Sve više poduzeća pokazuje interes za temu digitalizacije proizvodnje. U to su se mogli uvjeriti organizatori regionalne znanstveno-tehničke konferencije “Digitalizacija proizvodnih procesa”. Primjena industrijskog softvera za izgradnju digitalnih poduzeća”, koja se nedavno održala u Samari.

Pokrenula ga je grupa tvrtki SMS-Automation, poznata kao univerzalni integrator specijaliziran za stvaranje i podršku industrijskih automatiziranih sustava, zajedno s odjelom za digitalnu proizvodnju tvrtke Siemens, jednog od najvećih svjetskih koncerna u području automatizacije i elektrotehnike. proizvoda, s kojima samarski programeri imaju više od dva desetljeća plodne suradnje.

Forum proizvođača i programera informacijskih sustava također je podržalo Ministarstvo industrije i tehnologije Samarske regije. Njegovi stručnjaci više su puta primijetili uspjehe grupe tvrtki u području industrijske automatizacije i izgradnje velikih informacijskih sustava.

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

Izvještaj predsjednika Upravnog odbora SMS-Automation Group of Companies, Andreja Sidorova, „Industrijski softver kao alat za digitalizaciju“ izazvao je veliko zanimanje sudionika konferencije. "Na pragu smo intelektualizacije sustava upravljanja", primijetio je Andrey Sidorov (na donjoj fotografiji). - Sada proizvođači opreme na Zapadu mijenjaju model proizvodnje. Oprema počinje imati digitalnog blizanca. Promjena poslovnih modela značit će da će digitalni blizanac biti značajan čimbenik pri odabiru dobavljača.”

Digitalizacija podrazumijeva i testiranje situacija na virtualnim digitalnim modelima, čime možete uštedjeti enormne količine novca. Siemens je već na svom mjestu digitalizacije, ne čekajući dolazak stroja za izradu dijelova, već ga je primio virtualna slika, na njega povezuje virtualne robote i bez gubljenja vremena počinje otklanjati pogreške u tehnološkim procesima.

Teme koje su pokrenuli stručnjaci vezane uz korištenje specifičnih digitalnih produkcijskih alata naišle su na interes sudionika konferencije te su izazvale brojna pitanja i rasprave. Uz izvješća, pažnju gostiju konferencije privukli su demo štandovi s praktičnim primjerima implementacije načela digitalizacije u stvarnosti sustava upravljanja procesima industrijskih poduzeća u Rusiji. Posebna pozornost na konferenciji posvećena je problematici sigurnost informacija moderni sustavi automatizacije. Upoznavati trenutni trendovi razvoj poduzeća 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 poboljšanja učinkovitosti procesa inženjerskog i tehnološkog projektiranja

Aaron Frenkel, Jan Larssen

Proizvodnja proizvoda nedvojbeno je najvažniji dio svih procesa životnog ciklusa. U ovoj fazi ideje se pretvaraju u stvarnost. Štoviše, bez koordiniranog dizajna i procesa proizvodnje koji osiguravaju uspješnu montažu proizvoda u tvornici, ideje će ostati samo lijepi crteži ili neće biti u potpunosti realizirane. Dugi niz godina metode projektiranja i razvoja tehnoloških procesa ostale su nepromijenjene, zadržavajući sve tradicionalne nedostatke koji dovode do povećanja troškova i rokova. S obzirom na to da su inovacije danas postale vitalne za opstanak poduzeća koja se bave gradnjom strojeva, Siemens PLM Software je analizirao pretproizvodne procese kako bi identificirao načine za njihovu daljnju optimizaciju. U ovom članku, Aaron Frankel, viši direktor marketinga za rješenja strojarskog inženjerstva, i Jan Larsson, viši direktor marketinga za Europu, Bliski istok i Afriku u Siemens PLM Software, raspravljaju o tome koje izvore neučinkovitosti treba eliminirati da bi se uveo koncept "digitalni blizanac proizvoda" i kako će to utjecati na način proizvodnje proizvoda.

Prekrasna simfonija

Nađete li se u modernom poduzeću, vidjet ćete nevjerojatnu simfoniju rada ljudi, robota i strojeva, kretanje materijala i dijelova – a sve se to radi s preciznošću u sekundu kako bi se ispoštovao raspored. Slika ispada jednostavno fantastična.

Ali iza kulisa vidjet ćemo zastarjele procese dizajna i tehnološke pripreme proizvodnje. Nećemo nikoga kritizirati. Razvijanje dizajna proizvoda samo po sebi nije malo postignuće. Dizajniranje može biti vrlo zahtjevan zadatak. U nekim slučajevima proizvod se sastoji od milijuna dijelova, a na njegovom stvaranju rade tisuće zaposlenika i partnera, često diljem svijeta. Štoviše, u kritičnim industrijama kao što su elektronika (brži procesori, minijaturizacija), automobilska industrija (održivost i smanjenje emisija) i zrakoplovstvo (održivost i uvođenje kompozitnih materijala), postoji stalna želja za optimiziranjem i ubrzavanjem stvaranja novih tehnologija proizvoda. Uzimajući u obzir visoku složenost problema koji se rješavaju, sasvim je razumljivo oklijevanje odstupanja od u praksi provjerenih pretproizvodnih 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 sustave. U praksi to dovodi do činjenice da dizajneri prenose svoj razvoj na tehnologe koji pokušavaju stvoriti tehnološke procese u računalni sustavi, na koje su navikli. U ovom scenariju - a događa se vrlo često - dolazi do desinkronizacije informacija, što otežava kontrolu nad situacijom. Osim toga, povećava se vjerojatnost pogrešaka.

Problemi se redovito pojavljuju tijekom razvoja rasporeda radionica. Razlog tome je što se tlocrti obično izrađuju u obliku dvodimenzionalnih tlocrta i crteža na papiru. Ovo je dug i radno intenzivan proces. 2D crteži važan su dio procesa, ali nemaju potrebnu fleksibilnost. Često se događa da preuređivanje opreme u radionici nije evidentirano 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 sustava. Zašto? Jer dvodimenzionalnim rasporedima nedostaje inteligencije i asocijativnosti. Onemogućuju tehnolozima da znaju što se točno događa u pogonu i brzo donose pametne odluke.

Nakon izrade izgleda, razvija se tehnološka ruta. U pravilu tada prolazi kroz fazu kontrole. Ovdje leži još jedna značajna prepreka povećanju učinkovitosti. Tehnolozi obično moraju čekati dok se oprema ne instalira kako bi ocijenili performanse opreme. Štoviše, ako se pokažu da su karakteristike niže od očekivanih, tada može biti prekasno za razvoj alternativne tehnologije. Naše iskustvo pokazuje da ova situacija rezultira značajnim kašnjenjima.

Naposljetku, korisnici prijavljuju dva dodatna problema koji su se pojavili kasno u pretprodukcijskom ciklusu. Ovo je procjena izvedbe pojedinih operacija i svega tehnološki proces općenito.

Zbog visoke složenosti moderne proizvodnje i čestog nedostatka koordinacije između različitih sustava projektiranja procesa, identificiranje koje specifične operacije ili proizvodna područja uzrokuju kašnjenja na liniji može biti izazovno. A kada je u pitanju stvarna proizvodnja proizvoda, kupci navode da je obično iznimno teško procijeniti učinak i stupanj u kojem stvarni procesi odgovaraju planiranim procesima. Opet, problem leži u visokoj složenosti, kao i nedostatku povratnih informacija između proizvodnje, dizajnera i tehnologa.

Digitalni blizanac

Digitalni blizanac je virtualna kopija stvarnog objekta koja se ponaša na isti način kao pravi objekt. Ne ulazeći ovdje u tehničke detalje naših proizvoda, dovoljno je reći da naše kontrole životni ciklus proizvodi (PLM) omogućuju stvaranje cjelovite digitalne platforme. Podržava korištenje digitalnih blizanaca koji precizno modeliraju end-to-end dizajn proizvoda i procese proizvodnje.

Što sve to znači u praksi? Pogledajmo ponovno gore navedene korake i pokažimo glavne mogućnosti koje pruža novi pristup.

Izgradnja

NX (i drugi CAD sustavi) kreira model proizvoda i prenosi ga u Teamcenter u 3D JT formatu. U nekoliko sekundi aplikacija stvara tisuće različitih virtualnih verzija proizvoda koje točno odgovaraju stvarnom proizvodu. Istovremeno, za identifikaciju potencijalnih problema koriste se tehnologije obrade velikih podataka, projektne i tehnološke informacije (PMI) sadržane u modelima (tolerancije, dosjeda, spojevi između dijelova i sklopova), kao i osnovni opis tehnološkog procesa. Ovaj pristup je već provjeren u praksi prilikom izrade elektroničkih proizvoda koje proizvodi naša tvrtka. Na primjer, mogli smo odmah utvrditi da rupe za vijke na video izlaznom konektoru nisu točno poravnate s rupama za vijke na tiskanoj ploči. Da je pogreška prošla neotkrivena, to bi rezultiralo jamstvenim zahtjevima od strane kupaca: konektor se mogao odvojiti od isprintana matična ploča. Prepoznavanje pogrešaka u dizajnu u ranoj fazi značajno štedi vrijeme i novac, kako tijekom razvoja tehnologije tako i tijekom proizvodnje.

Projektiranje procesa

Digitalni blizanac omogućuje vam da poboljšate suradnju dizajnera i tehnologa, optimizirate izbor lokacije i tehnologije proizvodnje, kao i raspodjelu potrebnih resursa. Pogledajmo primjer unošenja izmjena u proces izgradnje. Koristeći naše softver, procesni inženjeri temeljem nove projektne specifikacije dodaju nove operacije u radni 3D model tehnološkog procesa. Možete simulirati bilo koji proizvodni sustav dok ste bilo gdje u svijetu: recimo, tehnolozi u Parizu pripremaju proizvodnju u tvornici u Riju. Imajući podatke o vremenu za svaku dodanu operaciju, tehnolozi provjeravaju ispunjava li nova ruta procesa zadane pokazatelje učinka. Ako to nije slučaj, tada se tehnološke operacije zamjenjuju ili preuređuju. Zatim se ponovno izvode numeričke simulacije sve dok odabrana ruta procesa ne zadovolji zahtjeve. Novi tijek rada odmah je dostupan svim programerima na odobrenje. Ako se uoče problemi, dizajneri i tehnolozi rade zajedno na njihovom otklanjanju.

Izgledi radionica

Kada radite na izgledima, preporučujemo stvaranje digitalnog blizanca koji sadrži mehaničku opremu, sustave automatizacije i resurse, jasno povezane s cjelokupnim "ekosustavom" dizajna i tehnološke pretproizvodnje. Korištenjem skupa PLM alata, koraci procesa mogu se mijenjati povlačenjem i ispuštanjem. Jednako je jednostavno postaviti opremu i osoblje na proizvodnu liniju i simulirati njezin rad. Vrlo je jednostavan, ali u isto vrijeme izuzetan učinkovita metoda kreiranje i uređivanje tehnoloških procesa. Kada se naprave promjene u dizajnu koje zahtijevaju upotrebu novog industrijskog robota, stručnjaci za numeričku simulaciju provjeravaju, na primjer, je li moguće instalirati robota ove veličine bez udaranja o pokretnu traku. Projektant radionice vrši potrebne dopune i izrađuje obavijest o izmjenama, na temelju koje nabavna služba nabavlja novu opremu. Ovom analizom posljedica promjena moguće je izbjeći pogreške i po potrebi odmah obavijestiti dobavljače.

Kontrola tehnoloških rješenja

Tijekom faze pregleda, digitalni blizanac koristi se za virtualnu provjeru procesa sastavljanja. Virtualna simulacija i kvantitativna analiza mogu procijeniti sve čimbenike povezane s ručnim radom u montaži i identificirati probleme kao što je nezgodno držanje radnika. Time je moguće izbjeći umor i ozljede na radu. Na temelju rezultata simulacije izrađuju se video zapisi i upute za obuku.

Optimizacija performansi

Digitalni blizanac služi za statističko modeliranje i evaluaciju projektiranog tehnološkog sustava. Olakšava određivanje treba li se koristiti ručni rad, roboti ili kombinacija robota i radnika. Moguće je provesti numeričke simulacije svih procesa, sve do potrošnje energije pojedinog stroja, kako bi se tehnologija što više optimizirala. Analiza pokazuje koliko se dijelova proizvede u svakoj operaciji. Ovo osigurava da će izvedba stvarne proizvodne linije odgovarati cilju.

i stvarnih svjetova. To vam omogućuje usporedbu dizajnerskog projekta sa stvarno proizvedenim.
proizvod. Slika pokazuje kako se primjenjuju tehnologije velikih podataka
za prikupljanje trenutnih informacija o kvaliteti proizvoda, koje se prosljeđuju na analizu
u digitalnog blizanca pohranjenog u Teamcentru

Izrada proizvoda

Digitalni blizanac omogućuje povratnu vezu između stvarnog i virtualnog svijeta, što omogućuje optimizaciju procesa proizvodnje proizvoda. Tehnološke upute prenose se izravno u radionicu, gdje ih rukovatelji opreme primaju zajedno s video zapisima. Operateri daju dizajnerima proizvodne podatke (kao što je postoji li razmak između dva vijka koji drže ploču na mjestu), dok drugi automatizirani sustavi prikupiti informacije o izvedbi. Zatim se vrši usporedba dizajna i stvarno proizvedenog proizvoda te se utvrđuju i uklanjaju odstupanja.

Novi pristupi radu

Korištenje digitalnog blizanca, koji je točna kopija pravog proizvoda, pomaže u brzom prepoznavanju potencijalnih problema, ubrzava pripremu proizvodnje i smanjuje troškove. Osim toga, prisutnost digitalnog blizanca jamči mogućnost proizvodnje proizvoda koji su dizajnirali dizajneri; svi tehnološki procesi održavaju se u ažurnom i sinkroniziranom stanju; razvijene tehnologije pokazuju se operativnima, a proizvodnja funkcionira točno onako kako je planirano. Digitalni blizanac omogućuje vam testiranje kako se nove tehnologije mogu integrirati u postojeće proizvodne linije. Time se eliminiraju rizici koji nastaju tijekom kupnje i instalacije opreme.

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

Zahvaljujemo urednicima korporativnog časopisa "Sibirska nafta" Gazprom Neft PJSC na pružanju ovog materijala.

Što je digitalni blizanac?

Digitalni blizanac je nova riječ u modeliranju i planiranju proizvodnje - jedan model koji pouzdano opisuje sve procese i odnose kako u zasebnom pogonu tako i unutar cjelokupnog proizvodnog sredstva u obliku virtualne instalacije i simulacijski modeli. Tako se stvara virtualna kopija fizički svijet.

Korištenje digitalnog blizanca, koji je točna kopija stvarne imovine, pomaže brzo simulirati razvoj događaja ovisno o određenim uvjetima i čimbenicima, pronaći najučinkovitije načine rada, identificirati potencijalne rizike, integrirati nove tehnologije u postojeće proizvodne linije , te smanjiti vrijeme i troškove provedbe projekta. Dodatno, digitalni blizanac pomaže identificirati sigurnosne korake.

