Una dintre ideile promițătoare de mâine, care afectează orice producție, este modelarea activelor digitale: crearea de copii virtuale ale obiectelor reale care arată și funcționează exact la fel ca și prototipurile lor. La Gazprom Neft, „gemenii digitali” sunt implicați îndeaproape în fabricile de procesare ale companiei și o mare parte din aceasta tehnologie inovatoare a fost deja implementat
De la desene la modele 3D
Puțină istorie. Oamenii au avut întotdeauna nevoie de desene și diagrame, încă din momentul primelor invenții - roata și pârghia, pentru a-și transmite între ei informații despre proiectarea acestor dispozitive și regulile de utilizare a acestora. La început acestea erau desene primitive care conțineau doar cele mai simple informații. Cu toate acestea, desenele au devenit mai complexe, iar imaginile și instrucțiunile au devenit mai detaliate. De atunci, tehnologiile de vizualizare, documentare și stocare a cunoștințelor despre structuri și mecanisme au parcurs un drum lung. Totuşi pentru o lungă perioadă de timp Principalul mediu de înregistrare a ideilor de inginerie a rămas hârtia, iar spațiul de lucru a fost un avion.
În a doua jumătate a secolului al XX-lea, a devenit clar că armata obișnuită de desenatori înarmați cu planșe de desen nu mai era capabilă să țină pasul cu creșterea rapidă a producției industriale și cu complexitatea dezvoltărilor inginerești. Accelerarea procesării informațiilor voluminoase și complexe (de exemplu, o instalație tehnologică pentru distilarea atmosferică a petrolului conține mai mult de 30 de mii de echipamente) a necesitat o schimbare în tehnologia de lucru a designerilor, proiectanților, constructorilor, tehnologilor, specialiștilor în operare și întreţinere. Evoluția instrumentelor de proiectare tehnică a luat o altă întorsătură, iar la începutul anilor 90 ai secolului trecut, sistemele de proiectare asistată de calculator - CAD - au ajuns în industria petrolului. La început au folosit desene 2D, iar apoi, până la sfârșitul anilor 2000, au ajuns la 3D.
Sistemele moderne de proiectare permit inginerilor să realizeze amenajarea și proiectarea instalațiilor industriale în formă volumetrică, ținând cont de toate constrângerile și cerințele procesului de producție, precum și cerințele de siguranță industrială.
Sistemele moderne de proiectare permit inginerilor să dispună și să proiecteze instalații industriale în formă volumetrică, ținând cont de toate constrângerile și cerințele procesului de producție, precum și de cerințele de siguranță industrială. Cu ajutorul lor, puteți crea un model de design al unei anumite instalații și puteți plasa corect componentele tehnologice și tehnice pe ea, fără contradicții și coliziuni. Experiența arată că prin utilizare sisteme similare este posibil să se reducă de 2-3 ori numărul de erori și inconsecvențe în proiectarea și funcționarea diferitelor instalații. Această cifră este impresionantă dacă iei în considerare că pentru echipamentele industriale la scară largă, numărul de erori care trebuie corectate în timpul procesului de revizuire a proiectării este de mii.
Din punctul de vedere al proiectanților și al constructorilor, utilizarea modelelor 3D face posibilă îmbunătățirea radicală a calității documentației de proiectare și reducerea timpului de proiectare. Modelul informațional construit al obiectului se dovedește a fi util în faza operațională. Acesta este un nou nivel de proprietate al unei instalații industriale, la care personalul poate obține orice informație necesară pentru a lua o decizie sau a finaliza o sarcină în cel mai scurt timp posibil, pe baza modelului existent. Mai mult: atunci când, după ceva timp, este necesară modernizarea echipamentelor, viitorii proiectanți vor avea acces la toate informațiile relevante, cu un istoric de reparații și întreținere.
Pilot din Omsk
Serghei Ovchinnikov,
Şeful Departamentului Sisteme de Control la Gazprom Neft
Dezvoltarea și implementarea unui sistem de management al datelor de inginerie este, fără îndoială, o parte importantă a dezvoltării inovatoare a unității de logistică, procesare și vânzări. Funcționalitatea inerentă SUPRID și potențialul sistemului vor permite unității în special și companiei în ansamblu să devină lideri în managementul digital al datelor de inginerie în rafinarea petrolului. Mai mult, asta produs software este o componentă importantă a întregii linii de sisteme IT aferente, care reprezintă fundamentul Centrului de Management al Performanței BLPS care este în curs de creare.
În 2014, Gazprom Neft a lansat un proiect de creare a unui sistem de management al datelor de inginerie pentru instalațiile de rafinare a petrolului - SUPRID. Proiectul se bazează pe utilizarea tehnologiilor de modelare 3D pentru proiectarea, construcția și întreținerea instalațiilor industriale. Datorită utilizării lor, se reduce timpul necesar pentru crearea și reconstrucția instalațiilor de rafinare a petrolului, crește eficiența și siguranța funcționării acestora, iar timpul de nefuncționare al echipamentelor de proces ale uzinei este redus. Implementarea sistem modern Gestionarea datelor de inginerie pe cea mai recentă platformă Smart Plant for Owners/Operators (SPO) este realizată de specialiști din departamentul sisteme de control al unității de logistică, procesare și vânzări, precum și subsidiara ITSK și Avtomatika Service.
Prin utilizarea sistemelor de proiectare automate care creează modele 3D de obiecte, este posibil să se reducă de 2-3 ori numărul de erori și inconsecvențe în proiectarea și funcționarea diferitelor instalații.
La sfârșitul anului trecut, un proiect pilot a fost finalizat cu succes pentru a implementa funcționalitatea platformei și a configura procesele de afaceri pentru unitatea primară de rafinare a petrolului recent reconstruită de la Rafinăria Omsk - AT-9. Sistemul implementează funcționalități pentru stocarea, gestionarea și actualizarea informațiilor despre instalație pe parcursul întregului ciclu de viață: de la construcție până la exploatare. Odată cu sistemul, documentația normativă și metodologică, au fost elaborate cerințe pentru proiectant și standarde pentru managementul datelor de inginerie. „SUPRID este un bun asistent în muncă”, a remarcat Serghei Shmidt, șeful instalației AT-9 de la Rafinăria Omsk. - Sistemul vă permite să accesați rapid informații de inginerie despre orice echipament, să vizualizați desenul acestuia, să clarificați parametrii tehnici, să localizați locația și să efectuați măsurători pe un model tridimensional care reproduce cu exactitate instalația reală. Utilizarea SUPRID ajută, printre altele, la formarea de noi specialiști și cursanți.”
Cum funcţionează asta?
Sarcina sistemului SUPRID este de a acoperi toate etapele ciclului de viață al unui obiect tehnologic. Începeți prin a colecta informații de inginerie în faza de proiectare și apoi actualizați informațiile în etapele ulterioare - construcție, exploatare, reconstrucție, reflectând starea actuală a instalației.
Totul începe cu informațiile de la proiectant, care sunt transmise secvențial și încărcate în sistem. Datele inițiale constau în: documentație de proiectare, informații despre structura funcțională, tehnologică și de construcție și instalare a unității, diagrame tehnologice inteligente. Această informație devine baza model informativ, permițându-vă să primiți instantaneu informații țintite despre proiectele de construcție și diagrama tehnologică a instalației, făcând posibilă în câteva secunde găsirea poziția dorită a echipamentului de proces, echipament de instrumentare pe diagrama tehnologică și determinarea participării acesteia la procesul tehnologic .
La rândul său, folosind un model de proiectare 3D al unui obiect încărcat în sistem, îl puteți vizualiza, puteți vedea configurația blocurilor, aranjarea spațială a echipamentelor, împrejurimile cu echipamente învecinate și măsurați distanțele dintre diferitele elemente ale instalației. Formarea unui model de informații operaționale este finalizată prin legarea documentației as-built și a modelelor 2D și 3D „așa cum sunt construite”, oferind posibilitatea de a obține informații detaliate despre proprietățile și caracteristicile tehnice ale oricărui echipament sau ale elementelor sale în faza de exploatare. Astfel, sistemul este un set structurat și interconectat de toate datele de inginerie ale unui obiect și echipamentului acestuia.
Roman Komarov,
Şef adjunct al Departamentului Sisteme de Inginerie la ITSK, Manager de dezvoltare la SUPRID
După mulți ani de evaluare a beneficiilor proiectului și de dezvoltare preliminară, sistemul pilot a fost implementat în scurt timp. Implementarea SUPRID a permis companiei să obțină un instrument pentru gestionarea datelor inginerești ale instalațiilor de rafinare a petrolului. Următorul pas global, pe care îl vom aborda treptat, este formarea unui model informatic digital al rafinăriei de petrol.
