Vse več podjetij se zanima za temo digitalizacije proizvodnje. O tem so se lahko prepričali organizatorji regionalne znanstveno-strokovne konference »Digitalizacija proizvodnih procesov«. Uporaba industrijske programske opreme za gradnjo digitalnih podjetij,« ki je nedavno potekala v Samari.

Pobudo zanj je dala skupina podjetij SMS-Automation, znana kot univerzalni integrator, specializiran za ustvarjanje in podporo sistemov industrijske avtomatizacije, skupaj z oddelkom za digitalno proizvodnjo družbe Siemens, enega največjih svetovnih koncernov na področju avtomatizacije in elektrotehnike. izdelkov, s katerimi razvijalci Samare že več kot dve desetletji plodno sodelujejo.

Forum proizvajalcev in razvijalcev informacijskih sistemov je podprlo tudi ministrstvo za industrijo in tehnologijo Samarske regije. Njegovi strokovnjaki so večkrat opazili uspehe skupine podjetij na področju industrijske avtomatizacije in gradnje velikih informacijskih sistemov.

Predstavniki industrijskih podjetij Samarske regije so se seznanili s konceptualnim okvirom in posebnimi orodji za izgradnjo učinkovite digitalne proizvodnje. Industrijska avtomatizacija je le del digitalizacije oziroma digitalizacije, kot jo tudi imenujemo. Digitalizacija je avtomatizacija procesov skozi celoten življenjski cikel izdelka, opreme ali podjetja. Projekt, njegovo delovanje in posodabljanje sodijo vanjo.

Poročilo predsednika upravnega odbora skupine podjetij SMS-Automation Andreja Sidorova z naslovom »Industrijska programska oprema kot orodje za digitalizacijo« je med udeleženci konference vzbudilo veliko zanimanje. "Smo na pragu intelektualizacije nadzornih sistemov," je opozoril Andrej Sidorov (na spodnji fotografiji). - Zdaj proizvajalci opreme na Zahodu spreminjajo svoj proizvodni model. Oprema začne imeti digitalnega dvojčka. Spreminjanje poslovnih modelov bo pomenilo, da bo digitalni dvojček pomemben dejavnik pri izbiri dobavitelja.«

Digitalizacija pomeni tudi testiranje situacij na virtualnih digitalnih modelih, s čimer lahko prihranite ogromne količine denarja. Siemens je že na svojem mestu digitalizacije, ne da bi čakal na prihod stroja za izdelavo delov, saj ga je prejel virtualna slika, nanj poveže virtualne robote in brez izgube časa začne odpravljati napake v tehnoloških procesih.

Teme, ki so jih izpostavili strokovnjaki v zvezi z uporabo specifičnih digitalnih produkcijskih orodij, so udeleženci konference sprejele z zanimanjem ter sprožile številna vprašanja in razprave. Poleg poročil so pozornost gostov konference pritegnile predstavitvene stojnice s praktičnimi primeri implementacije načel digitalizacije v realnosti sistemov za vodenje procesov industrijskih podjetij v Rusiji. Posebna pozornost na konferenci je bila namenjena problematiki varnost informacij sodobni sistemi avtomatizacije. Spoznavanje trenutni trendi razvoj podjetij v okviru koncepta industrije 4.0 po mnenju strokovnjakov lahko postane dodatno orodje v procesu povečevanja konkurenčnosti v dobi industrije 4.0.

Obstaja boljši način. Identifikacija načinov za izboljšanje učinkovitosti procesov inženiringa in tehnološkega načrtovanja

Aaron Frenkel, Jan Larssen

Proizvodnja izdelka je nedvomno najpomembnejši del vseh procesov življenjskega cikla. Na tej stopnji se ideje spremenijo v realnost. Še več, brez usklajenega načrtovanja in proizvodnih procesov, ki zagotavljajo uspešno montažo izdelka v delavnici, bodo ideje ostale le lepe risbe ali pa ne bodo v celoti realizirane. Dolga leta ostajajo metode načrtovanja in razvoja tehnoloških procesov nespremenjene, ohranjajo pa vse tradicionalne pomanjkljivosti, ki vodijo v povišanje stroškov in rokov. Glede na to, da so danes inovacije postale ključnega pomena za preživetje strojegradnih podjetij, je Siemens PLM Software analiziral predproizvodne procese, da bi odkril načine za njihovo nadaljnjo optimizacijo. V tem članku Aaron Frankel, višji direktor trženja za rešitve strojništva, in Jan Larsson, višji direktor trženja za Evropo, Bližnji vzhod in Afriko pri Siemens PLM Software, razpravljata o tem, katere vire neučinkovitosti je treba odpraviti, da bi uvedli koncept »digitalni dvojček izdelka« in kako bo to vplivalo na način izdelave izdelkov.

Prelepa simfonija

Če se znajdete v sodobnem podjetju, boste videli neverjetno simfonijo dela ljudi, robotov in strojev, premikanje materialov in delov – in vse to je narejeno z natančnostjo do sekunde, da bi ostali v skladu z načrtom. Slika se izkaže preprosto fantastično.

Toda v zakulisju bomo videli zastarele procese oblikovanja in tehnološke priprave proizvodnje. Ne bomo nikogar kritizirali. Razvoj dizajna izdelka sam po sebi ni majhen dosežek. Oblikovanje je lahko zelo zahtevna naloga. V nekaterih primerih je izdelek sestavljen iz milijonov delov, na tisoče zaposlenih in partnerjev pa dela na njegovem ustvarjanju, pogosto po vsem svetu. Poleg tega v kritičnih panogah, kot so elektronika (hitrejši procesorji, miniaturizacija), avtomobilska industrija (trajnost in zmanjšanje emisij) in vesoljska industrija (trajnost in uvedba kompozitnih materialov), obstaja stalna želja po optimizaciji in pospeševanju ustvarjanja novih tehnologij. Ob upoštevanju visoke kompleksnosti problemov, ki jih rešujemo, je nepripravljenost odstopati od v praksi preizkušenih predprodukcijskih procesov povsem razumljiva. Vendar naše stranke poročajo o pogostih težavah pri oblikovanju in izdelavi izdelkov, ki v nekaterih primerih povzročijo drage zamude.

Pogoste težave

Eden največjih izzivov, ki ga vidimo, je, da oblikovalci in tehnologi uporabljajo različne sisteme. V praksi to vodi v dejstvo, da oblikovalci prenašajo svoj razvoj na tehnologe, ki poskušajo ustvariti tehnološke procese v računalniški sistemi, na katerega so navajeni. V tem primeru - in to se zgodi zelo pogosto - se informacije desinhronizirajo, kar oteži nadzor nad situacijo. Poleg tega se poveča verjetnost napak.

Težave se redno pojavljajo pri razvoju delavniških postavitev. Razlog za to je, da so tlorisi običajno izdelani v obliki dvodimenzionalnih tlorisov in risb na papirju. To je dolg in delovno intenziven proces. 2D risbe so pomemben del procesa, vendar nimajo potrebne prilagodljivosti. Pogosto se zgodi, da preureditev opreme v delavnici ni zabeležena na risbi. Problem je še posebej pereč pri poslovanju na hitro spreminjajočih se trgih (kot je zabavna elektronika), ki zahtevajo stalno širitev in posodobitev proizvodnih sistemov. Zakaj? Ker dvodimenzionalnim postavitvam manjka inteligence in asociativnosti. Tehnologom onemogočajo, da bi vedeli, kaj točno se dogaja v delavnici, in hitro sprejeli pametne odločitve.

Po izdelavi postavitve se razvije tehnološka pot. Praviloma gre nato skozi kontrolno stopnjo. Tu je še ena pomembna ovira za večjo učinkovitost. Tehnologi morajo običajno počakati, da je oprema nameščena, da ocenijo delovanje opreme. Poleg tega, če se izkaže, da so lastnosti nižje od pričakovanih, je morda prepozno za razvoj alternativne tehnologije. Naše izkušnje kažejo, da ta situacija povzroči precejšnje zamude.

Na koncu kupci poročajo o dveh dodatnih težavah, ki se pojavita pozno v predprodukcijskem ciklu. To je ocena uspešnosti posameznih operacij in vsega tehnološki proces na splošno.

Zaradi velike kompleksnosti sodobne proizvodnje in pogostega pomanjkanja koordinacije med različnimi sistemi načrtovanja procesov je lahko težko ugotoviti, katere specifične operacije ali proizvodna področja povzročajo zamude na liniji. In ko gre za dejansko proizvodnjo izdelka, stranke poročajo, da je običajno izjemno težko oceniti učinkovitost in stopnjo, do katere dejanski procesi ustrezajo načrtovanim procesom. Ponovno je problem v veliki kompleksnosti, pa tudi v pomanjkanju povratnih informacij med proizvodnjo, oblikovalci in tehnologi.

Digitalni dvojček

Digitalni dvojček je navidezna kopija resničnega predmeta, ki se obnaša na enak način kot resnični predmet. Ne da bi se tukaj spuščali v tehnične podrobnosti naših izdelkov, je dovolj reči, da je naš nadzor življenski krog izdelki (PLM) zagotavljajo ustvarjanje popolne digitalne platforme. Podpira uporabo digitalnih dvojčkov, ki natančno modelirajo načrtovanje izdelkov in proizvodne procese od konca do konca.

Kaj vse to pomeni v praksi? Ponovno si oglejmo zgornje korake in pokažimo glavne zmožnosti, ki jih ponuja novi pristop.

Gradnja

NX (in drugi CAD sistemi) ustvari model izdelka in ga prenese v Teamcenter v formatu 3D JT. V nekaj sekundah aplikacija ustvari na tisoče različnih virtualnih različic izdelka, ki se natančno ujemajo z resničnim izdelkom. Hkrati se za identifikacijo morebitnih težav uporabljajo tehnologije obdelave velikih podatkov, konstrukcijsko-tehnološke informacije (PMI), vsebovane v modelih (tolerance, prileganja, povezave med deli in sklopi), ter osnovni opis tehnološkega procesa. Ta pristop je bil že preizkušen v praksi pri ustvarjanju elektronskih izdelkov našega podjetja. Na primer, lahko smo takoj ugotovili, da luknje za vijake na priključku za video izhod niso natančno poravnane z luknjami za vijake na tiskanem vezju. Če napaka ne bi bila odkrita, bi to povzročilo garancijske zahtevke s strani strank: konektor bi se lahko ločil od tiskano vezje. Prepoznavanje konstrukcijskih napak v zgodnji fazi prihrani veliko časa in denarja, tako med razvojem tehnologije kot med proizvodnjo.

Oblikovanje procesa

Digitalni dvojček vam omogoča izboljšanje sodelovanja oblikovalcev in tehnologov, optimizacijo izbire lokacije in tehnologije izdelave ter razporeditev potrebnih virov. Oglejmo si primer spreminjanja postopka gradnje. Z uporabo našega programsko opremo, procesni inženirji na podlagi nove konstrukcijske specifikacije dodajajo nove operacije delujočemu 3D modelu tehnološkega procesa. Lahko simulirate kateri koli proizvodni sistem, ko ste kjerkoli na svetu: recimo tehnologi v Parizu pripravljajo proizvodnjo v tovarni v Riu. S časovnimi informacijami za vsako dodano operacijo tehnologi preverijo, ali nova procesna pot ustreza podanim indikatorjem uspešnosti. Če temu ni tako, se tehnološke operacije zamenjajo ali preuredijo. Nato se znova izvajajo numerične simulacije, dokler izbrana procesna pot ne izpolni zahtev. Novi potek dela je takoj na voljo vsem razvijalcem za odobritev. Če se ugotovijo kakršne koli težave, jih oblikovalci in tehnologi skupaj odpravijo.

Postavitve delavnice

Pri delu na postavitvah priporočamo ustvarjanje digitalnega dvojčka, ki vsebuje mehansko opremo, sisteme za avtomatizacijo in vire, jasno povezane s celotnim »ekosistemom« oblikovanja in tehnološke predprodukcije. Z naborom orodij PLM je mogoče korake procesa zamenjati z uporabo povleci in spusti. Enako enostavno je postaviti opremo in osebje na proizvodno linijo ter simulirati njeno delovanje. Je zelo preprosta, a hkrati izjemna učinkovita metoda ustvarjanje in urejanje tehnoloških procesov. Ko pride do sprememb v konstrukciji, ki zahtevajo uporabo novega industrijskega robota, strokovnjaki za numerične simulacije na primer preverijo, ali je mogoče namestiti robota te velikosti, ne da bi udaril ob tekoči trak. Projektant delavnice izvede potrebne popravke in pripravi obvestilo o spremembah, na podlagi katerega nabavna služba nabavi novo opremo. Ta analiza posledic sprememb omogoča, da se izognemo napakam in po potrebi takoj obvestimo dobavitelje.

Kontrola tehnoloških oblikovalskih rešitev

Med fazo pregleda se digitalni dvojček uporablja za virtualno preverjanje postopka sestavljanja. Virtualna simulacija in kvantitativna analiza lahko ocenita vse dejavnike, povezane z ročnim delom pri montaži, in prepoznata težave, kot je nerodna drža delavca. Tako se je mogoče izogniti utrujenosti in poškodbam pri delu. Na podlagi rezultatov simulacije se ustvarijo vadbeni videi in navodila.

Optimizacija delovanja

Digitalni dvojček se uporablja za statistično modeliranje in vrednotenje zasnovanega tehnološkega sistema. Omogoča preprosto določitev, ali je treba uporabiti ročno delo, robote ali kombinacijo robotov in delavcev. Izvajajo se lahko numerične simulacije vseh procesov, vse do porabe energije posameznega stroja, da se čim bolj optimizira tehnologija. Analiza pokaže, koliko delov se proizvede v posamezni operaciji. To zagotavlja, da bo zmogljivost dejanske proizvodne linije ustrezala cilju.

in resnični svetovi. To vam omogoča primerjavo projektnega projekta z dejansko izdelanim.
izdelek. Slika prikazuje, kako se uporabljajo tehnologije velikih podatkov
za zbiranje aktualnih informacij o kakovosti izdelkov, ki se posredujejo v analizo
v digitalnega dvojčka, shranjenega v Teamcentru

Izdelava izdelka

Digitalni dvojček zagotavlja povratno informacijo med realnim in virtualnim svetom, kar omogoča optimizacijo procesov izdelave izdelkov. Tehnološka navodila se prenašajo neposredno v delavnico, kjer jih operaterji opreme prejmejo skupaj z video posnetki. Operaterji oblikovalcem posredujejo proizvodne podatke (na primer, ali obstaja vrzel med dvema vijakoma, ki držita ploščo na mestu), medtem ko drugi avtomatizirani sistemi zbiranje informacij o uspešnosti. Nato se izvede primerjava med projektno zasnovo in dejansko izdelanim izdelkom ter se ugotovijo in odpravijo odstopanja.

Novi pristopi k delu

Uporaba digitalnega dvojčka, ki je natančna kopija pravega izdelka, pomaga hitro prepoznati morebitne težave, pospeši pripravo proizvodnje in zmanjša stroške. Poleg tega prisotnost digitalnega dvojčka zagotavlja možnost izdelave izdelka, ki so ga oblikovali oblikovalci; vse tehnološke procese vzdržujemo v ažurnem in sinhroniziranem stanju; razvite tehnologije se izkažejo za operativne, proizvodnja pa deluje točno po načrtih. Digitalni dvojček vam omogoča, da preizkusite, kako je mogoče nove tehnologije vključiti v obstoječe proizvodne linije. To odpravlja tveganja, ki nastanejo pri nakupu in namestitvi opreme.

Strojništvo je ena najnaprednejših vej svetovne industrije, kjer se že dolgo uporabljajo preizkušeni, a zastareli pristopi k tehnološki pripravi proizvodnje. Čas je, da prinesemo duh inovativnosti, ki odpira vrata uspehu pri razvoju izdelkov in proizvodnji. Čas je, da poskusite nekaj novega!

Zahvaljujemo se urednikom korporativne revije "Sibirska nafta" PJSC Gazprom Neft za posredovanje tega gradiva.

Kaj je digitalni dvojček?

Digitalni dvojček je nova beseda v modeliranju in načrtovanju proizvodnje - en sam model, ki zanesljivo opisuje vse procese in odnose tako v ločenem objektu kot znotraj celotnega proizvodnega sredstva v obliki virtualne instalacije in simulacijski modeli. Tako nastane virtualna kopija fizični svet.

Uporaba digitalnega dvojčka, ki je natančna kopija pravega sredstva, pomaga hitro simulirati razvoj dogodkov v odvisnosti od določenih pogojev in dejavnikov, najti najučinkovitejše načine delovanja, prepoznati potencialna tveganja, integrirati nove tehnologije v obstoječe proizvodne linije. , ter zmanjšati čas in stroške izvedbe projekta. Poleg tega digitalni dvojček pomaga prepoznati varnostne korake.

Sodobne tehnologije omogočajo gradnjo digitalnih dvojčkov absolutno katerega koli proizvodnega sredstva, pa naj bo to rafinerija nafte ali logistično podjetje. Te tehnologije bodo v prihodnosti omogočale daljinsko vodenje celotnega proizvodnega procesa v realnem času. Na podlagi digitalnega dvojčka je možno združiti vse sisteme in modele za načrtovanje in vodenje proizvodnih aktivnosti, kar bo povečalo preglednost procesov, natančnost in hitrost odločanja.

Digitalnega dvojčka lahko obravnavamo tudi kot elektronski potni list izdelka, v katerem so zapisani vsi podatki o surovinah, materialih, izvedenih operacijah, preizkusih in laboratorijskih preiskavah. To pomeni, da bodo vse informacije, od risb in proizvodne tehnologije do pravil vzdrževanja in odlaganja, digitalizirane in na voljo za branje napravam in ljudem. To načelo nam omogoča spremljanje in zagotavljanje kakovosti izdelkov ter zagotavljanje njihove učinkovite storitve.

Od risb do 3D modelov

Malo zgodovine. Ljudje so vedno potrebovali risbe in diagrame, od trenutka prvih izumov - kolesa in ročice, da bi drug drugemu posredovali informacije o zasnovi teh naprav in pravilih za njihovo uporabo. Sprva so bile to primitivne risbe, ki so vsebovale le najpreprostejše informacije. Vendar pa so modeli postali bolj zapleteni, slike in navodila pa podrobnejša. Od takrat so tehnologije za vizualizacijo, dokumentiranje in shranjevanje znanja o strukturah in mehanizmih napredovale daleč. Kljub temu je papir še dolgo ostal glavni medij za zapisovanje inženirskih zamisli, letalo pa delovni prostor.

V drugi polovici dvajsetega stoletja je postalo jasno, da običajna vojska risarjev, oboroženih z risalnimi deskami, ni več dohajala hitre rasti industrijske proizvodnje in kompleksnosti inženirskega razvoja. Pospeševanje obdelave obsežnih in kompleksnih informacij (na primer tehnološka naprava za atmosfersko destilacijo nafte vsebuje več kot 30 tisoč kosov opreme) je zahtevala spremembo tehnologije dela oblikovalcev, oblikovalcev, gradbenikov, tehnologov, strokovnjakov za obratovanje in vzdrževanje. Evolucija orodij za tehnično načrtovanje se je spremenila in v začetku 90. let prejšnjega stoletja so v naftno industrijo prišli sistemi za računalniško podprto načrtovanje (CAD). Sprva so uporabljali 2D risbe, nato pa so proti koncu leta 2000 prišli do 3D.

Sodobni sistemi načrtovanja omogočajo inženirjem, da izvedejo postavitev in načrtovanje industrijskih objektov v volumetrični obliki, ob upoštevanju vseh omejitev in zahtev proizvodnega procesa ter zahtev industrijske varnosti.

Sodobni sistemi načrtovanja omogočajo inženirjem prostorsko načrtovanje in načrtovanje industrijskih objektov ob upoštevanju vseh omejitev in zahtev proizvodnega procesa ter zahtev industrijske varnosti. Z njihovo pomočjo lahko ustvarite model oblikovanja določene naprave in na njej pravilno postavite tehnološke in tehnične komponente brez protislovij in kolizij. Izkušnje kažejo, da z uporabo podobni sistemi možno je zmanjšati število napak in nedoslednosti med načrtovanjem in delovanjem za 2-3 krat razne instalacije. Ta številka je impresivna, če upoštevate, da je pri veliki industrijski opremi število napak, ki jih je treba popraviti med postopkom pregleda načrta, v tisočih.

Z vidika projektantov in gradbenikov uporaba 3D modelov omogoča radikalno izboljšanje kakovosti projektne dokumentacije in skrajšanje časa projektiranja. Konstruirani informacijski model objekta se izkaže za uporabnega v operativni fazi. to nova raven lastništvo industrijskega objekta, kjer lahko osebje po obstoječem modelu v najkrajšem možnem času pridobi vse informacije, potrebne za odločitev ali izvedbo naloge. Še več: ko bo čez nekaj časa potrebna posodobitev opreme, bodo bodoči oblikovalci imeli dostop do vseh relevantnih informacij z zgodovino popravil in vzdrževanja.

Omsk pilot

Sergej Ovčinnikov, vodja oddelka za sisteme upravljanja pri Gazprom Neft:

Razvoj in uvedba sistema za upravljanje inženirskih podatkov je nedvomno pomemben del inovativnega razvoja logistične, predelovalne in prodajne enote. Funkcionalnost SUPRID-a in potencial sistema bodo omogočili enoti posebej in podjetju kot celoti, da postaneta vodilni pri digitalnem upravljanju inženirskih podatkov pri rafiniranju nafte. Poleg tega je ta programski izdelek pomemben sestavni del celotne linije sorodnih IT sistemov, ki predstavljajo osnovo BLPS Performance Management Center, ki je v nastajanju.

Leta 2014 je Gazprom Neft začel projekt za ustvarjanje sistema za upravljanje inženirskih podatkov za objekte za rafiniranje nafte - SUPRID. Projekt temelji na uporabi tehnologij 3D modeliranja za projektiranje, gradnjo in vzdrževanje industrijskih objektov. Zahvaljujoč njihovi uporabi se skrajša čas, potreben za ustvarjanje in rekonstrukcijo obratov za rafiniranje nafte, poveča učinkovitost in varnost njihovega delovanja ter zmanjša čas izpada procesne opreme obrata. Izvedba sodoben sistem Upravljanje inženirskih podatkov na najnovejši platformi Smart Plant for Owners/Operators (SPO) izvajajo strokovnjaki iz oddelka za nadzorne sisteme enote logistika, predelava in prodaja ter hčerinskega podjetja ITSK in Avtomatika Servis.

Konec lanskega leta je bil uspešno zaključen pilotni projekt uvedbe funkcionalnosti platforme in vzpostavitve poslovnih procesov za novo rekonstruirano enoto za primarno rafinacijo nafte v rafineriji Omsk - AT-9. Sistem izvaja funkcionalnost shranjevanja, upravljanja in posodabljanja informacij o namestitvi v celotnem življenjskem ciklu: od izgradnje do obratovanja. Skupaj s sistemom so bile razvite regulativne in metodološke dokumentacije, zahteve za projektanta in standardi za upravljanje inženirskih podatkov. "SUPRID" je dober pomočnik pri delu,« je povedal Sergej Shmidt, vodja naprave AT-9 v rafineriji Omsk. — Sistem vam omogoča hiter dostop do inženirskih informacij o kateri koli opremi, ogled njene risbe, razjasnitev tehničnih parametrov, lokalizacijo lokacije in meritve na tridimenzionalnem modelu, ki natančno ponazarja resnično namestitev. Uporaba SUPRID-a med drugim pomaga pri usposabljanju novih specialistov in pripravnikov.«

Kako deluje?

Naloga sistema SUPRID je pokriti vse faze življenjskega cikla tehnološkega objekta. Začnite z zbiranjem inženirskih informacij v fazi načrtovanja in nato posodabljajte informacije v naslednjih fazah - gradnja, obratovanje, rekonstrukcija, prikaz trenutnega stanja objekta.

Vse se začne z informacijami oblikovalca, ki se zaporedno prenašajo in nalagajo v sistem. Izhodiščne podatke sestavljajo: projektna dokumentacija, podatki o funkcionalno-tehnološki in gradbeno-montažni strukturi objekta, inteligentne tehnološke sheme. Te informacije postanejo osnova informacijski model, ki vam omogoča takojšnje prejemanje ciljnih informacij o gradbenih projektih in tehnološkem diagramu instalacije, kar vam omogoča, da v nekaj sekundah najdete želeni položaj procesne opreme, instrumentov in krmilne opreme na tehnološkem diagramu ter določite njegovo udeležbo v tehnološki proces.

S pomočjo 3D načrtovalnega modela objekta, ki je naložen v sistem, pa ga lahko vizualizirate, vidite konfiguracijo blokov, prostorsko razporeditev opreme, okolico s sosednjo opremo in merite razdalje med različnimi elementi instalacije. Z vezavo se zaključi oblikovanje operativnega informacijskega modela izvršilno dokumentacijo ter 2D in 3D modeli »kot so bili izdelani«, ki nudijo možnost pridobitve podrobnih informacij o lastnostih in tehničnih značilnostih katere koli opreme ali njenih elementov v fazi delovanja. Sistem je torej strukturiran in medsebojno povezan niz vseh inženirskih podatkov o objektu in njegovi opremi.

Roman Komarov, namestnik vodje oddelka za inženirske sisteme v ITSK, vodja razvoja v SUPRID:

Po dolgoletnem ocenjevanju koristi projekta in predhodnem razvoju je bil pilotni sistem implementiran v kratkem času. Implementacija SUPRID je podjetju omogočila pridobitev orodja za upravljanje inženirskih podatkov objektov za rafiniranje nafte. Naslednji globalni korak, ki se mu bomo postopoma približevali, je oblikovanje digitalnega informacijskega modela rafinerije nafte.

V elektronski arhiv SUPRID je do danes naloženih že več kot 80.000 dokumentov. Sistem omogoča pozicijsko iskanje najnovejših informacij o kateri koli vrsti opreme, uporabniku pa nudi celovite informacije o vsaki poziciji, vključno z specifikacije, splošne mere, zasnova materiala, konstrukcijski in delovni parametri itd. "SUPRID" omogoča ogled katerega koli dela instalacije v tridimenzionalnem modelu ali na tehnološkem diagramu, odpiranje skeniranih kopij dokumentov, povezanih s tem položajem: delovna, izvršilna ali operativna dokumentacija (potni listi, akti, risbe itd.). ).

Ta spremenljivost bistveno zmanjša čas, porabljen za dostop do najnovejših informacij in njihovo interpretacijo, ter vam omogoča, da se izognete napakam pri rekonstrukciji in tehnični prenovi objekta ter zamenjavi zastarele opreme. "SUPRID" pomaga pri analizi delovanja naprave in njene opreme pri ocenjevanju učinkovitosti delovanja, omogoča pripravo sprememb tehnoloških predpisov, preiskavo okvar, okvar, nesreč na objektu, izobraževanje in usposabljanje obratovalnega osebja.

"SUPRID" je integriran z drugimi informacijski sistemi BLPS in tvori enotno informacijsko okolje za inženirske podatke, ki bo med drugim postalo osnova za inovativni Center za upravljanje zmogljivosti enot. Sodelovanje s programi, kot je KSU NSI ( korporativni sistem upravljanje regulativnih in referenčnih informacij), SAP TORO (vzdrževanje in popravilo opreme), MS PSD (sistem za upravljanje projektne in ocenjevalne dokumentacije) »TrackDoc«, Meridium APM, tvori edinstven integriran sistem za avtomatizacijo procesov upravljanja proizvodnih sredstev podjetja. rafinerija nafte, kar omogoča povečanje gospodarskega učinka njihove delitve za podjetje.

Učinkovitost projekta

V razmeroma kratkem času so strokovnjaki za IT Gazprom Neft uspeli ne le obvladati zapletenosti platforme SPO, na kateri je zgrajen sistem za upravljanje inženirskih podatkov, temveč tudi ustvariti popolnoma novo infrastrukturo za podjetje, razviti niz regulativnih dokumentov in na koncu razviti kakovostno nov pristop k izgradnji objektov za rafiniranje nafte.

Že v zgodnji fazi projekta je postalo očitno, da bodo po sistemu povpraševale operativne službe tovarne in storitve kapitalske gradnje. Dovolj je reči, da njegova uporaba prihrani do 30% delovnega časa pri iskanju in obdelavi tehnične informacije za katerikoli predmet. Ko je "SUPRID" integriran s sistemi za regulativne in referenčne informacije, vzdrževanje in popravilo opreme, projektno in ocenjevalno dokumentacijo in drugo, postanejo na voljo trenutni inženirski podatki za hitro in kakovostno vzdrževanje procesne opreme. Zmogljivosti sistema omogočajo tudi ustvarjanje simulatorja za delovanje storitev, kar bo nedvomno povečalo raven usposobljenosti njihovih strokovnjakov. Za oddelke kapitalske gradnje rafinerij bo sistem postal orodje za načrtovanje v fazi manjših in srednjih popravil. Ta pristop močno poenostavi spremljanje napredka obnove industrijskih objektov in izboljša kakovost popravil.

Predvidoma se bodo vlaganja v izvedbo SUPRID povrnila v približno 3-4 letih. To bo mogoče zaradi skrajšanja časa načrtovanja, zgodnejšega prenosa naprav iz faze zagona v industrijsko obratovanje in posledično povečanja količine proizvedenih končnih izdelkov. Pomembna prednost je tudi pospešitev priprave in izvedbe vzdrževalnih del ter rekonstrukcije in modernizacije naprav s skrajšanjem časa, potrebnega obratovalnim službam rafinerije za preverjanje nove projektne dokumentacije ter pravočasno odkrivanje pomanjkljivosti in napak pri delu izvajalcev projektiranja in gradnje. .

Program izvajanja SUPRID je zasnovan za obdobje do leta 2020. Uporabljali ga bodo za »digitalizacijo« tako obstoječih inštalacij kot gradnjo novih objektov. Trenutno se strokovnjaki pripravljajo na ponovitev sistema v moskovski rafineriji.

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

Morda se je kdo, ki je gledal filme Terminator ali Matrico, vprašal, kdaj bo umetna inteligenca postala del našega vsakdana in ali bodo ljudje in roboti lahko sobivali v miru in harmoniji. Ta prihodnost je veliko bližje, kot si mislite. Danes vam bomo povedali o tehnologiji, imenovani »digitalni dvojčki«, ki se že močno uporablja v industriji in bo morda kmalu postala del našega vsakdana.

Kdo sta digitalna dvojčka?

Zmotno je verjeti, da se izraz "digitalni dvojčki" nanaša na robote in umetno inteligenco v podobi nekakšnega humanoidnega bitja. Sam izraz se trenutno uporablja predvsem za industrijsko proizvodnjo. Koncept "digitalnih dvojčkov" se je prvič pojavil leta 2003. Izraz se je začel uporabljati po objavi članka Michaela Greavesa, profesorja in pomočnika direktorja Centra za upravljanje življenjskega cikla in inovacije na Floridskem inštitutu za tehnologijo, »Digitalni dvojčki: proizvodna odličnost na podlagi virtualne tovarne prototipov«. Sam koncept je izumil Nasin inženir, ki je bil sodelavec profesorja.

1971 da/bigstock.com

V svojem bistvu sta »digitalna dvojčka« koncept, ki združuje umetno inteligenco, računalniško učenje in programsko opremo s posebnimi podatki za ustvarjanje življenja digitalni modeli. Ti "digitalni dvojčki" se nenehno posodabljajo, ko se spreminjajo fizični prototipi.

Kje digitalni dvojčki dobijo podatke za samoposodabljanje?

Digitalna kopija se, kot se za umetno inteligenco spodobi, nenehno uči in izpopolnjuje. V ta namen digitalni dvojček uporablja znanje ljudi, drugih podobnih strojev ter večjih sistemov in okolja, katerih del je.

Michael Greaves je predlagal svoje tri zahteve, ki jih morajo izpolnjevati "digitalni dvojčki". Prvi je skladnost z videzom izvirnega predmeta. Morate razumeti, da podobno videz– to ni samo celotna slika, ampak tudi korespondenca posameznih delov pravemu »dvojčku«. Druga zahteva je povezana z obnašanjem dvojnika med testiranjem. Zadnja in najtežja stvar so informacije, ki jih prejme umetna inteligenca o prednostih in slabostih pravega izdelka.

1971 da/bigstock.com

Kot poudarja Michael Greaves, je ob uvedbi digitalnih kopij tudi merilo površinske podobnosti veljalo za težko dosegljivo. Danes, ko je digitalni dvojček identičen v prvih parametrih, ga je že mogoče uporabiti za reševanje praktičnih problemov.

Zakaj potrebujemo digitalne dvojčke?

Digitalne kopije so ustvarjene za optimizacijo delovanja fizičnih prototipov, celotnih sistemov in proizvodnih procesov.

Po besedah ​​dr. Colina J. Parrisa, podpredsednika za raziskave programske opreme pri GE Global Research Center, sta digitalna dvojčka hibridni model (tako fizični kot digitalni), ki je ustvarjen posebej za posebne poslovne namene, npr. predvidevanje napak, zmanjšanje vzdrževanja stroške, preprečiti nenačrtovane izpade.

1971 da/bigstock.com

Colin J. Parris navaja, da ko govorimo o »digitalnih dvojčkih«, ta sistem deluje v treh fazah: videnje, razmišljanje in delovanje. V fazi »videnja« gre za pridobivanje podatkov o situaciji. Obstajata dve vrsti informacij: operativni podatki (npr. vrelišče) in okoljski podatki. Naslednji korak, ki ga je Colin J. Parris konvencionalno poimenoval »razmišljanje«, je posledica dejstva, da lahko na tej stopnji »digitalni dvojček« ponudi možnosti za različne zahteve o tem, kako najbolje ukrepati v dani situaciji ali katere možnosti so prednostne za poslovne namene. Umetna inteligenca za analizo uporablja na primer zgodovinske podatke, napovedi prihodkov in odhodkov ter ponuja več možnosti, ki temeljijo na tveganjih in prepričanju, da jih lahko ti predlogi zmanjšajo. Zadnji korak - "delati" - je neposredno povezan z izvajanjem tega, kar je treba narediti.

1971 da/bigstock.com

S pomočjo »digitalnih dvojčkov« npr. lahko vidite znotraj problema fizičnega objekta.

V proizvodnji nam ni treba več videti na primer celotne turbine pred seboj, da bi zaznali luknjo. Tehnologija digitalnega dvojčka vam bo omogočila, da vidite težavo v realnem času z uporabo računalniške vizualizacije.

Po besedah ​​Zvija Feuerja, izvršnega podpredsednika razvoja programske opreme pri Siemensu, je digitalni dvojček rešitev PLM na poti v industrijo 4.0.

Katere vrste »digitalnih dvojčkov« že obstajajo?

Kot smo že omenili, se »digitalni dvojčki« aktivno uporabljajo v industriji: delni dvojčki (ki so zgrajeni za določen proizvodni del), produktni dvojčki (povezani z izdajo izdelka, njihov glavni cilj je zmanjšati stroške vzdrževanja) , procesni dvojčki (njihov namen je lahko npr. podaljšanje življenjske dobe), sistemski dvojčki (optimizacija celotnega sistema kot celote).

1971 da/bigstock.com

Po podatkih visokotehnološke raziskave in svetovalne agencije Gartner bo na stotine milijonov »digitalnih dvojčkov« kmalu nadomestilo človeško delo. Nekatera podjetja to že uporabljajo. Ni potrebno imeti zaposlenega v osebju, ki bi diagnosticiral proizvodne težave. V realnem času lahko s pomočjo "digitalnih dvojčkov" prejmete vse potrebne podatke in ste pripravljeni na popravilo opreme vnaprej.

Kaj pa »digitalni dvojček« osebe same?

chagpg/bigstock.com

Za tiste, ki želite imeti prijatelja Terminatorja, ki misli kot vi, pomaga pri vsem, je brat in prijatelj, imamo dobro novico. Po mnenju futurista in tehnologa Johna Smitha je takšna prihodnost že blizu. Verjame, da se bodo v bližnji prihodnosti pojavili tako imenovani programski agenti, ki bodo vnaprej predvidevali želje in vedenje svoje prave kopije in izvajali nekatera dejanja za svojega človeškega dvojnika.

»Digitalni dvojček« bo lahko nakupoval, sprejemal poslovne odločitve, se ukvarjal z družabnimi dejavnostmi – nasploh bo lahko počel vse, za kar včasih nimamo dovolj časa.

Vse rutinsko delo bomo lahko prenesli tudi na našo dvojnico. Poleg tega bodo po besedah ​​Johna Smitha naši digitalni kloni poznali naše interese, preference, politična stališča in jih bodo po potrebi znali zagovarjati, saj bodo imeli popolnejši zgodovinski kontekst in sodobno sliko sveta videli kot celota. In celo občutek sočutja. Na primer, »digitalni dvojček« nam bo pokazal naklonjenost, saj bo znal uganiti naše čustveno stanje.

Vse to zveni kot utopični filmski scenarij. Čutim, da je nekaj narobe. Kakšne so slabosti "digitalnih dvojčkov"?

Slabosti digitalnih dvojčkov so očitne. Najprej se postavlja vprašanje naše varnosti. Digitalni kloni bodo uporabili vse možne vire za dopolnitev informacij o nas. To so algoritmi, ki zbirajo podatke iz računov socialna omrežja, in našo osebno korespondenco ter vse dokumente in datoteke, ki nas tako ali drugače zadevajo. Seveda to ne more biti zaskrbljujoče: kot smo že ugotovili, se »digitalni dvojčki« lahko nenehno posodabljajo in izboljšujejo. Zato bi morala biti ena od primarnih nalog oblikovanje pravnega okvira za določanje »meja dopustnosti« umetne inteligence.

chagpg/bigstock.com

Vendar ne paničarite glede tega. Vzemimo za primer Johna Smitha: ostaja optimističen in verjame, da »digitalni dvojčki« ne bodo nadomestili človeštva. Enostavno bodo postali različne različice ljudi, ki bodo lahko mirno sobivali z nami.

Če najdete napako, označite del besedila in kliknite Ctrl+Enter.

23. junij 2017 Izdelava 3D digitalnega dvojčka vključena na seznam standardna funkcionalnost Winnum® - platforme za industrijski internet stvari. Z Winnum® je ustvarjanje 3D Digital Twins zdaj tako preprosto kot povezovanje senzorjev.

»Digitalni dvojček« je računalniška predstavitev določenega fizičnega izdelka, skupine izdelkov, mehanskega ali tehnološkega procesa, ki v celoti ponavlja vse, kar počne njegov fizični prototip, začenši od gibov in kinematike ter konča s predstavitvijo svojega fizičnega okolja in trenutnega stanja. pogojih delovanja, vključno z gibljivimi tekočinami in plini. Digitalni dvojček deluje kot posrednik med fizičnim izdelkom in pomembnimi informacijami o njem, kot so podatki o delovanju ali vzdrževanju. Zdaj, s pomočjo Winnuma, polnopravni Povratne informacije temelji na zbiranju podatkov iz realnega sveta in prenosu teh podatkov v digitalni svet.

Kaj je 3D Digitalni dvojček?

Tridimenzionalni digitalni dvojček je računalniško ustvarjena 3D predstavitev določenega fizičnega izdelka, skupine izdelkov, mehanskega ali tehnološkega procesa, ki ne vključuje le tridimenzionalne geometrije, tehničnih karakteristik in trenutnih obratovalnih parametrov, temveč tudi druge pomembna informacija- okolje in pogoji delovanja, tehnično stanje in čas delovanja, interakcija z drugimi objekti, napovedni analitični podatki, vključno z napovedovanjem napak in okvar. Digitalni dvojček je lahko poenostavljen in zelo podroben ter odraža širok razpon različne lastnosti tako sam izdelek kot tehnološki in proizvodni procesi.

Prisotnost tridimenzionalnega digitalnega dvojčka pomaga organizirati povezavo izdelka s predmeti, ki so nanj povezani, programsko opremo odgovoren za vodenje izdelkov, spremljanje obratovalnega stanja in obratovalnega procesa itd. 3D Digital Twin je še posebej dragocen, če najbolj natančno odraža dejansko stanje in karakteristike delovanja svojega fizičnega dvojnika. Ne glede na to, kako natančna, podrobna in dobro razvita so dejanja v fazah načrtovanja, modeliranja in predprodukcije, v resničnem življenju procesi praviloma potekajo nekoliko drugače in digitalni dvojček lahko deluje kot most do potrebnih informacij o dejanskem delovanju izdelkov. Te informacije se lahko uporablja na različne načine, na primer za oceno ozkih grl, priložnosti za izboljšave in spremembe, potrditev izvedljivosti sprememb itd. Poleg tega, ker je Digital Twin tridimenzionalni predmet, je delo z njim za osebo veliko bolj jasno kot delo s kakršnimi koli tabelami ali grafi. 3D Digital Twin vam omogoča pogled v notranjost resničnega fizičnega predmeta, medtem ko ta deluje, ne da bi morali zaustaviti opremo ali odpreti plošče, ki blokirajo dostop do delov, ki jih je treba pregledati.

Winnumova edinstvena funkcionalnost omogoča našim strankam ustvarjanje in upravljanje 3D digitalnih dvojčkov, ki povezujejo informacije, ki prihajajo iz fizičnih predmetov in procesov v resničnem svetu, z informacijami, ustvarjenimi v različne sisteme računalniško podprto načrtovanje (CAD). Winnum podpira nalaganje 3D CAD modelov v nevtralnih formatih, kot so STL, VRML in OBJ, z neposrednim nalaganjem, ki je na voljo za Blender in Collada. Prisotnost že pripravljenih 3D knjižnic robotov, opreme, senzorjev in drugih geometrijskih objektov dodatno pospeši in poenostavi proces ustvarjanja digitalnih dvojčkov, tudi za tista podjetja, ki se ne morejo pohvaliti s popolnoma digitaliziranimi izdelki v 3D obliki.

3D prizori in pametni digitalni dvojčki (Smart Digital Twin)

Vsak digitalni dvojček ustreza enemu določenemu primerku izdelka. To pomeni, da če podjetje uporablja 100 kosov opreme ali proizvede več sto tisoč izdelkov, potem za vsak kos opreme/izdelek obstaja svoj digitalni dvojček. Winnumove edinstvene zmogljivosti Big Data vam pomagajo pri delu s toliko digitalnimi dvojčki pri reševanju vsakodnevnih težav in zagotavljanju visokozmogljivo sistemov ne glede na njihovo število.

3D-prizori se uporabljajo za združevanje digitalnih dvojčkov in pridobitev vpogleda v njihovo splošno zmogljivost in zmogljivost, pogoste razlike glede na njihovo delovno okolje itd. 3D prizori Winnum niso samo 3D okolja, kot je običajno v sistemih CAD. 3D-prizori v Winnumu so zmožnost ustvarjanja popolnega 3D-sveta s široko paleto orodij za delo s svetlobnimi viri (vključno s sledenjem žarkom, zrcalnimi pogledi, meglo, intenzivnostjo, prosojnostjo), teksturami (vključno z dinamičnimi teksturami z video tokom), kamere po meri in mehanizmi interakcije tridimenzionalni predmeti(izbira predmeta, klik na predmet, prenos krmilnega dejanja).

Vsa dejanja 3D scene in vsa orodja za delo s 3D Digital Twin so na voljo izključno v spletnem brskalniku.

O podjetjuSignum

Signum (SIGNUM) je globalni ponudnik rešitev za industrijski internet stvari (IIoT). Rešitve podjetja pomagajo preoblikovati procese ustvarjanja, delovanja in vzdrževanja izdelkov z uporabo tehnologij industrijskega interneta stvari (IIoT). Platforma Winnum™ naslednje generacije daje podjetjem orodja, ki jih potrebujejo za zbiranje, analizo in ustvarjanje dodatne vrednosti iz velikih količin podatkov, ustvarjenih s povezanimi podatki. računalniško omrežje krmilniki, senzorji, izdelki in sistemi.