راهکار مدیریت چرخه عمر کامل دستگاه هوشمند میکروسایبر
میکروسایبر با بهرهگیری از بیش از دو دهه تخصص انباشته در فناوریهای اینترنت صنعتی و کنترل صنعتی، یک راهکار یکپارچه سختافزار-نرمافزاری برای مدیریت هوشمند دستگاه توسعه داده است که با استانداردهای صنعتی ملی، مشخصات فنی هواوی کونپنگ و استانداردهای صنعت فیلدباس مطابقت دارد. این راهکار که برای رفع نیازهای مدیریت و کنترل هوشمند تولید تجهیزات و تأسیسات پتروشیمی طراحی شده است، فناوریهای جمعآوری دادههای لبه، دوقلوی دیجیتال، هشدار زودهنگام خطا و مدیریت کامل عملیات و نگهداری را ادغام میکند. با تجزیه سیلوهای داده بین دستگاهها، این امکان را برای شرکتها فراهم میکند تا از تعمیرات اضطراری واکنشی به نگهداری پیشبینیکننده تغییر جهت دهند و در نتیجه به مدیریت دیجیتال کامل چرخه عمر تجهیزات، کاهش هزینهها، بهبود کارایی و تضمین تولید ایمن دست یابند.
تحلیل نقاط ضعف صنعت
۱. نقاط درد موجود در محل
در سایتهای تولید تجهیزات و کارخانههای پتروشیمی، تنوع تجهیزات بسیار زیاد است، از جمله واحدهای حیاتی مانند فنها، موتورها و پمپها که به بازرسیهای دورهای دستی متکی هستند. این رویکرد هزینههای نیروی کار قابل توجهی را به همراه دارد و تشخیصهای مکرر از دست رفته را به همراه دارد. عیبهای پنهان تجهیزات را نمیتوان از قبل شناسایی کرد و منجر به خاموشیهای مکرر و برنامهریزی نشده و از دست رفتن ظرفیت تولید میشود. سوابق تجهیزات هنوز از طریق دفاتر کل کاغذی نگهداری میشوند و گزارشهای تعمیر و نگهداری، قطعات یدکی و روغنکاری پراکنده و جدا از هم هستند که ردیابی دادههای چرخه عمر کامل را غیرممکن میسازد. تخصص عملیاتی تکنسینهای باتجربه با جابجایی کارکنان از بین میرود، در حالی که کارمندان جدید با راندمان پایین در تشخیص عیب دست و پنجه نرم میکنند. مدیریت موجودی قطعات یدکی، روانکنندهها و زبالههای خطرناک همچنان ابتدایی است و منجر به انباشت بیش از حد مواد یا توقفهای مکرر کار به دلیل کمبود میشود. سیستمهای DCS سنتی فقط در صورت تجاوز از محدودیتها، اعلانهای هشدار ارائه میدهند و در شناسایی ناهنجاریهای تجهیزات در مراحل اولیه شکست میخورند و عملیات تعمیر و نگهداری را در حالت دائمی اطفاء حریق پس از خرابی قرار میدهند.
۲. استخراج نیازمندیهای اصلی
(1) دریافت آنلاین و بلادرنگ پارامترهای کامل تجهیزات، امکان هشدار زودهنگام خطا و کاهش دفعات خاموشیهای برنامهریزی نشده.
(2) ایجاد یک سیستم دفتر کل دیجیتال با قابلیت عملیات و نگهداری آنلاین کامل، و حذف سوابق کاغذی.
(3) تخصصهای مربوط به بهرهبرداری و نگهداری را جمعآوری و تجمیع کنید، یک پایگاه دانش ایجاد کنید و به مسئله شکافهای دانش فنی ناشی از جابجایی نیروی کار رسیدگی کنید.
(4) مدیریت دقیق قطعات یدکی، روانکنندهها و موجودی زبالههای خطرناک را برای کاهش هزینههای اتلاف مواد، اجرا کنید.
(5) این راهکار از استقرار انعطافپذیر پشتیبانی میکند و با مقاومسازی خطوط تولید جدید و موجود سازگار است و نیازهای پیادهسازی شرکتهای بزرگ، متوسط و کوچک را برآورده میکند.
