نوآوری‌های اتوماسیون صنعتی

آقای آپادحیای (Upadhyay) نویسنده کتاب "هوش مصنوعی برای مدیران" در ابتدای کتاب آن را به کسانی تقدیم می کند که :

ترجیح می دهند برای آینده آماده شوند، تا اینکه منتظر وقوع آن باشند.

باید برای آینده آماده بود و اتفاقات و رویدادهای دنیای تکنولوژی را دنبال نمود.

اتوماسیون صنعتی به سرعت توسط هوش مصنوعی در حال تحول است و به قول آقای  Andrew Ng :

همانطور که برق تقریباً همه چیز را 100 سال پیش تغییر داد، امروز واقعاً به سختی به صنعتی فکر می کنم که توسط هوش مصنوعی در چند سال آینده متحول نشود.

اشنایدر الکتریک یک شرکت برجسته با رویکرد نوآورانه درمدیریت انرژی و اتوماسیون است و الگوریتم های تعمیر و نگهداری پیش بین مبتنی بر هوش مصنوعی را در تجهیزات الکتریکی خود تعبیه کرده است.

چالش نگهداری سنتی

به‌طور سنتی، نگهداری تجهیزات الکتریکی، به‌ویژه کنتاکتورها(دستگاه هایی که جریان الکتریکی را قطع و وصل می کنند)، شامل فرآیندی زمان‌بر برای پیش‌بینی زمانی بود که این دستگاه‌ها ممکن است از کار بیفتند یا خراب شوند.به همین علت تکنسین ها برای بازرسی بصری نقاط تماس، به دنبال تغییر رنگ یا حفره، که نشان دهنده تخریب کنتاکتور است، عملیات خود را متوقف می کردند. این توقف عملیات دربسیاری از موارد می تواند مجموعه را دچار هزینه نماید به عنوان نمونه یک کارخانه صنایع غذایی را در نظر بگیرید که به دلیل خرابی ناگهانی کنتاکتور با مساله فاسد شدن مواد غذایی روبرو است.

 طول عمرکنتاکتورها بسته به شرایط عملیاتی می تواند به طور قابل توجهی بیش از 10 سال باشد. با این حال، فشارهای محیط می تواند طول عمر دستگاه ها را کاهش دهد و مداخله فعالانه می تواند آن را طولانی تر کند.

قدرت هوش مصنوعی در نگهداری پیشگویانه

در نظر گرفتن یک عدد به عنوان طول عمر باقیمانده کنتاکتورها نیاز به آزمایش فشرده و چند ماهه دارد. اما با افزایش دسترسی به ابزارهای هوش مصنوعی برای مهندسی، مهندسان اشنایدر الکتریک نه تنها این زمان آزمایش را کاهش دادند، بلکه زمان توسعه کنتاکتور جدید را از سه سال به شش ماه کاهش دادند.یعنی این شرکت نه تنها به مشتریان این امکان را می دهد تا باقیمانده عمرمفید دستگاه را مد نظر قرار دهند بلکه خود شرکت نیزاز این فناوری برای کوتاه نمودن فرآیند توسعه کنتاکتور جدید بهره می برد.

با آغاز تولید نسل جدیدی از کنتاکتورها، تیم اشنایدر الکتریک قصد داشت به مشتریان این قدرت را بدهد که به جای واکنش‌پذیری فعال باشند. با هوش مصنوعی، این تیم به دنبال تعبیه یک الگوریتم تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده در یک کنتاکتور بود که تنش بین نظارت بر طول عمر کنتاکتور و حفظ عملیات را از بین می‌برد. 

اشنایدر الکتریک این فرآیند را با ترکیب هوش مصنوعی (AI) و طراحی مبتنی بر مدل برای تعبیه یک الگوریتم تعمیر و نگهداری پیش‌بین به طور مستقیم در کنتاکتورها متحول کرده است. این رویکرد نوآورانه، آزمون تعمیر و نگهداری چند ماهه را به اندازه زمان استراحت ناهار تبدیل کرده است.

