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智能机器与企业工业维护的未来

发布日期:2021-06-24 18:11:48浏览量:59

我们将在下面讨论的一些概念听起来有点未来主义,将流行科幻电影中的工厂场景带入您的工厂。

您可能想知道智能机器是否有朝一日能够展现出可怕的能力,使它们能够超越人类并操纵人类,这突显了智能机器部署的安全性和可信度的重要性。

你当然不希望你的维护部署最终像流行的银翼杀手电影的复制人一样,偏离了他们最初的使命。

尽管如此,正如之前的帖子中所述,大多数技术作品已经成为正在进行的行业数字化的一部分。现在是时候考虑您今天使用的智能机器的哪些功能,以及如何在智能机器和智能设备可用时最好地利用它们的优势。

未来的维护活动将依赖于大数据、机器学习、人工智能和工业物联网 (IoT) 领域的 IT 创新浪潮。

这些技术将使维护操作变得更加灵活和智能。除了新的 IT 技术,未来的工厂还将部署智能机器和智能设备,例如具有嵌入式智能的智能对象。

智能机器将能够通过预测其生命周期和安排维护任务来承载维护过程的部分应用逻辑。通过这种方式,他们还将提高自动化程度并最大限度地提高维护流程的效率。

特别是,智能机器和智能设备支持下一代基于物联网的维护应用。这不仅通过支持涉及无源传感器和对其数据的集中维护逻辑的应用程序,而且通过支持可以在机器和设备中分配部分智能的更动态的维护系统来实现。

作为这些维护应用的一部分,人类的角色将从手动任务转变为更智能的监督和/或决策任务。

这些智能机器的特点
原则上,智能机器和智能设备能够通过执行相当复杂的任务以自主或半自主的方式行动。它们的主要特点如下:

智能机器是网络物理系统 (CPS):智能机器将采用传感器和执行器,以便将物理世界(即工厂车间)与 IT 流程联系起来。在这个方向上,他们还将提供用于与人类(员工)和应用程序交互的数字界面。
CPS 系统的一个例子是工厂中的智能工作站,它会根据应用环境和操作员所需的人体工程学进行自动调整。

智能机器和智能设备将是智能的:与传统机器不同,智能机器将结合先进的过程控制和目标应用环境推理功能,包括优化维护任务的推理。
这些能力将基于机器快速处理大量信息(通常是大数据)的能力。在这种情况下,他们还将结合人工智能的最新进展,这将使他们能够像人类一样推理情况。

智能机器将互连:与过去的应用程序相反,机器和设备将互连,这将使它们能够交互并交换有关其状态的信息。
这将增强机器的智能,正如 Markus Lorenz 的 TED 演讲中所说明的那样。演讲还解释了互连智能机器的潜力,例如工业机器人、制造机器、智能传感器等。

 

智能机器和设备将托管部分维护逻辑:维护应用程序的逻辑将不再在一个中心点执行。相反,机器和设备将能够自主处理与维护相关的信息,并根据有关工厂状态(包括其他机器、设备及其组件)的信息做出相关决策。

智能机器将改变人类工人在维护过程中的角色:尽管智能 CPS 系统兴起,但我们仍然认为智能机器在提供有关最佳行动方案的建议方面受到限制,同时期望人类员工将做出最终决定决定。
智能机器的兴起将逐渐改变这种模式,转向能够理解维护任务上下文的机器,以便参与相关事务,例如安排维护活动和订购备件。
智能机器支持的维护功能
在不久的将来,通过促进以下流程,智能机器和智能设备的功能和特性将为工业维护任务提供引人注目的价值主张:

自动数据收集:从传感器收集数据是当今维护工程师最头疼的问题之一,因为大多数机器和车间设备无法提供维护数据集。
为了缓解这个问题,维护解决方案提供商正在实施边缘设备,这些设备为现场设备提供低级接口,以促进数据收集过程。从本质上讲,此类边缘设备正在将传统机器和设备转换为网络物理系统,同时启用信息过滤以去除对维护任务无用的数据。
智能机器将无需部署边缘设备,从而简化数据收集过程。机器将提供直接访问这些数据的接口,同时基于其嵌入式智能功能在机器内处理这些数据。

通过自学优化操作:智能机器和设备将能够通过自动关联有关其操作、故障和寿命终止的信息及其性能和操作质量(例如,他们生产的产品的质量)。总体而言,机器将能够学习如何操作,以最大限度地延长其使用寿命和 OEE(整体设备效率)。

预测性维护:预测性维护将是智能机器的核心维护相关功能之一,它将能够预测其使用寿命。我们已经解释了预测性维护操作的原则,我们还说明了如何在 FMEA(故障模式效应)的范围内计算和使用 EoL(寿命终止)和 MTBF(平均故障间隔时间)等参数分析)过程。
智能机器将包含预测其寿命所需的智能。他们还将能够根据最大化 OEE 的潜力评估不同的假设维护方案。

维护调度和优化:根据 OEE 评估不同的维护场景可以为维护任务的优化调度提供基础。
这意味着智能机器和智能设备将能够确定安排维护任务的最佳时间,同时考虑到工厂的工作量(例如,待处理的生产订单或能源生产周期)。为此,机器将能够从诸如 ERP(企业资源规划)、EMS(能源管理系统)、资产管理系统等业务信息系统访问所需的信息。
在确定最佳制造计划后,机器还将能够启动维护相关事务,例如在 ERP 中订购备件以及在项目管理系统中为技术人员安排任务。

智能合约:分布式交易对等系统的最新进展提供了根据双方之间的智能合约(例如,服务水平协议)执行维护相关交易的方法。
这将使智能机器能够根据服务水平协议 (SLA) 订购备件和计划维护任务。能够执行智能合约的技术是区块链,它支持流行的比特币加密货币。在以后的帖子中,我们将讨论区块链技术以及它们如何用于维护任务。
涉及智能设备的典型维护场景可以结合上述所有功能。因此,机器将能够收集有关其状态的数据,处理数据以预测其使用寿命并决定最大化 OEE 的维护计划。同时,该机器将能够根据设备供应商的 SLA 发起备件订单。

在这种情况下,人类将不再需要从事容易出错的手动数据输入和合同执行任务。尽管如此,人类很可能在构建、部署和监督智能机器运行的过程中扮演新的角色。

好处和人为因素
智能和互联设备的兴起将为维护利益相关者带来许多好处,包括:

优化 OEE 并降低设备成本,通过促进及时维修来降低组件成本,同时减少维修过程的费力。
优化劳动力成本,因为需要更换智能机器的特定组件而不是整个设备,而且关键设备的维修频率较低(即减少“关键标注”)。
提高员工的生产力,因为机器会指示他们在正确的时间更换正确的组件,同时也会比过去更短的中断运营时间。因此,将减少计划停机时间,同时更好地利用员工的时间和精力。
提高安全性,因为及早解决潜在问题将确保员工在更安全的条件下工作。

上述大部分好处使我们能够安全地工作并提高工作效率。

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