Ավելացնելով իրական ժամանակի դաստանգիտությունը և որոշակիությունը սպիրալային տուփի մաքինային գործողություններում

Իրական ժամանակում հսկում և կառավարում՝ գործընթացի տեսանելիությունն ավելի բարձր բարձրացնելու համար

Ինչպես SCADA համակարգերը բարելավում են վերահսկողությունը պտտակի խողովակի մեքենայի գործառույթներում

SCADA համակարգերը, որոնք նշանակում է «վերահսկողական կառավարում և տվյալների հավաքագրում», թույլ են տալիս գործարաններին պտտվող խողովակների արտադրության ընթացքում հետևել կարևոր մանրամասներին՝ մինչև վայրկյանի բաժիններ: Այս համակարգերը հսկում են հետևյալ պարամետրերը՝ լցակայքի կամարների համաչափությունը (մոտ 0,2 մմ ճշգրտությամբ) և շերտի լարվածության վիճակը արտադրության ընթացքում: Երբ այս տվյալները հավաքվում են յուրաքանչյուր արտադրային գծի մոտ 150 տարբեր սենսորներից, արդյունքում ձեռքով ստուգման ընթացքում թույլ տված սխալները կրճատվում են մոտ 4/5-ով՝ ըստ արդյունաբերական տվյալների: Օպերատորները ստանում են տեղեկատվությունը մեկ էկրանի վրա, որտեղ իրական ժամանակում կարող են հետևել հիդրավլիկ ճնշմանը՝ 300-ից մինչև 500 բար, ինչպես նաև ցանկացած պահի վիճակում կարող են տեսնել գլանների դիրքը: Իրականում, 2023 թ.-ի «Ավտոմատացման տեսանկյունների զեկույցը» ընդգծում է, որ այս տեսակի համակարգի ինտեգրումը ներկայումս հանդիսանում է արտադրության ոլորտներում հիմնարար միտում:

IoT սենսորների և եզրային հաշվարկների ինտեգրում՝ տվյալների ակնթարթային մշակման համար

Երբ Ինտերնետի սենսորները միավորվում են եզրային հաշվարկման սարքավորումների հետ, բարձր հաճախադրույթների մոտ 85 տոկոսը (խոսում ենք 20 միկրովրկյան ընթացքում վերցված նմուշների մասին) մշակվում է անմիջապես գործարանային հարկում՝ այն ամպ ուղարկելու փոխարեն: 2023 թվականի Արտադրական տեխնոլոգիաների ամսագրի համաձայն՝ սա նվազեցնում է տվյալների վերլուծության սպասման ժամանակը մոտ երկու երրորդով: Ինչ նշանակում է սա պրակտիկայում? Դե, երբ նյութի հաստությունը սկսում է փոխվել արտադրության ընթացքում, օպերատորները կարող են գրեթե ակնթարթորեն կարգավորել ձևավորող ռոլիկի ճնշումը: Սա պահում է ամեն ինչ խիստ սպեցիֆիկացիաների սահմաններում՝ սովորաբար տարբեր խողովակների չափերի դեպքում ոչ ավելի, քան 1,2 միլիմետր ավելացում կամ նվազեցում: Մի խումբ մարդիկ անցյալ տարի ուսումնասիրություն էին անցկացրել՝ ուսումնասիրելով, թե ինչպես է արհեստական ինտելեկտը օգնում արտադրության գործընթացների օպտիմալացման մեջ: Նրանք հետաքրքիր մի բան հայտնաբերեցին. այս եզրային հաշվարկման համակարգերը իրականում հասկանում են, թե երբ է մանդրելը ձևից դուրս է գալիս, և համապատասխանաբար կարգավորում է: Ի՞նչ արդյունք է ստացվում: Պղրտված նյութի փոքրացում, որը խնայում է մոտ 120 դոլար ամեն մեկ տոննա արտադրանքի համար:

Ուսումնասիրություն. SCADA-ի օգտագործումը եվրոպական սարքավորման մեջ՝ արձագանքման ժամանակը 40%-ով կրճատելու համար

Եվրոպական պարուրաձև խողովակների արտադրող ընկերությունը վերացրեց տարեկան 320 ժամյա պարապուրդի ժամանակը` իր SCADA հարթակում ջերմային պատկերման տեսախցիկներ ինտեգրելով: Մեքենայական ուսուցման ալգորիթմները եռակցման գոտու ջերմաստիճանի շեղումները հայտնաբերում են ±15°C շեմը գերազանցող 22 վայրկյան ավելի արագ, քան ձեռքով մոնիթորինգը, հնարավորություն տալով ավտոմատ ուղղումներ կատարել, որոնք 19%-ով բարելավեցին արտադրության կայունությունը (2023 թվականի գործառնական հաշվետվություն):

