Arvien vairāk uzņēmumu izrāda interesi par ražošanas digitalizācijas tēmu. Par to varēja pārliecināties reģionālās zinātniski tehniskās konferences “Ražošanas procesu digitalizācija” organizatori. Rūpnieciskās programmatūras pielietošana digitālo uzņēmumu veidošanai”, kas nesen notika Samarā.

To ierosināja uzņēmumu grupa SMS-Automation, kas pazīstama kā universāls integrators, kas specializējas industriālās automatizācijas sistēmu izveidē un atbalstīšanā, kopā ar Siemens Digitālās ražošanas nodaļu, kas ir viens no pasaulē lielākajiem koncerniem automatizācijas un elektrotehnikas jomā. produktiem, ar kuriem Samara izstrādātājiem ir bijusi vairāk nekā divas desmitgades auglīga sadarbība.

Ražotāju un informācijas sistēmu izstrādātāju forumu atbalstīja arī Samaras reģiona Rūpniecības un tehnoloģiju ministrija. Tās speciālisti vairākkārt atzīmējuši uzņēmumu grupas panākumus rūpnieciskās automatizācijas un lielu informācijas sistēmu būvniecības jomā.

Samaras reģiona rūpniecības uzņēmumu pārstāvji tika iepazīstināti ar konceptuālo ietvaru un konkrētiem instrumentiem efektīvas digitālās ražošanas veidošanai. Rūpnieciskā automatizācija ir tikai daļa no digitalizācijas jeb digitalizācijas, kā to arī sauc. Digitalizācija ir procesu automatizācija visā produkta, aprīkojuma vai uzņēmuma dzīves ciklā. Tajā iekļaujas projekts, tā funkcionēšana un modernizācija.

Lielu interesi konferences dalībnieku vidū izraisīja SMS-Automatizācijas uzņēmumu grupas direktoru padomes priekšsēdētāja Andreja Sidorova ziņojums “Industriālā programmatūra kā digitalizācijas rīks”. "Mēs esam uz vadības sistēmu intelektualizācijas sliekšņa," atzīmēja Andrejs Sidorovs (apakšējā fotoattēlā). – Tagad iekārtu ražotāji Rietumos maina ražošanas modeli. Iekārtai sāk būt digitālais dvīnis. Uzņēmējdarbības modeļu maiņa nozīmēs, ka digitālais dvīnis būs nozīmīgs faktors, izvēloties piegādātāju.

Digitalizācija nozīmē arī situāciju testēšanu virtuālos digitālajos modeļos, kas ļauj ietaupīt milzīgas naudas summas. Siemens jau atrodas savā digitalizācijas vietā, negaidot detaļu ražošanas mašīnas atnākšanu, to saņēmis virtuāls attēls, savieno ar to virtuālos robotus un sāk tehnoloģisko procesu atkļūdošanu, netērējot laiku.

Ekspertu izvirzītās tēmas, kas saistītas ar konkrētu digitālās ražošanas rīku izmantošanu, konferences dalībnieki uzņēma ar interesi un izraisīja daudz jautājumu un diskusiju. Papildus referātiem konferences viesu uzmanību piesaistīja demo stendi ar praktiskiem piemēriem digitalizācijas principu ieviešanai Krievijas rūpniecības uzņēmumu procesu vadības sistēmu realitātēs. Īpaša uzmanība konferencē tika pievērsta jautājumiem informācijas drošība modernas automatizācijas sistēmas. Iepazīt pašreizējās tendences uzņēmumu attīstība Rūpniecība 4.0 koncepcijas ietvaros, pēc ekspertu domām, var kļūt papildu rīks konkurētspējas paaugstināšanas procesā Rūpniecības 4.0 laikmetā.

Ir labāks veids. Inženiertehnisko un tehnoloģisko projektēšanas procesu efektivitātes uzlabošanas veidu noteikšana

Ārons Frenkels, Jans Larsens

Produkta ražošana neapšaubāmi ir vissvarīgākā visu dzīves cikla procesu sastāvdaļa. Šajā posmā idejas pārvēršas realitātē. Turklāt bez saskaņotiem projektēšanas un ražošanas procesiem, lai nodrošinātu veiksmīgu produkta montāžu cehā, idejas paliks tikai skaisti zīmējumi vai netiks pilnībā īstenotas. Daudzus gadus tehnoloģisko procesu projektēšanas un izstrādes metodes palika nemainīgas, saglabājot visus tradicionālos trūkumus, kas palielina izmaksas un termiņus. Ņemot vērā, ka mūsdienās inovācijas ir kļuvušas par vitāli svarīgu mašīnbūves uzņēmumu izdzīvošanai, Siemens PLM Software analizēja pirmsražošanas procesus, lai noteiktu veidus, kā tos vēl vairāk optimizēt. Šajā rakstā Ārons Frankels, mašīnbūves risinājumu vecākais mārketinga direktors, un Jans Larsons, vecākais mārketinga direktors Eiropā, Tuvajos Austrumos un Āfrikā uzņēmumā Siemens PLM Software, apspriež, kādi neefektivitātes avoti ir jānovērš, lai ieviestu koncepciju “produkta digitālais dvīnis” un kā tas ietekmēs produktu ražošanas veidu.

Skaista simfonija

Ja jūs nokļūsit modernā uzņēmumā, jūs redzēsiet pārsteidzošu cilvēku, robotu un mašīnu darba simfoniju, materiālu un detaļu kustību - un tas viss tiek darīts ar precizitāti līdz sekundei, lai saglabātu grafiku. Attēls izrādās vienkārši fantastisks.

Bet aizkulisēs redzēsim novecojušus projektēšanas un ražošanas tehnoloģiskās sagatavošanas procesus. Mēs negrasāmies nevienu kritizēt. Produkta dizaina izstrāde pati par sevi nav mazs sasniegums. Projektēšana var būt ļoti sarežģīts uzdevums. Dažos gadījumos produkts sastāv no miljoniem detaļu, un tūkstošiem darbinieku un partneru strādā pie tā izveides, bieži vien visā pasaulē. Turklāt tādās kritiskās nozarēs kā elektronika (ātrāki procesori, miniaturizācija), automobiļu rūpniecība (ilgtspējība un emisiju samazināšana) un aviācija (ilgtspējība un kompozītmateriālu ieviešana) pastāv pastāvīga vēlme optimizēt un paātrināt jaunu tehnoloģiju radīšanu. produkti. Ņemot vērā risināmo problēmu augsto sarežģītību, nevēlēšanās atkāpties no praksē pārbaudītiem pirmsražošanas procesiem ir diezgan saprotama. Tomēr mūsu klienti ziņo par izplatītām problēmām produktu projektēšanā un ražošanā, kas dažos gadījumos izraisa dārgas kavēšanās.

Biežas problēmas

Viens no lielākajiem izaicinājumiem, ko mēs redzam, ir tas, ka dizaineri un tehnologi izmanto dažādas sistēmas. Praksē tas noved pie tā, ka dizaineri savu izstrādi nodod tehnologiem, kuri cenšas radīt tehnoloģiskos procesus datorsistēmas, pie kā viņi ir pieraduši. Šajā scenārijā – un tas notiek ļoti bieži – informācija desinhronizējas, kas apgrūtina situācijas kontroli. Turklāt palielinās kļūdu iespējamība.

Darbnīcu izkārtojumu izstrādes laikā regulāri rodas problēmas. Iemesls tam ir tas, ka stāvu plāni parasti tiek veidoti divdimensiju grīdas plānu un papīra zīmējumu veidā. Tas ir ilgs un darbietilpīgs process. 2D rasējumi ir svarīga procesa sastāvdaļa, taču tiem nav vajadzīgās elastības. Bieži gadās, ka aprīkojuma pārkārtošana darbnīcā nav ierakstīta zīmējumā. Problēma ir īpaši aktuāla, darbojoties strauji mainīgos tirgos (piemēram, plaša patēriņa elektronika), kuros nepieciešama nepārtraukta ražošanas sistēmu paplašināšana un modernizācija. Kāpēc? Tā kā divdimensiju izkārtojumiem trūkst inteliģences un asociativitātes. Tie neļauj tehnologiem uzzināt, kas tieši notiek veikalā, un ātri pieņemt pārdomātus lēmumus.

Pēc maketa izveides tiek izstrādāts tehnoloģiskais maršruts. Parasti tas iziet kontroles posmu. Šeit ir vēl viens būtisks šķērslis efektivitātes palielināšanai. Tehnologiem parasti ir jāgaida, līdz iekārta ir uzstādīta, lai novērtētu iekārtu veiktspēju. Turklāt, ja raksturlielumi izrādās zemāki nekā gaidīts, tad var būt par vēlu izstrādāt alternatīvu tehnoloģiju. Mūsu pieredze liecina, ka šī situācija rada ievērojamu kavēšanos.

Visbeidzot, klienti ziņo par divām papildu problēmām, kas radušās pirmsražošanas cikla beigās. Tas ir atsevišķu operāciju veikšanas novērtējums un viss tehnoloģiskais process vispār.

Mūsdienu ražošanas sarežģītības un biežas koordinācijas trūkuma dēļ starp dažādām procesu projektēšanas sistēmām var būt sarežģīti noteikt, kuras konkrētas darbības vai ražošanas jomas rada aizkavēšanos visā līnijā. Un, runājot par produkta faktisko ražošanu, klienti ziņo, ka parasti ir ārkārtīgi grūti novērtēt veiktspēju un pakāpi, kādā faktiskie procesi atbilst plānotajiem procesiem. Atkal problēma ir augstajā sarežģītībā, kā arī atgriezeniskās saites trūkums starp ražošanu, dizaineriem un tehnologiem.

Digitālais dvīnis

Digitālais dvīnis ir reāla objekta virtuāla kopija, kas darbojas tāpat kā reālais objekts. Šeit neiedziļinoties mūsu produktu tehniskajās detaļās, pietiek pateikt, ka mūsu kontrole dzīves cikls produkti (PLM) nodrošina pilnīgas digitālās platformas izveidi. Tā atbalsta digitālo dvīņu izmantošanu, kas precīzi modelē produkta projektēšanas un ražošanas procesus no gala līdz galam.

Ko tas viss nozīmē praksē? Vēlreiz apskatīsim iepriekš minētās darbības un parādīsim galvenās jaunās pieejas sniegtās iespējas.

Būvniecība

NX (un citas CAD sistēmas) izveido produkta modeli un pārsūta to uz Teamcenter 3D JT formātā. Dažu sekunžu laikā lietojumprogramma izveido tūkstošiem dažādu produkta virtuālo versiju, kas precīzi atbilst reālajam produktam. Vienlaikus potenciālo problēmu identificēšanai tiek izmantotas lielo datu apstrādes tehnoloģijas, modeļos ietvertā dizaina un tehnoloģiskā informācija (PMI) (pielaides, saderības, savienojumi starp detaļām un mezgliem), kā arī tehnoloģiskā procesa pamata apraksts. Šī pieeja jau ir pārbaudīta praksē, veidojot mūsu uzņēmuma ražotos elektroniskos produktus. Piemēram, mēs varējām nekavējoties noteikt, ka skrūvju caurumi video izvades savienotājā precīzi nesakrīt ar skrūvju caurumiem uz PCB. Ja kļūda nebūtu atklāta, klienti būtu iesnieguši garantijas prasības: savienotājs varētu būt atdalīts no iespiedshēmas plate. Projektēšanas kļūdu identificēšana agrīnā stadijā ievērojami ietaupa laiku un naudu gan tehnoloģiju izstrādes, gan ražošanas laikā.

Procesu dizains

Digitālais dvīnis ļauj uzlabot dizaineru un tehnologu sadarbību, optimizēt vietas izvēli un ražošanas tehnoloģiju, kā arī nepieciešamo resursu piešķiršanu. Apskatīsim piemēru, kā veikt izmaiņas veidošanas procesā. Izmantojot mūsu programmatūra, procesu inženieri, pamatojoties uz jauno dizaina specifikāciju, tehnoloģiskā procesa darba 3D modelim pievieno jaunas darbības. Jūs varat simulēt jebkuru ražošanas sistēmu, atrodoties jebkurā vietā pasaulē: teiksim, Parīzes tehnologi gatavo ražošanu rūpnīcā Rio. Kam ir laika informācija par katru pievienoto darbību, tehnologi pārbauda, ​​vai jaunais procesa maršruts atbilst noteiktajiem darbības rādītājiem. Ja tas tā nav, tad tehnoloģiskās darbības tiek aizstātas vai pārkārtotas. Pēc tam atkārtoti tiek veiktas skaitliskās simulācijas, līdz izvēlētais procesa maršruts atbilst prasībām. Jaunā darbplūsma ir nekavējoties pieejama apstiprināšanai visiem izstrādātājiem. Ja tiek konstatētas problēmas, dizaineri un tehnologi strādā kopā, lai tās novērstu.

Darbnīcu izkārtojumi

Strādājot pie izkārtojumiem, iesakām izveidot digitālo dvīni, kas satur mehāniskās iekārtas, automatizācijas sistēmas un resursus, kas ir skaidri savienoti ar visu dizaina un tehnoloģiskās pirmsražošanas “ekosistēmu”. Izmantojot PLM rīku komplektu, procesa soļus var apmainīt, izmantojot vilkšanu un nomešanu. Tikpat viegli ir novietot iekārtas un personālu uz ražošanas līnijas un simulēt tās darbību. Tas ir ļoti vienkārši, bet tajā pašā laikā ārkārtējs efektīva metode tehnoloģisko procesu veidošana un rediģēšana. Veicot konstrukcijas izmaiņas, kurās nepieciešams izmantot jaunu industriālo robotu, skaitliskās simulācijas speciālisti pārbauda, ​​piemēram, vai ir iespējams uzstādīt šāda izmēra robotu, netrāpot pret konveijeru. Darbnīcas iekārtojuma izstrādātājs veic nepieciešamos grozījumus un sagatavo izmaiņu paziņojumu, uz kura pamata iepirkumu daļa iegādājas jaunu tehniku. Šāda izmaiņu seku analīze ļauj izvairīties no kļūdām un, ja nepieciešams, nekavējoties informēt piegādātājus.

Tehniskā dizaina risinājumu kontrole

Pārbaudes posmā digitālais dvīnis tiek izmantots, lai praktiski pārbaudītu montāžas procesu. Virtuālā simulācija un kvantitatīvā analīze var novērtēt visus faktorus, kas saistīti ar roku darbu montāžā, un identificēt tādas problēmas kā neērta strādnieka poza. Tas ļauj izvairīties no noguruma un ar darbu saistītām traumām. Pamatojoties uz simulācijas rezultātiem, tiek izveidoti mācību video un instrukcijas.

Veiktspējas optimizācija

Digitālais dvīnis tiek izmantots projektētās tehnoloģiskās sistēmas statistiskai modelēšanai un novērtēšanai. Tas ļauj viegli noteikt, vai ir jāizmanto roku darbs, roboti vai robotu un strādnieku kombinācija. Var veikt visu procesu skaitliskās simulācijas, līdz pat atsevišķas iekārtas enerģijas patēriņam, lai maksimāli optimizētu tehnoloģiju. Analīze parāda, cik detaļu tiek saražots katrā darbībā. Tas nodrošina, ka faktiskās ražošanas līnijas veiktspēja atbilst mērķim.

un reālās pasaules. Tas ļauj salīdzināt dizaina projektu ar faktiski saražoto.
produkts. Attēlā parādīts, kā tiek izmantotas lielo datu tehnoloģijas
apkopot aktuālo informāciju par produktu kvalitāti, kas tiek nosūtīta analīzei
digitālajā dvīnī, kas tiek glabāta Teamcenter

Produkta izgatavošana

Digitālais dvīnis nodrošina atgriezenisko saiti starp reālo un virtuālo pasauli, kas ļauj optimizēt produktu ražošanas procesus. Tehnoloģiskās instrukcijas tiek nosūtītas tieši uz darbnīcu, kur iekārtu operatori tos saņem kopā ar video. Operatori nodrošina dizaineriem ražošanas datus (piemēram, vai starp divām skrūvēm, kas notur paneli, ir atstarpe), savukārt citi automatizētas sistēmas apkopot informāciju par veiktspēju. Pēc tam tiek veikts projektētās konstrukcijas un faktiski saražotās preces salīdzinājums, tiek identificētas un novērstas novirzes.

Jaunas pieejas darbam

Digitālā dvīņa izmantošana, kas ir precīza reāla produkta kopija, palīdz ātri identificēt iespējamās problēmas, paātrina ražošanas sagatavošanu un samazina izmaksas. Turklāt digitālā dvīņa klātbūtne garantē iespēju izgatavot dizaineru izstrādātu produktu; visi tehnoloģiskie procesi tiek uzturēti aktuālā un sinhronizētā stāvoklī; izstrādātās tehnoloģijas izrādās operatīvas, un ražošana funkcionē tieši tā, kā plānots. Digitālais dvīnis ļauj pārbaudīt, kā jaunas tehnoloģijas var integrēt esošajās ražošanas līnijās. Tas novērš riskus, kas rodas iekārtu iegādes un uzstādīšanas laikā.

Mašīnbūve ir viena no progresīvākajām pasaules rūpniecības nozarēm, kurā jau sen tiek izmantotas pārbaudītas, bet novecojušas pieejas ražošanas tehnoloģiskajā sagatavošanā. Ir pienācis laiks ieviest inovācijas garu, kas paver durvis uz panākumiem produktu izstrādē un ražošanā. Ir pienācis laiks izmēģināt ko jaunu!

Pateicamies PJSC Gazprom Neft korporatīvā žurnāla "Sibīrijas nafta" redaktoriem par šī materiāla nodrošināšanu.

Kas ir digitālais dvīnis?

Digitālais dvīnis ir jauns vārds modelēšanā un ražošanas plānošanā — viens modelis, kas droši apraksta visus procesus un attiecības gan atsevišķā objektā, gan visā ražošanas līdzeklī formā. virtuālās instalācijas un simulācijas modeļiem. Tādējādi tas tiek izveidots virtuālā kopija fiziskā pasaule.

Digitālā dvīņa izmantošana, kas ir precīza reāla aktīva kopija, palīdz ātri simulēt notikumu attīstību atkarībā no noteiktiem apstākļiem un faktoriem, atrast efektīvākos darbības režīmus, identificēt iespējamos riskus, integrēt jaunas tehnoloģijas esošajās ražošanas līnijās. , kā arī samazināt projekta īstenošanas laiku un izmaksas. Turklāt digitālais dvīnis palīdz noteikt drošības pasākumus.

Mūsdienu tehnoloģijas ļauj izveidot digitālos dvīņus no absolūti jebkura ražošanas objekta, vai tā būtu naftas pārstrādes rūpnīca vai loģistikas uzņēmums. Nākotnē šīs tehnoloģijas ļaus attālināti kontrolēt visu ražošanas procesu reāllaikā. Pamatojoties uz digitālo dvīņu, iespējams apvienot visas ražošanas darbību plānošanai un vadīšanai izmantotās sistēmas un modeļus, kas palielinās procesu caurskatāmību, lēmumu pieņemšanas precizitāti un ātrumu.

Digitālo dvīņu var uzskatīt arī par preces elektronisko pasi, kurā ierakstīti visi dati par izejmateriāliem, materiāliem, veiktajām operācijām, testiem un laboratorijas pārbaudēm. Tas nozīmē, ka visa informācija, sākot no rasējumiem un ražošanas tehnoloģijām līdz apkopes un utilizācijas noteikumiem, tiks digitalizēta un pieejama lasīšanai ierīcēm un cilvēkiem. Šis princips ļauj mums uzraudzīt un garantēt produktu kvalitāti un nodrošināt to efektīvu apkalpošanu.

No zīmējumiem līdz 3D modeļiem

Nedaudz vēstures. Zīmējumi un diagrammas cilvēkiem vienmēr ir bijuši vajadzīgi jau no pirmo izgudrojumu brīža - ritenis un svira, lai viens otram pārraidītu informāciju par šo ierīču konstrukciju un lietošanas noteikumiem. Sākumā tie bija primitīvi zīmējumi, kuros bija tikai visvienkāršākā informācija. Tomēr dizaini kļuva sarežģītāki, un attēli un instrukcijas kļuva detalizētākas. Kopš tā laika tehnoloģijas, lai vizualizētu, dokumentētu un glabātu zināšanas par struktūrām un mehānismiem, ir gājušas garu ceļu. Neskatoties uz to, papīrs ilgu laiku bija galvenais inženierijas ideju ierakstīšanas līdzeklis, un lidmašīna palika kā darba telpa.

Divdesmitā gadsimta otrajā pusē kļuva skaidrs, ka ierastā ar rasējamiem dēļiem bruņotā rasētāju armija vairs nespēj tikt līdzi rūpnieciskās ražošanas straujajam pieaugumam un inženiertehnisko izstrādņu sarežģītībai. Paātrinot apjomīgas un sarežģītas informācijas apstrādi (piemēram, naftas atmosfēriskās destilācijas tehnoloģiskā iekārta satur vairāk nekā 30 tūkstošus iekārtu), bija jāmaina projektētāju, projektētāju, būvnieku, tehnologu, ekspluatācijas un apkopes speciālistu darba tehnoloģija. Tehniskā projektēšanas rīku evolūcija uzņēma vēl vienu apgriezienu, un pagājušā gadsimta 90. gadu sākumā naftas rūpniecībā nonāca datorizētās projektēšanas sistēmas (CAD). Sākumā viņi izmantoja 2D zīmējumus, un pēc tam 2000. gadu beigās viņi nonāca pie 3D.

Mūsdienu projektēšanas sistēmas ļauj inženieriem veikt rūpniecisko objektu plānošanu un projektēšanu tilpuma formā, ņemot vērā visus ražošanas procesa ierobežojumus un prasības, kā arī rūpnieciskās drošības prasības.

Mūsdienu projektēšanas sistēmas ļauj inženieriem izkārtot un projektēt rūpnieciskās telpas tilpuma formā, ņemot vērā visus ražošanas procesa ierobežojumus un prasības, kā arī rūpnieciskās drošības prasības. Ar to palīdzību jūs varat izveidot konkrētas instalācijas dizaina modeli un pareizi novietot uz tā tehnoloģiskos un tehniskos komponentus bez pretrunām un sadursmēm. Pieredze rāda, ka izmantojot līdzīgas sistēmas ir iespējams 2-3 reizes samazināt kļūdu un neatbilstību skaitu projektēšanas un ekspluatācijas laikā dažādas instalācijas. Šis skaitlis ir iespaidīgs, ja ņem vērā, ka liela mēroga rūpnieciskām iekārtām kļūdu skaits, kas jāizlabo projekta pārskatīšanas procesā, ir tūkstošos.

No projektētāju un būvnieku viedokļa 3D modeļu izmantošana ļauj radikāli uzlabot projektēšanas dokumentācijas kvalitāti un samazināt projektēšanas laiku. Uzbūvētais objekta informācijas modelis izrādās noderīgs ekspluatācijas stadijā. Šis jauns līmenisīpašumtiesības uz rūpniecisku objektu, kurā darbinieki var iegūt jebkādu informāciju, kas nepieciešama lēmuma pieņemšanai vai uzdevuma izpildei pēc iespējas īsākā laikā, pamatojoties uz esošo modeli. Turklāt: kad pēc kāda laika būs nepieciešama iekārtu modernizācija, topošajiem dizaineriem būs pieejama visa būtiskā informācija ar remonta un apkopes vēsturi.

Omskas pilots

Sergejs Ovčiņņikovs, Gazprom Neft vadības sistēmu nodaļas vadītājs:

Inženierdatu pārvaldības sistēmas izstrāde un ieviešana, bez šaubām, ir svarīga loģistikas, apstrādes un pārdošanas struktūrvienības inovatīvās attīstības sastāvdaļa. SUPRID piemītošā funkcionalitāte un sistēmas potenciāls ļaus konkrētajai vienībai un uzņēmumam kopumā kļūt par līderi naftas pārstrādes inženiertehnisko datu digitālajā pārvaldībā. Turklāt šis programmatūras produkts ir svarīga sastāvdaļa visā saistīto IT sistēmu līnijā, kas veido šobrīd topošā BLPS Performance Management centra pamatu.

2014. gadā Gazprom Neft uzsāka projektu, lai izveidotu inženiertehnisko datu pārvaldības sistēmu naftas pārstrādes iekārtām - SUPRID. Projekta pamatā ir 3D modelēšanas tehnoloģiju izmantošana industriālo objektu projektēšanai, celtniecībai un uzturēšanai. Pateicoties to izmantošanai, tiek samazināts naftas pārstrādes rūpnīcu izveidei un rekonstrukcijai nepieciešamais laiks, palielināta to darbības efektivitāte un drošība, kā arī tiek samazināts rūpnīcas procesu iekārtu dīkstāves laiks. Īstenošana moderna sistēma Inženierdatu pārvaldību jaunākajā Smart Plant for Owners/Operators (SPO) platformā veic speciālisti no loģistikas, apstrādes un pārdošanas struktūrvienības vadības sistēmu nodaļas, kā arī meitas uzņēmuma ITSK un Avtomatika Service.

Pagājušā gada beigās tika veiksmīgi pabeigts pilotprojekts platformas funkcionalitātes izvietošanai un biznesa procesu iestatīšanai Omskas pārstrādes rūpnīcas tikko rekonstruētajai primārajai naftas pārstrādes iekārtai - AT-9. Sistēma ievieš funkcionalitāti informācijas glabāšanai, pārvaldīšanai un atjaunināšanai par instalāciju visā tās dzīves ciklā: no būvniecības līdz ekspluatācijai. Kopā ar sistēmu tika izstrādāta normatīvā un metodiskā dokumentācija, prasības projektētājam un standarti inženiertehnisko datu pārvaldībai. "PĀRSTEIGUMS" ir labs palīgs darbā,” atzīmēja Omskas naftas pārstrādes rūpnīcas AT-9 instalācijas vadītājs Sergejs Šmits. — Sistēma ļauj ātri piekļūt inženiertehniskajai informācijai par jebkuru iekārtu, apskatīt tās rasējumu, precizēt tehniskos parametrus, lokalizēt atrašanās vietu un veikt mērījumus uz trīsdimensiju modeļa, kas precīzi atveido reālo uzstādīšanu. SUPRID izmantošana cita starpā palīdz apmācīt jaunus speciālistus un praktikantus.

Kā tas strādā?

Sistēmas SUPRID uzdevums ir aptvert visus tehnoloģiskā objekta dzīves cikla posmus. Sāciet ar inženiertehniskās informācijas vākšanu projektēšanas fāzē un pēc tam atjauniniet informāciju nākamajos posmos - būvniecībā, ekspluatācijā, rekonstrukcijā, objekta pašreizējā stāvokļa attēlošanā.

Viss sākas ar informāciju no dizainera, kas tiek secīgi pārsūtīta un ielādēta sistēmā. Sākotnējos datus veido: projekta dokumentācija, informācija par objekta funkcionālo, tehnoloģisko un konstrukcijas un uzstādīšanas struktūru, viedās tehnoloģiskās diagrammas. Tieši šī informācija kļūst par pamatu informācijas modelis, ļaujot uzreiz saņemt mērķtiecīgu informāciju par būvprojektiem un instalācijas tehnoloģisko shēmu, ļaujot dažu sekunžu laikā tehnoloģiskajā shēmā atrast procesa iekārtu, instrumentācijas iekārtu vēlamo pozīciju un noteikt tās dalību tehnoloģiskajā procesā. .

Savukārt, izmantojot sistēmā ielādēta objekta 3D dizaina modeli, var to vizualizēt, redzēt bloku konfigurāciju, iekārtu telpisko izvietojumu, apkārtni ar blakus iekārtām, kā arī izmērīt attālumus starp dažādiem instalācijas elementiem. Ar iesiešanu tiek pabeigta operatīvās informācijas modeļa veidošana izpilddokumentācija un 2D un 3D “kā uzbūvēti” modeļi, nodrošinot iespēju iegūt detalizētu informāciju par jebkuras iekārtas vai tās elementu īpašībām un tehniskajiem raksturlielumiem darbības stadijā. Tādējādi sistēma ir strukturēta un savstarpēji saistīta visu objekta un tā aprīkojuma inženiertehnisko datu kopa.

Romāns Komarovs, ITSK inženiersistēmu nodaļas vadītāja vietnieks, SUPRID attīstības vadītājs:

Pēc daudzu gadu ilgas projekta ieguvumu izvērtēšanas un sākotnējās izstrādes pilotsistēma tika ieviesta īsā laikā. SUPRID ieviešana ļāva uzņēmumam iegūt rīku naftas pārstrādes iekārtu inženiertehnisko datu pārvaldībai. Nākamais globālais solis, kuram pakāpeniski tuvosimies, ir naftas pārstrādes rūpnīcas digitālā informācijas modeļa veidošana.

Līdz šim elektroniskajā arhīvā SUPRID jau ir augšupielādēti vairāk nekā 80 000 dokumentu. Sistēma ļauj pozicionāli meklēt aktuālo informāciju par jebkura veida iekārtām, sniedzot lietotājam visaptverošu informāciju par katru pozīciju, t.sk. specifikācijas, gabarītu izmēri, materiāla dizains, dizains un darbības parametri utt. “SUPRID” ļauj apskatīt jebkuru instalācijas daļu trīsdimensiju modelī vai tehnoloģiskajā shēmā, atvērt ar šo pozīciju saistīto dokumentu skenētas kopijas: darba, izpildu vai darbības dokumentāciju (pases, aktus, rasējumus utt. ).

Šī mainība ievērojami samazina laiku, kas tiek patērēts, lai piekļūtu aktuālajai informācijai un tās interpretācijai, un ļauj izvairīties no kļūdām objekta rekonstrukcijas un tehniskās pārbūves, kā arī novecojušo iekārtu nomaiņas laikā. "SUPRID" palīdz analizēt instalācijas un tās aprīkojuma darbību, novērtējot darbības efektivitāti, atvieglo tehnoloģisko noteikumu izmaiņu sagatavošanu, kļūmju, darbības traucējumu, negadījumu izmeklēšanu objektā, apkalpojošā personāla izglītošanu un apmācību.

"SUPRID" ir integrēts ar citiem Informācijas sistēmas BLPS un veido vienotu informācijas vidi inženiertehniskajiem datiem, kas cita starpā kļūs par pamatu novatoriskajam Vienību veiktspējas vadības centram. Mijiedarbība ar tādām programmām kā KSU NSI ( korporatīvā sistēma normatīvās un atsauces informācijas pārvaldība), SAP TORO (iekārtu apkope un remonts), MS PSD (projektēšanas un tāmes dokumentācijas pārvaldības sistēma) "TrackDoc", Meridium APM, veido unikālu integrētu sistēmu ražošanas līdzekļu pārvaldības procesu automatizēšanai. naftas pārstrādes rūpnīca, ļaujot palielināt ekonomisko efektu no to dalīšanas uzņēmumam.

