Titlu proiectului: Mentenanta predictiva pentru eficientizarea consumului energetic
Acronim: PREVENTION
PN-III-P3-3.5-EUK-2019-0247
Finanțare: bugetul de stat
Denumirea Programului din PN III: Programul 3 – Cooperarea Europeană și Internațională
Denumirea Subprogramului: Subprogramul 3.5 – Alte inițiative și programeeuropene și internaționale – Proiecte EUREKATradițional, EUREKA-Cluster, Eurostars
Tip proiect: EUREKA Traditional
Valoarea totală a Contractului: 2.041.880,00 lei
Sursa 1 – de la bugetul de stat: 1.354.000,00 lei
Sursa 2 – din alte surse atrase (contribuție proprie)1: 687.880,00 lei
Durata Contractului: 24 luni
Autoritatea Contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării
Contractor: SOCIETATEA DE INGINERIE SISTEME * SIS S.A.
Proiectul PREVENTION are ca obiectiv dezvoltarea unei platforme care va integra tehnologia Digital Twin și mentenanta predictivă pentru a crește eficiența energetică și pentru a furniza informații contextuale pentru proiectarea, operarea și reconfigurarea liniei de producție. Noutatea va fi prezentată ca o platformă care va furniza proceduri pentru creșterea eficienței energetice în domeniul producției, bazate pe întreținere avansată. Noul model va pune linia de producție în locul produselor, ca în cele mai multe abordări actuale ca țintă a eficienței energetice.
Acest obiectiv va fi atins printr-o combinație inovatoare a tehnicilor de inteligență artificială cu algoritmi avansati de control, prin 2 abordări principale:
– Abordare holistică pentru optimizarea consumului de energie al întregului ciclu de viață al fluxului de producție, bazat pe algoritmi inteligenți de predicție. Vom dezvolta metode și instrumente pentru creșterea eficienței energetice, pornind de la un flux de producție, analizat încă din faza de proiectare (cu un caracter inovativ in comparație cu abordările tipice axate pe produs) și continuând cu metode de control optimizat al procesului și planificarea producției.
– Monitorizarea stării de sănătate a resurselor pentru detectarea anomaliilor în timp real și evaluarea impactului energetic. Oricând se identifică un astfel de comportament, aceasta parte a sistemului este izolată și se pornește strategia platformei pentru analiză sau pentru procedurile de întreținere.
Rezultatul principal este că platforma care va fi dezvoltată pe tot parcursul proiectului va integra tehnologia Digital Twin (DT). DT va oferi capacitatea de a răspunde nevoilor părților interesate, dezvoltând strategii predictive de întreținere și algoritmi de diagnostic care pot fi propuși echipei de întreținere după validare în timp real. Arhitectura platformei se va baza pe o abordare de serviciu, inclusiv colectarea datelor, identificarea anomaliilor, diagnosticarea, izolarea și selecția metodelor de soluții de întreținere. De asemenea, un rezultat inovator, este și modul de simulare și testare, inclusiv verificarea rezultatelor intervenției de întreținere
Pe baza nevoilor la care raspunde platforma PREVENTION, cum ar fi monitorizarea continuă a stării de sănătate a activelor, caracterizarea procesului și luarea deciziilor, detectarea timpurie a problemelor care pot afecta echipamentul sau operarea procesului, verificarea adecvării soluțiilor de intervenție cu Digital Twin, aplicarea măsurilor corective în mod proactiv, proprietarii producției vor avea suficiente argumente asupra beneficiilor obtinute in urma exploatarii serviciilor acestora.
Principalul rezultat al proiectului este dat de modulele ce vor fi adaugate platformei existente pentru a pune la dispozitie functii noi pentru cresterea eficientei energetice, printr-o abordare bazata pe mentenanta predictiva, pentru a preveni operarea suboptimala a echipamentelor procesului. Aceasta functionalitate se va realiza prin integrarea tehnologiei DT pentru a crea un model de stare al consumurilor procesului. DT va oferi posibilitatea de a raspunde necesitatilor beneficiarilor prin dezvoltarea unor strategii de mentenanta predictiva si a unor algoritmi de diagnosticare ce au fost validate anterior pe modelul de timp real.
Pentru asigurarea replicarii solutiei la alte procese, proiectul va dezvolta o metodologie pentru proiectarea si selectia instrumentatiei de mentenanta bazata pe criterii de cost si performanta.
Se vor dezvolta module pentru colectara datelor (de la echipamantele sistemului si din date de proces), module pentru analiza datelor, si proceduri si functii pentru sincronizarea activa intre actiunile planificate si executate.
Strategia propusa va utiliza algoritmi predictivi si modele de context, corelat cu evaluarea riscurilor și incertitudinii. Platforma va analiza datele de proces si le va compara cu rezultatele obtinute din modelul Digital Twin, pentru cresterea eficienței proceselor.
In etapa I a proiectului Prevention, a fost analizat in detaliu un ansamblu de laborator constând într-o linie de asamblare flexibilă, construită din mai multe stații individuale, acționând ca module de linie interoperabile și reconfigurabile. Laboratorul include senzori, motoare, transportoare și roboți. SIS se va ocupa de achiziția, extragerea și analiza datelor pentru a genera un plan de întreținere preventivă și predictivă. In urma analizei au fost definite cerintele si arhitectura platformei, precum si instrumentația și structurile de achiziții de date.
În cadrul etapei a II-a consorțiul a definit principalele protocoale de comunicație, ce aduc anumite avantaje și dezavantaje sistemului de comunicate, astfel că trebuie selectate în funcție de specificațiile tehnice pe care le are sistemul ales. Tot în această etapă s-au structurat principalele metode de securitate a sistemului de control în industria manufacturieră. Etapa a fost succedată de modele avansate de analiză contextuală (diagnoză, prognoză etc.).
În carul etapei a III-a consorțiul a testat și validat interfețele platformei, care cuprinde informații despre: parametrii staiilor, posibilitate de incaracre a datelor istorice, vizualizarea graficelor (Produse vândute în ultimele 30 de zile, cicluri totale în 24h, Consum energetic 24h etc.). Tot în cadrul acestei etape s-a finalizat modelul matematic care calculează tredul de defect, starea de sănătate a echipamentelor, dar și modelul pentru indicarea următoarei revizii.
Partenerii au documentat un set de indicatori pentru a asigura întreg ciclul de producție de la proiectare, până la dezafectare.
Principalii indicatori pentru proiectare au fost definiți că Durata de proiectare a fiecărei variante, Durata totală realizare proiect, Timp de procesare a comenzilor pentru produse noi s.a.
Pentru faza de planificare a producției s-au ales spre exemplificare inficatori precum Durata ciclului, Costul de producție pe unitate, Prognoza cererii, Rată de returnare a clienților, Costul total de producție pe unitate etc.
Pentru momentele în care o organizație prelucrătoare dorește o recongigurare și organizare s-au propus spre analiză timpt între operațiuni succesive, calcularea timpului pentru operarea mașinilor s.a.
Indicatorii pentru diagnoză și evaluarea performanțele energetice, dar și a comunicației unui sistem de control au propuși de autori definesc modul în care se planifică următoarele opriri, pentru a atinge performanțe mărite ale echipamentelor. Principalii KPI au fost enumeriti că Funcția de repartiție a timpului de funcționare, Rata de defectare, Failure Rate, Timpul în care sistemul funcționează în mod continuu, Timpul în care sistemul este nefuncționa, lDisponibilitate, Indisponibilitate.
În ultima etapă s-au publicat 4 articole, pe care va invităm să le accesați: