Решение для управления полным жизненным циклом микрокибер-интеллектуальных устройств
Опираясь на более чем двадцатилетний опыт в области промышленного интернета и технологий промышленного управления, компания Microcyber разработала интегрированное аппаратно-программное решение для интеллектуального управления устройствами, соответствующее национальным промышленным стандартам, техническим спецификациям Huawei Kunpeng и отраслевым стандартам полевых шин. Разработанное для удовлетворения потребностей в интеллектуальном управлении и контроле оборудования на предприятиях машиностроения и нефтехимической промышленности, решение объединяет технологии сбора данных на периферии сети, цифрового двойника, системы раннего предупреждения о неисправностях и комплексного управления эксплуатацией и техническим обслуживанием. Устраняя разрозненность данных между устройствами, оно позволяет предприятиям перейти от реактивного аварийного ремонта к превентивному техническому обслуживанию, обеспечивая тем самым цифровое управление оборудованием на протяжении всего жизненного цикла, снижение затрат, повышение эффективности и обеспечение безопасного производства.
Анализ проблемных точек отрасли
1. Существующие проблемы на месте.
На предприятиях по производству оборудования и нефтехимических заводах используется огромное количество различного оборудования, включая критически важные узлы, такие как вентиляторы, двигатели и насосы, которые требуют ручного периодического осмотра. Такой подход влечет за собой значительные трудозатраты и частые случаи пропуска неисправностей. Скрытые неисправности оборудования невозможно выявить заранее, что приводит к частым незапланированным остановкам и потерям производственных мощностей. Учет оборудования по-прежнему ведется в бумажных книгах, а журналы технического обслуживания, запасных частей и смазки разбросаны и разрознены, что делает невозможным отслеживание данных на протяжении всего жизненного цикла. Опытные специалисты теряют свои навыки с текучестью кадров, в то время как новые сотрудники испытывают трудности с диагностикой неисправностей из-за низкой эффективности. Управление запасами запасных частей, смазочных материалов и опасных отходов остается примитивным, что приводит либо к чрезмерному накоплению материалов, либо к частым остановкам работы из-за их нехватки. Традиционные системы DCS выдают оповещения только при превышении лимитов, не выявляя аномалии оборудования на ранних стадиях, оставляя техническое обслуживание в постоянном состоянии устранения неполадок после их возникновения.
2. Извлечение основных требований
(1) Получение в режиме реального времени всех параметров оборудования, что позволяет заблаговременно предупреждать о неисправностях и снижать частоту незапланированных остановок.
(2) Создать систему цифрового учета с полным онлайн-обслуживанием и управлением, исключив бумажные записи.
(3) Собирать и накапливать опыт эксплуатации и технического обслуживания, создавать базу знаний и решать проблему пробелов в технических знаниях, вызванных текучестью кадров.
(4) Внедрить усовершенствованное управление запасами запасных частей, смазочных материалов и опасных отходов для снижения затрат на материальные потери.
(5) Решение поддерживает гибкое развертывание и адаптируется к модернизации как новых, так и существующих производственных линий, удовлетворяя потребности в реализации крупных, средних и малых предприятий.
Основная архитектура решения
В целом, решение структурировано на три уровня: уровень восприятия на периферии сети, уровень платформы PaaS и уровень приложений.
Уровень восприятия на границе: На этом уровне используются разработанные компанией Microcyber терминалы предупреждения о приближении к границе с классом защиты IP65, в сочетании с датчиками вибрации, температуры, шума и смещения. Он обеспечивает высокоточный сбор данных на месте и предварительную диагностику неисправностей, при этом данные передаются вверх по сети 4G/5G или промышленной полевой шине.Платформенный уровень PaaS: Платформа промышленного интернета на этом уровне использует механизм с низким уровнем кодирования и механизм интеграции данных для выполнения очистки данных, вычислений моделей механизмов и моделей ИИ, хранения данных и управления конфигурацией.