Projekta efektivitāte

Salīdzinoši īsā laika periodā Gazprom Neft IT speciālistiem izdevās ne tikai apgūt SPO platformas, uz kuras ir būvēta inženiertehnisko datu pārvaldības sistēma, smalkumus, bet arī izveidot uzņēmumam pilnīgi jaunu infrastruktūru, izstrādāt normatīvo aktu kopumu. dokumentiem un galu galā izstrādāt kvalitatīvi jaunu pieeju naftas pārstrādes iekārtu celtniecībai.

Jau agrīnā projekta stadijā kļuva skaidrs, ka sistēma būs pieprasīta no rūpnīcas operatīvajiem dienestiem un kapitālās būvniecības dienestiem. Pietiek pateikt, ka tā izmantošana ietaupa līdz pat 30% no meklēšanas un apstrādes darba laika tehniskā informācija jebkuram objektam. Kad “SUPRID” tiek integrēts ar normatīvās un atsauces informācijas, iekārtu apkopes un remonta, projektēšanas un tāmes dokumentācijas un citām sistēmām, kļūst pieejami aktuālie inženiertehniskie dati operatīvai un kvalitatīvai procesa iekārtu apkopei. Sistēmas iespējas arī ļauj izveidot simulatoru ekspluatācijas dienestiem, kas neapšaubāmi paaugstinās viņu speciālistu sagatavotības līmeni. Rafinēšanas rūpnīcu kapitālbūves nodaļām sistēma kļūs par projektēšanas rīku nelielu un vidēju remontdarbu stadijā. Šāda pieeja ievērojami vienkāršo rūpniecisko objektu rekonstrukcijas gaitas uzraudzību un uzlabo remontdarbu kvalitāti.

Paredzams, ka SUPRID ieviešanā veiktās investīcijas atmaksāsies aptuveni 3-4 gadu laikā. Tas būs iespējams, pateicoties projektēšanas laika samazinājumam, agrākai instalāciju pārcelšanai no nodošanas ekspluatācijā uz rūpniecisko darbību un līdz ar to saražotās gatavās produkcijas apjoma pieaugumu. Vēl viena būtiska priekšrocība ir tehniskās apkopes darbu sagatavošanas un īstenošanas un iekārtu rekonstrukcijas un modernizācijas paātrināšana, samazinot laiku, kas nepieciešams naftas pārstrādes rūpnīcu ekspluatācijas dienestiem, lai pārbaudītu jaunu projekta dokumentāciju un savlaicīgi atklātu trūkumus un kļūdas projektēšanas un būvuzņēmēju darbā. .

SUPRID ieviešanas programma izstrādāta laika posmam līdz 2020. gadam. Tas tiks izmantots gan esošo iekārtu, gan jaunu objektu būvniecībai. Pašlaik speciālisti gatavojas sistēmas pavairošanai Maskavas naftas pārstrādes rūpnīcā.

Teksts: Aleksandrs Nikonorovs, Aleksejs Šišmarevs,Foto: Jurijs Molodkovecs, Nikolajs Krivičs

Iespējams, ikviens, kurš skatījās filmas Terminators vai Matricu, domāja, kad mākslīgais intelekts kļūs par mūsu ikdienas sastāvdaļu un vai cilvēki un roboti varēs sadzīvot mierā un harmonijā. Šī nākotne ir daudz tuvāk, nekā jūs domājat. Šodien mēs jums pastāstīsim par tehnoloģiju, ko sauc par "digitālajiem dvīņiem", kas jau tiek plaši izmantota rūpniecībā un, iespējams, drīz kļūs par mūsu ikdienas sastāvdaļu.

Kas ir digitālie dvīņi?

Ir kļūdaini uzskatīt, ka termins "digitālie dvīņi" attiecas uz robotiem un mākslīgo intelektu, kas ir sava veida humanoīda radījuma aizsegā. Pats termins pašlaik galvenokārt tiek attiecināts uz rūpniecisko ražošanu. Jēdziens “digitālie dvīņi” pirmo reizi parādījās 2003. gadā. Šis termins tika izmantots pēc Floridas Tehnoloģiju institūta Dzīves cikla pārvaldības un inovāciju centra profesora un direktora asistenta Maikla Grīvesa raksta “Digitālie dvīņi: ražošanas izcilība, pamatojoties uz virtuālo prototipu rūpnīcu”. Pati koncepciju izgudroja NASA inženieris, kurš bija profesora kolēģis.

1971yes/bigstock.com

Savā pamatā "digitālie dvīņi" ir jēdziens, kas apvieno mākslīgo intelektu, datormācību un programmatūru ar īpašiem datiem, lai radītu dzīvi. digitālie modeļi. Šie "digitālie dvīņi" tiek pastāvīgi atjaunināti, mainoties fiziskajiem prototipiem.

Kur digitālie dvīņi iegūst datus sevis atjaunināšanai?

Digitālā kopija, kā jau mākslīgajam intelektam pienākas, nemitīgi mācās un pilnveido sevi. Šim nolūkam digitālais dvīnis izmanto zināšanas no cilvēkiem, citām līdzīgām mašīnām un lielākām sistēmām un vidi, kuras daļa tas ir.

Maikls Grīvzs ierosināja savas trīs prasības, kurām jāatbilst “digitālajiem dvīņiem”. Pirmais ir atbilstība oriģinālā objekta izskatam. Jums ir jāsaprot, ka līdzīgi izskats– tā ir ne tikai kopbilde, bet arī atsevišķu daļu atbilstība īstajam “dvīnim”. Otrā prasība ir saistīta ar dubultnieka uzvedību testēšanas laikā. Pēdējā un grūtākā lieta ir informācija, kas tiek saņemta no mākslīgā intelekta par reāla produkta priekšrocībām un trūkumiem.

1971yes/bigstock.com

Kā norāda Maikls Grīvzs, kad tika ieviestas digitālās kopijas, pat virspusējas līdzības kritērijs tika uzskatīts par grūti sasniedzamu. Šodien, tiklīdz digitālais dvīnis ir identisks pirmajos parametros, to jau var izmantot praktisku problēmu risināšanai.

Kāpēc mums ir vajadzīgi digitālie dvīņi?

Digitālās kopijas tiek veidotas, lai optimizētu fizisko prototipu, visu sistēmu un ražošanas procesu veiktspēju.

Saskaņā ar GE Global Research Center programmatūras izpētes viceprezidenta Ph.D. Kolina Dž. Parisa teikto, digitālie dvīņi ir hibrīdmodelis (gan fizisks, gan digitāls), kas izveidots īpaši konkrētiem uzņēmējdarbības mērķiem, piemēram, lai prognozētu kļūmes, samazinātu apkopi. izmaksas, novērstu neplānotus pārtraukumus.

1971yes/bigstock.com

Kolins J. Pariss norāda, ka, runājot par “digitālajiem dvīņiem”, šī sistēma darbojas trīs posmos: redzēšana, domāšana un darīšana. “Skatīšanas” posms ir datu iegūšana par situāciju. Ir divu veidu informācija: darbības dati (piemēram, viršanas temperatūra) un vides dati. Nākamais solis, ko Kolins Dž. Pariss nosacīti dēvēja par "domāšanu", ir saistīts ar faktu, ka šajā posmā "digitālais dvīnis" var sniegt iespējas dažādiem pieprasījumiem par to, kā vislabāk rīkoties konkrētajā situācijā vai kādi varianti ir labāki. uzņēmējdarbības nolūkos. Mākslīgais intelekts izmanto analīzei, piemēram, vēsturisko informāciju, ieņēmumu un izdevumu prognozes un nodrošina vairākas iespējas, kuru pamatā ir riski un pārliecība, ka šie priekšlikumi var tos samazināt. Pēdējais solis – “darīšana” – ir tieši saistīts ar darāmā ieviešanu.

1971yes/bigstock.com

Ar “digitālo dvīņu” palīdzību, piemēram, var redzēt no fiziska objekta problēmas iekšpuses.

Ražošanā mums vairs nav jāredz, piemēram, visa turbīna priekšā, lai atklātu caurumu. Digitālā dvīņu tehnoloģija ļaus jums redzēt problēmu reāllaikā, izmantojot datora vizualizāciju.

Saskaņā ar Siemens programmatūras izstrādes izpildviceprezidenta Zvi Feuera teikto, digitālais dvīnis ir PLM risinājums ceļā uz Industry 4.0.

Kādi “digitālo dvīņu” veidi jau pastāv?

Kā jau teicām iepriekš, rūpniecībā aktīvi tiek izmantoti “digitālie dvīņi”: daļu dvīņi (kas tiek būvēti konkrētai ražošanas daļai), produktu dvīņi (kas saistīti ar produkta izlaišanu, to galvenais mērķis ir samazināt uzturēšanas izmaksas) , process twins (to mērķis var būt, piemēram, palielināt kalpošanas laiku), sistēmas dvīņi (visas sistēmas optimizācija kopumā).

1971yes/bigstock.com

Saskaņā ar augsto tehnoloģiju pētījumu un konsultāciju aģentūras Gartner datiem, simtiem miljonu "digitālo dvīņu" drīzumā aizstās cilvēku darbu. Daži uzņēmumi to jau izmanto. Nav obligāti jābūt personālam, kas diagnosticētu ražošanas problēmas. Reāllaikā ar “digitālo dvīņu” palīdzību var saņemt visus nepieciešamos datus un jau iepriekš būt gatavs remontēt iekārtas.

Kā ir ar paša cilvēka “digitālo dvīni”?

chagpg/bigstock.com

Tiem, kas vēlas sev Terminatora draugu, kurš domā tāpat kā tu, palīdz it visā, ir brālis un draugs, mums ir labas ziņas. Pēc futūrista un tehnologa Džona Smita domām, šāda nākotne jau ir tuvu. Viņš uzskata, ka tuvākajā nākotnē parādīsies tā sauktie programmatūras aģenti, kas jau iepriekš prognozēs savas īstās kopijas vēlmes un uzvedību un veiks kādas darbības sava līdzinieka labā.

“Digitālais dvīnis” varēs veikt pirkumus, pieņemt biznesa lēmumus, iesaistīties sabiedriskās aktivitātēs – kopumā varēs darīt visu, kam mums dažkārt nepietiek laika.

Visus rutīnas darbus varēsim nodot arī mūsu dubultniekam. Turklāt, pēc Džona Smita domām, mūsu digitālie kloni zinās mūsu intereses, preferences, politiskos uzskatus un, ja nepieciešams, spēs tos aizstāvēt, jo tiem būs pilnīgāks vēsturiskais konteksts un viņi redzēs mūsdienu pasaules ainu kā veselums. Un pat līdzjūtības sajūta. Piemēram, “digitālais dvīnis” izrādīs mīlestību pret mums, jo varēs uzminēt mūsu emocionālo stāvokli.

Tas viss izklausās pēc utopiska filmas scenārija. Es jūtu, ka kaut kas nav kārtībā. Kādi ir “digitālo dvīņu” trūkumi?

Digitālo dvīņu trūkumi ir acīmredzami. Pirmkārt, rodas jautājums par mūsu drošību. Digitālie kloni izmantos visus iespējamos resursus, lai papildinātu informāciju par mums. Šie ir algoritmi, kas apkopo datus no kontiem sociālie tīkli, un mūsu personīgā sarakste, kā arī visi dokumenti un faili, kas vienā vai otrā veidā attiecas uz mums. Protams, tas var nebūt satraucošs: kā mēs jau esam noskaidrojuši, “digitālie dvīņi” spēj pastāvīgi atjaunināt un uzlabot. Tāpēc vienam no primārajiem uzdevumiem vajadzētu būt tiesiskā regulējuma izveidei mākslīgā intelekta “pieļaujamības robežu” noteikšanai.

chagpg/bigstock.com

Tomēr nekrītiet panikā par to. Ņemiet par piemēru Džonu Smitu: viņš joprojām ir optimistisks un uzskata, ka "digitālie dvīņi" neaizstās cilvēci. Viņi vienkārši kļūs par dažādām cilvēku versijām, kas var mierīgi sadzīvot ar mums.

Ja atrodat kļūdu, lūdzu, iezīmējiet teksta daļu un noklikšķiniet Ctrl+Enter.