معماری اصلی راهکار
راهکار کلی در سه لایه ساختار یافته است: لایه درک لبه، لایه پلتفرم PaaS و لایه برنامه.
لایه تشخیص لبه: این لایه، ترمینالهای هشدار لبه توسعهیافته توسط میکروسایبر با درجه حفاظت IP65 را به همراه حسگرهای لرزش، دما، نویز و جابجایی مستقر میکند. این لایه، جمعآوری دادهها در محل و تشخیص اولیه خطا را با دقت بالا انجام میدهد و دادهها را از طریق 4G/5G یا فیلدباس صنعتی به سمت بالا منتقل میکند.لایه پلتفرم PaaS: پلتفرم اینترنت صنعتی در این لایه از یک موتور کمکد و یک موتور یکپارچهسازی داده برای انجام پاکسازی دادهها، محاسبات مدل-مکانیسم و مدل-هوش مصنوعی، ذخیرهسازی دادهها و مدیریت پیکربندی استفاده میکند.
لایه کاربردی: این لایه بالایی، ماژولهای کاربردی برای صفحه نمایشهای بزرگ کامپیوتر، برنامههای تلفن همراه، WeChat Work و DingTalk میسازد و عملکردهایی مانند هشدار زودهنگام خطا، تجسم دوقلوی دیجیتال، دفاتر کل دیجیتال، مدیریت بازرسی و نگهداری، مدیریت قطعات یدکی و یک پایگاه دانش هوشمند را پوشش میدهد. همچنین با سیستمهای تجاری موجود مانند MES، ERP و DCS برای دستیابی به قابلیت همکاری دادهها در سطح کارخانه، ارتباط برقرار میکند.
مزایای اصلی راهکار
۱. انتخاب و پیکربندی محصول
این سختافزار از ترمینال تشخیص و هشدار لبه چند کاناله با دقت بالای ۲۴ بیتی ساخت شرکت Microcyber بهره میبرد که با طیف کاملی از اجزای حسگر صنعتی تکمیل میشود. نرمافزار آن به پلتفرم ابری مدیریت دستگاه هوشمند ساخت خود شرکت مجهز است که از مدلهای SaaS و استقرار خصوصی در محل پشتیبانی میکند و دارای عملکردهای ماژولار برای انتخاب بر اساس تقاضا است.
۲. مزایای فنی هدفمند
تشخیص خطای مدل دوگانه: مدلهای مبتنی بر مکانیسم همراه با مدلهای خطای هوش مصنوعی خاص صنعت، امکان تشخیص خطاهای پنهان را قبل از فعال شدن آستانههای هشدار DCS فراهم میکنند و هشدار اولیه را از قبل ارائه میدهند.
تجسم سهبعدی دوقلوی دیجیتال: مدلسازی ۱:۱ تجهیزات کارخانه و خطوط لوله، با برجستهسازی خطا و موقعیتیابی دقیق، به علاوه کنترل دسترسی مبتنی بر نقش برای مدیریت سلسله مراتبی مجوزها.
عملیات و نگهداری دیجیتال در تمام زنجیره: پروفایل دیجیتال یک دستگاه، یک کد، بازرسی سیار حلقه بسته و گزارش تعمیر، با تولید خودکار برنامههای نگهداری و روانکاری.
پایگاه دانش صنعت: مجموعه گستردهای از موارد تعمیر و نگهداری را گردآوری میکند، جستجوی هوشمند و پرسش و پاسخ را امکانپذیر میسازد، و تجربیات عملی را برای نگهداری طولانی مدت دیجیتالی و ذخیره میکند.
سازگاری سختافزار در سطح صنعتی: تجهیزات در برابر دماهای شدید، اسپری نمک و گرد و غبار مقاوم هستند و آن را برای شرایط عملیاتی سخت مناسب میکنند و از ارتقاء آنلاین از راه دور نیز پشتیبانی میکنند.
نتایج مورد انتظار و تحلیل ارزش
۱. بهبود عملکرد فنی
فاصله زمانی جمعآوری دادههای تجهیزات از چند دقیقه به میلیثانیه کاهش یافته است و امکان صدور هشدارهای اولیه خطا را از چند روز تا بیش از ده روز قبل فراهم میکند، به طوری که پوشش شناسایی خطا برای تجهیزات حیاتی به بیش از ۹۵٪ میرسد. میانگین زمان بین خرابیها (MTBF) کلی سیستم میتواند تا ۱۰۰۰۰۰ ساعت برسد، در حالی که پوشش نظارت آنلاین تجهیزات به ۱۰۰٪ میرسد.
۲. مزایای اقتصادی و مدیریتی
نیروی کار بازرسی سالانه در محل میتواند 30 تا 45 درصد کاهش یابد و مصرف قطعات یدکی میتواند بیش از 25 درصد کاهش یابد. زمان از کارافتادگی برنامهریزی نشده تجهیزات حیاتی میتواند 40 تا 60 درصد کاهش یابد، در حالی که اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) میتواند 10 تا 20 درصد بهبود یابد. مدیریت آنلاین زبالههای خطرناک و روانکنندهها، اتلاف مواد را از بین میبرد. پیادهسازی یک پایگاه دانش، چرخه آموزش کارکنان جدید را 60 درصد کوتاه میکند و وابستگی به تکنسینهای باتجربه برای تعمیر و نگهداری را کاهش میدهد. در مبدا، خطرات ایمنی ناشی از خرابی تجهیزات را کاهش میدهد و تولید ایمن اساسی را در سراسر کارخانه تضمین میکند.
۳. موارد پیادهسازی موفق
پتروچاینا، چینگیانگ پتروکمیکال: میکروسایبر با بیش از ۲۰۰۰ موتور، تابلو برق و VFD که تحت مدیریت دیجیتال یکپارچه قرار گرفتهاند، از مکانیزم تشخیص مدل دوگانه هوش مصنوعی به علاوه و تجسم دوقلوی دیجیتال سهبعدی برای ساخت یک سیستم هوشمند بهرهبرداری و نگهداری در سطح کارخانه استفاده کرده است. نتایج شامل کاهش ۳۵ درصدی نرخ خرابیهای برنامهریزی نشده، افزایش ۶۰ درصدی بهرهوری بهرهبرداری و نگهداری و بیش از ۲۰ درصد صرفهجویی در هزینههای سالانه است. تغییر از نگهداری واکنشی به نگهداری پیشبینیکننده، تعداد دفعات تعمیرات اساسی را کاهش داده، طول عمر داراییها را افزایش داده و یک معیار صنعتی جدید برای مدیریت تأسیسات پتروشیمی در مقیاس بزرگ ایجاد کرده است.
آسانسور گوانگژو گوانگری، آسانسور هیتاچی و سایر شرکتهای پیشرو: این راهکار، مدیریت دیجیتال چرخه عمر کامل تجهیزات تولید کارگاهی و محصولات نهایی آسانسور را پوشش میدهد. از طریق ترمینالهای لبه، دادههای عملیاتی را از اجزای اصلی مانند موتورهای کشش آسانسور و سیستمهای کنترل به طور دقیق جمعآوری میکند و با استفاده از تجزیه و تحلیل هوشمند، پیشبینی دقیق اولیه خطا را انجام میدهد. این سیستم کل گردش کار دفاتر کل، بازرسیها، نگهداری، تعمیرات و مدیریت قطعات یدکی را ادغام میکند و کنترل آنلاین حلقه بسته عملیات بهرهبرداری و نگهداری را امکانپذیر میسازد. این راهکار با موفقیت در چندین ایستگاه مترو، ایستگاههای راهآهن پرسرعت و سایر مکانهای عمومی کلیدی مستقر شده است. پس از پیادهسازی، زمان بهرهبرداری و نگهداری تجهیزات 50 درصد کاهش یافته، هزینههای نگهداری 30 درصد کاهش یافته و ایمنی و پایداری عملیات آسانسور به طور قابل توجهی افزایش یافته و یک راهکار هوشمند بهرهبرداری و نگهداری استاندارد برای صنعت آسانسور ایجاد کرده است.
سناریوهای کاربردی معمول
(1) سناریوهای صنعت پتروشیمی
این راهکار با هدف قرار دادن چالشهای مدیریت و کنترل تجهیزات عظیم الکتریکی و قدرت در سایتهای پالایشگاهی و کارخانههای شیمیایی - از جمله پمپها، فنها، موتورهای ولتاژ بالا و پایین، کابینتهای تابلو برق، درایوهای فرکانس متغیر و سایر داراییهای حیاتی - امکان مدیریت متمرکز، نظارت یکپارچه و بهرهبرداری و نگهداری هوشمند را در تمام دستهبندیهای تجهیزات فراهم میکند. این راهکار با بهرهگیری از جمعآوری دادههای لبهای و قابلیتهای هشدار اولیه مبتنی بر هوش مصنوعی، خطاهای تخریب پنهان را در شرایط دمای بالا و بار زیاد که معمولاً در فرآیندهای شیمیایی یافت میشوند، به طور دقیق ثبت میکند. این راهکار که با یک داشبورد تجسم دوقلوی دیجیتال جفت شده است، مدیریت و کنترل بصری جامعی از تجهیزات کارخانه و خطوط لوله ارائه میدهد. این راهکار که برای مقاومت در برابر شرایط عملیاتی سخت معمول در صنعت پتروشیمی طراحی شده است، میتواند به سرعت مدل استقرار موفق ایجاد شده در پتروشیمی چینگیانگ را تکرار کند و به شرکتهای شیمیایی کمک کند تا در کاهش هزینه، بهبود کیفیت و تضمین ایمنی به ارتقاء دست یابند.
(2) سناریوهای زنجیره ارزش در صنعت آسانسور
این راهکار طیف کاملی از سناریوهای صنعت آسانسور، از تولید تا کاربرد را پوشش میدهد. در بخش تولید، مدیریت دیجیتال عملیات و نگهداری تجهیزات تولید کارخانه و ماشینآلات پردازش را امکانپذیر میکند و عملکرد پایدار و قابل اعتماد داراییهای تولیدی را تضمین میکند. در بخش کاربرد، بر سناریوهای عمومی مانند آسانسورهای تجاری، آسانسورهای مترو و آسانسورهای ایستگاههای راهآهن پرسرعت تمرکز دارد. برای اجزای اصلی شامل ماشینهای کشش، یاتاقانها و سیستمهای کنترل، این راهکار نظارت بر وضعیت در زمان واقعی، هشدار اولیه خطا، مدیریت دفتر کل چرخه عمر کامل و نگهداری حلقه بسته را ارائه میدهد. این امر به طور قابل توجهی نرخ خرابی آسانسور را کاهش میدهد، ایمنی و به موقع بودن عملیات و نگهداری تجهیزات را در محیطهای عمومی افزایش میدهد و به طور کامل از گذار صنعت آسانسور به سمت ارتقاءهای استاندارد و هوشمند عملیات و نگهداری پشتیبانی میکند.
(3) سناریوهای عمومی تولید تجهیزات
این راهکار با تأسیسات تولیدی مختلف در زمینههای تولید ماشینآلات، پردازش تجهیزات و سایر بخشهای صنعتی سازگار است. این راهکار با هدف قرار دادن تجهیزات صنعتی عمومی مانند ماشینآلات، فنها، پمپها و دستگاههای انتقال، به نقاط ضعف رایج از جمله راندمان پایین بازرسیهای دستی سنتی، تشخیص خطای تأخیری، دفاتر کل نامنظم و مدیریت مواد خام میپردازد. این راهکار از طریق دفاتر کل دیجیتال، عملیات و نگهداری حلقه بسته مبتنی بر موبایل، مدیریت قطعات یدکی اصلاحشده و یک پایگاه دانش هوشمند، فرآیندهای عملیات و نگهداری تجهیزات را به طور جامع استاندارد میکند، استفاده کلی از تجهیزات را بهبود میبخشد و هزینههای عملیات و نگهداری را برای شرکتهای تولیدی کوچک و متوسط کاهش میدهد. این راهکار با مقاومسازی دیجیتال خطوط تولید جدید و موجود بسیار سازگار است و تطبیقپذیری بالا و سهولت استقرار را ارائه میدهد.