Սպիրալային խողովակների լցման մեջ ավտոմատացում՝ համապես որակյալ արտադրանք ստանալու համար

Կայանքի համապատասխանության պահպանում՝ պարամետրերի վերահսկմամբ և փակ համակարգերով

Այսօրվա պտույտաձև խողովակների արտադրությունը հիմնված է ավտոմատացված փակ օղակների վրա, որոնք հանգույցների լցման շերտերը պահում են անհավանականորեն ճշգրիտ՝ միլիմետրի մեկ տասներորդի չափով: Մեքենաները անընդհատ հսկում են եռակցման ընթացքում երեք հիմնական գործոնները. լիցքավորման արագությունը (մոտ 6-ից 12 մետր րոպեում), աղեղի լարումը (սովորաբար 22-ից մինչև 32 վոլտ) և փայտածույցի շարժման արագությունը կապարի երկայնքով (մոտ կես մետրից մինչև 1,2 մետր րոպեում): Բոլոր այս ցուցանիշները ավտոմատ կերպով կարգավորվում են ներդրված զգայուն սենսորների միջոցով՝ պահելով ամեն ինչ նպատակային արժեքներից միայն պլյուս-մինուս 0,5 տոկոսի սահմաններում: 2023 թվականին Ամերիկյան եռակցման ընկերության կողմից իրականացված վերջերս հրապարակված ուսումնասիրությունը նույնպես ցույց տվեց մի բավականին հիանալի արդյունք. այն գործարանները, որոնք անցել էին այս տեսակի ավտոմատացմանը, տեսել էին իրենց եռակցման ծայրի բարձրության տատանումների գրեթե երկու երրորդով իջում՝ համեմատած հին ձեռքով եղանակների հետ: Սա մեծ տարբերություն է առաջացնում API 5L և ISO 3183 ստանդարտներին համապատասխանելու համար, որոնք պարտադիր են գազատարների համար:

Խոտանի կրճատման համար ԱԻ-ով ղեկավարվող հետադարձ կապ և ավտոմատացված լարման կարգավորում

Ժամանակակից լցակայքերը հիմա օգտագործում են այս գեղեցիկ CNN-ները՝ կոչված կոնվոլյուցիոն նեյրոնային ցանցեր, որոնք իրական ժամանակում դիտում են լցման գոտիները՝ մոտ 120 կադր վայրկյանում: Դրանք կարող են հայտնաբերել խնդիրներ, ինչպիսիք են փոսուկները կամ ենթակտրումը, ընդամենը կես վայրկյանում: Երբ հայտնաբերվում է ինչ-որ սխալ, համակարգը ավտոմատ կերպով կարգավորում է լարումը թիրիստորներով կառավարվող սնուցման աղբյուրների միջոցով, որոնք բոլորս էլ լավ գիտենք ու սիրում, պահելով կոնտակտային ծայրի և մշակվող մակերեսի հեռավորությունը ճիշտ այն տեղում, որտեղ պետք է լինի: Մասնագետների տվյալներով՝ անցյալ տարվա տվյալների համաձայն, այն արտադրամասերը, որոնք նման խառը մեթոդ են կիրառել, ռադիոգրաֆիկ ստուգումների ընթացքում մոտ 41 տոկոսով պակաս խնդիրներ են ունեցել: Եվ եկեք մոռանանք նաև խնայողությունների մասին՝ յուրաքանչյուր արտադրային գծի համար տարեկան մոտ 152 հազար դոլար խնայելը այս տեխնոլոգիան դարձնում է հավակնողական ընտրություն շատ արտադրողների համար:

Ուսումնասիրություն. Հյուսիսամերիկյան գործարանում կառուցվածքի ամրության 35% բարելավում

Տարածված խողովակների առաջատար արտադրողը հասել է 98,4% թերություններ չպարունակող լցակավության՝ անցնելով AI-ով ապահովված համակարգի՝ միավորելով Miller Auto-Continuum™ սնուցման աղբյուրները Fanuc ARC Mate® ռոբոտների հետ: Հիմնական արդյունքները 12 ամսվա ընթացքում.

$2,1 միլիոն ներդրումը վերադարձվել է 14 ամսում՝ շնորհիվ կրկնակի մշակման կրճատման և ASME B31.4 սերտիֆիկացման ցիկլերի արագացման:

Կանխատեսող և վիճակի վրա հիմնված հսկումով դադարների կրճատում

Անպլանավոր դադարների արժեքը տարածված խողովակների սարքավորումների գործարկման ընթացքում

Անպլանավոր դադարները խաթարում են արտադրության գրաֆիկները և կարող են միջին չափի տարածված խողովակների սարքավորումների համար տարեկան արժենալ մինչև $500,000 (Ponemon 2023): Այս կանգերը հաճախ առաջացնում են շղթայակից ուշացումներ՝ ազդելով ծածկույթի և որակի ստուգման վրա, ինչը զգալիորեն մեծացնում է ֆինանսական հետևանքները:

Կանխատեսողական անալիտիկա և թեքացման սենսորներ վաղ սխալների հայտնաբերման համար

Ժամանակակից կանխատեսողական համակարգերը միավորում են թեքացման սենսորներ և edge computing՝ իրական ժամանակում անօրինակչություններ հայտնաբերելու համար.

• Հաճախադարձության անալիզ նույնականացնում է շարժիչի ուղղորդիչներում անկանոն օրինաչափություններ
• Թերմային պատկերավորում հայտնաբերում է ջերմային վերաբարձում լծակային հետևման համակարգերում
• Ալգորիթմային շեմեր ակտիվացնում են զգուշացումներ, երբ շեղումները բազային ցուցանիշից գերազանցում են 15%-ով

Այս մոտեցումը կրճատում է կեղծ դրական ցուցանիշները 60%-ով համեմատած ավանդական՝ ժամանակի վրա հիմնված պահպանման հետ:

Ուսումնասիրություն. ուղղորդիչների անսարքությունների հայտնաբերում կոտրվելուց 72 ժամ առաջ

Եվրոպական խողովակների արտադրողը իր SCADA համակարգին միացրեց թեքացման սենսորներ, հասնելով հետևյալ արդյունքների.

• լսարանի ավելի քան 93% անսարքությունների մասին 72-ժամյա զգուշացում
• անպլանավոր դադարի կրճատում 40%-ով
• տարեկան 220,000 դոլար խնայողություն՝ արտակարգ դեպքերի նորոգումներից խուսափելու շնորհիվ

Այս արդյունքները հնարավոր է դարձել են 18 ամիս պատմական թրթռացման տվյալների վրա վիճակագրական մոդելների կիրառման շնորհիվ:

Կանխատեսող սպասարկման ինտեգրումը SCADA և MES համակարգերում

Արտադրության կառավարման համակարգերի (MES) հետ համատեղելիությունը տալիս է չափելի օպերատիվ առավելություններ.

Կանխատեսող տեսլականների ներդրումը օպերատորի վահանակներում ապահովում է սպասարկման գրաֆիկներին 98% հետևման աստիճան՝ առանց արտադրողականության կրճատման

Մեքենայի կոնստրուկցիայի և կազմաձևի օպտիմալացում առավելագույն արտադրողականության համար

Բացառելով կապուղիները մոդուլային կառուցվածքով և ռոլային ձևավորման օպտիմալացումով

Պտույտաձև խողովակների սարքերը շահում են մոդուլային նախագծումից, քանի որ կարող են փոխանցել տարբեր տրամագծերի և պողպատի ստանդարտների միջև՝ առանց խոշոր կառուցվածքային փոփոխությունների կատարման: 2023 թվականին «Միջազգային առաջադեմ արտադրության ամսագրում» հրապարակված վերջերս հետազոտությունների համաձայն՝ երբ արտադրողները դասավորում են իրենց փոխակերպման կայանները լարված միավորներից առանձին, փոխադրման ժամանակը նվազում է մոտ 30%: Սա մեծ տարբերություն է արտադրության հարկերում, որտեղ ժամանակը հավասար է գումարի: Ուշադրություն դարձնելով ճշգրտությանը՝ այսօրվա ժամանակակից համակարգերը ներառում են իրական ժամանակում փոխակերպման բացվածքի հսկողություն հիդրավլիկ հատուկ հատկություններով: Այս տեխնոլոգիաները աշխատում են միասին՝ պահելով հաստության թույլատրելի շեղումը միայն 0.15 մմ-ի սահմաններում, ինչը համապատասխանում է API 5L ստանդարտներով սահմանված խիստ պահանջներին: Այդպիսի ճշգրտությունը ոչ միայն տեխնիկապես հիանալի է, այլ գործնականում անհրաժեշտ է շատ արդյունաբերական կիրառությունների համար այսօր:

Թվային Երկվորյակներ Մեքենաների Կոնֆիգուրացիաների Նախապես Իմիտացիայի Համար

Վիրտուալ նախատիպավորումը 60% կրճատում է հանձնման ռիսկերը՝ համեմատած փորձարկման և սխալման մեթոդների հետ: Առաջատար արտադրողները օգտագործում են թվային կրկնօրինակման տեխնոլոգիա՝ մանդրելի կառուցվածքները սիմուլյացնելու 15+ նյութական պայմաններում, որոնք հնարավորություն են տալիս նախապես նույնականացնել փաթաթվող շերտի սնուցման ճանապարհներում առաջացող միջամտության կետերը: Այս նախապես իրականացվող ստուգումը նվազագույնի է հասցնում անսպասելի կանգները արտադրանքի փոխանցման ընթացքում:

Դեպքի ուսումնասիրություն. Թուրքիայում մանդրելի համակարգի վերակառուցման շնորհիվ արտադրողականության 22% աճ

Թուրքական արտադրողը, որը բավարարում է բնական գազի փակ խողովակների պահանջարկը, արդիականացրեց իր մանդրելի համակարգը՝ օգտագործելով սրահարթ հարթակներ և բազմաառանցք ակտուատորներ: Սա հնարավորություն տվեց անընդհատ պարուրաձև ձևավորում իրականացնել 28 մետր/րոպե արագությամբ՝ նվազեցնելով եզրային ալիքային սխալները 41%-ով: Արդիականացմանը հաջորդած OEE չափումները ցույց տվեցին 92% հասանելիություն 24/7 շահագործման ընթացքում:

Օգտագործելով արտադրության կատարման համակարգերը (MES)՝ OEE-ն առավելագույնի հասցնելու համար

Մանրամասն արտադրական տվյալների հավաքագրում՝ թաքնված կորուստները նույնականացնելու համար

Արտադրության կատարման համակարգերը, կամ MES-ը, ընկերություններին շատ ավելի լավ պատկերացում են տալիս, թե ինչ է կատարվում սպիրալային խողովակների արտադրության ընթացքում: Այս համակարգերը վերահսկում են այնպիսի բաներ, ինչպիսիք են արտադրության յուրաքանչյուր ցիկլում տեւողությունը, որքան էներգիա է օգտագործվում եւ երբ են սկսվում թերությունները: Վերջին ուսումնասիրությունները ուսումնասիրել են 6 տարբեր գործարաններ 2024 թվականին եւ հետաքրքիր բան են հայտնաբերել. արտադրողականության կորստի գրեթե մեկ երրորդը պայմանավորված է այս փոքրիկ դադարներով, որոնք տեւում են 3 րոպեից պակաս: Դա կարող է աննշան թվալ, բայց արագ է ավելանում: Լավ նորությունն այն է, որ MES-ը օգնում է հայտնաբերել այս խնդիրները, քանի որ այն հավաքում է կենդանի տեղեկատվություն տարբեր աղբյուրներից, ներառյալ PLC-ները, տեսախցիկների ստուգման համակարգերը եւ ինտերնետի հետ կապ ունեցող սարքերը, որոնք մենք անվանում ենք IoT գործիքներ: Երբ օպերատորները տեսնում են տվյալների մուտքը, նրանք կարող են շուտով ներգրավվել եւ լուծել փոքր խնդիրները, նախքան դրանք ավելի մեծ գլխացավեր դառնան:

Բջջային համակարգի (MES) ամպային համակարգի միջոցով գործարանների միջեւ համեմատական գնահատման եւ կենտրոնացված վերահսկողության համար

Ամպային MES հարթակները հնարավորություն են տալիս բազմաթիվ արտադրական գծերի համար կատարողականի համեմատություն: Կենտրոնացված համակարգեր օգտագործող սարքերը հումքի կորուստը 18%-ով կրճատել են ավտոմատացված պաշարների զգուշացումների և ստանդարտացված գործընթացների շնորհիվ (Rishabhsoft, 2023): Իրական ժամանակում աշխատող տախտակները նաև աջակցում են ռեսուրսների դինամիկ բաշխմանը՝ ինչպես օրինակ պատվերների վերահատկացումը դադարի ընթացքում, միաժամանակ պահպանելով ISO 9001-ին համապատասխան աուդիտային հետքեր:

Դեպքի ուսումնասիրություն. OEE-ի բարձրացում 68%-ից մինչև 85% վեց ամսում

Հյուսիսային Ամերիկայի մեկ պողպատե խողովակների արտադրող ընկերություն վեց ամսում ընդհանուր սարքավորումների արդյունավետությունը բարձրացրեց մոտ 25%՝ իր արտադրական կատարման համակարգը միավորելով ձեռնարկության ռեսուրսների պլանավորման ծրագրաշարի և մի քանի կանխատեսողական սպասարկման տեխնոլոգիաների հետ: Իրականում տեղի ունեցածը բավականին հետաքրքիր էր. համակարգը շարունակ նշում էր հանքավայրերի կապակցումների կրկնվող խնդիրներ, և պարզվեց, որ խնդիրը կապված էր ձևավորման գոտում խոնավության փոփոխման մակարդակների հետ: Ուստի ինժեներական թիմը կառուցեց փակ օղակի կլիմայական կառավարման համակարգեր՝ վիճակը կայունացնելու համար: Դրանից բացի նշանավորելու է ևս մեկ բան. տարբեր հերթափոխների միջև OEE-ի տատանումները կտրուկ նվազեցին՝ 22%-ից 6%: Սա տեղի ունեցավ այն բանից հետո, երբ կատարողականի չափանիշները ուղղակի կապվեցին օպերատորների խրախուսման ծրագրերի հետ:

MES KPI-ների համադրում գործողությունների նպատակների հետ՝ պատասխանատվություն ապահովելու համար

Խելացի արտադրողները իրենց MES աշխատանքային մետրիկները սահմանում են՝ հիմնվելով այն բանի վրա, ինչն է ամենաշատը նշանակություն ունենում իրենց բիզնես-նպատակների համար: Օրինակ, նրանք կարող են հետևել 97%-ից բարձր նյութերի ելքին կամ ձգտել 23 րոպեից պակաս փոփոխությունների: Ըստ «Plant Engineering» հետազոտության՝ այն գործարանները, որոնք իրենց հիմնարար նպատակների հետ համընկնող ցուցանիշների հետ համաձայնեցրին այս KPI-ները, անցյալ տարի անսպասելի սարքավորումների դադարի դեպքերը 41% նվազեցրին: Երբ գործարանի ղեկավարները սովորաբար հանդիպում են արտադրողական հարկի աշխատողների հետ՝ այս թվերը քննարկելու համար, բոլորը սկսում են պատասխանատվություն զգալ: Ավելին, այն ընկերությունները, որոնք օգտագործում են արհեստական ինտելեկտի գործիքներ՝ խնդիրների պատճառները հասկանալու համար, շատ ավելի արագ են լուծում խնդիրները, քան հին ձևի խնդիրների լուծման մեթոդները: Որոշ ընկերություններ նշում են, որ այդ խելացի համակարգերը ներդնելով՝ խնդիրների լուծման ժամանակը կրճատվել է մոտ երկու երրորդով:

FAQ բաժին

Ինչ է SCADA-ն, և ինչպե՞ս է այն օգուտ տալիս պտտական խողովակների արտադրությանը

SCADA-ն նշանակում է վերահսկողական կառավարում և տվյալների հավաքագրում: Այն թույլ է տալիս պտտակից խողովակների արտադրողներին հստակ իրական ժամանակում հետևել արտադրության ընթացքում ստացված մետրիկներին՝ զգալիորեն կրճատելով ձեռնարկային սխալների մակարդակը և բարելավելով ընդհանուր վերահսկողությունը:

Ինչպե՞ս են IoT սենսորներն ու եզրային հաշվարկները բարելավում տվյալների մշակումը արտադրության ընթացքում:

IoT սենսորներն ու եզրային հաշվարկները տեղում մշակում են տվյալների զգալի քանակ, ինչը կրճատում է վերլուծության սպասման ժամանակը և թույլ է տալիս արագ կատարել կարգավորումներ՝ արտադրության ստանդարտները պահպանելու համար:

Ինչո՞ւ է կանխատեսվող սպասարկումը կարևոր պտտակից խողովակների արտադրության մեջ:

Կանխատեսվող սպասարկումը օգտագործում է տվյալների վերլուծություն՝ անսարքությունները կանխատեսելու և կանխելու համար, ինչը նվազագույնի է հասցնում անսպասելի դադարները, որոնք կարող են հանգեցնել զգալի ֆինանսական կորուստների:

Ինչպե՞ս են թվային երկվորյակները նպաստում սարքավորումների նախագծման օպտիմալացմանը:

Թվային երկվորյակները նմանակում են տարբեր սարքավորումների կոնֆիգուրացիաներ, թույլ տալով արտադրողներին վիրտուալ միջավայրում փորձարկել և կատարելագործել նախագծերը՝ նվազեցնելով ռիսկերն ու դադարները նոր կարգավորումներ ներդնելիս: