Sve više preduzeća pokazuje interesovanje za temu digitalizacije proizvodnje. U to su se uverili organizatori regionalne naučno-tehničke konferencije „Digitalizacija proizvodnih procesa“. Primena industrijskog softvera za izgradnju digitalnih preduzeća“, koji se nedavno održao u Samari.

Pokrenula ga je grupa kompanija SMS-Automation, poznata kao univerzalni integrator specijalizovan za kreiranje i podršku sistema industrijske automatizacije, zajedno sa odeljenjem za digitalnu proizvodnju Siemensa, jednog od najvećih svetskih koncerna u oblasti automatizacije i elektrotehnike. proizvoda, sa kojima programeri iz Samare imaju više od dve decenije plodne saradnje.

Forum proizvođača i programera informacionih sistema podržalo je i Ministarstvo industrije i tehnologije Samarske oblasti. Njegovi stručnjaci su više puta zabilježili uspjehe grupe kompanija u oblasti industrijske automatizacije i izgradnje velikih informacionih sistema.

Predstavnici industrijskih preduzeća Samarske regije upoznati su sa konceptualnim okvirom i specifičnim alatima za izgradnju efikasne digitalne proizvodnje. Industrijska automatizacija je samo dio digitalizacije, odnosno digitalizacije, kako je još nazivaju. Digitalizacija je automatizacija procesa tokom cijelog životnog ciklusa proizvoda, opreme ili poduzeća. U to se uklapa projekat, njegovo funkcioniranje i modernizacija.

Izvještaj predsjednika Upravnog odbora Grupe kompanija SMS-Automation Andreja Sidorova „Industrijski softver kao alat za digitalizaciju“ izazvao je veliko interesovanje učesnika konferencije. „Na pragu smo intelektualizacije upravljačkih sistema“, primetio je Andrej Sidorov (na donjoj fotografiji). - Sada proizvođači opreme na Zapadu mijenjaju model proizvodnje. Oprema počinje da ima digitalnog blizanca. Promjena poslovnog modela značit će da će digitalni blizanac biti značajan faktor pri odabiru dobavljača.”

Digitalizacija također znači testiranje situacija na virtualnim digitalnim modelima, što vam omogućava da uštedite ogromne količine novca. Siemens je već na svom mestu za digitalizaciju, ne čekajući dolazak mašine za proizvodnju delova, pošto ju je dobio virtuelna slika, povezuje virtualne robote na njega i započinje otklanjanje grešaka u tehnološkim procesima bez gubljenja vremena.

Teme koje su pokrenuli stručnjaci u vezi sa upotrebom specifičnih alata za digitalnu produkciju su sa zanimanjem primljeni od strane učesnika konferencije i izazvali su mnoga pitanja i diskusije. Pored izveštaja, pažnju gostiju konferencije privukli su demo štandovi sa praktičnim primerima implementacije principa digitalizacije u realnosti sistema upravljanja procesima industrijskih preduzeća u Rusiji. Posebna pažnja na konferenciji je posvećena temama sigurnost informacija savremeni sistemi automatizacije. Upoznavanje trenutni trendovi razvoj preduzeća u okviru koncepta Industrije 4.0, prema mišljenju stručnjaka, može postati dodatni alat u procesu povećanja konkurentnosti u eri industrije 4.0.

Postoji bolji način. Identifikacija načina za poboljšanje efikasnosti inženjerskih i tehnoloških procesa projektovanja

Aron Frenkel, Jan Larssen

Proizvodnja proizvoda je nesumnjivo najvažniji dio svih procesa životnog ciklusa. U ovoj fazi ideje se pretvaraju u stvarnost. Štoviše, bez koordiniranog dizajna i procesa proizvodnje koji bi osigurali uspješnu montažu proizvoda u radnji, ideje će ostati samo lijepi crteži ili neće biti u potpunosti implementirane. Dugi niz godina načini projektovanja i razvoja tehnoloških procesa ostali su nepromijenjeni, zadržavajući sve tradicionalne nedostatke koji dovode do povećanja troškova i rokova. Uzimajući u obzir da su danas inovacije postale vitalne za opstanak mašinogradnji, Siemens PLM Software je analizirao predproizvodne procese kako bi identifikovao načine da ih dalje optimizuje. U ovom članku, Aaron Frankel, viši direktor marketinga za rješenja za mašinsko inženjerstvo, i Jan Larsson, viši direktor marketinga za Evropu, Bliski istok i Afriku u Siemens PLM Software, raspravljaju o tome koje izvore neefikasnosti treba eliminisati da bi se uveo koncept “digitalni blizanac proizvoda” i kako će to utjecati na način na koji se proizvodi proizvode.

Predivna simfonija

Ako se nađete u modernom preduzeću, videćete neverovatnu simfoniju rada ljudi, robota i mašina, kretanja materijala i delova – a sve se to radi precizno do sekunde kako bi se išlo po planu. Slika ispada jednostavno fantastična.

Ali iza kulisa ćemo vidjeti zastarjele procese dizajna i tehnološke pripreme proizvodnje. Nećemo nikoga kritikovati. Razvoj dizajna proizvoda nije samo po sebi malo dostignuće. Dizajniranje može biti vrlo izazovan zadatak. U nekim slučajevima, proizvod se sastoji od miliona delova, a hiljade zaposlenih i partnera rade na njegovom kreiranju, često širom sveta. Štaviše, u kritičnim industrijama kao što su elektronika (brži procesori, minijaturizacija), automobilska (održivost i smanjenje emisija) i vazduhoplovstvo (održivost i uvođenje kompozitnih materijala), postoji stalna želja za optimizacijom i ubrzanjem stvaranja novih tehnologija.proizvoda. Uzimajući u obzir visoku složenost problema koji se rješavaju, sasvim je razumljiva nevoljkost da se odstupi od praksom testiranih predprodukcijskih procesa. Međutim, naši kupci prijavljuju uobičajene probleme u dizajnu i proizvodnji proizvoda, koji u nekim slučajevima dovode do skupih kašnjenja.

Uobičajeni problemi

Jedan od najvećih izazova koji vidimo je da dizajneri i tehnolozi koriste različite sisteme. U praksi to dovodi do činjenice da dizajneri prenose svoj razvoj na tehnologe koji pokušavaju kreirati tehnološke procese u kompjuterski sistemi, na koje su navikli. U ovom scenariju - a to se dešava vrlo često - informacije se desinhroniziraju, što otežava kontrolu situacije. Osim toga, povećava se vjerovatnoća grešaka.

Problemi se redovno javljaju prilikom izrade rasporeda radionica. Razlog tome je što se tlocrti obično kreiraju u obliku dvodimenzionalnih tlocrta i crteža na papiru. Ovo je dug i radno intenzivan proces. 2D crteži su važan dio procesa, ali nemaju fleksibilnost koja vam je potrebna. Često se dešava da se preuređivanje opreme u radionici ne evidentira na crtežu. Problem je posebno akutan kada se posluje na tržištima koja se brzo mijenjaju (kao što je potrošačka elektronika), koja zahtijevaju kontinuirano širenje i modernizaciju proizvodnih sistema. Zašto? Zato što dvodimenzionalnim izgledima nedostaje inteligencija i asocijativnost. One sprečavaju tehnologe da znaju šta se tačno dešava u radnji i da brzo donesu pametne odluke.

Nakon izrade plana, razvija se tehnološka ruta. Po pravilu, tada prolazi kroz fazu kontrole. Ovdje leži još jedna značajna prepreka povećanju efikasnosti. Tehnolozi obično moraju da čekaju dok se oprema ne instalira da bi procenili performanse opreme. Štaviše, ako se ispostavi da su karakteristike niže od očekivanih, tada bi moglo biti prekasno za razvoj alternativne tehnologije. Naše iskustvo je da ova situacija rezultira značajnim kašnjenjima.

Konačno, kupci prijavljuju dva dodatna problema koja se javljaju kasno u predproizvodnom ciklusu. Ovo je procjena učinka pojedinih operacija i svega tehnološki proces općenito.

Zbog visoke složenosti moderne proizvodnje i čestog nedostatka koordinacije između različitih sistema dizajna procesa, identifikacija specifičnih operacija ili proizvodnih područja uzrokuje kašnjenja na liniji može biti izazovna. A kada je u pitanju stvarna proizvodnja proizvoda, kupci navode da je obično izuzetno teško procijeniti performanse i stepen u kojem stvarni procesi odgovaraju planiranim. Još jednom, problem leži u visokoj složenosti, kao iu nedostatku povratne informacije između proizvodnje, dizajnera i tehnologa.

Digitalni blizanac

Digitalni blizanac je virtuelna kopija stvarnog objekta koji se ponaša na isti način kao i pravi objekat. Ne ulazeći ovdje u tehničke detalje naših proizvoda, dovoljno je reći da naše kontrole životni ciklus proizvodi (PLM) omogućavaju stvaranje kompletne digitalne platforme. Podržava upotrebu digitalnih blizanaca koji precizno modeliraju end-to-end dizajn proizvoda i proizvodne procese.

Šta sve ovo znači u praksi? Pogledajmo ponovo gore navedene korake i pokažimo glavne mogućnosti koje pruža novi pristup.

Izgradnja

NX (i drugi CAD sistemi) kreira model proizvoda i prenosi ga u Teamcenter u 3D JT formatu. U roku od nekoliko sekundi, aplikacija kreira hiljade različitih virtuelnih verzija proizvoda koje tačno odgovaraju stvarnom proizvodu. Istovremeno, za identifikaciju potencijalnih problema koriste se tehnologije obrade velikih podataka, projektne i tehnološke informacije (PMI) sadržane u modelima (tolerancije, nasjedanja, veze između dijelova i sklopova), kao i osnovni opis tehnološkog procesa. Ovaj pristup je već testiran u praksi prilikom kreiranja elektronskih proizvoda naše kompanije. Na primjer, uspjeli smo odmah utvrditi da se rupe za vijke na video izlaznom konektoru ne poklapaju tačno sa rupama za vijke na PCB-u. Da greška nije otkrivena, to bi rezultiralo potraživanjem garancije od strane kupaca: konektor bi se mogao odvojiti od štampana ploča. Identifikovanje grešaka u dizajnu u ranoj fazi štedi značajno vreme i novac, kako tokom razvoja tehnologije tako i tokom proizvodnje.

Dizajn procesa

Digitalni blizanac vam omogućava da poboljšate saradnju dizajnera i tehnologa, optimizujete izbor lokacije i tehnologije proizvodnje, kao i alokaciju potrebnih resursa. Pogledajmo primjer unošenja promjena u proces izgradnje. Koristeći naše softver, procesni inženjeri, na osnovu nove projektne specifikacije, dodaju nove operacije u radni 3D model tehnološkog procesa. Možete simulirati bilo koji proizvodni sistem dok ste bilo gdje u svijetu: recimo, tehnolozi u Parizu pripremaju proizvodnju u fabrici u Riju. Imajući informacije o vremenu za svaku dodatnu operaciju, tehnolozi provjeravaju da li nova ruta procesa ispunjava navedene pokazatelje učinka. Ako to nije slučaj, tada se tehnološke operacije zamjenjuju ili preuređuju. Numeričke simulacije se zatim ponovo izvode sve dok odabrana ruta procesa ne zadovolji zahtjeve. Novi tok posla je odmah dostupan svim programerima za odobrenje. Ako se identifikuju problemi, dizajneri i tehnolozi rade zajedno na njihovom otklanjanju.

Izgledi radionica

Prilikom rada na layoutima, preporučujemo kreiranje digitalnog blizanca koji sadrži mehaničku opremu, sisteme automatizacije i resurse, jasno povezane sa cjelokupnim „ekosistemom“ dizajna i tehnološke predprodukcije. Koristeći skup PLM alata, koraci procesa se mogu zamijeniti povlačenjem i ispuštanjem. Jednako je lako postaviti opremu i osoblje na proizvodnu liniju i simulirati njen rad. Vrlo je jednostavan, ali u isto vrijeme izuzetan efikasan metod kreiranje i uređivanje tehnoloških procesa. Kada se naprave promjene u dizajnu koje zahtijevaju korištenje novog industrijskog robota, stručnjaci za numeričku simulaciju provjeravaju, na primjer, da li je moguće instalirati robota ove veličine bez udaranja u transporter. Izrađivač rasporeda radionice vrši potrebne izmjene i priprema obavještenje o promjenama, na osnovu čega odjel nabave vrši nabavku nove opreme. Ova analiza posljedica promjena omogućava izbjegavanje grešaka i po potrebi odmah obavještavanje dobavljača.

Kontrola tehnoloških projektantskih rješenja

Tokom faze inspekcije, digitalni blizanac se koristi za virtuelnu provjeru procesa sklapanja. Virtuelna simulacija i kvantitativna analiza mogu procijeniti sve faktore povezane s ručnim radom u montaži i identificirati probleme kao što je nezgodan položaj radnika. To omogućava izbjegavanje umora i ozljeda na radu. Na osnovu rezultata simulacije kreiraju se trenažni video zapisi i uputstva.

Optimizacija performansi

Digitalni blizanac se koristi za statističko modeliranje i evaluaciju projektovanog tehnološkog sistema. Olakšava određivanje da li treba koristiti ručni rad, robote ili kombinaciju robota i radnika. Numeričke simulacije svih procesa mogu se provoditi, sve do potrošnje energije pojedine mašine, kako bi se tehnologija što više optimizirala. Analiza pokazuje koliko se dijelova proizvodi u svakoj operaciji. Ovo osigurava da će performanse stvarne proizvodne linije odgovarati cilju.

i stvarni svetovi. Ovo vam omogućava da uporedite projektni projekat sa stvarno proizvedenim.
proizvod. Slika pokazuje kako se primjenjuju tehnologije velikih podataka
prikupljanje aktuelnih informacija o kvalitetu proizvoda, koje se prenose na analizu
u digitalni blizanac pohranjen u Teamcenter-u

Proizvodnja proizvoda

Digitalni blizanac pruža povratnu informaciju između stvarnog i virtualnog svijeta, što omogućava optimizaciju procesa proizvodnje proizvoda. Tehnološka uputstva se prenose direktno u radionicu, gde ih operateri opreme dobijaju zajedno sa video zapisima. Operateri daju dizajnerima podatke o proizvodnji (kao što je da li postoji razmak između dva vijka koji drže ploču na mjestu), dok drugi automatizovani sistemi prikupiti informacije o učinku. Zatim se vrši poređenje između projektnog dizajna i stvarno proizvedenog proizvoda, a odstupanja se identifikuju i eliminišu.

Novi pristupi radu

Upotreba digitalnog blizanca, koji je tačna kopija stvarnog proizvoda, pomaže u brzom prepoznavanju potencijalnih problema, ubrzava pripremu proizvodnje i smanjuje troškove. Osim toga, prisustvo digitalnog blizanca garantuje mogućnost proizvodnje proizvoda dizajniranog od strane dizajnera; svi tehnološki procesi se održavaju u ažurnom i sinhronizovanom stanju; razvijene tehnologije ispadaju operativne, a proizvodnja funkcioniše tačno kako je planirano. Digitalni blizanac vam omogućava da testirate kako se nove tehnologije mogu integrisati u postojeće proizvodne linije. Time se eliminišu rizici koji nastaju prilikom kupovine i ugradnje opreme.

Mašinstvo je jedna od najnaprednijih grana svjetske industrije u kojoj se odavno koriste dokazani, ali zastarjeli pristupi tehnološkoj pripremi proizvodnje. Vrijeme je da se donese duh inovacije koji otvara vrata uspjehu u razvoju i proizvodnji proizvoda. Vrijeme je da probate nešto novo!

Zahvaljujemo se urednicima korporativnog časopisa „Sibirska nafta“ Gazprom njefta PJSC na pružanju ovog materijala.

Šta je digitalni blizanac?

Digitalni blizanac je nova riječ u modeliranju i planiranju proizvodnje – jedinstveni model koji pouzdano opisuje sve procese i odnose kako u zasebnom pogonu tako i unutar cijelog proizvodnog sredstva u obliku virtuelne instalacije i simulacijski modeli. Tako se stvara virtuelna kopija fizički svijet.

Upotreba digitalnog blizanca, koji je tačna kopija stvarne imovine, pomaže da se brzo simulira razvoj događaja u zavisnosti od određenih uslova i faktora, pronađu najefikasniji načini rada, identifikuju potencijalni rizici, integrišu nove tehnologije u postojeće proizvodne linije , te smanjiti vrijeme i troškove implementacije projekta. Dodatno, digitalni blizanac pomaže u identifikaciji sigurnosnih koraka.

Moderne tehnologije omogućavaju izgradnju digitalnih blizanaca apsolutno bilo kojeg proizvodnog sredstva, bilo da se radi o rafineriji nafte ili logističkoj kompaniji. Ove tehnologije će u budućnosti omogućiti daljinsko upravljanje cjelokupnim proizvodnim procesom u realnom vremenu. Na osnovu digitalnog blizanca moguće je kombinovati sve sisteme i modele koji se koriste za planiranje i upravljanje proizvodnim aktivnostima, čime će se povećati transparentnost procesa, tačnost i brzina donošenja odluka.

Digitalni blizanac se može smatrati i elektronskim pasošem proizvoda, u kojem se evidentiraju svi podaci o sirovinama, materijalima, izvršenim operacijama, ispitivanjima i laboratorijskim ispitivanjima. To znači da će sve informacije, od crteža i tehnologije proizvodnje do pravila održavanja i odlaganja, biti digitalizirane i dostupne za čitanje uređajima i ljudima. Ovaj princip nam omogućava da pratimo i garantujemo kvalitet proizvoda i obezbedimo njihovu efikasnu uslugu.

Od crteža do 3D modela

Malo istorije. Ljudima su oduvijek bili potrebni crteži i dijagrami, od trenutka prvih izuma - kotač i poluga, kako bi jedni drugima prenijeli informacije o dizajnu ovih uređaja i pravilima za njihovu upotrebu. U početku su to bili primitivni crteži koji su sadržavali samo najjednostavnije informacije. Međutim, dizajn je postao složeniji, a slike i upute detaljnije. Od tada su tehnologije za vizualizaciju, dokumentovanje i pohranjivanje znanja o strukturama i mehanizmima prešle dug put. Ipak, dugo je papir ostao glavni medij za bilježenje inženjerskih ideja, a avion je ostao radni prostor.

U drugoj polovini dvadesetog veka postalo je jasno da uobičajena armija crtača naoružanih daskama za crtanje više nije u stanju da prati brzi rast industrijske proizvodnje i složenost inženjerskog razvoja. Ubrzanje obrade obimnih i složenih informacija (na primjer, tehnološka instalacija za atmosfersku destilaciju nafte sadrži više od 30 tisuća komada opreme) zahtijevala je promjenu tehnologije rada dizajnera, projektanata, graditelja, tehnologa, stručnjaka za rad i održavanje. Evolucija alata za tehničko projektovanje napravila je još jedan zaokret, a početkom 90-ih godina prošlog veka sistemi za projektovanje pomoću računara (CAD) došli su u naftnu industriju. U početku su koristili 2D crteže, a onda su krajem 2000-ih došli do 3D.

Moderni sistemi dizajna omogućavaju inženjerima da izvedu raspored i projektovanje industrijskih objekata u volumetrijskom obliku, uzimajući u obzir sva ograničenja i zahtjeve proizvodnog procesa, kao i zahtjeve industrijske sigurnosti.

Savremeni sistemi projektovanja omogućavaju inženjerima da planiraju i projektuju industrijske objekte u volumetrijskom obliku, uzimajući u obzir sva ograničenja i zahteve proizvodnog procesa, kao i zahteve industrijske bezbednosti. Uz njihovu pomoć možete kreirati dizajnerski model određene instalacije i pravilno postaviti tehnološke i tehničke komponente na nju bez kontradikcija i sudara. Iskustvo to pokazuje kroz upotrebu slični sistemi moguće je smanjiti broj grešaka i nedosljednosti tokom projektovanja i rada za 2-3 puta razne instalacije. Ova cifra je impresivna kada se uzme u obzir da je za veliku industrijsku opremu broj grešaka koje se moraju ispraviti tokom procesa pregleda dizajna u hiljadama.

Sa stanovišta dizajnera i graditelja, upotreba 3D modela omogućava radikalno poboljšanje kvalitete projektne dokumentacije i skraćuje vrijeme projektiranja. Konstruisani informacioni model objekta pokazuje se korisnim u operativnoj fazi. Ovo novi nivo vlasništvo nad industrijskim objektom u kojem osoblje može dobiti sve informacije potrebne za donošenje odluke ili izvršenje zadatka u najkraćem mogućem roku, na osnovu postojećeg modela. Štaviše: kada nakon nekog vremena bude potrebna modernizacija opreme, budući projektanti će imati pristup svim relevantnim informacijama, sa istorijom popravki i održavanja.

Omsk pilot

Sergej Ovčinikov, šef odeljenja za sisteme upravljanja u Gasprom njeftu:

Razvoj i implementacija sistema za upravljanje inženjerskim podacima je, bez sumnje, važan dio inovativnog razvoja jedinice logistike, obrade i prodaje. Funkcionalnost koja je svojstvena SUPRID-u i potencijal sistema omogućit će jedinici posebno i kompaniji u cjelini da postanu lideri u digitalnom upravljanju inženjerskim podacima u preradi nafte. Štaviše, ovaj softverski proizvod je važna komponenta čitave linije povezanih IT sistema, koji predstavljaju temelj BLPS Performance Management Centra koji se trenutno stvara.