Până în prezent, peste 80.000 de documente au fost deja încărcate în arhiva electronică SUPRID. Sistemul vă permite să efectuați o căutare pozițională pentru informații actualizate despre orice tip de echipament, oferind utilizatorului informații complete despre fiecare poziție, inclusiv specificatii tehnice, dimensiunile generale, proiectarea materialului, parametrii de proiectare și funcționare etc. „SUPRID” face posibilă vizualizarea oricărei părți a instalației într-un model tridimensional sau pe o diagramă tehnologică, deschiderea copiilor scanate ale documentelor legate de această poziție: documentație de lucru, executivă sau operațională (pașapoarte, acte, desene etc. ).
Peste 80.000 de documente au fost deja încărcate în arhiva electronică SUPRID. Sistemul vă permite să efectuați o căutare pozițională pentru informații actualizate despre orice tip de echipament și să oferiți utilizatorului informații complete despre fiecare poziție.
Această variabilitate reduce semnificativ timpul petrecut pentru accesarea informațiilor actualizate și interpretarea acestora și vă permite să evitați greșelile în timpul reconstrucției și reechipării tehnice a unei instalații și înlocuirea echipamentelor învechite. „SUPRID” ajută la analiza funcționării instalației și a echipamentelor acesteia la evaluarea eficienței de funcționare, facilitează pregătirea modificărilor reglementărilor tehnologice, investigarea defecțiunilor, defecțiunilor, accidentelor la instalație, educarea și instruirea personalului de exploatare.
„SUPRID” este integrat cu alte sisteme informatice BLPS și formează un mediu informațional unificat pentru datele de inginerie, care, printre altele, va deveni baza inovatorului Centru de management al performanței unității. Interrelația cu programe precum KSU NSI (sistem de management al informațiilor de referință corporativă), SAP TORO (întreținerea și repararea echipamentelor), SU PSD (sistemul de management al documentației de proiectare și estimare) TrackDoc, Meridium APM, formează un sistem unic de automatizare integrată a proceselor pentru gestionarea producției activele unei rafinării de petrol, permițând creșterea efectului economic al acestora partajarea pentru companie.
Eficiența proiectului
Într-o perioadă relativ scurtă de timp, specialiștii IT Gazprom Neft au reușit nu numai să stăpânească complexitățile platformei SPO pe care este construit sistemul de management al datelor de inginerie, ci și să creeze o infrastructură complet nouă pentru companie, să dezvolte un set de reglementări. documente și, în cele din urmă, să dezvolte o nouă abordare calitativă a construcției de instalații de rafinare a petrolului.
Chiar și într-o etapă incipientă a proiectului, a devenit evident că sistemul va fi solicitat de serviciile operaționale ale uzinei și de serviciile de construcție de capital. Este suficient să spunem că utilizarea sa economisește până la 30% din timpul de lucru la căutare și procesare informatii tehnice pentru orice obiect. La integrarea „SUPRID” cu sistemele de informații de reglementare și de referință, întreținerea și repararea echipamentelor, documentația de proiectare și estimare și alte date de inginerie relevante devin disponibile pentru întreținerea promptă și de înaltă calitate a echipamentelor de proces. Capacitățile sistemului fac, de asemenea, posibilă crearea unui simulator pentru serviciile de operare, ceea ce va crește fără îndoială nivelul de pregătire al specialiștilor lor. Pentru departamentele de construcție a capitalului de rafinărie, sistemul va deveni un instrument de proiectare în stadiul de reparații minore și medii. Această abordare simplifică foarte mult monitorizarea progresului reconstrucției instalațiilor industriale și îmbunătățește calitatea reparațiilor.
Se așteaptă ca investițiile făcute în implementarea SUPRID să aibă roade în aproximativ 3–4 ani. Acest lucru va fi posibil datorită unei reduceri a timpului de proiectare, unui transfer mai devreme al instalațiilor din etapa de punere în funcțiune la operarea industrială și, în consecință, unei creșteri a volumului de producție. produse finite. Un alt avantaj semnificativ este accelerarea pregătirii și implementării lucrărilor de întreținere și implementarea reconstrucțiilor și modernizărilor instalațiilor prin reducerea timpului necesar serviciilor de exploatare a rafinăriei pentru verificarea noilor documentații de proiectare și detectarea la timp a deficiențelor și erorilor în activitatea de proiectare. și antreprenori de construcții.
Programul de implementare SUPRID este conceput pentru perioada până în 2020. Acesta va fi folosit pentru „digitizarea” atât a instalațiilor existente, cât și pentru construcția de noi instalații. În prezent, specialiștii se pregătesc să reproducă sistemul la Rafinăria din Moscova.
Ce este un geamăn digital?
Un geamăn digital este un cuvânt nou în modelare și planificare a producției - un singur model care descrie în mod fiabil toate procesele și relațiile atât la o unitate separată, cât și într-un întreg activ de producție sub formă instalatii virtualeși modele de simulare. Astfel, se creează o copie virtuală a lumii fizice.
Utilizarea unui geamăn digital, care este o copie exactă a unui activ real, ajută la simularea rapidă a desfășurării evenimentelor în funcție de anumite condiții și factori, la găsirea celor mai eficiente moduri de operare, la identificarea riscurilor potențiale, la integrarea noilor tehnologii în liniile de producție existente. , și reduce timpul și costul implementării proiectului. În plus, geamănul digital ajută la identificarea pașilor de securitate.
Tehnologii moderne fac posibilă construirea de gemeni digitali ai absolut orice activ de producție, fie că este vorba despre o rafinărie de petrol sau o companie de logistică. Pe viitor, aceste tehnologii vor permite controlul de la distanță al întregului proces de producție în timp real. Pe baza geamănului digital, este posibilă combinarea tuturor sistemelor și modelelor utilizate pentru planificarea și gestionarea activităților de producție, ceea ce va crește transparența proceselor, acuratețea și viteza de luare a deciziilor.
Un geamăn digital poate fi considerat și ca un pașaport electronic al unui produs, care înregistrează toate datele privind materiile prime, materialele, operațiunile efectuate, testele și testele de laborator. Aceasta înseamnă că toate informațiile, de la desene și tehnologia de producție până la regulile de întreținere și eliminare, vor fi digitalizate și disponibile pentru citire de către dispozitive și oameni. Acest principiu ne permite să monitorizăm și să garantăm calitatea produselor și să asigurăm un serviciu eficient al acestora.
Rețele neuronale, gemeni digitali, inteligență artificială. Tehnologiile din industria 4.0 vor schimba industria petrolului dincolo de recunoaștere
Arhitecții erei digitale
De obicei, cele mai avansate sfere din punct de vedere tehnologic sunt considerate a fi tehnologia de informațieși biomedicină. Atitudinea față de companiile din industriile tradiționale, precum laminarea metalelor sau producția și rafinarea petrolului, este complet diferită. La prima vedere, par conservatori, dar mulți experți îi numesc principalii arhitecți ai noii ere digitale.
Giganții industriali au început automatizarea proceselor de producție la mijlocul anilor 30 ai secolului trecut. De multe decenii, hardware și software s-a îmbunătățit continuu și a devenit mai complex. Automatizarea proceselor de producție - de exemplu, în rafinarea petrolului - a avansat foarte mult. Funcționarea unei rafinării moderne de petrol este monitorizată de sute de mii de senzori și instrumente, iar rezervele de combustibil sunt monitorizate în timp real de sistemele de navigație prin satelit. În fiecare zi, o rafinărie rusă medie produce peste 50.000 de terabytes de informații. Pentru comparație, cele 3 milioane de cărți stocate în stocarea digitală a Bibliotecii de stat ruse ocupă de sute de ori mai puțin - „doar” 162 terabytes.
Acesta este același „big data”, sau Big Data, un flux comparabil cu încărcarea de informații a celor mai mari site-uri web și rețelele sociale. Matricea acumulată de date reprezintă o resursă unică care poate fi utilizată în managementul afacerii. Dar metodele tradiționale de analiză a informațiilor nu mai sunt potrivite pentru asta. Lucrul cu adevărat eficient cu un astfel de volum de date este posibil doar cu ajutorul tehnologiilor Industry 4.0. Într-o paradigmă economică în schimbare, „experiența istorică” industrială bogată este un avantaj serios. Big data se află în centrul inteligenței artificiale. Capacitatea sa de a învăța, de a înțelege realitatea și de a prezice procese depinde direct de cantitatea de cunoștințe încărcate. În același timp, companiile industriale au o școală de inginerie puternică și sunt implicate activ în introducerea și îmbunătățirea noilor tehnologii. Aceasta este o altă circumstanță care îi face jucători cheie în „noua economie”.
