Odamsiz zavodlar: raqamli modellar va datchiklarning tatbiq etilishi ishlab chiqarishni qanday o‘zgartiradi? to’liq malumot oling

Odatda, “sanoat interneti” deganda “aqlli” maishiy texnika, masalan, suv qaynagani haqida xabar beradigan choynak kabi texnikalar nazarda tutiladi. Ammo bu gʻoya global maqsadga ega boʻlib, uning doirasida muhandis va olimlar ishlab chiqarishni modernizatsiya qilish va korxonalar yaratishni rejalashtirmoqda. Bunda har bir uskuna maʼlumot toʻplash va raqamli ishlab chiqarish muqobillarini yaratish uchun koʻplab sensorlar bilan jihozlangan boʻladi. Janubiy Ural davlat universiteti olimlari bilan birgalikda sanoatni toʻliq raqamlashtirish yoʻlida korxonalar duch keladigan muammolar va zamonaviy ilm-fan ularni hal qilishga qanday yordam berishi haqida suhbat quramiz.

Hammasi bir-biriga bogʻlangan

Avvalo, “sanoat interneti” nimani anglatishini tushunib olishimiz kerak. Sanoat interneti kompyuterlar va boshqa elektron qurilmalarni emas, balki har qanday qurilma va uskunalarni birlashtiruvchi tarmoq yaratishni nazarda tutadi. Umumiy qabul qilingan gʻoyaga koʻra, internet oddiy uskunalarga nafaqat oʻzining bevosita funksiyalarini bajarish, balki ular haqidagi maʼlumotlarni boshqa qurilmalarga uzatish yoki ularni qabul qilish qobiliyatiga ham ega boʻlishi kerak. Masalan, muzlatkich radio signallari yordamida sutning yaroqlilik muddati qachon tugashini aniqlab, egasining ishtirokisiz mustaqil ravishda doʻkondan yangi sutga buyurtma berishi mumkin.

Sanoat interneti texnologlar uchun eng yaxshi oʻyinchoq boʻlib qolgan boʻlsa-da, u butunlay boshqa hudud – sanoat korxonalarini muvaffaqiyatli ravishda zabt etmoqda. Albatta, biz zavodlarni aqlli lampalar va konditsionerlar bilan jihozlash haqida gapirmayapmiz. Buning oʻrniga muhandislar jarayonning oʻzini raqamlashtirishni va kelajakda zavodlarni odamlardan butunlay mustaqil qilishni taklif etmoqda.

Bugungi kunda korxonalardagi deyarli barcha jihozlarga raqamli boshqaruv tizimlari oʻrnatilgan boʻlib, ular masʼuliyatning bir qismini xodimlardan olib mashinaga oʻtkazish, shuningdek, buyruqlar bajarilishini nazorat qilish imkonini beradi. Odatda ushbu jihozlarning barchasi mustaqil ravishda ishlaydi va korxonani loyihalashdan soʻng mutaxassislar birdaniga boʻlmasa-da, har bir elementning ishlashi toʻgʻrisida alohida-alohida maʼlumot olishi mumkin.

Raqamli manzara

Muhandislar avtomatlashtirish va ishlab chiqarish samaradorligini oshirish uchun mantiqiy qadam turli xil uskunalarni yagona tarmoqqa – sanoat internetiga birlashtirish ekanini aytmoqda. Ishlab chiqarish zanjirining har bir elementida uskuna va mahsulotning holatini kuzatuvchi sensorlar boʻlishi sababli, siz nafaqat maʼlum bir mashina yoki boshqa asbob-uskunalar bilan nima sodir boʻlayotganini tushunishingiz, balki umumiy manzarani ham yaratishingiz mumkin boʻladi. Bu orqali korxonada sodir boʻlayotgan voqealarni kuzatib turasiz yoki boshqacha qilib aytganda, uning raqamli egizagini yaratgan boʻlasiz.

Raqamli egizakdan foydalanish korxona va uning xodimlariga bir vaqtning oʻzida bir nechta yangi imkoniyatlar taqdim etadi. Barcha mashinalardan bir vaqtning oʻzida olingan maʼlumotlar bilan texniklar ishlab chiqarish samaradorligini baholashlari, muammoli nuqtalarni aniqlashlari va ishlab chiqarishni optimallashtirish uchun alohida mashinalar yoki butun ishlab chiqarish zanjiri ish faoliyatini oʻzgartirishlari mumkin. Bu ishlab chiqarishning dastlabki bosqichida ham, korxonada ishga tushirilgandan keyin ham, shuningdek, kelajakda ham qoʻllanishi mumkin. Masalan, egizak xomashyo sifatini oʻzgartirish uchun uskunaning parametrlarini moslashtirish imkonini beradi.

Shuningdek, raqamli egizak ishlab chiqarish barqarorligini oshirishga va uskunaning ishdan chiqish ehtimolini kamaytirishga imkon beradi. Maʼlumki, uskunalarning ishdan chiqishi butun ishlab chiqarish liniyasining toʻliq toʻxtatishiga olib kelishi mumkin. Uskunalar koʻplab datchiklar bilan jihozlangani va ularning ishlashi toʻgʻrisidagi maʼlumotlar doimiy ravishda qayd etilgani tufayli, “qogʻozda” yozilgandek emas, balki haqiqiy yuklama va eskirishni hamda uskunalarga oʻz vaqtida texnik xizmat koʻrsatishni, kerakli oʻrinlarda ularni taʼmirlashni amalga oshirish mumkin. Bu esa toʻliq taʼmirdan anchagina arzon.

“Turbina blogi yoki kompressorga datchiklarni oʻrnatish va tebranish maydoni modelini yaratish orqali biz qandaydir buzilish sodir boʻlishini oldindan taxmin qilishimiz mumkin boʻladi. Uskunaning avariyaga uchrashini kutmasdan, biz rejadan oldin taʼmirlashni amalga oshirishimiz mumkin. Bu vaqt va xarajatlar nuqtai nazaridan qarasak, avariya holatiga qaraganda kamroq resurslarni talab qiladi. Aqlli texnologiyalarning qadri ham shunda”, – deya tushuntirdi N+1ʼga bugungi kunda ishlab chiqarishni boshqarishning yangi usullari boʻyicha tadqiqot olib borayotgan Janubiy Ural davlat universiteti rektori Aleksandr Shestakov.

Bundan tashqari, raqamli egizaklarning joriy etilishi va yagona markazdan toʻliq boshqariladigan ishlab chiqarish liniyalariga ega boʻlgan zavodlarning qurilishi ishlab chiqarishning moslashuvchanligini oshiradi. Masalan, shu tarzda texnologik jarayonni tezda qayta qurish va ishlab chiqarilayotgan mahsulot turini oʻzgartirish mumkin boʻladi. Raqamli egizak kabi aniq modellarda yangi jarayon xususiyatlarini haqiqiy uskunalar va ishlab chiqarish rejalariga zarar yetkazmasdan sinovdan oʻtkazish mumkin.

Bir soʻz bilan aytganda, raqamli egizaklarning rivojlanishi sanoatdagi tub oʻzgarishlar bilan bogʻliq boʻlib, bu haqiqatdan yiroq tuyulishi mumkin. Bugungi kunda sohada nafaqat rejalar va gʻoyalar, balki haqiqiy ishlanmalar ham mavjud va baʼzi rus korxonalari allaqachon raqamli egizak gʻoyalarini u yoki bu shaklda amaliyotga tatbiq qilgan.

nplus1.ru
Rossiya va Amerikadagi raqamli egizaklar

Raqamli egizak gʻoyasini ilgʻor ravishda tatbiq etganlardan biri Arkanzasda joylashgan Amerikaning Big River Steel poʻlat zavodi boʻladi. 2017-yilda kompaniya quvur tarmoqlari, avtomobilsozlik va elektronikada foydalanish uchun moʻljallangan turli poʻlat turlarini ishlab chiqaradigan birinchi ishlab chiqarish liniyasini ishga tushirdi. Uning oʻziga xosligi shundaki, liniya boshidan toʻliq avtomatlashtirilgan holda ishlab chiqilgan. Liniyada foydalaniladigan uskunalarga yuz minglab sensorlar oʻrnatilgan boʻlib, ulardan olingan maʼlumotlar real vaqt rejimida ishlab chiqarishning toʻliq manzarasini olish va inson omilini minimallashtirish imkonini beradi.

“Ushbu zavod sanoat 4.0 tizimlarini yirik ishlab chiqarish korxonalariga tatbiq etishdan oldingi sinovdan oʻtkazish uchun oʻziga xos “maydon” boʻlib xizmat qilmoqda. Korxona SMS group bilan hamkorlikda tashkil etilgan. U barcha zamonaviy avtomatlashtirilgan texnologiyalarni, sanoatdagi sunʼiy intellekt vositalarini va boshqa koʻp yangiliklarni oʻzida mujassam etgan”, – deya tushuntiradi Janubiy Ural davlat universiteti elektronika va kompyuter fanlari oliy maktabi direktori Gleb Radchenko.

Raqamlashtirish Rossiyaga ham kirib kelmoqda. Masalan, 2015-yilda JurDU muhandislari va ishlab chiquvchilari Magnitogorsk metallurgiya zavodida issiqlik elektr stansiyalari uchun resurslarni boshqarish tizimini yaratdi. Bu stansiya shahar va zavodni energiya bilan taʼminlaydi. Bugʻ qozonlarini namunaviy bashoratga asosan boshqarish tizimi domna pechlarda temir eritish jarayonida hosil boʻladigan domna oʻchoq gazidan foydalangan holda yoqilgʻi, yaʼni tabiiy gazni tejash imkonini beradi. Matematik model sensorlardan olingan maʼlumotlardan foydalanadi va ushbu model asosida qurilgan boshqaruv algoritmlari qozonlarning ish rejimini tartibga soladi.

“Bir stansiya miqyosidagi iqtisodiy samara yiliga 50 million rublga yetadi. Bu miqdor koʻproq yoki kamroq boʻlishi mumkin. Barchasi stansiya ish rejimlari, uskunalariga bogʻliq. Loyiha juda foydali va oʻzini juda tez, yaʼni bir yarim yildan kamroq vaqt ichida oqlaydi”, – deydi JurDU Oliy elektronika va kompyuter fanlari maktabining Ijtimoiy sohada energiya tejash laboratoriyasi rahbari Dmitriy Shnayder.

Bundan tashqari, Janubiy Ural davlat universitetining muhandislar va dasturchilar jamoasi real vaqt rejimida poʻlat quyish simulyatsiyasining innovatsion tizimini yaratdi. Mutaxassislar uni SMS guruhi tomonidan oʻtkaziladigan SMS group Data Challenge musobaqasida qatnashish uchun ishlab chiqdi.

Muammo quyish tizimida poʻlat yopishib qolishining oldini olish uchun avtomatik tizim yaratishdan iborat edi. Agar buning oldi olinmasa, butun boshli poʻlat quyish jarayoni toʻxtaydi. Quyish tizimiga 500 dan ortiq harorat sensori oʻrnatildi. Ular qolip boʻylab teng taqsimlandi. Ishlab chiquvchilar qolipning turli qismlaridagi haroratni tahlil qiluvchi va yuqori aniqlik bilan yopishib qolish ehtimolini bashorat qiluvchi neyron tarmoq algoritmini yaratdi.

Umuman olganda, jarayon oddiy kechadi. Datchiklar ishlab chiqarish liniyasidagi vaziyatni kuzatib boradi va toʻplangan maʼlumotlarni keyingi nazorat algoritmlariga uzatadi. Ammo datchiklarning oʻzini kim nazorat qiladi? Axir agar uskunalarning eskirishi yoki notoʻgʻri ishlashi tufayli toʻplangan maʼlumotlar haqiqiy vaziyatni aks ettirmasa, maʼlumotlar ishonchsizligi datchiklarning ishdan chiqishidan ham koʻproq koʻngilsiz oqibatlarga olib kelishi mumkin-ku?!

Eng oddiy va eng aniq yechim korxona ishchilaridan vaqti-vaqti bilan zavod atrofini aylanishni va sensorlar toʻgʻri maʼlumotni koʻrsatayotganini tekshirishni soʻrashdir. Agar datchiklar soni bir nechta boʻlsa, buni amalga oshirish mumkin. Ammo oʻn minglab sensorlar haqida gap ketganda, bu yondashuvni qoʻllab boʻlmaydi. Shuning uchun jarayonni avtomatlashtirish kerak. JurDU xalqaro texnik diagnostika va uskunalar hamda tizimlarning oʻzini oʻzi boshqarish laboratoriyasi mutaxassislari Oksford universiteti (Buyuk Britaniya) bilan birgalikda oʻz holatini mustaqil ravishda baholay oladigan va bu haqda maʼlumotlarni uzatuvchi oʻz-oʻzini boshqaradigan sensorlarni ishlab chiqmoqda. Bundan tashqari, sensorlarning oʻz-oʻzini nazorat qilish funksiyasi ularning “shubhali” xatti-harakatlarini aniqlay oladigan maʼlumotlarni yigʻish tizimi bilan “qurollantiriladi”.

JurDU mutaxassislari ishlab chiqilgan tizimlarni nafaqat yirik sanoat tarmoqlarida, balki bevosita oʻz universitetlarida ham qoʻllaydi. Universitet binosida 300 ga yaqin harorat sensorlari oʻrnatilgan boʻlib, maʼlumotlar serverga uzatiladi. Qolaversa, datchiklar universitetning kichik innovatsion korxonasi boʻlgan “Politex-Avtomatika” kompaniyasi tomonidan yaratilgan. Korxonaga universitet bitiruvchilari asos solgan. Matematik modellar sensorlardan olingan maʼlumotlarni tahlil qiladi va issiqlik taʼminotini boshqaradi, uni bir manbadan boshqasiga oʻtkazadi, yuklamani oshiradi yoki kamaytiradi.

“Bugungi kunda “aqlli” texnologiyalar ishlab chiqarishni boshqarish jarayonini sifat jihatidan yangi bosqichga olib chiqish imkonini bermoqda. Biz xarajatlarni qisqartirishimiz, ishlab chiqarishni yanada moslashuvchan va barqaror qilishimiz, uskunaning eskirishini bashorat qilishimiz mumkin. Bularning barchasi raqamli, virtual vositalar tufayli sodir boʻladi. Haqiqatan ham raqamlashtirish tufayli biz 21-asrning tubdan yangi zavodlariga ega boʻlyapmiz va bularning barchasini yangi mashinalar va ishlab chiqarish liniyalarini xarid qilmasdan turib qurmoqdamiz”, – taʼkidlaydi Aleksandr Shestakov.

Muallif: Grigoriy Kopiyev. Ushbu maqola nplus1.ru saytidagi “Заводы без людей. Как внедрение цифровых моделей и датчиков изменит производство” nomli maqolaning tarjimasi.
Muqova surat:freepik.com