Gasprom njeft je 2014. godine pokrenuo projekat stvaranja sistema za upravljanje inženjerskim podacima za postrojenja za preradu nafte - SUPRID. Projekat se zasniva na korišćenju tehnologija 3D modeliranja za projektovanje, izgradnju i održavanje industrijskih objekata. Zahvaljujući njihovoj upotrebi, smanjuje se vrijeme potrebno za izgradnju i rekonstrukciju postrojenja za preradu nafte, povećava efikasnost i sigurnost njihovog rada, a smanjuje vrijeme zastoja procesne opreme postrojenja. Implementacija savremeni sistem Upravljanje inženjerskim podacima na najnovijoj platformi Smart Plant for Owners/Operators (SPO) provode stručnjaci iz odjela kontrolnih sistema jedinice za logistiku, obradu i prodaju, kao i podružnice ITSK i Avtomatika servis.

Krajem prošle godine uspješno je završen pilot projekat implementacije funkcionalnosti platforme i postavljanja poslovnih procesa za novorekonstruiranu primarnu preradu nafte u Rafineriji Omsk - AT-9. Sistem implementira funkcionalnost za pohranjivanje, upravljanje i ažuriranje informacija o instalaciji tokom cijelog njenog životnog ciklusa: od izgradnje do rada. Uz sistem razvijena je regulatorna i metodološka dokumentacija, zahtjevi za projektanta i standardi za upravljanje inženjerskim podacima. "SUPRID" je dobar pomagac na poslu“, istakao je Sergej Šmit, šef instalacije AT-9 u Rafineriji u Omsku. — Sistem vam omogućava da brzo pristupite inženjerskim informacijama o bilo kojoj opremi, pregledate njen crtež, razjasnite tehničke parametre, lokalizujete lokaciju i izvršite merenja na trodimenzionalnom modelu koji tačno reproducira stvarnu instalaciju. Upotreba SUPRID-a pomaže, između ostalog, u obuci novih specijalista i pripravnika.”

Kako radi?

Zadatak SUPRID sistema je da pokrije sve faze životnog ciklusa tehnološkog objekta. Započnite prikupljanjem inženjerskih informacija u fazi projektovanja, a zatim ažurirajte informacije u narednim fazama - izgradnja, rad, rekonstrukcija, prikaz trenutnog stanja objekta.

Sve počinje sa informacijama od dizajnera, koje se sekvencijalno prenose i učitavaju u sistem. Početne podatke čine: projektna dokumentacija, podaci o funkcionalno-tehnološkoj i građevinsko-montažnoj strukturi objekta, inteligentni tehnološki dijagrami. Upravo ta informacija postaje osnova informacioni model, koji vam omogućava da trenutno dobijete ciljane informacije o građevinskim projektima i tehnološkom dijagramu instalacije, što vam omogućava da u nekoliko sekundi pronađete željenu poziciju procesne opreme, instrumentacijske opreme na tehnološkom dijagramu i odredite njeno učešće u tehnološkom procesu .

Zauzvrat, koristeći 3D model dizajna objekta učitanog u sistem, možete ga vizualizirati, vidjeti konfiguraciju blokova, prostorni raspored opreme, okruženje sa susjednom opremom i izmjeriti udaljenosti između različitih elemenata instalacije. Uvezivanjem je završeno formiranje operativnog informacionog modela izvršnu dokumentaciju i 2D i 3D modele „kao što je izgrađeno“, pružajući mogućnost dobijanja detaljnih informacija o svojstvima i tehničkim karakteristikama bilo koje opreme ili njenih elemenata u fazi rada. Dakle, sistem je strukturiran i međusobno povezan skup svih inženjerskih podataka o objektu i njegovoj opremi.

Roman Komarov, zamjenik šefa odjela za inženjerske sisteme u ITSK-u, menadžer razvoja u SUPRID-u:

Nakon dugogodišnjeg procjenjivanja prednosti projekta i preliminarne izrade, pilot sistem je implementiran u kratkom vremenu. Implementacija SUPRID-a omogućila je kompaniji da dobije alat za upravljanje inženjerskim podacima postrojenja za preradu nafte. Sljedeći globalni korak, kojem ćemo se postepeno približavati, je formiranje digitalnog informacionog modela rafinerije nafte.

Do danas je više od 80.000 dokumenata već učitano u elektronsku arhivu SUPRID-a. Sistem omogućava pozicionu pretragu za ažurirane informacije o bilo kojoj vrsti opreme, pružajući korisniku sveobuhvatne informacije o svakoj poziciji, uključujući specifikacije, ukupne dimenzije, dizajn materijala, projektni i radni parametri itd. “SUPRID” omogućava pregled bilo kojeg dijela instalacije u trodimenzionalnom modelu ili na tehnološkom dijagramu, otvorene skenirane kopije dokumenata koji se odnose na ovu poziciju: radna, izvršna ili operativna dokumentacija (pasoši, akti, crteži itd. ).

Ova varijabilnost značajno smanjuje vrijeme utrošeno na pristup ažurnim informacijama i njihovu interpretaciju, te omogućava izbjegavanje grešaka pri rekonstrukciji i tehničkom preopremanju objekta, te zamjeni zastarjele opreme. "SUPRID" pomaže u analizi rada instalacije i njene opreme pri ocjeni operativne efikasnosti, olakšava pripremu izmjena tehnoloških propisa, istraživanje kvarova, kvarova, nezgoda na objektu, edukaciju i obuku operativnog osoblja.

"SUPRID" je integrisan sa ostalim informacioni sistemi BLPS i čini jedinstveno informaciono okruženje za inženjerske podatke, koje će, između ostalog, postati osnova za inovativni Centar za upravljanje performansama jedinica. Međuodnos sa programima kao što je KSU NSI ( korporativni sistem upravljanje regulatornim i referentnim informacijama), SAP TORO (održavanje i popravak opreme), MS PSD (sistem za upravljanje projektnom i predračunskom dokumentacijom) „TrackDoc“, Meridium APM, čini jedinstven integrisani sistem za automatizaciju procesa upravljanja proizvodnim sredstvima rafinerija nafte, što omogućava povećanje ekonomskog efekta od njihovog dijeljenja za kompaniju.

Efikasnost projekta

U relativno kratkom vremenskom periodu, IT stručnjaci Gazprom njefta uspeli su ne samo da savladaju zamršenosti SPO platforme na kojoj je izgrađen sistem upravljanja inženjerskim podacima, već i da stvore potpuno novu infrastrukturu za kompaniju, razviju set regulatornih dokumentima, te u konačnici razviti kvalitativno novi pristup izgradnji postrojenja za preradu nafte.

Čak iu ranoj fazi projekta postalo je očigledno da će sistem biti tražen od strane operativnih službi fabrike i usluga kapitalne izgradnje. Dovoljno je reći da se njegovom upotrebom štedi i do 30% radnog vremena na traženju i obradi tehničke informacije za bilo koji objekat. Kada se “SUPRID” integriše sa sistemima za regulatorne i referentne informacije, održavanje i popravku opreme, projektnu i predračunsku dokumentaciju i ostalo, aktuelni inženjerski podaci postaju dostupni za brzo i kvalitetno održavanje procesne opreme. Mogućnosti sistema takođe omogućavaju kreiranje simulatora za operativne službe, što će nesumnjivo povećati nivo obuke njihovih stručnjaka. Za odjeljenja kapitalne izgradnje rafinerije, sistem će postati alat za projektovanje u fazi manjih i srednjih remonta. Ovakav pristup uvelike pojednostavljuje praćenje toka rekonstrukcije industrijskih objekata i poboljšava kvalitet popravki.

Očekuje se da će se ulaganja u implementaciju SUPRID-a isplatiti za otprilike 3-4 godine. To će biti moguće zahvaljujući smanjenju vremena projektovanja, ranijem prelasku instalacija iz faze puštanja u rad u industrijski rad i, kao rezultat, povećanju količine proizvedenih gotovih proizvoda. Druga značajna prednost je ubrzanje pripreme i izvođenja radova na održavanju te rekonstrukcije i modernizacije instalacija smanjenjem vremena potrebnog za rad rafinerijske službe za provjeru nove projektne dokumentacije i blagovremeno otkrivanje nedostataka i grešaka u radu izvođača radova na projektiranju i izgradnji. .

Program implementacije SUPRID-a osmišljen je za period do 2020. godine. Koristit će se za “digitalizaciju” kako postojećih instalacija, tako i izgradnje novih objekata. Trenutno se stručnjaci pripremaju za repliciranje sistema u Rafineriji u Moskvi.

Tekst: Aleksandar Nikonorov, Aleksej Šišmarev,Foto: Yuri Molodkovets, Nikolay Krivich

Možda se svatko tko je gledao filmove o Terminatoru ili Matrixu zapitao kada će umjetna inteligencija postati dio našeg svakodnevnog života i hoće li ljudi i roboti moći koegzistirati u miru i harmoniji. Ova budućnost je mnogo bliža nego što mislite. Danas ćemo vam reći o tehnologiji koja se zove "digitalni blizanci", koja se već široko koristi u industriji i, možda, uskoro će postati dio našeg svakodnevnog života.

Ko su digitalni blizanci?

Pogrešno je vjerovati da se izraz "digitalni blizanci" odnosi na robote i umjetnu inteligenciju pod maskom neke vrste humanoidnog stvorenja. Sam termin se trenutno uglavnom primjenjuje na industrijsku proizvodnju. Koncept "digitalnih blizanaca" prvi put se pojavio 2003. godine. Termin je ušao u upotrebu nakon objavljivanja članka Michaela Greavesa, profesora i pomoćnika direktora Centra za upravljanje životnim ciklusom i inovacije na Tehnološkom institutu Floride, “Digitalni blizanci: Izvrsnost proizvodnje zasnovana na virtualnoj tvornici prototipa”. Sam koncept je izmislio NASA-in inženjer koji je bio kolega profesora.

1971yes/bigstock.com

U svojoj srži, “digitalni blizanci” su koncept koji kombinuje veštačku inteligenciju, kompjutersko učenje i softver sa posebnim podacima za stvaranje živog digitalni modeli. Ovi "digitalni blizanci" se stalno ažuriraju kako se fizički prototipovi mijenjaju.

Odakle digitalni blizanci dobijaju svoje podatke za samoažuriranje?

Digitalna kopija, kako i priliči umjetnoj inteligenciji, neprestano uči i usavršava se. U tu svrhu digitalni blizanac koristi znanje od ljudi, drugih sličnih mašina i većih sistema i okruženja čiji je dio.

Michael Greaves je predložio svoja tri zahtjeva koja "digitalni blizanci" moraju ispuniti. Prvi je usklađenost s izgledom originalnog objekta. Morate razumjeti to slično izgled– ovo nije samo cijela slika, već i korespondencija pojedinih dijelova sa pravom „blizankom“. Drugi zahtjev se odnosi na ponašanje dvojnika tokom testiranja. Posljednja i najteža stvar su informacije koje se dobivaju od umjetne inteligencije o prednostima i nedostacima pravog proizvoda.

1971yes/bigstock.com

Kako Michael Greaves ističe, kada su uvedene digitalne kopije, čak se i kriterij površne sličnosti smatrao teškim za postizanje. Danas, čim je digitalni blizanac identičan po prvim parametrima, već se može koristiti za rješavanje praktičnih problema.

Zašto su nam potrebni digitalni blizanci?

Digitalne kopije kreiraju se kako bi se optimizirale performanse fizičkih prototipova, cijelih sistema i proizvodnih procesa.

