlivých dveří pomáhají společnosti Dormakaba a jejím partnerům spravovat budovy efektivněji. Nedávná studie Vanson Bourne pro ServiceMax zjistila, že průmyslové společnosti přicházejí kvůli neplánovaným odstávkám o 260 000 dolarů za hodinu. Předvídání selhání pomocí digitálních dvojčat může pomoci tento problém překonat. Digitální dvojče může poskytnout inženýrům v Dormakabě aktuální záznam o každé akci nebo události, kterou senzory na dveřích zaregistrují, zaznamenají instalace komponent a aktualizace firmwaru a mohou být použity. servisní tým Dormakaba určit životnost produktu spolu s Detailní popis bezpečnostní protokol, který je přivázán ke dveřím. Důležité je také zajistit úzkou komunikaci s dodavateli dílů a komponent a managementem životní cyklus produkt, který poskytuje extrémně přesnou úroveň kontroly a servisu. Použitím predikce digitálního zámku Dormakaba očekává snížení počtu hovorů zákazníků a zlepšení kvality služeb. Společně se Swisscom vznikla cloudová platforma pro správu zámků. Školení partnerů je důležitým prvkem této inovace a obchodní transformace, uznává Dormakaba.
Ve zprávě společnosti Gartner Digitální dvojčata ovlivní ekonomické a obchodní modely Analytická firma kreslí analogii mezi množstvím sběru dat prováděným společnostmi jako Google, Amazon a Netflix a množstvím dat, která digitální dvojčata v průmyslových firmách vytvoří, aby neustále monitorovala provoz zařízení připojených k řídicím systémům.
Analytici varují, že to bude vyžadovat ještě větší kontrolu nad komponentami a aktualizacemi softwaru a bude vyžadovat, aby se výrobci automobilů stali dodavateli softwaru. „Provozovatelé aktiv budou muset do svých provozních jednotek přidat softwarové dovednosti, protože přidávají chytřejší aktiva a také přidávají vlastnictví software a data do smluv o podpoře,“ varují analytici.
Obrázek z https://www.ge.com/ Existuje lepší způsob. Identifikace způsobů, jak zlepšit efektivitu konstrukčních a technologických konstrukčních procesů
Aaron Frenkel, Jan Larssen
Výroba produktu je bezpochyby nejdůležitější součástí všech procesů životního cyklu. V této fázi se představy mění ve skutečnost. A co víc, bez koordinovaných návrhových a výrobních procesů, které zajistí, že produkt bude úspěšně sestaven v dílně, zůstanou nápady jen krásnými plány nebo nebudou plně realizovány. Po mnoho let zůstaly způsoby navrhování a vývoje technologických postupů nezměněny a zachovávaly si všechny tradiční nevýhody, které vedou ke zvýšení nákladů a času. Vzhledem k tomu, že se dnes inovace staly životně důležitými pro přežití podniků vyrábějících stroje, Siemens PLM Software analyzoval předvýrobní procesy, aby identifikoval způsoby, jak je dále optimalizovat. V tomto článku Aaron Frankel, vrchní ředitel marketingu pro Machinery Solutions, a Jan Larsson, vrchní ředitel marketingu pro Evropu, Střední východ a Afriku ve společnosti Siemens PLM Software, diskutují o tom, které zdroje neefektivity by měly být odstraněny, aby bylo možné implementovat koncept „digitálního dvojčete produktu“ a jak to ovlivní způsob výroby produktů.
krásná symfonie
Pokud se ocitnete v moderní továrně, uvidíte úžasnou symfonii lidské práce, robotů a strojů, pohybu materiálů a dílů – to vše děláno s přesností na vteřinu, abyste drželi krok s harmonogramem. Obrázek je prostě fantastický.
V zákulisí ale uvidíme zastaralé procesy designu a technologické přípravy výroby. Nebudeme nikoho kritizovat. Vyvinout design produktu není samo o sobě malým úspěchem. Design může být velmi náročný úkol. V některých případech se produkt skládá z milionů dílů a na jeho vytvoření pracují tisíce zaměstnanců a partnerů, často po celém světě. Kromě toho kritická průmyslová odvětví, jako je elektronika (rychlejší procesory, miniaturizace), automobilový průmysl (zelené a snižování emisí) a letecký průmysl (zelené a kompozitní materiály), neustále usilují o optimalizaci a urychlení procesu vytváření nových produktů. Vzhledem k vysoké složitosti řešených úkolů je neochota odchýlit se od v praxi ověřených předvýrobních procesů celkem pochopitelná. Naši zákazníci však hlásí běžné problémy s návrhem a výrobou produktů, které v některých případech vedou k nákladným zpožděním.