طراحی مبتنی بر مدل و هوش مصنوعی: ترکیبی قدرتمند

پروژه اشنایدر الکتریک نمونه بارز قدرت ترکیب طراحی مبتنی بر مدل با هوش مصنوعی است. طراحی مبتنی بر مدل یک روش ریاضی و بصری برای رسیدگی به مشکلات مرتبط با طراحی کنترل پیچیده، پردازش سیگنال و سیستم های ارتباطی است. این فرآیندی است که توسعه سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر سیستم‌های پویا، از جمله سیستم‌های کنترل، سیستم‌های پردازش سیگنال و سیستم‌های ارتباطی را امکان‌پذیر می‌سازد.

نقش نرم افزار متلب در پروژه

MATLAB، یک زبان سطح بالا و محیط تعاملی توسعه یافته توسط MathWorks، نقش مهمی در این پروژه ایفا کرد. MATLAB برای توسعه الگوریتم تعمیر و نگهداری پیشگویانه مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده شد. این به مهندسان اشنایدر الکتریک یک پلت فرم انعطاف پذیر برای توسعه و آزمایش الگوریتم قبل از تعبیه آن در کنتاکتورها ارائه کرد. جعبه ابزار Predictive Maintenance MATLAB توابع و برنامه هایی را برای طراحی نظارت بر وضعیت و الگوریتم های نگهداری پیش بینی ارائه می دهد. این به مهندسان اجازه می دهد تا شاخص های وضعیت را طراحی کنند، خطاها و ناهنجاری ها را شناسایی کنند و عمر مفید باقیمانده (RUL) را تخمین بزنند. جعبه ابزار در توسعه الگوریتم نگهداری پیش‌بینی‌کننده برای پروژه اشنایدر الکتریک بسیار مفید بود.

محصول نهایی

محصول نهایی این پروژه، نسل جدیدی از کنتاکتورها با الگوریتم‌های تعمیر و نگهداری پیش‌بین مبتنی بر هوش مصنوعی است. این کنتاکتورهای هوشمند قادر به نظارت بر خود و پیش‌بینی عمر مفید باقیمانده خود (RUL) هستند و امکان تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و کاهش قابل توجه زمان خرابی را فراهم می‌کنند.

مشتریان از سال 2021 از کنتاکتورهای TeSys Giga Schneider Electric مجهز به تابع تخمین RUL استفاده می‌کنند. آنها می‌توانند تعمیر و نگهداری این محصول را برنامه‌ریزی کنند و از آن به طور مؤثرتری استفاده کنند. آنها دیگر نیازی به توقف عملیات برای بازرسی کنتاکتورها ندارند و می توانند تعمیرات یا جایگزینی را به صورت استراتژیک برنامه ریزی کنند.

اشنایدر الکتریک اکنون در حال کار بر روی ارتقاء تعمیر و نگهداری پیش بینی کنتاکتور با توسعه یک کنتاکتور جدید است. این کنتاکتور شامل یک عملکرد عیب یابی داخلی است که نشان می دهد علاوه بر تخمین RUL چه خرابی هایی ممکن است در عملیات بعدی رخ دهد.

به طور خلاصه، پروژه «الگوریتم‌های نگهداری پیش‌بینی‌کننده مبتنی بر هوش مصنوعی تعبیه‌شده» توسط اشنایدر الکتریک، پتانسیل هوش مصنوعی را برای بهبود کارایی و قابلیت اطمینان در بخش انرژی، به‌ویژه در زمینه تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده نشان می‌دهد. ترکیب طراحی مبتنی بر مدل و هوش مصنوعی، استفاده از MATLAB و جعبه ابزار نگهداری پیش‌بینی‌کننده آن، و چشم‌انداز پیشرفت‌های آینده، همگی به موفقیت پروژه اشنایدر الکتریک کمک می‌کنند. این پروژه نه تنها نشان دهنده یک پیشرفت قابل توجه در اتوماسیون صنعتی و تعمیر و نگهداری پیش بین است، بلکه پتانسیل هوش مصنوعی را در بهبود کارایی و قابلیت اطمینان در بخش انرژی نشان می دهد.

مطالعه بیشتر در راهنمای جامع هوش مصنوعی در اتوماسیون صنعتی

منبع مقاله:https://www.mathworks.com