Suvremene tehnologije omogućuju izgradnju digitalnih blizanaca apsolutno bilo kojeg proizvodnog sredstva, bilo da se radi o rafineriji nafte ili logističkoj tvrtki. Ove će tehnologije u budućnosti omogućiti daljinsko upravljanje cjelokupnim proizvodnim procesom u stvarnom vremenu. Na temelju digitalnog blizanca moguće je objediniti sve sustave i modele koji se koriste za planiranje i upravljanje proizvodnim aktivnostima, čime će se povećati transparentnost procesa, točnost i brzina donošenja odluka.

Digitalni blizanac također se može smatrati elektroničkom putovnicom proizvoda, koja bilježi sve podatke o sirovinama, materijalima, izvršenim operacijama, ispitivanjima i laboratorijskim ispitivanjima. To znači da će sve informacije, od crteža i tehnologije proizvodnje do pravila održavanja i zbrinjavanja, biti digitalizirane i dostupne za čitanje uređajima i ljudima. Ovo načelo omogućuje nam praćenje i jamčenje kvalitete proizvoda te osiguravanje njihove učinkovite usluge.

Od crteža do 3D modela

Malo povijesti. Ljudima su oduvijek bili potrebni crteži i dijagrami, od trenutka prvih izuma - kotača i poluge, kako bi jedni drugima prenosili informacije o dizajnu ovih uređaja i pravilima njihove uporabe. U početku su to bili primitivni crteži koji su sadržavali samo najjednostavnije podatke. Međutim, dizajn je postao složeniji, a slike i upute detaljnije. Od tada su tehnologije za vizualizaciju, dokumentiranje i pohranjivanje znanja o strukturama i mehanizmima napredovale daleko. Ipak, papir je dugo ostao glavni medij za bilježenje inženjerskih ideja, a avion radni prostor.

U drugoj polovici dvadesetog stoljeća postalo je jasno da uobičajena armija crtača naoružanih crtaćim daskama više nije u stanju držati korak s brzim rastom industrijske proizvodnje i složenošću inženjerskih razvoja. Ubrzavanje obrade obimnih i složenih informacija (primjerice, tehnološka instalacija za atmosfersku destilaciju nafte sadrži više od 30 tisuća komada opreme) zahtijevala je promjenu tehnologije rada dizajnera, dizajnera, građevinara, tehnologa, stručnjaka za pogon i održavanje. Evolucija alata za tehničko projektiranje krenula je još jednom, a početkom 90-ih godina prošlog stoljeća u naftnu industriju dolaze sustavi za projektiranje pomoću računala (CAD). Isprva su koristili 2D crteže, a onda su krajem 2000-ih došli do 3D.

Suvremeni sustavi projektiranja omogućuju inženjerima da izvedu raspored i dizajn industrijskih objekata u volumetrijskom obliku, uzimajući u obzir sva ograničenja i zahtjeve proizvodnog procesa, kao i zahtjeve industrijske sigurnosti

Suvremeni sustavi projektiranja omogućuju inženjerima planiranje i projektiranje industrijskih objekata u volumetrijskom obliku, uzimajući u obzir sva ograničenja i zahtjeve proizvodnog procesa, kao i zahtjeve industrijske sigurnosti. Uz njihovu pomoć možete izraditi model dizajna određene instalacije i ispravno postaviti tehnološke i tehničke komponente na njega bez proturječja i kolizija. Iskustvo pokazuje da kroz korištenje sličnih sustava moguće je smanjiti broj pogrešaka i nedosljednosti tijekom projektiranja i rada za 2-3 puta razne instalacije. Ova brojka je impresivna kada uzmete u obzir da je za veliku industrijsku opremu broj grešaka koje se moraju ispraviti tijekom procesa pregleda dizajna u tisućama.

Sa stajališta projektanata i graditelja, korištenje 3D modela omogućuje radikalno poboljšanje kvalitete projektne dokumentacije i smanjenje vremena projektiranja. Konstruirani informacijski model objekta pokazao se korisnim u operativnoj fazi. Ovaj nova razina vlasništvo nad industrijskim objektom u kojem zaposlenici mogu u najkraćem mogućem roku dobiti sve informacije potrebne za donošenje odluke ili izvršenje zadatka, temeljeno na postojećem modelu. Štoviše: kada nakon nekog vremena bude potrebna modernizacija opreme, budući projektanti će imati pristup svim relevantnim informacijama, s poviješću popravaka i održavanja.

Omsk pilot

Sergey Ovchinnikov, voditelj odjela sustava upravljanja u Gazprom Neftu:

Razvoj i implementacija sustava za upravljanje inženjerskim podacima bez sumnje je važan dio inovativnog razvoja jedinice logistike, obrade i prodaje. Funkcionalnost svojstvena SUPRID-u i potencijal sustava omogućit će jedinici posebno i tvrtki u cjelini da postanu lideri u digitalnom upravljanju inženjerskim podacima u rafineriji nafte. Štoviše, ovaj programski proizvod važna je komponenta cijele linije srodnih IT sustava koji predstavljaju temelj BLPS Performance Management Centera koji je trenutno u izradi.

Godine 2014. Gazprom Neft pokrenuo je projekt stvaranja sustava upravljanja inženjerskim podacima za postrojenja za preradu nafte - SUPRID. Projekt se temelji na korištenju tehnologija 3D modeliranja za projektiranje, izgradnju i održavanje industrijskih objekata. Zahvaljujući njihovoj primjeni smanjuje se vrijeme potrebno za stvaranje i rekonstrukciju postrojenja za preradu nafte, povećava se učinkovitost i sigurnost njihovog rada, a vrijeme zastoja procesne opreme postrojenja smanjuje. Provedba moderni sustav Inženjersko upravljanje podacima na najnovijoj platformi Smart Plant for Owners/Operators (SPO) provode stručnjaci iz odjela upravljačkih sustava jedinice logistike, obrade i prodaje, kao i tvrtke kćeri ITSK i Avtomatika servis.

Krajem prošle godine uspješno je dovršen pilot projekt za implementaciju funkcionalnosti platforme i postavljanje poslovnih procesa za novorekonstruiranu jedinicu za primarnu preradu nafte u Rafineriji Omsk - AT-9. Sustav implementira funkcionalnost za pohranu, upravljanje i ažuriranje informacija o instalaciji tijekom cijelog životnog ciklusa: od izgradnje do rada. Zajedno sa sustavom razvijena je regulatorna i metodološka dokumentacija, zahtjevi za projektanta i standardi za upravljanje inženjerskim podacima. "SUPRID" je dobar pomagač na poslu,” istaknuo je Sergej Shmidt, voditelj instalacije AT-9 u rafineriji Omsk. — Sustav vam omogućuje brzi pristup inženjerskim informacijama o bilo kojoj opremi, pregled njezinog crteža, razjašnjavanje tehničkih parametara, lokalizaciju lokacije i mjerenja na trodimenzionalnom modelu koji točno reproducira stvarnu instalaciju. Korištenje SUPRID-a pomaže, između ostalog, u obuci novih stručnjaka i pripravnika.”

Kako radi?

Zadaća SUPRID sustava je pokriti sve faze životnog ciklusa tehnološkog objekta. Započnite s prikupljanjem inženjerskih informacija u fazi projektiranja, a zatim ažurirajte informacije u sljedećim fazama - izgradnji, radu, rekonstrukciji, prikaz trenutnog stanja objekta.

Sve počinje informacijama od projektanta, koje se sekvencijalno prenose i učitavaju u sustav. Polazne podatke čine: projektna dokumentacija, podaci o funkcionalnoj, tehnološkoj i građevinsko-instalacijskoj strukturi objekta, inteligentne tehnološke sheme. Upravo te informacije postaju osnova informacijski model, omogućujući vam trenutno primanje ciljanih informacija o građevinskim projektima i tehnološkom dijagramu instalacije, što vam omogućuje da u nekoliko sekundi pronađete željeni položaj procesne opreme, instrumentacijske opreme na tehnološkom dijagramu i odredite njegovo sudjelovanje u tehnološkom procesu .

S druge strane, korištenjem 3D modela dizajna objekta učitanog u sustav, možete ga vizualizirati, vidjeti konfiguraciju blokova, prostorni raspored opreme, okruženje sa susjednom opremom, te izmjeriti udaljenosti između različitih elemenata instalacije. Uvezivanjem je završeno formiranje operativnog informacijskog modela izvršna dokumentacija i 2D i 3D modeli “kao što je izgrađeno”, pružajući mogućnost dobivanja detaljnih informacija o svojstvima i tehničkim karakteristikama bilo koje opreme ili njezinih elemenata u fazi rada. Dakle, sustav je strukturiran i međusobno povezan skup svih inženjerskih podataka objekta i njegove opreme.

Roman Komarov, zamjenik voditelja odjela inženjerskih sustava u ITSK-u, voditelj razvoja u SUPRID-u:

Nakon dugogodišnjeg ocjenjivanja dobrobiti projekta i preliminarnog razvoja, pilot sustav implementiran je u kratkom roku. Implementacija SUPRID-a omogućila je tvrtki dobivanje alata za upravljanje inženjerskim podacima postrojenja za rafiniranje nafte. Sljedeći globalni korak, kojem ćemo postupno pristupati, je formiranje digitalnog informacijskog modela rafinerije nafte.

Do danas je u elektroničku arhivu SUPRID-a već učitano više od 80.000 dokumenata. Sustav omogućuje poziciono pretraživanje najnovijih informacija o bilo kojoj vrsti opreme, pružajući korisniku sveobuhvatne informacije o svakoj poziciji, uključujući tehnički podaci, ukupne dimenzije, dizajn materijala, dizajn i radni parametri itd. „SUPRID“ omogućuje 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 (putovnice, akti, nacrti itd.). ).

Ova varijabilnost značajno smanjuje vrijeme utrošeno na pristup ažurnim informacijama i njihovu interpretaciju te omogućuje izbjegavanje pogrešaka tijekom rekonstrukcije i tehničkog opremanja objekta te zamjene zastarjele opreme. "SUPRID" pomaže u analizi rada postrojenja i njegove opreme pri ocjeni učinkovitosti rada, olakšava pripremu izmjena tehnoloških propisa, istraživanje kvarova, kvarova, akcidenata na postrojenju, obrazovanje i osposobljavanje pogonskog osoblja.

"SUPRID" je integriran s drugim informacijski sustavi BLPS i čini jedinstveno informacijsko okruženje za inženjerske podatke, koje će, među ostalim, postati temelj za inovativni Unit Performance Management Center. Međusobni odnos s programima kao što je KSU NSI ( korporativni sustav upravljanje regulatornim i referentnim informacijama), SAP TORO (održavanje i popravak opreme), MS PSD (sustav za upravljanje projektnom i procjenskom dokumentacijom) “TrackDoc”, Meridium APM, čini jedinstveni integrirani sustav za automatizaciju procesa upravljanja proizvodnim sredstvima rafinerija nafte, omogućujući povećanje ekonomskog učinka od njihovog dijeljenja za tvrtku.

Učinkovitost projekta

U relativno kratkom vremenskom razdoblju IT stručnjaci Gazprom Nefta uspjeli su ne samo savladati zamršenost SPO platforme na kojoj je izgrađen sustav upravljanja inženjerskim podacima, već i stvoriti potpuno novu infrastrukturu za tvrtku, razviti skup regulatornih dokumenata, te u konačnici razviti kvalitativno novi pristup izgradnji postrojenja za preradu nafte.

Već u ranoj fazi projekta postalo je očito da će sustav biti tražen od strane operativnih službi tvornice i usluga kapitalne izgradnje. Dovoljno je reći da se njegovom upotrebom štedi do 30% radnog vremena na traženju i obradi tehničke informacije za bilo koji predmet. Kada se „SUPRID“ integrira sa sustavima za regulatorne i referentne informacije, održavanje i popravak opreme, projektnu i predračunsku dokumentaciju i drugo, trenutni inženjerski podaci postaju dostupni za brzo i kvalitetno održavanje procesne opreme. Mogućnosti sustava također omogućuju stvaranje simulatora za operativne usluge, što će nedvojbeno povećati razinu obuke njihovih stručnjaka. Za odjele kapitalne izgradnje rafinerija sustav će postati alat za projektiranje u fazi manjih i srednjih popravaka. Ovakav pristup uvelike pojednostavljuje praćenje napretka rekonstrukcije industrijskih objekata i poboljšava kvalitetu popravaka.

Očekuje se da će se ulaganja u implementaciju SUPRID-a isplatiti za otprilike 3-4 godine. To će biti moguće zahvaljujući smanjenju vremena projektiranja, ranijem prijenosu instalacija iz faze puštanja u industrijski pogon i, kao rezultat toga, povećanju količine proizvedenih gotovih proizvoda. Značajna prednost je i ubrzanje pripreme i provedbe radova održavanja te rekonstrukcije i modernizacije instalacija smanjenjem vremena potrebnog pogonskim službama rafinerije za provjeru nove projektne dokumentacije te pravodobno uočavanje nedostataka i pogrešaka u radu izvođača projektiranja i građenja. .

Program provedbe SUPRID-a osmišljen je za razdoblje do 2020. godine. Koristit će se za “digitalizaciju” kako postojećih instalacija tako i za izgradnju novih objekata. Trenutno se stručnjaci pripremaju replicirati sustav u Moskovskoj rafineriji.

Tekst: Alexander Nikonorov, Alexey Shishmarev,Foto: Yuri Molodkovets, Nikolay Krivich

Možda se svatko tko je gledao filmove Terminator ili Matrix pitao 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 govoriti o tehnologiji nazvanoj “digitalni blizanci” koja se već uvelike koristi u industriji, a možda će uskoro postati dio naše svakodnevice.

Tko su digitalni blizanci?

Pogrešno je vjerovati da se izraz "digitalni blizanci" odnosi na robote i umjetnu inteligenciju pod maskom neke vrste humanoidnog bića. Sam termin trenutno se uglavnom primjenjuje na industrijsku proizvodnju. Koncept "digitalnih blizanaca" prvi put se pojavio 2003. Izraz je ušao u upotrebu nakon objave članka Michaela Greavesa, profesora i pomoćnika ravnatelja Centra za upravljanje životnim ciklusom i inovacije na Florida Institute of Technology, “Digitalni blizanci: Izvrsnost proizvodnje temeljena na virtualnoj tvornici prototipa”. Sam koncept osmislio je NASA-in inženjer koji je bio profesorov kolega.

1971. da/bigstock.com

U svojoj srži, "digitalni blizanci" koncept su koji kombinira umjetnu inteligenciju, računalno učenje i softver s posebnim podacima za stvaranje života digitalni modeli. Ovi "digitalni blizanci" stalno se ažuriraju kako se fizički prototipovi mijenjaju.

Gdje digitalni blizanci dobivaju svoje podatke za samostalno ažuriranje?

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

Michael Greaves predložio je svoja tri zahtjeva koje moraju ispuniti "digitalni blizanci". Prvi je usklađenost s izgledom izvornog objekta. Morate shvatiti da slično izgled- ovo nije samo cijela slika, već i korespondencija pojedinih dijelova pravom "blizancu". Drugi zahtjev se odnosi na ponašanje dvojnika tijekom testiranja. Posljednja i najteža stvar su informacije koje se dobivaju od umjetne inteligencije o prednostima i nedostacima stvarnog proizvoda.

1971. da/bigstock.com

Kao što ističe Michael Greaves, kada su uvedene digitalne kopije, čak se i kriterij površinske sličnosti smatrao teško dosegljivim. Danas, čim je digitalni blizanac identičan u prvim parametrima, već se može koristiti za rješavanje praktičnih problema.

Zašto su nam potrebni digitalni blizanci?

Digitalne kopije stvorene su za optimizaciju performansi fizičkih prototipova, cijelih sustava i proizvodnih procesa.

Prema Colinu J. Parrisu, dr. sc., potpredsjedniku istraživanja softvera u Globalnom istraživačkom centru GE, digitalni blizanci su hibridni model (i fizički i digitalni) koji su stvoreni posebno za specifične poslovne svrhe, npr. predviđanje kvarova, smanjenje održavanja troškove, spriječiti neplanirane ispade.

1971. da/bigstock.com

Colin J. Parris navodi da kada govorimo o “digitalnim blizancima”, ovaj sustav funkcionira u tri faze: gledanje, razmišljanje i djelovanje. Faza "viđenja" odnosi se na dobivanje podataka o situaciji. Postoje dvije vrste informacija: operativni podaci (npr. vrelište) i podaci o okolišu. Sljedeći korak, koji je Colin J. Parris konvencionalno nazvao "razmišljanjem", proizlazi iz činjenice da u ovoj fazi "digitalni blizanac" može pružiti opcije za različite zahtjeve o tome kako najbolje postupiti u određenoj situaciji ili koje su opcije poželjnije za poslovne svrhe. Umjetna inteligencija za analizu koristi, na primjer, povijesne podatke, predviđanja prihoda i rashoda i pruža nekoliko opcija koje se temelje na rizicima i uvjerenju da ih ti prijedlozi mogu smanjiti. Posljednji korak - “doing” - izravno je povezan s provedbom onoga što treba učiniti.

1971. da/bigstock.com

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

U proizvodnji više ne moramo vidjeti, primjerice, cijelu turbinu ispred sebe kako bismo otkrili rupu. Digitalna tehnologija blizanaca omogućit će vam da vidite problem u stvarnom vremenu pomoću računalne vizualizacije.

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

Koje vrste "digitalnih blizanaca" već postoje?

Kao što smo ranije rekli, "digitalni blizanci" aktivno se koriste u industriji: blizanci dijela (koji su izgrađeni za određeni proizvodni dio), blizanci proizvoda (vezani uz izdavanje proizvoda, njihov glavni cilj je smanjiti troškove održavanja) , procesni blizanci (njihova svrha može biti, na primjer, povećanje životnog vijeka), sistemski blizanci (optimizacija cijelog sustava u cjelini).

1971. da/bigstock.com

Prema agenciji za visokotehnološka istraživanja i savjetovanje Gartner, stotine milijuna "digitalnih blizanaca" uskoro će zamijeniti ljudski rad. Neke tvrtke to već koriste. Nije potrebno imati zaposlenika koji bi dijagnosticirao probleme u proizvodnji. U stvarnom vremenu, uz pomoć "digitalnih blizanaca", možete dobiti sve potrebne podatke i biti spremni popraviti opremu unaprijed.

Što je s "digitalnim blizancem" same osobe?

chagpg/bigstock.com

Za one koji žele imati prijatelja Terminatora koji misli kao ti, pomaže u svemu, brat je i prijatelj, imamo dobre vijesti. Prema futurologu i tehnologu Johnu Smithu, takva je budućnost već blizu. Vjeruje da će se u skoroj budućnosti pojaviti takozvani softverski agenti koji će unaprijed predvidjeti želje i ponašanje svoje stvarne kopije te izvoditi neke radnje za svog ljudskog dvojnika.

“Digitalni blizanac” moći će kupovati, donositi poslovne odluke, baviti se društvenim aktivnostima – općenito, moći će raditi sve ono za što ponekad nemamo dovoljno vremena.

Također ćemo sve rutinske poslove moći prenijeti na našeg dvojnika. Osim toga, prema Johnu Smithu, naši će digitalni klonovi znati naše interese, preferencije, političke stavove i po potrebi će ih moći braniti, budući da će imati potpuniji povijesni kontekst i suvremenu sliku svijeta vidjeti kao cijelo. Pa čak i osjećaj suosjećanja. Na primjer, "digitalni blizanac" pokazat će naklonost prema nama, jer će moći pogoditi naše emocionalno stanje.

Sve ovo zvuči kao scenarij utopijskog filma. Osjećam da nešto nije u redu. Koji su nedostaci “digitalnih blizanaca”?

Nedostaci digitalnih blizanaca su očiti. Prije svega postavlja se pitanje naše sigurnosti. Digitalni klonovi će koristiti sve moguće resurse da dopune podatke o nama. To su algoritmi koji prikupljaju podatke s računa društvene mreže, i našu osobnu korespondenciju, te sve dokumente i datoteke koji nas se, na ovaj ili onaj način, tiču. Naravno, to ne može ne alarmirati: kao što smo već saznali, "digitalni blizanci" sposobni su se stalno ažurirati i poboljšavati. Stoga bi jedan od primarnih zadataka trebao biti stvaranje pravnog okvira za određivanje “granica dopuštenosti” umjetne inteligencije.

chagpg/bigstock.com

Međutim, nemojte paničariti oko ovoga. Uzmimo Johna Smitha kao primjer: 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. lipnja 2017. Stvaranje 3D digitalnog blizanca uključeno na popis standardna funkcionalnost Winnum® - platforme za industrijski Internet stvari. Uz Winnum®, stvaranje 3D digitalnih blizanaca sada je jednostavno poput povezivanja senzora.

“Digitalni blizanac” je računalni prikaz određenog fizičkog proizvoda, grupe proizvoda, mehaničkog ili tehnološkog procesa, koji u potpunosti ponavlja sve što radi njegov fizički prototip, počevši od pokreta i kinematike, pa sve do prikaza svog fizičkog okruženja i trenutne radne uvjete, uključujući pokretne tekućine i plinove. 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 temelji se na prikupljanju podataka iz stvarnog svijeta i prijenosu tih podataka u digitalni svijet.

Što je 3D Digitalni blizanac?

Trodimenzionalni Digital Twin je računalno generiran 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- okoliš i radni uvjeti, tehničko stanje i vrijeme rada, interakcija s drugim objektima, prediktivni analitički podaci, uključujući predviđanje kvarova i kvarova. Digitalni blizanac može biti i pojednostavljen i vrlo detaljan te odražavati širok raspon različite karakteristike kako sam proizvod tako i tehnološki i proizvodni procesi.

Prisutnost trodimenzionalnog digitalnog blizanca pomaže organizirati vezu proizvoda s objektima koji su na njega povezani, softver odgovoran za upravljanje proizvodom, praćenje stanja rada i procesa rada itd. 3D Digital Twin posebno je vrijedan kada najtočnije odražava stvarno stanje i karakteristike performansi svog fizičkog dvojnika. Koliko god radnje bile točne, detaljne i dobro razrađene u fazama dizajna, modeliranja i predprodukcije, u stvarnom životu procesi se u pravilu odvijaju malo drugačije i upravo Digital Twin može djelovati kao most do potrebnih informacija o stvarnom radu proizvoda. Ova informacija mogu se koristiti na različite načine, na primjer, za procjenu uskih grla, mogućnosti za poboljšanje i promjenu, potvrdu izvedivosti promjena itd. Osim toga, budući da je Digital Twin trodimenzionalni objekt, rad s njim je mnogo jasniji za osobu nego rad s bilo kojim tablicama ili grafikonima. 3D Digital Twin omogućuje vam pogled unutar stvarnog fizičkog objekta dok radi, bez potrebe za zaustavljanjem opreme ili otvaranjem ploča koje blokiraju pristup dijelovima koji zahtijevaju pregled.

Winnumova jedinstvena funkcionalnost omogućuje našim klijentima stvaranje i upravljanje 3D digitalnim blizancima, povezivanje informacija koje dolaze iz fizičkih objekata i procesa iz stvarnog svijeta s informacijama koje su stvorene u raznih sustava projektiranje potpomognuto računalom (CAD). Winnum podržava učitavanje 3D CAD modela u neutralnim formatima kao što su STL, VRML i OBJ, s izravnim učitavanjem dostupnim za Blender i Collada. Prisutnost gotovih 3D biblioteka robota, opreme, senzora i drugih geometrijskih objekata dodatno ubrzava i pojednostavljuje proces stvaranja digitalnih blizanaca, čak i za one tvrtke koje se ne mogu pohvaliti da imaju potpuno digitalizirane proizvode u 3D obliku.

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

Svaki Digital Twin odgovara jednom specifičnom primjerku proizvoda. Odnosno, ako tvrtka koristi 100 komada opreme ili proizvodi stotine tisuća proizvoda, tada za svaki komad opreme/proizvod postoji vlastiti Digital Twin. Winnumove jedinstvene Big Data mogućnosti pomažu vam da radite s toliko mnogo digitalnih blizanaca kako biste riješili svakodnevne probleme i pružili visoke performanse sustava bez obzira na njihov broj.

3D scene se koriste za kombiniranje digitalnih blizanaca i dobivanje uvida u njihovu ukupnu izvedbu i izvedbu, uobičajene varijacije na temelju njihovog radnog okruženja itd. Winnumove 3D scene nisu samo 3D okruženja, kao što je uobičajeno u CAD sustavima. 3D scene u Winnumu su mogućnost stvaranja potpunog 3D svijeta sa širokim rasponom alata za rad s izvorima svjetlosti (uključujući Raytracing, specular poglede, maglu, intenzitet, prozirnost), teksture (uključujući dinamičke teksture s video streamom), prilagođene kamere i mehanizmi interakcije trodimenzionalni objekti(odabir objekta, klik na objekt, prijenos kontrolne akcije).

Sve radnje 3D scene i svi alati za rad s 3D Digital Twinom dostupni su isključivo u web pregledniku.

O tvrtkiSignum

Signum (SIGNUM) je globalni pružatelj rješenja za industrijski internet stvari (IIoT). Rješenja tvrtke pomažu transformirati procese stvaranja, rada i održavanja proizvoda pomoću tehnologija industrijskog interneta stvari (IIoT). Sljedeća generacija Winnum™ platforme daje tvrtkama alate koji su im potrebni za prikupljanje, analizu i generiranje dodatne vrijednosti iz velikih količina podataka koje generiraju povezani podaci. računalna mreža kontroleri, senzori, proizvodi i sustavi.