Introdução
As tecnologias modernas permitem que a produção na Ucrânia implemente gêmeos digitais e inteligência artificial (IA) para prever a fadiga dos componentes. Isso garante alta confiabilidade, redução do tempo de inatividade e otimização de custos. A escolha das soluções certas apoiadas pelos padrões DSTU, EN e ISO está se tornando crítica para as empresas de manufatura.
Como funciona
O componente válido digital é criado com base em dados de sensores que registram temperatura, pressão, frequência de rotação e outros parâmetros. Os algoritmos de IA analisam esses dados, identificando padrões que indicam danos ou fadiga. Isto permite prever o momento em que o componente deixará de atender aos requisitos técnicos, antes que ocorra a falha.
Requisitos de dados
É necessário um mínimo de 12 meses de coleta de dados de sensores para que a IA funcione de maneira eficaz. Este volume fornece significância estatística para a construção do modelo. O número de sensores deve estar entre 5 e 20 por componente, dependendo da complexidade. Os sensores devem estar em conformidade com os padrões EN 60751 (para sensores de temperatura) e ISO 9001 (para qualidade de dados).
Tipos de dados necessários:
- Temperatura (°C): medida na faixa de -20 a 150 °C
- Pressão (bar): medida na faixa de 0 a 100 bar
- Frequência rotacional (rpm): medida com precisão de 0,1%
- Vibração (μm/s²): medida com precisão de 0,5%
- Parâmetros elétricos (kV, A): medidos com precisão de 1%
Arquitetura de implementação
O sistema inclui vários estágios: sensores, servidores de borda, servidor de contabilidade e ações baseadas em análise.
1. Sensores
Sensores montados em componentes coletam dados em tempo real. Eles atendem aos padrões EN 60751 e ISO 9001.. A coleta de dados ocorre na frequência de 10 Hz.
2. Servidores de borda
Os servidores de borda processam os dados em tempo real, filtram o ruído e transmitem os resultados ao servidor de contabilidade. O processamento é realizado usando algoritmos de aprendizado de máquina que atendem aos padrões ISO/IEC 23894.
3. Servidor de contabilidade
O servidor de contabilidade armazena os dados, cria o componente digital válido e realiza a previsão. Modelos em conformidade com o padrão ISO 23247. são usados
4. Ações
A partir das previsões são tomadas ações: substituição de componentes, agendamento de manutenções e envio de mensagens aos gestores de produção.
Resultados reais
Os seguintes resultados foram obtidos como resultado da implementação do sistema de previsão de fadiga de componentes nas fábricas ucranianas:
1. Redução do tempo de inatividade
Em média, o tempo de inatividade é reduzido em 35% devido à capacidade do sistema de detectar alterações indesejadas na operação dos componentes em tempo hábil.
2. Retorno do investimento (ROI)
A implementação do sistema requer um investimento de 15.000 a 30.000€. O retorno do investimento é alcançado após 12 a 18 meses.
3. Maior durabilidade
A durabilidade dos componentes aumenta em 20-30%, o que atende aos ISO 13374. padrões
Limitações e desafios
A introdução de sistemas de IA tem uma série de limitações:
1. Dependência da qualidade dos dados
Se os sensores medirem incorretamente ou faltarem dados, o modelo não poderá funcionar de forma eficaz. É necessário garantir a qualidade dos dados e seu volume.
2. Alto custo de implementação
A implementação do sistema requer custos significativos com sensores, servidores e suporte. Nem todas as empresas podem arcar com esses custos.
3. Complexidade técnica
A implementação do sistema requer coordenação entre TI e TO, o que pode causar complicações. É necessário realizar preparação técnica e treinamento.
Construindo seu próprio sistema ou adquirindo uma solução pronta
A escolha entre construir seu próprio sistema ou adquirir uma solução pronta depende de necessidades específicas.
1. Construindo seu próprio sistema
Construir seu próprio sistema requer conhecimento técnico, recursos e tempo significativos. O custo pode variar entre 50.000€ e 100.000€. Usar soluções prontas reduz riscos.
2. Compra de uma solução pronta
Soluções prontas para uso geralmente custam menos e têm suporte. O custo pode variar entre 20.000 e 50.000 €. Eles atendem aos padrões ISO 23894 e EN 60751.
Início do trabalho
Para começar, o engenheiro de produção pode realizar as seguintes etapas:
- Avalie a situação atual com produção e manutenção.
- Identifique os componentes que requerem implementação.
- Instale sensores de acordo com os padrões EN 60751 e ISO 9001.
- Escolha a arquitetura do sistema: servidor de borda ou de conta.
- Execute a preparação de dados e configuração do modelo.
- Realizar testes e implementação.
- Realizar treinamentos para equipes de TI e TO.
Conclusão
A introdução de uma componente digital válida e de inteligência artificial permite uma melhoria significativa no processo produtivo. Escolher as soluções certas apoiadas pelos padrões DSTU, EN e ISO é fundamental para o sucesso. A Unitex-D fornece uma ampla gama de componentes e serviços que apoiam esta transformação digital.
Lista de fontes usadas
- ISO 23894:2019 - Modelos do componente digital válido
- ISO 13374:2013 – Monitoramento de status
- ISO 9001:2015 – Sistemas de gestão da qualidade
- EN 60751:2016 – Sensores de temperatura
- EN 60751:2016 – Sensores de temperatura
- DSTU 3018-2007 – Condições técnicas de produtos
- ISO/IEC 23894:2019 - Modelos do componente digital válido
- ISO 23247:2017 - Padrões para o componente digital válido