Прикладной уровень: Этот верхний уровень создает модули приложений для больших экранов ПК, мобильных приложений, WeChat Work и DingTalk, охватывающие такие функции, как раннее предупреждение о неисправностях, визуализация цифрового двойника, цифровые реестры, управление инспекцией и техническим обслуживанием, управление запасными частями и интеллектуальная база знаний. Он также взаимодействует с существующими бизнес-системами, такими как MES, ERP и DCS, для обеспечения межсистемной совместимости данных в масштабах всего предприятия.
Основные преимущества решения
1. Выбор и настройка продукта
В аппаратной части используется разработанный компанией Microcyber 24-битный высокоточный многоканальный терминал для сбора данных и оповещения о приближении объектов, дополненный полным набором промышленных сенсорных компонентов. Программное обеспечение включает в себя разработанную компанией облачную платформу интеллектуального управления устройствами, которая поддерживает как модели SaaS, так и локальные модели развертывания, с модульными функциями, доступными для выбора по запросу.
2. Целенаправленные технические преимущества
Двухмодельная диагностика неисправностей: модели, основанные на механизмах, в сочетании со специфическими для отрасли моделями неисправностей на основе искусственного интеллекта позволяют обнаруживать скрытые неисправности до срабатывания пороговых значений тревоги системы управления цепями, обеспечивая заблаговременное предупреждение.
Цифровая двойная 3D-визуализация: моделирование оборудования и трубопроводов предприятия в масштабе 1:1 с выделением неисправностей и точным позиционированием, а также управлением доступом на основе ролей для иерархического управления разрешениями.
Цифровая эксплуатация и техническое обслуживание на всех этапах производственной цепочки: цифровое профилирование «одно оборудование — один код», замкнутая система мобильной инспекции и составления отчетов о ремонте, а также автоматическое формирование графиков технического обслуживания и смазки.
Отраслевая база знаний: объединяет обширную коллекцию случаев технического обслуживания, обеспечивает интеллектуальный поиск и ответы на вопросы, а также оцифровывает и сохраняет практический опыт для долгосрочного хранения.
Адаптивность оборудования промышленного класса: оборудование выдерживает экстремальные температуры, воздействие солевого тумана и пыли, что делает его пригодным для работы в суровых условиях, с поддержкой удаленных онлайн-обновлений.
Ожидаемые результаты и анализ ценности
1. Улучшения технических характеристик
Интервал сбора данных об оборудовании сокращается с минут до миллисекунд, что позволяет выдавать предупреждения о неисправностях за несколько дней, а то и за десять, при этом охват идентификации неисправностей для критически важного оборудования достигает более 95%. Общее среднее время безотказной работы (MTBF) системы может достигать 100 000 часов, а охват онлайн-мониторинга оборудования составляет 100%.
2. Экономические и управленческие преимущества
Ежегодные затраты на инспекцию оборудования на месте могут быть сокращены на 30–45%, а потребление запасных частей — более чем на 25%. Незапланированные простои критически важного оборудования могут быть сокращены на 40–60%, а общая эффективность оборудования (OEE) может быть повышена на 10–20%. Онлайн-управление опасными отходами и смазочными материалами исключает потери материалов. Внедрение базы знаний сокращает цикл обучения новых сотрудников на 60%, снижая зависимость от опытных техников для технического обслуживания. На уровне источника это снижает риски для безопасности, вызванные отказами оборудования, обеспечивая фундаментально безопасное производство на всем предприятии.
3. Успешные примеры внедрения
PetroChina Qingyang Petrochemical: Компания Microcyber, объединив более 2000 двигателей, распределительных устройств и частотно-регулируемых приводов под единым цифровым управлением, применила диагностику на основе двух моделей с использованием искусственного интеллекта и механизмов, а также визуализацию в виде 3D-цифрового двойника для создания интеллектуальной системы эксплуатации и технического обслуживания на всем предприятии. Результаты включают снижение частоты незапланированных отказов на 35%, повышение эффективности эксплуатации и технического обслуживания на 60% и экономию более 20% ежегодных затрат. Переход от реактивного к предиктивному техническому обслуживанию позволил сократить частоту капитальных ремонтов, продлить срок службы оборудования и установить новый отраслевой стандарт управления крупными нефтехимическими предприятиями.
Компания Guangzhou Guangri Elevator, Hitachi Elevator и другие ведущие предприятия: предлагаемое решение охватывает полный жизненный цикл цифрового управления как производственным оборудованием, так и готовой лифтовой продукцией. С помощью периферийных терминалов система точно собирает эксплуатационные данные от основных компонентов, таких как тяговые двигатели лифтов и системы управления, используя интеллектуальную аналитику для точного раннего прогнозирования неисправностей. Система интегрирует весь рабочий процесс: ведение учета, проверки, техническое обслуживание, ремонт и управление запасными частями, обеспечивая замкнутый цикл онлайн-контроля операций по эксплуатации и техническому обслуживанию. Решение успешно внедрено на нескольких станциях метро, станциях высокоскоростных железных дорог и других ключевых общественных местах. После внедрения время эксплуатации и технического обслуживания оборудования сократилось на 50%, затраты на техническое обслуживание снизились на 30%, а безопасность и стабильность работы лифтов значительно повысились, что позволило создать стандартизированное интеллектуальное решение для эксплуатации и технического обслуживания лифтовой отрасли.
Типичные сценарии применения
(1) Сценарии нефтехимической промышленности
Решение, ориентированное на решение задач управления и контроля крупногабаритного электрооборудования и силовых установок на нефтеперерабатывающих и химических заводах, включая насосы, вентиляторы, высоковольтные и низковольтные двигатели, распределительные шкафы, преобразователи частоты и другие критически важные элементы, обеспечивает централизованное управление, унифицированный мониторинг и интеллектуальное техническое обслуживание всех категорий оборудования. Используя возможности сбора данных на периферии сети и системы раннего предупреждения на основе искусственного интеллекта, оно точно выявляет скрытые неисправности, приводящие к деградации оборудования в условиях высоких температур и высоких нагрузок, характерных для химических процессов. В сочетании с панелью визуализации цифрового двойника оно обеспечивает комплексное визуальное управление и контроль оборудования и трубопроводов завода. Разработанное для работы в суровых условиях, типичных для нефтехимической промышленности, решение может быстро воспроизвести успешную модель внедрения, разработанную на нефтехимическом заводе Цинъян, помогая химическим предприятиям добиться повышения эффективности в снижении затрат, улучшении качества и обеспечении безопасности.
(2) Сценарии цепочки создания стоимости в лифтовой отрасли в целом
Данное решение охватывает весь спектр сценариев использования лифтовой отрасли, от производства до применения. В производственной сфере оно обеспечивает цифровое управление эксплуатацией и техническим обслуживанием заводского оборудования и технологических машин, гарантируя стабильную и надежную работу производственных активов. В сфере применения оно ориентировано на общественные объекты, такие как коммерческие лифты, лифты метро и лифты на станциях высокоскоростных железных дорог. Для основных компонентов, включая тяговые механизмы, подшипники и системы управления, решение обеспечивает мониторинг состояния в режиме реального времени, раннее предупреждение о неисправностях, управление учетными записями на протяжении всего жизненного цикла и техническое обслуживание по замкнутому циклу. Это значительно снижает частоту отказов лифтов, повышает безопасность и своевременность эксплуатации и технического обслуживания оборудования в общественных местах и всесторонне поддерживает переход лифтовой отрасли к стандартизированным и интеллектуальным обновлениям в области эксплуатации и технического обслуживания.
(3) Общие сценарии производства оборудования
Данное решение адаптируется к различным производственным мощностям в машиностроении, обработке оборудования и других отраслях промышленности. Ориентируясь на универсальное промышленное оборудование, такое как станки, вентиляторы, насосы и трансмиссионные устройства, оно решает распространенные проблемы, включая низкую эффективность традиционных ручных проверок, задержку в обнаружении неисправностей, неорганизованные учетные записи и управление сырьем. Благодаря цифровым учетным записям, мобильной системе управления техническим обслуживанием и эксплуатацией, усовершенствованному управлению запасными частями и интеллектуальной базе знаний, решение всесторонне стандартизирует процессы технического обслуживания и эксплуатации оборудования, повышает общую эффективность использования оборудования и снижает затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию для малых и средних производственных предприятий. Оно легко адаптируется к цифровой модернизации как новых, так и существующих производственных линий, предлагая высокую универсальность и простоту внедрения.