Cel mai bun al săptămânii
În cele din urmă, industriașii autohtoni cunosc prețul eficienței afacerii. Rusia este o țară a distanțelor lungi. Adesea, activele de producție sunt situate la mare distanță de consumatori. În aceste condiții, este foarte dificil să răspunzi rapid la fluctuațiile pieței. Tehnologiile tradiționale permit economisirea a nu mai mult de o zecime de procent. Între timp, soluțiile digitale de astăzi fac posibilă reducerea costurilor cu până la 10-15% pe lună. Faptul este evident: în era celei de-a patra revoluții industriale, cel care învață să aplice cel mai eficient noile tehnologii în contextul experienței acumulate va fi competitiv.
Petr Kaznacheev, Director al Centrului pentru Economia Resurselor, RANEPA: „Ca un prim pas către un sistem „integrat” de inteligență artificială în petrol și gaze, s-ar putea lua în considerare managementul „inteligent” și planificarea corporativă. În acest caz, am putea vorbi despre crearea unui algoritm pentru digitizarea tuturor informațiilor cheie despre activitățile companiei - de la câmp până la benzinărie. Aceste informații ar putea fi trimise unui singur centru automatizat. Pe baza acestor informații, folosind metode de inteligență artificială, previziuni și recomandări ar putea fi făcute pentru a optimiza activitatea companiei.”
Lider al transformării digitale
Dându-și seama de această tendință, liderii industriali din Rusia și din lume restructurează procesele de afaceri care s-au dezvoltat de-a lungul deceniilor, introducând tehnologiile Industry 4.0 în producție bazate pe Internetul industrial al lucrurilor, inteligența artificială și Big Data. Cea mai intensă transformare are loc în industria petrolului și gazelor: industria se „digitalizează” dinamic, investind în proiecte care chiar ieri păreau fantastice. Fabrici controlate de inteligență artificială și capabile să prezică situații, instalații care îi spun operatorului modul optim de funcționare – toate acestea devin deja realitate astăzi.
În același timp, sarcina maximă este crearea unui sistem de management pentru producție, logistică, producție și vânzări care să unească puțuri, fabrici și benzinării „inteligente” într-un singur ecosistem. Într-un model digital ideal, în momentul în care un consumator trage maneta duzei, analiștii companiei din centrul de operațiuni primesc instantaneu informații despre ce marcă de benzină este umplută în rezervor, cât ulei trebuie extras, livrat la fabrică și rafinat. pentru a satisface cererea într-o anumită regiune. Până acum, niciuna dintre companiile rusești și străine nu a reușit să construiască un astfel de model. Cu toate acestea, Gazprom Neft a avansat cel mai mult în rezolvarea acestei probleme. Specialiștii săi implementează în prezent o serie de proiecte, care ar trebui să devină în cele din urmă baza pentru crearea unei platforme unificate pentru gestionarea procesării, logisticii și vânzărilor. O platformă pe care nimeni altcineva din lume nu o are încă.
Gemeni digitali
Astăzi, rafinăriile Gazprom Neft sunt printre cele mai moderne din industrie. Cu toate acestea, a patra revoluție industrială deschide noi oportunități din punct de vedere calitativ, punând în același timp noi cerințe în materie de automatizare. Mai exact, vorbim nu atât de automatizare, cât de digitizarea aproape completă a producției.
Baza noii etape vor fi așa-numiții „gemeni digitali” - copii virtuale ale instalațiilor de rafinărie. Modelele 3D descriu în mod fiabil toate procesele și relațiile care apar în prototipurile reale. Ele se bazează pe munca inteligenței artificiale bazată pe rețele neuronale. „Digital geamănul” poate sugera moduri optime de funcționare pentru echipamente, poate prezice defecțiunile acestuia și poate recomanda timpi de reparație. Printre celelalte avantaje ale sale se numără capacitatea de a învăța constant. Rețeaua neuronală în sine găsește erori, le corectează și le amintește, îmbunătățind astfel performanța și acuratețea prognozei.
Baza pentru antrenamentul „geamănului digital” este o matrice informatii istorice. Instalațiile moderne de rafinare a petrolului sunt la fel de complexe ca corpul uman. Sute de mii de piese, zeci de mii de senzori. Documentația tehnică pentru fiecare instalație ocupă o încăpere de dimensiunea unei săli de asamblare. Pentru a crea un „geamăn digital”, toate aceste informații trebuie mai întâi încărcate în rețea neuronală. Apoi începe cea mai dificilă etapă - etapa antrenării inteligenței artificiale pentru a înțelege instalația. Include citiri de la senzori și instrumente colectate în ultimii ani de funcționare a centralei. Operatorul simulează diverse situații, obligă rețeaua neuronală să răspundă la întrebarea „ce se va întâmpla dacă modificați unul dintre parametrii de funcționare?” - de exemplu, înlocuirea uneia dintre componentele materiei prime sau creșterea alimentării cu energie a instalației. Rețeaua neuronală analizează experiența anilor trecuți și, folosind o metodă de calcul, exclude modurile neoptimale din algoritm și învață să prezică funcționarea viitoare a instalației.
Cel mai bun al săptămânii
Gazprom Neft a „digitizat” deja complet două complexe industriale implicate în producția de combustibil pentru automobile - o unitate de hidrotratare a benzinei de cracare catalitică la rafinăria de petrol din Moscova și o instalație care funcționează la rafinăria de petrol a companiei din Omsk. Testele au arătat că inteligența artificială este capabilă să ia în considerare simultan cantitate uriașă parametrii „gemenilor lor digitali”, iau decizii și notifică posibilele abateri în muncă chiar înainte de momentul în care necazul amenință să se dezvolte într-o problemă gravă.
În același timp, Gazprom Neft testează soluții cuprinzătoare, care va minimiza impactul factorului uman la scara întregii producții. Proiecte similare sunt în prezent implementate la fabricile de bitum ale companiei din Ryazan și Kazahstan. Soluțiile de succes găsite experimental pot fi ulterior extinse la nivelul marilor rafinării, care în cele din urmă vor crea o platformă eficientă de management al producției digitale.
Nikolay Legkodimov, șeful Grupului de consultanță pentru tehnologii avansate la KPMG din Rusia și CSI:„Soluțiile care simulează diverse componente, ansambluri și sisteme sunt cunoscute și utilizate de destul de mult timp, inclusiv în industria petrolului și gazelor. Putem vorbi despre un salt calitativ doar atunci când s-a realizat o amplă amplă de acoperire suficientă a acestor modele. Dacă reușim să combinăm aceste modele între ele, să le combinăm într-un întreg lanț complex, atunci acest lucru va face într-adevăr posibilă rezolvarea problemelor la un nivel complet nou - în special, pentru a simula comportamentul sistemului în situații critice, neprofitabile. și pur și simplu condiții de funcționare periculoase. Pentru acele zone în care reechiparea și modernizarea echipamentelor sunt foarte costisitoare, acest lucru va permite testarea preliminară a noilor componente.”
Managementul performanței
În viitor, întregul lanț de valoare adăugată din blocul de logistică, rafinare și vânzări al Gazprom Neft va fi unit într-un singur platforma tehnologica bazat pe inteligența artificială. „Creierul” acestui organism va fi Centrul de Management al Performanței, creat acum un an la Sankt Petersburg. Aici vor curge informațiile de la „gemeni digitali”, aici vor fi analizate și aici, pe baza datelor obținute, se vor lua decizii de management.
Deja astăzi, în timp real, peste 250 de mii de senzori și zeci de sisteme transmit către Centru informații din toate activele companiei incluse în perimetrul blocului de logistică, rafinare și vânzări Gazprom Neft. În fiecare secundă ajung aici 180 de mii de semnale. Ar trebui unei persoane aproximativ o săptămână doar pentru a vedea aceste informații. Creierul digital al Centrului face acest lucru instantaneu: monitorizează în timp real calitatea produselor și cantitatea de produse petroliere de-a lungul întregului lanț - de la ieșirea din rafinărie până la consumatorul final.
Scopul strategic al Centrului este creșterea radicală a eficienței segmentului din aval, folosind tehnologiile și capacitățile Industriei 4.0. Adică, nu este vorba doar de gestionarea proceselor - acest lucru se poate face în cadrul sistemelor tradiționale, ci de eficientizarea acestor procese: prin analiză predictivă și inteligență artificială în fiecare etapă a afacerii, reducerea pierderilor, optimizarea proceselor și prevenirea pierderilor.
În viitorul apropiat, Centrul trebuie să învețe să rezolve câteva probleme cheie care afectează eficiența managementului afacerilor. Aceasta include prognoza viitorului cu 60 de zile înainte: cum se va comporta piața în două luni, cât ulei va trebui procesat pentru a satisface cererea de benzină în momentul actual, în ce stare se va afla echipamentul, dacă instalațiile vor putea face față sarcinii viitoare și dacă au nevoie de reparații. Totodată, în următorii doi ani, Centrul trebuie să atingă capacitatea de 50% și să înceapă să monitorizeze, să analizeze și să prognozeze cantitatea de rezerve de produse petroliere la toate depozitele de petrol și complexele de alimentare ale companiei; V modul automat monitorizează mai mult de 90% din parametrii de producție; analizează fiabilitatea a peste 40% din echipamentele de proces și dezvoltă măsuri pentru prevenirea pierderilor de produse petroliere și scăderea calității acestora.
Până în 2020, Gazprom Neft își stabilește obiectivul de a atinge 100% din capacitățile Centrului de Management al Performanței. Printre indicatorii menționați se numără analiza fiabilității tuturor echipamentelor, prevenirea pierderilor de calitate și cantitatea produselor și gestionarea predictivă a abaterilor tehnologice.
Daria Kozlova, consultant senior la VYGON Consulting:„În general, soluțiile integrate aduc beneficii economice semnificative industriei. De exemplu, conform estimărilor Accenture, efectul economic al digitalizării s-ar putea ridica la mai mult de 1 trilion de dolari. Prin urmare, atunci când vorbim de companii mari integrate pe verticală, implementarea soluțiilor integrate este foarte justificată. Dar este justificat și pentru companiile mici, deoarece creșterea eficienței poate elibera fonduri suplimentare pentru acestea prin reducerea costurilor, creșterea eficienței gestionării capitalului de lucru etc.
Discutați 0
IBM va introduce cele mai recente tehnologii cloud și Internetul lucrurilor în portul Rotterdam.
În viitorul apropiat, portul Rotterdam se așteaptă la un nou record: va deveni nu numai cel mai mare port european în ceea ce privește cifra de afaceri de marfă, ci și cel mai inteligent port din lume. Și IBM îl va ajuta cu asta.
Eforturile comune vor viza în primul rând implementarea sistemului "livrare conectată"(transport conectat), similar cu mașinile conectate din industria auto. Navele care au acces la sistem sunt controlate autonom și fac schimb de date pentru o navigație sigură. Potrivit administrației Portului Rotterdam, aceștia plănuiesc să primească primele nave autonome încă din 2025.
Programul de digitalizare este conceput pentru câțiva ani. Ca urmare, zona portuară de 42 de kilometri va fi organizată într-un singur spațiu digital folosind tehnologii cloud IBM Cloud și Internetul lucrurilor IBM IoT și portul Rotterdam pot fi numite pe bună dreptate cel mai inteligent port din lume.
Pentru a construi un astfel de sistem, acesta va fi creat port geamăn digital– un model digital precis al tuturor operațiunilor, care va reflecta cu acuratețe 100% resursele și capacitățile portuare, mișcările navelor, infrastructura, condițiile meteo, geografice și hidrologice.
Peste 140 de mii de nave trec anual prin port și mulți factori interesați sunt implicați în procesul de manipulare a mărfurilor. Modelul digital vă va permite să vedeți imaginea de ansamblu, să testați scenariile de funcționare a porturilor și, folosind un panou de control centralizat, să coordonați mai bine acțiunile tuturor participanților. Acest lucru va crește viteza operațiunilor portuare și volumul de mărfuri manipulate, asigurând totodată respectarea celor mai stricte standarde de siguranță. În cele din urmă timpul în port al navei va fi redus în medie cu 1 oră. Pentru operatorii portuari acest lucru se va traduce în economii de comenzi 80.000 USD, iar pentru port – în creșterea numărului de nave primite.
Portul va folosi tehnologii de procesare Internet of Things și Augmented Intelligence, precum și date meteorologice și hidrologice inteligente, cu ajutorul cărora transportatorii vor putea determina momentul cel mai favorabil pentru a intra în portul Rotterdam. Iar condițiile favorabile de navigație vă permit să economisiți combustibil, să optimizați viteza de intrare și de acostare și să asigurați o mai bună siguranță a încărcăturii.
În acest scop vor fi echipate dane și geamanduri "delfini digitali"– senzori inteligenți care sprijină transbordarea mărfurilor, înregistrează locurile libere sau ocuparea terminalelor de acostare, generează date despre starea operațiunilor portuare la un anumit moment în timp și, de asemenea, monitorizează condițiile mediu, care afectează direct sau indirect navigația. Delfinii digitali vor fi auto-învățați, iar citirile lor în timp real sunt susținute a fi 100% precise. Portul intenționează să transmită aceste informații utilizatorilor printr-o aplicație special dezvoltată pentru planificarea și monitorizarea operațiunilor.
O altă inițiativă a Portului Rotterdam este crearea unui laborator auxiliar de producție (RAMLAB). Scopul său este de a furniza șantierelor navale piese de schimb industriale de înaltă calitate, la cerere. Acesta este primul Laborator de imprimare 3D, destinat porturilor si transportatorilor maritim, capabil sa reduca timpul de asteptare pentru piesa necesara de la 1,5-2 luni la cateva zile.
Viteza și eficiența sunt cele două avantaje principale ale oricărui port - Paul Smits
„Viteza și eficiența sunt două dintre cele mai mari puncte forte ale oricărui port”, spune Paul Smits, CFO al Autorității Portului Rotterdam. „Ei sunt cei care atrag afaceri și ne permit să creștem cifra de afaceri de marfă.” Este clar că inovațiile portului Rotterdam servesc direct acestor două obiective.
Mulțumim editorilor revistei corporative „Siberian Oil” a Gazprom Neft PJSC pentru furnizarea acestui material.
Ce este un geamăn digital?
Un geamăn digital este un cuvânt nou în modelare și planificare a producției - un singur model care descrie în mod fiabil toate procesele și relațiile atât la o unitate individuală, cât și într-un întreg activ de producție, sub formă de instalații virtuale și modele de simulare. Astfel, se creează o copie virtuală a lumii fizice.
Utilizarea unui geamăn digital, care este o copie exactă a unui activ real, ajută la simularea rapidă a desfășurării evenimentelor în funcție de anumite condiții și factori, la găsirea celor mai eficiente moduri de operare, la identificarea riscurilor potențiale, la integrarea noilor tehnologii în liniile de producție existente. , și reduce timpul și costul implementării proiectului. În plus, geamănul digital ajută la identificarea pașilor de securitate.
Tehnologiile moderne fac posibilă construirea de gemeni digitali ai absolut orice activ de producție, fie că este vorba despre o rafinărie de petrol sau o companie de logistică. Pe viitor, aceste tehnologii vor permite controlul de la distanță al întregului proces de producție în timp real. Pe baza geamănului digital, este posibilă combinarea tuturor sistemelor și modelelor utilizate pentru planificarea și gestionarea activităților de producție, ceea ce va crește transparența proceselor, acuratețea și viteza de luare a deciziilor.
Un geamăn digital poate fi considerat și ca un pașaport electronic al unui produs, care înregistrează toate datele privind materiile prime, materialele, operațiunile efectuate, testele și testele de laborator. Aceasta înseamnă că toate informațiile, de la desene și tehnologia de producție până la regulile de întreținere și eliminare, vor fi digitalizate și disponibile pentru citire de către dispozitive și oameni. Acest principiu ne permite să monitorizăm și să garantăm calitatea produselor și să asigurăm un serviciu eficient al acestora.
De la desene la modele 3D
Puțină istorie. Oamenii au avut întotdeauna nevoie de desene și diagrame, încă din momentul primelor invenții - roata și pârghia, pentru a-și transmite între ei informații despre proiectarea acestor dispozitive și regulile de utilizare a acestora. La început acestea erau desene primitive care conțineau doar cele mai simple informații. Cu toate acestea, desenele au devenit mai complexe, iar imaginile și instrucțiunile au devenit mai detaliate. De atunci, tehnologiile de vizualizare, documentare și stocare a cunoștințelor despre structuri și mecanisme au parcurs un drum lung. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp, hârtia a rămas principalul mediu de înregistrare a ideilor de inginerie, iar un avion a rămas spațiul de lucru.
În a doua jumătate a secolului al XX-lea, a devenit clar că armata obișnuită de desenatori înarmați cu planșe de desen nu mai era capabilă să țină pasul cu creșterea rapidă a producției industriale și cu complexitatea dezvoltărilor inginerești. Accelerarea procesării informațiilor voluminoase și complexe (de exemplu, o instalație tehnologică pentru distilarea atmosferică a petrolului conține mai mult de 30 de mii de echipamente) a necesitat o schimbare în tehnologia de lucru a designerilor, proiectanților, constructorilor, tehnologilor, specialiștilor în operare și întreținere. Evoluția instrumentelor de proiectare tehnică a luat o altă întorsătură, iar la începutul anilor 90 ai secolului trecut, sistemele de proiectare asistată de computer (CAD) au ajuns în industria petrolului. La început au folosit desene 2D, iar apoi, la sfârșitul anilor 2000, au ajuns la 3D.
Sistemele moderne de proiectare permit inginerilor să realizeze amenajarea și proiectarea instalațiilor industriale în formă volumetrică, ținând cont de toate constrângerile și cerințele procesului de producție, precum și cerințele de siguranță industrială.
Sistemele moderne de proiectare permit inginerilor să dispună și să proiecteze instalații industriale în formă volumetrică, ținând cont de toate constrângerile și cerințele procesului de producție, precum și de cerințele de siguranță industrială. Cu ajutorul lor, puteți crea un model de design al unei anumite instalații și puteți plasa corect componentele tehnologice și tehnice pe ea, fără contradicții și coliziuni. Experiența arată că prin utilizarea unor astfel de sisteme este posibil să se reducă de 2-3 ori numărul de erori și inconsecvențe în proiectarea și funcționarea diferitelor instalații. Această cifră este impresionantă dacă iei în considerare că pentru echipamentele industriale la scară largă, numărul de erori care trebuie corectate în timpul procesului de revizuire a proiectării este de mii.
Din punctul de vedere al proiectanților și al constructorilor, utilizarea modelelor 3D face posibilă îmbunătățirea radicală a calității documentației de proiectare și reducerea timpului de proiectare. Modelul informațional construit al obiectului se dovedește a fi util în faza operațională. Acesta este un nou nivel de proprietate al unei instalații industriale, la care personalul poate obține orice informație necesară pentru a lua o decizie sau a finaliza o sarcină în cel mai scurt timp posibil, pe baza modelului existent. Mai mult: atunci când, după ceva timp, este necesară modernizarea echipamentelor, viitorii proiectanți vor avea acces la toate informațiile relevante, cu un istoric de reparații și întreținere.
Pilot din Omsk
Sergey Ovchinnikov, șeful departamentului de sisteme de management la Gazprom Neft:
Dezvoltarea și implementarea unui sistem de management al datelor de inginerie este, fără îndoială, o parte importantă a dezvoltării inovatoare a unității de logistică, procesare și vânzări. Funcționalitatea inerentă SUPRID și potențialul sistemului vor permite unității în special și companiei în ansamblu să devină lideri în managementul digital al datelor de inginerie în rafinarea petrolului. Mai mult, acest produs software este o componentă importantă a întregii linii de sisteme IT aferente, care reprezintă fundamentul Centrului de Management al Performanței BLPS care este în curs de creare.
În 2014, Gazprom Neft a lansat un proiect de creare a unui sistem de management al datelor de inginerie pentru instalațiile de rafinare a petrolului - SUPRID. Proiectul se bazează pe utilizarea tehnologiilor de modelare 3D pentru proiectarea, construcția și întreținerea instalațiilor industriale. Datorită utilizării lor, se reduce timpul necesar pentru crearea și reconstrucția instalațiilor de rafinare a petrolului, crește eficiența și siguranța funcționării acestora, iar timpul de nefuncționare al echipamentelor de proces ale uzinei este redus. Implementarea unui sistem modern de management al datelor de inginerie pe cea mai recentă platformă Smart Plant for Owners/Operators (SPO) este realizată de specialiști din departamentul de sisteme de management al unității de logistică, procesare și vânzări, precum și subsidiara ITSK și Serviciul Avtomatika.
La sfârșitul anului trecut, un proiect pilot a fost finalizat cu succes pentru a implementa funcționalitatea platformei și a configura procesele de afaceri pentru unitatea primară de rafinare a petrolului recent reconstruită de la Rafinăria Omsk - AT-9. Sistemul implementează funcționalități pentru stocarea, gestionarea și actualizarea informațiilor despre instalație pe parcursul întregului ciclu de viață: de la construcție până la exploatare. Odată cu sistemul, documentația normativă și metodologică, au fost elaborate cerințe pentru proiectant și standarde pentru managementul datelor de inginerie. „SUPRID este un bun asistent în muncă”, a remarcat Serghei Shmidt, șeful unității AT-9 de la Rafinăria Omsk. — Sistemul vă permite să accesați rapid informații de inginerie despre orice echipament, să vizualizați desenul acestuia, să clarificați parametrii tehnici, să localizați locația și să efectuați măsurători pe un model tridimensional care reproduce exact instalația reală. Utilizarea SUPRID ajută, printre altele, la formarea de noi specialiști și cursanți.”
Cum funcţionează asta?
Sarcina sistemului SUPRID este de a acoperi toate etapele ciclului de viață al unui obiect tehnologic. Începeți prin a colecta informații de inginerie în faza de proiectare și apoi actualizați informațiile în etapele ulterioare - construcție, exploatare, reconstrucție, afișarea stării curente a instalației.
Totul începe cu informațiile de la proiectant, care sunt transmise secvențial și încărcate în sistem. Datele inițiale constau în: documentație de proiectare, informații despre structura funcțională, tehnologică și de construcție și instalare a unității, diagrame tehnologice inteligente. Aceste informații devin baza modelului de informații, permițându-vă să primiți instantaneu informații vizate despre proiectele de construcție și diagrama tehnologică a instalației, făcând posibilă în câteva secunde găsirea poziției dorite a echipamentelor de proces, a echipamentelor de instrumentare pe diagrama tehnologică și determină participarea acesteia la procesul tehnologic.
La rândul său, folosind un model de proiectare 3D al unui obiect încărcat în sistem, îl puteți vizualiza, puteți vedea configurația blocurilor, aranjarea spațială a echipamentelor, împrejurimile cu echipamente învecinate și măsurați distanțele dintre diferitele elemente ale instalației. Formarea unui model de informații operaționale este finalizată prin legarea documentației as-built și a modelelor 2D și 3D „așa cum sunt construite”, oferind posibilitatea de a obține informații detaliate despre proprietățile și caracteristicile tehnice ale oricărui echipament sau ale elementelor sale în faza de exploatare. Astfel, sistemul este un set structurat și interconectat de toate datele de inginerie ale unui obiect și echipamentului acestuia.
Roman Komarov, șef adjunct al departamentului de sisteme de inginerie la ITSK, manager de dezvoltare la SUPRID:
După mulți ani de evaluare a beneficiilor proiectului și de dezvoltare preliminară, sistemul pilot a fost implementat în scurt timp. Implementarea SUPRID a permis companiei să obțină un instrument pentru gestionarea datelor inginerești ale instalațiilor de rafinare a petrolului. Următorul pas global, pe care îl vom aborda treptat, este formarea unui model informatic digital al rafinăriei de petrol.
Până în prezent, peste 80.000 de documente au fost deja încărcate în arhiva electronică SUPRID. Sistemul permite o căutare pozițională a informațiilor actualizate despre orice tip de echipament, oferind utilizatorului informații complete despre fiecare articol, inclusiv caracteristici tehnice, dimensiuni de gabarit, design material, parametri de proiectare și funcționare etc. „SUPRID” face posibilă vizualizarea oricărei părți a instalației într-un model tridimensional sau pe o diagramă tehnologică, deschiderea copiilor scanate ale documentelor legate de această poziție: documentație de lucru, executivă sau operațională (pașapoarte, acte, desene etc. ).
Această variabilitate reduce semnificativ timpul petrecut pentru accesarea informațiilor actualizate și interpretarea acestora și vă permite să evitați greșelile în timpul reconstrucției și reechipării tehnice a unei instalații și înlocuirea echipamentelor învechite. „SUPRID” ajută la analiza funcționării instalației și a echipamentelor acesteia la evaluarea eficienței de funcționare, facilitează pregătirea modificărilor reglementărilor tehnologice, investigarea defecțiunilor, defecțiunilor, accidentelor la instalație, educarea și instruirea personalului de exploatare.
„SUPRID” este integrat cu alte sisteme informatice BLPS și formează un mediu informațional unificat pentru datele de inginerie, care, printre altele, va deveni baza inovatorului Centru de management al performanței unității. Interrelația cu programe precum KSU NSI (sistem de management al informațiilor de referință corporativă), SAP TORO (întreținerea și repararea echipamentelor), SU PSD (sistemul de management al documentației de proiectare și estimare) TrackDoc, Meridium APM, formează un sistem unic de automatizare integrată a proceselor pentru gestionarea producției activele unei rafinării de petrol, permițând creșterea efectului economic al utilizării lor în comun pentru companie.
Eficiența proiectului
Într-o perioadă relativ scurtă de timp, specialiștii IT Gazprom Neft au reușit nu numai să stăpânească complexitățile platformei SPO pe care este construit sistemul de management al datelor de inginerie, ci și să creeze o infrastructură complet nouă pentru companie, să dezvolte un set de reglementări. documente și, în cele din urmă, să dezvolte o nouă abordare calitativă a construcției de instalații de rafinare a petrolului.
Chiar și într-o etapă incipientă a proiectului, a devenit evident că sistemul va fi solicitat de serviciile operaționale ale uzinei și de serviciile de construcție de capital. Este suficient să spunem că utilizarea sa economisește până la 30% din timpul de lucru la căutarea și prelucrarea informațiilor tehnice despre orice obiect. La integrarea „SUPRID” cu sistemele de informații de reglementare și de referință, întreținerea și repararea echipamentelor, documentația de proiectare și estimare și alte date de inginerie relevante devin disponibile pentru întreținerea promptă și de înaltă calitate a echipamentelor de proces. Capacitățile sistemului fac, de asemenea, posibilă crearea unui simulator pentru serviciile de operare, ceea ce va crește fără îndoială nivelul de pregătire al specialiștilor lor. Pentru departamentele de construcție a capitalului de rafinărie, sistemul va deveni un instrument de proiectare în stadiul de reparații minore și medii. Această abordare simplifică foarte mult monitorizarea progresului reconstrucției instalațiilor industriale și îmbunătățește calitatea reparațiilor.
Este de așteptat ca investițiile făcute în implementarea SUPRID să se achite în aproximativ 3-4 ani. Acest lucru va fi posibil datorită unei reduceri a timpului de proiectare, a unui transfer mai devreme al instalațiilor din etapa de punere în funcțiune la operarea industrială și, ca urmare, a creșterii volumului de produse finite produse. Un alt avantaj semnificativ îl reprezintă accelerarea pregătirii și implementării lucrărilor de întreținere și reconstrucția și modernizarea instalațiilor prin reducerea timpului necesar serviciilor de exploatare a rafinăriei pentru verificarea noilor documentații de proiectare și detectarea la timp a deficiențelor și erorilor în activitatea contractorilor de proiectare și construcții. .
Programul de implementare SUPRID este conceput pentru perioada până în 2020. Acesta va fi folosit pentru „digitizarea” atât a instalațiilor existente, cât și pentru construcția de noi instalații. În prezent, specialiștii se pregătesc să reproducă sistemul la Rafinăria din Moscova.
Text: Alexander Nikonorov, Alexey Shishmarev,Foto: Yuri Molodkovets, Nikolay Krivich
De pe site-ul editorului: La sfârșitul lunii mai, la Moscova a avut loc forumul Siemens PLM Connection, ale cărui subiecte principale au fost crearea unui geamăn digital, imprimarea 3D, Internetul lucrurilor și creșterea competitivității produselor rusești.
Rețineți că termenul geamăn digital în publicațiile în limba rusă este tradus atât ca „geamăn digital”, cât și ca „geamăn digital”.
Sala cu greu putea găzdui pe toată lumea
Cinci pași pentru construirea unei întreprinderi digitale
Tehnologiile moderne revoluționează abordările pentru producția de produse. Companiile își accelerează procesele, cresc flexibilitatea și eficiența și îmbunătățesc calitatea. Siemens consideră că, pentru a realiza acest lucru, nu este suficient să se concentreze doar pe o singură etapă de producție. Trebuie luat în considerare întregul lanț, de la dezvoltarea produsului până la utilizare.„Odată ce creați și optimizați aceste procese, puteți să le integrați, să vă conectați furnizorii și să aveți o abordare holistică pentru a vă construi afacerea. Mai mult, va oferi oportunitatea de a crea un geamăn digital al întreprinderii dumneavoastră, care vă va permite să simulați funcționarea acesteia pentru a identifica în mod proactiv blocajele, de exemplu, acolo unde sunt create surplusuri sau unde sunt așteptate întârzieri”, a spus Jean Luca Sacco, director de marketing pentru Siemens PLM Software în regiunea EMEA. – Sună a science fiction, dar este deja destul de fezabil. Fă doar cinci pași și un geamăn digital îți poate ajuta compania.”
Primul pas, dezvoltarea produsului, a fost ilustrat de Jean Luca Sacco cu un exemplu real al unuia dintre produsele create chiar de Siemens, cu reutilizare maximă a generațiilor anterioare și ținând cont de verificarea ulterioară fără a crea un prototip fizic al tuturor proprietăților sale, inclusiv încălzirea, răcirea și protecția împotriva influențelor electromagnetice. „Specialitatea noastră este dezvoltarea de produse bazată pe o abordare sistematică bazată pe un geamăn digital al produsului plin de informații, care este stocat în mediu. munca în echipă Teamcenter în așa fel încât toți participanții la dezvoltare să aibă acces la el”, a spus el.
Al doilea pas, dezvoltarea tehnologiei de producție, presupune modelarea nu a produsului în sine, ci a operațiunilor de producție. „Folosind sistemul Plant Simulation, simulăm toate operațiunile de producție înainte de a crea un loc de muncă pentru a anticipa toate dificultățile în avans. Mai mult, acest lucru se aplică nu numai unui loc de muncă, ci întregii fabrici în ansamblu. Acest lucru va face posibilă optimizarea fluxurilor de materiale, consumul de energie și simularea proceselor de producție cu mult înainte de începerea investițiilor în construirea unui atelier”, a declarat Jean Luca Sacco și a prezentat un exemplu care arată cum modelul poate fi utilizat pentru a evita curbura periculoasă a muncitorului. coloana vertebrală în timpul asamblarii.
Al treilea pas, pregătirea și lansarea producției, presupune utilizarea unui alt geamăn digital, de data aceasta pentru procese și echipamente tehnice. Potrivit lui Jean Luca Sacco, Siemens este singura companie din lume care poate oferi un complex integrat de inginerie informatică care permite crearea unui geamăn digital complet, incluzând toate disciplinele precum mecanica, electricitatea și software pentru a testa totul înainte de a începe producția. El a subliniat importanța integrării tuturor componentelor unui astfel de dublu: „La urma urmei, în viață totul este interconectat. Proiectăm un produs, pe această bază dezvoltăm un proces, iar caracteristicile procesului tehnic impun cerințe pentru dezvoltarea produsului.”
Al patrulea pas, producția produsului, este implementat și folosind un geamăn digital. La urma urmei, fără el este imposibil să se creeze un program real de lucru pentru, de exemplu, a determina pierderile de timp și a optimiza procesele de producție. În mod tradițional, acest lucru era necesar cantitate mare instrucțiuni pe hârtie, care erau ineficiente și predispuse la erori, modelarea digitală face posibilă crearea setului ideal de instrucțiuni pentru producția și asamblarea unui produs. Jean Luca Sacco a explicat că o astfel de soluție este cuprinzătoare, acoperă toate resursele întreprinderii, precum oameni, materiale, echipamente, mașini, iar cu ajutorul unui geamăn digital vă permite să gestionați producția. Informații electronice transmisă operatorului în acel moment. când are nevoie de ea. La locul de muncă, el poate folosi tehnologia de realitate augmentată și poate înțelege mai bine ce trebuie să facă cu piesa de prelucrat primită și, prin urmare, poate minimiza erorile în timpul asamblarii. Dar chiar dacă apar erori, compararea produsului real cu geamănul său digital le va elimina. „Această abordare înlătură pereții care au existat dintotdeauna între designeri și muncitori și, astfel, face posibilă îmbunătățirea semnificativă a calității produsului”, a spus Jean Luca Sacco.
A cincea etapă, întreținerea, va deveni mai eficientă dacă utilizați o soluție care vă permite să colectați și să analizați informațiile pe care produsul le generează în timpul funcționării acestuia.
Pentru a implementa acești cinci pași, Siemens oferă o suită de software pentru întreprinderi digitale, inclusiv Teamcenter, NX, Tecnomatix și altele, care ia în considerare procesele lanțului de producție pentru diverse industrii. Potrivit lui Jean Luca Sacco, această soluție arată starea produsului în toate etapele – de la ideea inițială până la utilizarea consumatorului, totul într-un singur mediu. În același timp, la fiecare etapă, oamenii folosesc munca colegilor, beneficiind de faptul că au date nu doar despre etapa actuală, ci și despre toate cele anterioare și ulterioare.
realitățile rusești
Această abordare avansată va fi, de asemenea, utilă companiile rusești, deoarece sunt în aceeași tendință de dezvoltare ca întreaga industrie globală. „Avem aceleași probleme ca peste tot - complexitatea tot mai mare a produselor. Acest lucru este tipic nu numai pentru aviație și industria auto, ci și pentru întreaga industrie a ingineriei mecanice”, a declarat Viktor Bespalov, vicepreședinte, director general al Siemens PLM Software în Federația Rusă și CSI. „În plus, apar noi modele de afaceri legate de răspândirea tehnologiilor avansate, cum ar fi Internetul obiectelor, fabricarea aditivă, interfețele om-mașină și datele mari.”În ciuda tuturor dificultăților, companiile noastre creează produse inovatoare complexe, rezolvând probleme care nu au fost rezolvate până acum. Ca exemplu, Viktor Bespalov a citat mai multe evoluții. Astfel, la crearea noului avion de transport Il-76, s-a construit un model digital și a fost implementat un spațiu informațional unificat, care acoperă organizația-mamă - Biroul de Proiectare care poartă numele. Ilyushin și furnizorii.
La dezvoltarea noului tractor KamAZ-5490, modelarea aproape tuturor proceselor de asamblare a fost efectuată înainte de începerea producției, ceea ce corespunde conceptului Siemens, iar la crearea noului motor PD-14, care este acum testat, a fost complet digital. a fost dezvoltat model, utilizat nu numai în producție, ci și în servicii tehnologice.
În același timp, a subliniat Viktor Bespalov, întreprinderile rusești trebuie să rezolve multe probleme. Astfel, din cauza complexității tot mai mari a produselor, metodele tradiționale de descompunere a produsului încetează să funcționeze. Prin urmare, managementul cerințelor și conformitatea cu standardele de certificare trebuie abordate în primele etape.
Efectuarea de schimbări în timpul dezvoltării și ulterior rămâne o provocare. Utilizarea modelării digitale și a diferitelor metode de calcul ajută aici, totuși, complexitatea acestei sarcini sugerează că mai este de făcut. Există probleme de management al resurselor asociate cu interacțiunea dintre PLM și ERP.
Victor Bespalov: „În ciuda tuturor dificultăților, majoritatea clienților noștri ruși
intenționează să extindă utilizarea produselor Siemens PLM Software”.
Există și probleme naționale. Companiile noastre operează nu numai la nivel local, ci intră pe piețele globale, deoarece altfel este imposibil. Viktor Bespalov a citat date obținute de la un holding de aviație rus și de la concurenții săi străini, care arată că compania noastră petrece aproape de două ori mai mult timp pentru reglarea fină a producției decât ei. În opinia sa, acesta este un semnal alarmant care indică faptul că companiile occidentale aduc produse pe piață mult mai repede, iar producătorii ruși trebuie să încerce să reducă aceste pierderi.
Pentru a face acest lucru, companiile noastre trebuie să utilizeze tehnologii care să le facă competitive. În acest sens, Viktor Bespalov consideră că este necesar să se analizeze cu atenție alegerea tehnologiilor: „Sunt categoric în dezacord cu declarațiile unor dezvoltatori ruși care au apărut recent în legătură cu politica de substituție a importurilor, care subliniază că sistemele PLM rusești sunt 80. % îndeplinesc cerințele întreprinderilor noastre. Ce să faci cu restul de 20%? Cum vor putea companiile noastre autohtone să concureze într-o astfel de situație? Cum să faci față jucătorilor globali care sunt deja echipați cu tehnologii moderne?
Ca răspuns la aceste întrebări retorice, Viktor Bespalov a citat rezultatele unui sondaj al clienților ruși, care arată. că, în ciuda tuturor dificultăților, majoritatea plănuiesc să extindă utilizarea produselor Siemens PLM Software.
Aparent, atenția pe care biroul rus o acordă cerințelor clienților joacă un rol important în acest sens. Mai mult, astăzi nu mai vorbim despre proiectarea desenelor, ci despre cerințe funcționale. La ultima conferință a fost menționată ținând cont de cerințele Biroului de Proiectare care poartă numele acestora. Sukhoi și ASTC poartă numele. Antonov în sistemul NX CAD.
Această activitate continuă pentru alte produse, în special, integrarea sistemului CNC Sinumetrik și NX CAM a fost consolidată pentru a combina lumea reală și cea virtuală, integrarea NX și Fibersim pentru programele de aviație a fost îmbunătățită, sistemul de management al costurilor de produs a fost îmbunătățit. au fost adaptate la metodologiile rusești de calcul al costurilor, iar sistemele Teamcenter și Test au fost integrate pentru procesul de verificare end-to-end a cerințelor.
Acest subiect îi îngrijorează pe utilizatorii ruși. Așa că Michael Rebruch, directorul de dezvoltare NX, a fost adresat din partea publicului o întrebare despre cum vă puteți transmite problemele dezvoltatorilor NX și cum puteți influența dezvoltarea. La care acesta a răspuns că compania continuă să coopereze cu clienții din Rusia, ascultându-le dorințele și ținându-le cont: „Este important pentru noi să înțelegem cum lucrează, unde întâmpină dificultăți, iar apoi vom încerca să ajutăm. ” La rândul său, Viktor Bespalov a promis că imediat după forum va continua să lucreze cu clienții pentru a defini cerințele și a crea un plan pentru a le îndeplini în versiunile viitoare de produse.
Se acordă atenție și subiectului creării unui prototip al unei soluții standard. „PLM nu este o tehnologie ieftină, așa că clienții sunt interesați să obțină rapid valoare. În acest sens, în ultimii patru ani, eforturile noastre s-au concentrat pe reducerea timpului de implementare”, a spus Viktor Bespalov.
Au fost deja create modele speciale de date preconfigurate, şabloane NX pentru suportul sistemelor de stocare unificate, şabloane pentru procese de management al schimbărilor, biblioteci pentru piese standard, materiale, resurse tehnologice etc., s-a dezvoltat o metodologie lansare rapidăîn exploatare. Potrivit estimărilor Siemens și a datelor din proiectele pilot, timpul de implementare se poate înjumătăți datorită faptului că aproape 80% din lucrare este acoperită de o soluție standard, iar doar 20-30% se ține cont de specificul clientului.
În plus, în cursul implementării abordării industriale anunțate cu câțiva ani în urmă, Siemens promovează în Rusia un set de soluții Catalyst preconfigurate în industrie, care include cele mai bune practiciși procese de bază pentru diverse industrii precum construcțiile navale, auto, inginerie mecanică, electronică, energie etc. Potrivit lui Victor Bespalov, aceste soluții fac posibilă introducerea de noi soluții în procesele existente, astfel încât să reducă decalajul dintre tehnologiile avansate și ceea ce întreprinderea folosește de fapt.
Prezentările clienților ruși au arătat cum implementăm tehnologiile Siemens enumerate. Astfel, Vasily Skvorchuk, șeful departamentului IT al Ural Locomotives LLC, a declarat că la lansarea noii producții de trenuri electrice Lastochka, s-a decis crearea unui sistem cuprinzător de automatizare la întreprindere, inclusiv Teamcenter, NX CAD/CAM/CAE din Siemens, sistem ERP rus Belarus Omega (rusă-belarusă) și „1C: Managementul întreprinderii de producție”.
Vasily Skvorchuk: „Acum într-un sistem integrat sistem corporativ are aproximativ 1.100 de angajați”
Ural Locomotives LLC, o societate mixtă cu Siemens, a fost creată în 2010. „Din acel moment, la uzina noastră a început dezvoltarea rapidă a tehnologiei informației”, a spus Vasily Skvorchuk și a adăugat că acum aproximativ 1.100 de oameni lucrează în sistemul corporativ integrat și conducerea poate monitoriza progresul lucrărilor pe panoul managerului, care primește toate informațiile de bază. Datorită acestui sistem, toate departamentele au acces la o singură sursă de informații actualizate necesare pentru a produce echipamente de înaltă calitate pentru Lastochka.
Compania intenționează să utilizeze un model electronic tridimensional al produsului pentru piesele procesate pe o mașină CNC. Un proiect pilot a fost deja realizat.
Tranziția către un prototip electronic al produsului este în curs și la Ulan-Ude Aviation Plant, care dezvoltă și produce elicoptere Mi-8. Directorul IT al uzinei, Maxim Lobanov, a vorbit despre două proiecte de organizare a unui proces digital de pregătire tehnologică a producției pe baza documentației originale de proiectare sub forma unui layout electronic.
Mai întâi, pentru noul model de elicopter, a fost implementat proiectul „End Beam”, în cadrul căruia au fost create echipamentele și fasciculul în sine, iar apoi proiectul „Cargo Floor”, realizat în întregime folosind tehnologia fără hârtie. Ca parte a acestui proiect, procesul de asamblare a sculelor a fost rafinat, ceea ce a făcut posibilă creșterea preciziei asamblarii și reducerea timpului.
Potrivit lui Maxim Lobanov, în legătură cu trecerea la tehnologiile fără hârtie, a fost nevoie să se integreze sistemul PLM Teamcenter cu sistemul de planificare utilizat în fabrică, precum și să se creeze un sistem modern. sistem informatic pentru a aduce aspectul digital la fiecare loc de muncă.
Exemple străine
Dintr-o perspectivă competitivă globală, este interesant de văzut cum se dezvoltă tranziția către tehnologiile digitale în întreprinderile străine. De exemplu, Konecranes, care produce și deservește macarale și alte echipamente de ridicare, a început o călătorie pentru a-și armoniza abordarea față de digitalizare în 2008.„Producția și serviciul sunt o combinație interesantă pentru a obține efectul maxim, trebuie să aduceți aceste elemente împreună. Avem aproximativ jumătate de milion de echipamente în serviciu, iar digitalizarea este foarte importantă aici”, a explicat Matti Leto, Director Product & Engineering Process la Konecranes.
El a spus că procesul a fost mai întâi definit, iar apoi a fost căutată o soluție care să susțină acele procese, astfel încât sistemele să continue să funcționeze în viitor pentru mulți ani de acum înainte. S-a întocmit o listă de platforme, inclusiv ERP, CRM etc., dar compania consideră că sistemul PLM este cel mai important din punct de vedere al sustenabilității pe termen lung, deoarece conține informații despre produse. Alegerea a căzut pe Teamcenter.
Pe în acest moment Unele sisteme au fost implementate, restul sunt în curs de implementare. Între timp, Konecranes trece la următorul nivel de digitalizare prin utilizarea tehnologiei IoT pentru a automatiza întreținerea echipamentelor și a optimiza alte procese. În acest scop, a fost creat un portal pentru schimbul de informații între companie, parteneri și clienți.
Proiectul Internet of Things de la Konecranes a început cu succes. Peste 10 mii de echipamente sunt conectate la rețea. „Sistemul PLM crește semnificativ valoarea internetului obiectelor, deoarece Datele despre produse împreună cu datele de monitorizare a echipamentelor vă permit să luați rapid decizii informate”, a împărtășit Matti Leto experiența sa. - Credem că Internetul lucrurilor este model nou pentru afaceri, care este viitorul.”
Geamăn digital ca bază pentru producția viitoare
Revoluția industrială care are loc în prezent transformă afacerile și ridică provocări dificile pentru întreprinderi. Procesele de dezvoltare se schimbă, de exemplu prin utilizarea crowdsourcing-ului și a proiectării bazate pe sisteme, iar în producție au loc schimbări prin utilizarea producției aditive, a sistemelor robotice avansate și a automatizării inteligente.„Crearea unui geamăn digital pentru managementul ciclului de viață al întregului sistem de producție permite întreprinderilor să atingă un nou nivel de inovare”, a declarat Robert Meschel, director senior al strategiei Siemens PLM Software pentru Manufacturing Engineering Software, și a spus că, acționând în această direcție, compania dezvoltă domeniile de inginerie de fabricație și producție digitală. „Câteva produse noi la care lucrăm acum reduc diferența dintre design și producție”, a spus Robert Meschel.
În plus, există o utilizare din ce în ce mai mare a roboților, care sunt acum mult mai flexibili decât înainte. Imprimarea 3D, care până de curând era considerată potrivită doar pentru prototipare, începe să fie folosită în producția reală. Drept dovadă, Robert Meschel a citat exemple specifice din industria aerospațială, construcții navale, inginerie mecanică și industria auto care arată că aceasta este o accelerare radicală: „Ne actualizăm produsele pentru a oferi clienților posibilitatea de a utiliza această tehnologie”.
O altă abordare avansată promițătoare este punerea în funcțiune virtuală folosind un pachet hardware și software integrat. Potrivit lui Robert Meschel, toate acestea indică faptul că baza producției viitoare va fi simularea realității, iar o condiție prealabilă importantă pentru aceasta este un geamăn digital - un model cu un grad ridicat de detaliu.
De asemenea, este important ca utilizarea unui geamăn digital să vă permită să integrați calcule și teste la scară completă, precum și modele și date. Potrivit lui Wouter Dehandschutter, director tehnic de produs, Siemens PLM Software, provocarea aici este de a profita la maximum de informațiile create în diferite etape și de a le lega, dar acum există o serie de etape în care informațiile de inginerie sunt produse izolat. .
Wouter Dehandschutter: „Folosirea unui geamăn digital permite integrarea calculelor și a testării la scară completă”
El a arătat că această problemă poate fi rezolvată prin utilizarea unui geamăn digital, analizând produsul în primele etape prin testare virtuală, controlând geamănul și crescându-i nivelul de detaliu și acuratețe, astfel încât testarea la scară completă să se concentreze pe îndeplinirea cerințelor, mai degrabă decât pe găsirea de soluții. .
Ca exemplu, Wouter Dehandschutter a citat Irkut Corporation, care a aplicat această abordare la proiectarea aeronavei MC-21, folosind produsele LMS Imagin.Lab și LMS Amesim pentru a calcula comportamentul sistemului. În același timp, au fost modelate nu numai piese individuale, ci și interacțiunea globală a sistemelor, ceea ce a făcut posibilă verificarea în faza de proiectare a modului în care se va comporta întreaga aeronava și, potrivit Irkut, reducerea creării celor mai complexe modele. de cinci ori față de soluția utilizată anterior.
Ce este nou în NX 11
În timp ce promovează conceptul de geamăn digital, Siemens nu uită de produsele sale de bază. Michael Rebruch, directorul NX Engineering, Siemens PLM Software, a prezentat câteva dintre noile funcții care vor veni în august cu NX 11 și în noiembrie cu NX 11.01.Cu toate acestea, un produs nou este deja disponibil. Este gratuit aplicație mobilă Catchbook conceput pentru dezvoltare. „Desenând o schiță cu mână liberă pe o tabletă, al cărei rezultat este convertit în geometrie, putem adăuga dimensiuni și controla poziționarea schițelor. De asemenea, puteți face o fotografie folosind telefonul mobil și utilizați acest sistem pentru a explora posibilitățile acestui proiect”, a explicat Michael Rebruch.
Michael Rebruch vorbește despre noutățile din NX 11
Cu NX 11 vine un nou produs Converging Model care vă permite să combinați geometria precisă și reprezentarea celulară bazată pe margini într-un singur model. Potrivit lui Michael Rebruch, clienții care l-au cunoscut deja spun că a schimbat modul de lucru, astfel încât acest model poate fi folosit în proiectare, testare și noi metode precum imprimarea 3D și fabricarea hibridă.
NX 11 va include și noua soluție Lightworks Iray+, bazată pe tehnologia Nvidia Iray, care este concepută pentru randare fotorealistă și include o bibliotecă de materiale și scene.
În plus, NX 11 va putea să scaneze și să încarce nori de puncte uriași în sistem și să interacționeze cu ei la fel ca în lumea reală să realizeze proiectarea în contextul mediului fizic.
NX 11.01 va fi disponibil tehnologie nouă optimizarea topologiei, menită să creeze suprafețe de forme complexe, să optimizeze forma, greutatea, materialele utilizate, dimensiunile și topologia structurilor menținând în același timp funcționarea piesei. Se așteaptă ca acest lucru să îmbunătățească interoperabilitatea cu fabricarea aditivă. -->