Prema Colinu J. Parrisu, dr., potpredsjedniku istraživanja softvera u GE Global Research Center, digitalni blizanci su hibridni model (i fizički i digitalni) koji su kreirani posebno za specifične poslovne svrhe, npr. predviđanje kvarova, smanjenje održavanja, troškova, spriječiti neplanirane ispade.

1971yes/bigstock.com

Colin J. Parris navodi da kada govorimo o “digitalnim blizancima”, ovaj sistem funkcionira u tri faze: gledanje, razmišljanje i djelovanje. Faza „viđenja“ se odnosi na dobijanje podataka o situaciji. Postoje dvije vrste informacija: operativni podaci (npr. tačka ključanja) i podaci o okolišu. Sljedeći korak, koji je Colin J. Parris konvencionalno nazvao "razmišljanjem", nastaje zbog činjenice da u ovoj fazi "digitalni blizanac" može pružiti opcije za različite zahtjeve o tome kako najbolje postupiti u datoj situaciji ili koje su opcije poželjnije za poslovne svrhe. Umjetna inteligencija koristi za analizu, na primjer, historijske informacije, predviđanja prihoda i troškova i pruža nekoliko opcija koje se temelje na rizicima i povjerenju da ih ovi prijedlozi mogu smanjiti. Posljednji korak - "raditi" - direktno je vezan za implementaciju onoga što treba učiniti.

1971yes/bigstock.com

Uz pomoć “digitalnih blizanaca”, npr. možete vidjeti iznutra problem fizičkog objekta.

U proizvodnji više ne moramo vidjeti, na primjer, cijelu turbinu ispred sebe da bismo otkrili rupu. Tehnologija digitalnih blizanaca omogućit će vam da vidite problem u realnom vremenu pomoću kompjuterske vizualizacije.

Prema Zvi Feueru, izvršnom potpredsjedniku razvoja softvera u Siemensu, digitalni blizanac je PLM rješenje na putu ka Industriji 4.0.

Koje vrste “digitalnih blizanaca” već postoje?

Kao što smo ranije rekli, “digitalni blizanci” se aktivno koriste u industriji: blizanci dijelova (koji su izgrađeni za određeni proizvodni dio), blizanci proizvoda (vezani za puštanje proizvoda, njihov glavni cilj je smanjenje troškova održavanja) , procesni blizanci (njihova svrha može biti, na primjer, povećanje vijeka trajanja), sistemski blizanci (optimizacija cijelog sistema u cjelini).

1971yes/bigstock.com

Prema visokotehnološkoj istraživačkoj i konsultantskoj agenciji Gartner, stotine miliona "digitalnih blizanaca" uskoro će zamijeniti ljudski rad. Neke kompanije to već koriste. Nije potrebno imati uposlenika koji bi dijagnosticirao proizvodne probleme. U realnom vremenu, uz pomoć „digitalnih blizanaca“, možete dobiti sve potrebne podatke i unaprijed biti spremni za popravku opreme.

Šta je sa “digitalnim blizancem” same osobe?

chagpg/bigstock.com

Za one koji žele da imaju prijatelja Terminatora koji razmišlja kao ti, pomaže u svemu, brat je i prijatelj, imamo dobre vesti. Prema riječima futuriste i tehnologa Johna Smitha, takva budućnost je već blizu. On vjeruje da će u bliskoj budućnosti postojati takozvani softverski agenti koji će unaprijed predviđati želje i ponašanje svoje prave kopije i izvoditi neke radnje za svog ljudskog parnjaka.

“Digitalni blizanac” će moći da kupuje, donosi poslovne odluke, da se bavi društvenim aktivnostima – generalno, moći će da radi sve ono za šta ponekad nemamo dovoljno vremena.

Također ćemo moći prenijeti sav rutinski posao na našeg dvojnika. Osim toga, prema John Smithu, naši digitalni klonovi će poznavati naše interese, preferencije, političke stavove i, ako bude potrebno, moći će ih braniti, jer će imati potpuniji istorijski kontekst i savremenu sliku svijeta vidjeti kao cjelina. Pa čak i osećaj saosećanja. Na primjer, "digitalni blizanac" će pokazati naklonost prema nama, jer će moći pogoditi naše emocionalno stanje.

Sve ovo zvuči kao utopijski filmski scenario. Osećam da nešto nije u redu. Koji su nedostaci “digitalnih blizanaca”?

Nedostaci digitalnih blizanaca su očigledni. Prije svega, postavlja se pitanje naše sigurnosti. Digitalni klonovi će koristiti sve moguće resurse da dopune informacije o nama. Ovo su algoritmi koji prikupljaju podatke sa računa društvene mreže, i našu osobnu prepisku, te sve dokumente i dosijee koji nas se, na ovaj ili onaj način, tiču. Naravno, to ne može a da ne bude alarmantno: kao što smo već saznali, “digitalni blizanci” su u stanju da se stalno ažuriraju i poboljšavaju. Stoga bi jedan od primarnih zadataka trebao biti stvaranje pravnog okvira za određivanje “granica dopuštenosti” vještačke inteligencije.

chagpg/bigstock.com

Međutim, nemojte paničariti oko ovoga. Uzmimo za primjer Johna Smitha: on ostaje optimističan i vjeruje da “digitalni blizanci” neće zamijeniti čovječanstvo. Oni će jednostavno postati različite verzije ljudi koji mogu mirno koegzistirati s nama.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

23. jun 2017. Kreiranje 3D digitalnog blizanca uključenog na listu standardna funkcionalnost Winnum® - platforme za industrijski internet stvari. Uz Winnum®, stvaranje 3D digitalnih blizanaca sada je jednostavno kao i povezivanje senzora.

“Digitalni blizanac” je kompjuterska reprezentacija određenog fizičkog proizvoda, grupe proizvoda, mehaničkog ili tehnološkog procesa, koji u potpunosti ponavlja sve što njegov fizički prototip radi, počevši od kretanja i kinematike, pa sve do prikaza njegovog fizičkog okruženja i struje. radni uslovi, uključujući pokretne tečnosti i gasove. Digitalni blizanac djeluje kao posrednik između fizičkog proizvoda i važnih informacija o njemu, kao što su podaci o radu ili održavanju. Sada, uz pomoć Winnuma, punopravni Povratne informacije zasnovano na prikupljanju podataka iz stvarnog svijeta i prenošenju tih podataka u digitalni svijet.

Šta je 3D Digitalni blizanac?

Trodimenzionalni digitalni blizanac je kompjuterski generisan 3D prikaz određenog fizičkog proizvoda, grupe proizvoda, mehaničkog ili tehnološkog procesa, koji uključuje ne samo trodimenzionalnu geometriju, tehničke karakteristike i trenutne radne parametre, već i druge važna informacija- okruženje i uslovi rada, tehničko stanje i vreme rada, interakcija sa drugim objektima, podaci prediktivne analitike, uključujući predviđanje kvarova i kvarova. Digitalni blizanac može biti i pojednostavljen i vrlo detaljan i odražava širok spektar različite karakteristike kako sam proizvod tako i tehnološke i proizvodne procese.

Prisutnost trodimenzionalnog digitalnog blizanca pomaže u organizaciji veze proizvoda sa objektima koji su na njega povezani, softver odgovoran za upravljanje proizvodom, praćenje radnog stanja i radnog procesa itd. 3D digitalni blizanac je posebno vrijedan kada najpreciznije odražava stvarno stanje i karakteristike performansi svog fizičkog dvojnika. Koliko god radnje bile tačne, detaljne i razrađene u fazama dizajna, modeliranja i pretprodukcije, u stvarnom životu se procesi po pravilu odvijaju malo drugačije i digitalni blizanac je taj koji može djelovati kao most do potrebnih informacija o stvarnom radu proizvoda. Ove informacije može se koristiti na različite načine, na primjer, za procjenu uskih grla, mogućnosti za poboljšanje i promjene, potvrđivanje izvodljivosti promjena itd. Osim toga, budući da je Digital Twin trodimenzionalni objekt, rad s njim je za osobu mnogo jasniji nego rad s bilo kojim tabelama ili grafikonima. 3D Digital Twin vam omogućava da pogledate unutar stvarnog fizičkog objekta dok radi, bez potrebe da zaustavljate opremu ili otvarate panele koji blokiraju pristup dijelovima koji zahtijevaju inspekciju.

Winnumova jedinstvena funkcionalnost omogućava našim klijentima da kreiraju i upravljaju 3D digitalnim blizancima, povezujući informacije koje dolaze iz fizičkih objekata i procesa iz stvarnog svijeta s informacijama koje se stvaraju u razni sistemi kompjuterski potpomognuto projektovanje (CAD). Winnum podržava učitavanje 3D CAD modela u neutralnim formatima kao što su STL, VRML i OBJ, s direktnim učitavanjem dostupnim za Blender i Collada. Prisustvo gotovih 3D biblioteka robota, opreme, senzora i drugih geometrijskih objekata dodatno ubrzava i pojednostavljuje proces kreiranja digitalnih blizanaca, čak i za one kompanije koje se ne mogu pohvaliti da imaju potpuno digitalizirane proizvode u 3D obliku.

3D scene i pametni digitalni blizanci (Smart Digital Twin)

Svaki digitalni blizanac odgovara jednoj specifičnoj instanci proizvoda. Odnosno, ako kompanija koristi 100 komada opreme ili proizvodi stotine hiljada proizvoda, onda za svaki komad opreme/proizvoda postoji svoj digitalni blizanac. Winnumove jedinstvene Big Data mogućnosti pomažu vam da radite s toliko digitalnih blizanaca kako biste riješili svakodnevne probleme i pružili Visoke performanse sistema bez obzira na njihov broj.

3D scene se koriste za kombinovanje digitalnih blizanaca i sticanje uvida u njihove ukupne performanse i performanse, uobičajene varijacije u okruženju itd. Winnumove 3D scene nisu samo 3D okruženja, kao što je uobičajeno u CAD sistemima. 3D scene u Winnumu su mogućnost stvaranja punopravnog 3D svijeta sa širokim spektrom alata za rad sa izvorima svjetlosti (uključujući Raytracing, spekularne poglede, maglu, intenzitet, transparentnost), teksture (uključujući dinamičke teksture sa video streamom), prilagođene kamere i mehanizmi interakcije trodimenzionalni objekti(odabir objekta, klik na objekt, prijenos kontrolne radnje).

Sve akcije 3D scene i svi alati za rad sa 3D Digital Twin dostupni su isključivo u web pretraživaču.

O kompanijiSignum

Signum (SIGNUM) je globalni dobavljač rješenja za industrijski internet stvari (IIoT). Rešenja kompanije pomažu u transformaciji procesa kreiranja, rada i održavanja proizvoda koristeći tehnologije industrijskog interneta stvari (IIoT). Winnum™ platforma sljedeće generacije daje kompanijama alate koji su im potrebni za prikupljanje, analizu i stvaranje dodatne vrijednosti iz velikih količina podataka generiranih pomoću povezanih podataka. računarsku mrežu kontroleri, senzori, proizvodi i sistemi.