Běžné problémy
Jedním z nejvážnějších problémů, který vidíme, je, že návrháři a technologové používají různé systémy. V praxi to vede k tomu, že konstruktéři předávají svůj vývoj technologům, kteří se snaží vytvářet technologické postupy v počítačové systémy na kterou jsou zvyklí. V tomto scénáři – a vyskytuje se velmi často – dochází k desynchronizaci informací, což ztěžuje kontrolu situace. Kromě toho se zvyšuje pravděpodobnost chyb.
Problémy se pravidelně objevují při vývoji půdorysů dílen. Důvodem je, že rozvržení se obvykle vytváří ve formě 2D půdorysů a papírových výkresů. To je dlouhý a pracný proces. 2D výkresy jsou důležitou součástí procesu, ale nemají potřebnou flexibilitu. Často se stává, že přeskupení zařízení v dílně není fixováno na výkresu. Problém se zhoršuje zejména při působení na rychle se měnících trzích (např. spotřební elektronika), které vyžadují neustálé rozšiřování a modernizaci výrobních systémů. Proč? Protože dvourozměrná rozložení postrádají inteligenci a asociativitu. Zabraňují technologům přesně vědět, co se děje v dílně, a rychle činit chytrá rozhodnutí.
Po vytvoření dispozice je vypracována technologická trasa. Zpravidla pak prochází fází kontroly. Zde leží další významná překážka růstu efektivity. Technologové obvykle musí počkat, až bude zařízení instalováno, aby mohli vyhodnotit výkon zařízení. Navíc, pokud jsou charakteristiky nižší, než se očekávalo, je příliš pozdě na vývoj alternativní technologie. Naše zkušenosti ukazují, že tato situace vede ke značným zpožděním.
Nakonec zákazníci hlásí ještě dva problémy na konci předprodukčního cyklu. Jedná se o posouzení provedení jednotlivých operací a celého technologického procesu jako celku.
Vzhledem k vysoké složitosti moderní výroby a častému nedostatku koordinace mezi různé systémy Při návrhu procesu není snadné identifikovat, které konkrétní operace nebo výrobní oblasti způsobují zpoždění v provozu celé linky. A pokud jde o samotnou výrobu produktu, zákazníci uvádějí, že je obvykle extrémně obtížné posoudit produktivitu a míru souladu skutečných procesů s plánovanými. A opět je problémem vysoká komplexnost a také chybějící zpětná vazba mezi výrobou, konstruktéry a technology.
Digitální dvojče
Digitální dvojče je virtuální kopie skutečného předmětu, která se chová stejně jako skutečný předmět. Aniž bychom se zde zabývali technickými detaily našich produktů, stačí říci, že naše nástroje Product Lifecycle Management (PLM) poskytují kompletní digitální platformu. Podporuje použití digitálních dvojčat, která přesně modelují komplexní návrh výrobku a výrobní procesy.
Co to všechno znamená v praxi? Pojďme se znovu podívat na výše uvedené kroky a ukázat si hlavní funkce, které nový přístup poskytuje.
Konstrukce
NX (a další CAD systémy) vytvoří model produktu a odešle jej do Teamcenteru ve formátu 3D JT. Během několika sekund aplikace vytvoří tisíce různých návrhů virtuálních produktů, které přesně odpovídají skutečnému produktu. K identifikaci potenciálních problémů jsou zároveň využívány technologie zpracování velkých dat, konstrukční a technologické informace (PMI) obsažené v modelech (tolerance, lícování, vztahy mezi díly a sestavami) a také základní popis technologického procesu. Tento přístup byl již ověřen v praxi při tvorbě naší společnosti elektronické produkty. Například jsme byli schopni okamžitě zjistit, že závitové otvory na výstupním video konektoru nebyly přesně zarovnány s otvory pro šrouby na desce plošných spojů. Pokud by chyba zůstala neodhalena, mělo by to za následek záruční nároky ze strany zákazníků: konektor se mohl uvolnit z tištěný spoj. Včasná identifikace konstrukčních chyb významně šetří čas a peníze, a to jak při vývoji technologie, tak ve výrobě.
Navrhování technologických postupů
Digitální dvojče zlepšuje spolupráci mezi designéry a technology, optimalizuje výběr místa a výrobní technologie a také alokaci potřebných zdrojů. Zvažte příklad provádění změn v procesu sestavení. Pomocí našeho software, procesní inženýři na základě nové specifikace návrhu přidávají do pracovního 3D modelu procesu nové operace. Je možné simulovat jakýkoli výrobní systém odkudkoli na světě: řekněme technologové v Paříži připravují výrobu v závodě v Riu. S informací o čase pro každou přidanou operaci technologové zkontrolují, zda nová technologická cesta splňuje zadané výkonnostní ukazatele. Pokud tomu tak není, pak se technologické operace vymění nebo přeskupí. Poté se opět provádí numerická simulace, dokud zvolená technologická cesta nesplňuje požadavky. Nový pracovní postup je okamžitě k dispozici všem vývojářům ke schválení. Pokud jsou identifikovány nějaké problémy, pak konstruktéři a technologové spolupracují na jejich odstranění.
půdorysy prodejny
Při práci na layoutech doporučujeme vytvořit digitální dvojče obsahující mechanické vybavení, automatizační systémy a zdroje a jasně související s celým „ekosystémem“ designu a technologické předvýroby. Pomocí sady PLM nástrojů lze přehazovat technologické operace pomocí drag and drop. Stejně snadné je umístění zařízení a personálu na výrobní lince a simulace jejího provozu. Je to velmi jednoduché, ale zároveň výjimečné účinná metoda tvorba a editace technologických postupů. Když jsou provedeny konstrukční změny, které vyžadují nový průmyslový robot, specialisté na numerické simulace například ověřují, zda je možné nainstalovat robota této velikosti, aniž by narazil na dopravník. Projektant plánu prodejny provede potřebné úpravy a připraví oznámení o změnách, na základě kterých nákupní oddělení nakupuje nové vybavení. Tato analýza důsledků provedených změn vám umožní vyhnout se chybám a v případě potřeby okamžitě informovat dodavatele.
Kontrola technologických návrhových rozhodnutí
V kontrolní fázi je digitální dvojče použito k virtuálnímu ověření procesu montáže. Virtuální modelování a kvantitativní analýza vám umožní vyhodnotit všechny faktory spojené s manuální prací v sestavě a identifikovat problémy, jako je nepohodlné držení těla pracovníka. To umožňuje vyhnout se únavě a pracovním úrazům. Na základě výsledků simulace jsou vytvořena tréninková videa a návody.
Optimalizace výkonu
Digitální dvojče slouží ke statistickému modelování a vyhodnocování navrženého technologického systému. S ním lze snadno určit, zda má být použita manuální práce, roboti nebo kombinace robotů a dělníků. Všechny procesy lze numericky simulovat až do spotřeby energie jednoho stroje, aby se technologie co nejvíce optimalizovala. Analýza ukazuje, kolik dílů je vyrobeno v každé operaci. To zajišťuje, že výkon skutečné výrobní linky bude odpovídat cíli.
a skutečné světy. To umožňuje porovnat návrhový projekt se skutečně vyrobeným.
produkt. Obrázek ukazuje, jak se používají technologie velkých dat
shromažďovat aktuální informace o kvalitě produktu, které jsou předávány k analýze
na digitální dvojče uložené v Teamcenteru
Výroba produktu
Digitální dvojče poskytuje zpětná vazba mezi reálným a virtuálním světem, což umožňuje optimalizovat výrobní procesy produktů. Technologické pokyny jsou přenášeny přímo do dílny, kde je spolu s videi obdrží obsluha zařízení. Operátoři poskytují návrhářům výrobní data (jako je mezera mezi dvěma šrouby panelu), zatímco jiné automatizované systémy shromažďují údaje o výkonu. Následně dochází k porovnání konstrukčního projektu a skutečně vyrobeného produktu, přičemž jsou zjištěny a odstraněny odchylky.
Nové přístupy k práci
Použití digitálního dvojčete, které je přesnou kopií skutečného produktu, pomáhá rychle identifikovat potenciální problémy, urychluje přípravu výroby a snižuje náklady. Přítomnost digitálního dvojčete navíc zaručuje možnost výroby produktu navrženého designéry; všechny technologické procesy jsou udržovány v aktuálním stavu a synchronizovány; vyvinuté technologie se ukázaly být použitelné a výroba funguje přesně podle plánu. Digitální dvojče vám umožní vyzkoušet, jak lze nové technologie integrovat do stávajících výrobních linek. Odpadají tak rizika spojená s nákupem a instalací zařízení.
Strojírenství je jedním z nejvyspělejších oborů světového průmyslu, kde se dlouhodobě uplatňují osvědčené, ale zastaralé přístupy k technologické přípravě výroby. Je čas přinést ducha inovací, který dláždí cestu k úspěchu ve vývoji a výrobě produktů. Je čas vyzkoušet něco nového!