2017. gada 23. jūnijs Sarakstā iekļautā 3D digitālā dvīņa izveide standarta funkcionalitāte Winnum® - platformas industriālajam lietu internetam. Izmantojot Winnum®, 3D digitālo dvīņu izveide tagad ir tikpat vienkārša kā sensoru pievienošana.

“Digitālais dvīnis” ir konkrēta fiziska produkta, produktu grupas, mehāniskā vai tehnoloģiskā procesa datorizēts attēlojums, kas pilnībā atkārto visu, ko dara tā fiziskais prototips, sākot no kustībām un kinemātikas un beidzot ar savas fiziskās vides un strāvas attēlojumu. darbības apstākļi, tostarp šķidrumu un gāzu kustības. Digitālais dvīnis darbojas kā starpnieks starp fizisku produktu un svarīgu informāciju par to, piemēram, darbības vai apkopes datiem. Tagad ar Winnum palīdzību pilnvērtīgs Atsauksmes pamatojoties uz datu vākšanu no reālās pasaules un šo datu pārsūtīšanu uz digitālo pasauli.

Kas ir 3D Digitālais dvīnis?

Trīsdimensiju Digital Twin ir datora ģenerēts konkrēta fiziska produkta, produktu grupas, mehāniskā vai tehnoloģiskā procesa 3D attēlojums, kas ietver ne tikai trīsdimensiju ģeometriju, tehniskos raksturlielumus un pašreizējos darbības parametrus, bet arī citus svarīga informācija- vide un ekspluatācijas apstākļi, tehniskais stāvoklis un darbības laiks, mijiedarbība ar citiem objektiem, paredzamie analītikas dati, t.sk. kļūmju un kļūmju prognozēšana. Digitālais dvīnis var būt gan vienkāršots, gan ļoti detalizēts un atspoguļot plašu klāstu dažādas īpašības gan pats produkts, gan tehnoloģiskie un ražošanas procesi.

Trīsdimensiju Digital Twin klātbūtne palīdz organizēt izstrādājuma savienojumu ar ar to savienotajiem objektiem, programmatūra atbildīgs par produktu pārvaldību, darbības stāvokļa un darbības procesa uzraudzību utt. 3D Digital Twin ir īpaši vērtīgs, ja tas visprecīzāk atspoguļo tā fiziskā līdzinieka faktisko stāvokli un veiktspējas raksturlielumus. Neatkarīgi no tā, cik precīzas, detalizētas un labi izstrādātas ir darbības projektēšanas, modelēšanas un pirmsražošanas stadijās, reālajā dzīvē parasti procesi noris nedaudz savādāk, un tieši Digital Twin var darboties kā tilts uz nepieciešamo informāciju par produktu faktisko darbību. Šī informācija var izmantot dažādos veidos, piemēram, lai novērtētu vājās vietas, pilnveidošanās un pārmaiņu iespējas, apstiprinātu izmaiņu iespējamību utt. Turklāt, tā kā Digital Twin ir trīsdimensiju objekts, darbs ar to cilvēkam ir daudz skaidrāks nekā darbs ar jebkādām tabulām vai grafikiem. 3D Digital Twin ļauj ieskatīties reālā fiziskā objektā, kamēr tas darbojas, neapturot aprīkojumu vai neatverot paneļus, kas bloķē piekļuvi daļām, kurām nepieciešama pārbaude.

Winnum unikālā funkcionalitāte ļauj mūsu klientiem izveidot un pārvaldīt 3D digitālos dvīņus, savienojot informāciju, kas nāk no fiziskiem objektiem un reāliem procesiem, ar informāciju, kas ir izveidota dažādas sistēmas datorizētā projektēšana (CAD). Winnum atbalsta 3D CAD modeļu ielādi neitrālos formātos, piemēram, STL, VRML un OBJ, un tiešā ielāde ir pieejama Blender un Collada. Gatavu robotu, iekārtu, sensoru un citu ģeometrisku objektu 3D bibliotēku klātbūtne vēl vairāk paātrina un vienkāršo Digital Twins izveides procesu pat tiem uzņēmumiem, kuri nevar lepoties ar pilnībā digitalizētiem produktiem 3D formātā.

3D ainas un viedie digitālie dvīņi (Smart Digital Twin)

Katrs Digital Twin atbilst vienam konkrētam produkta gadījumam. Tas ir, ja uzņēmums izmanto 100 iekārtas vai ražo simtiem tūkstošu produktu, tad katrai iekārtai/produktam ir savs Digital Twin. Winnum unikālās lielo datu iespējas palīdz strādāt ar tik daudziem digitālajiem dvīņiem, lai atrisinātu ikdienas problēmas un nodrošinātu augsta veiktspēja sistēmas neatkarīgi no to skaita.

3D ainas tiek izmantotas, lai apvienotu digitālos dvīņus un gūtu priekšstatu par to vispārējo veiktspēju un veiktspēju, kopējām vides atšķirībām utt. Winnum 3D ainas nav tikai 3D vide, kā tas ir ierasts CAD sistēmās. 3D ainas programmā Winnum ir iespēja izveidot pilnvērtīgu 3D pasauli ar plašu rīku klāstu darbam ar gaismas avotiem (tostarp staru izsekošanu, spoguļattēlu skatus, miglu, intensitāti, caurspīdīgumu), faktūrām (tostarp dinamiskām faktūrām ar video straumi), pielāgotas kameras un mijiedarbības mehānismi trīsdimensiju objekti(objekta atlase, noklikšķināšana uz objekta, vadības darbības pārsūtīšana).

Visas 3D ainas darbības un visi rīki darbam ar 3D Digital Twin ir pieejami tikai tīmekļa pārlūkprogrammā.

Par uzņēmumuSignum

Signum (SIGNUM) ir globāls risinājumu nodrošinātājs rūpnieciskajam lietu internetam (IIoT). Uzņēmuma risinājumi palīdz pārveidot produktu radīšanas, darbības un uzturēšanas procesus, izmantojot rūpnieciskā lietu interneta (IIoT) tehnoloģijas. Nākamās paaudzes Winnum™ platforma nodrošina uzņēmumiem nepieciešamos rīkus, lai savāktu, analizētu un radītu papildu vērtību no liela apjoma datu, ko ģenerē saistītie dati. datortīkls kontrolieri, sensori, produkti un sistēmas.