عندما تواجه مشكلة ، تبدأ في البحث عن طرق لحلها ، وتفكر في نفس الوقت في كيفية السير في نفس الوقت في المرة القادمة. مهما فعلت ، من التطبيقات الصغيرة للهواتف المحمولة إلى أنظمة المعلومات الضخمة ، يكون للخطأ دائمًا ثمن ، وكلما زادت أهمية الصناعة التي يستخدم فيها المنتج الخاص بك ، ارتفع سعر هذا الخطأ. لذلك ، يكون الموقف المثالي هو أنك تعمل قبل المنحنى ، أي محاولة التنبؤ بحدوث مشكلة قبل حدوثها بالفعل.
البولي بروبيلين الطاردفي SIBUR ، لدينا وظيفة "التقنيات الرقمية" ، واحدة من المجالات التي تعمل في التحليلات المتقدمة. نشارك في جميع العمليات ، بطريقة أو بأخرى ، المتعلقة بتحليل البيانات الموجودة في الشركة: من قراءات العديد من أجهزة الاستشعار من الإنتاج إلى ملخصات الأسهم والتوقعات. باستخدام هذه البيانات ، نقوم بإنشاء منتجات رقمية تساعد بشكل كبير على زيادة الكفاءة التشغيلية للشركة.
اسمي ألكساندر كروت ، أنا أمثل اتجاه التحليلات المتقدمة ، وسأخبركم تحت هذا الجزء:
- كيفية تقليل عدد توقفات الطارد غير المخطط لها ، والتي تقطع مادة البولي بروبيلين إلى حبيبات وتميل إلى السد ؛
- كيف ، باستخدام تحليل البيانات ونموذج مخصص ، يمكنك زيادة إنتاج البيوتاديين بأكثر من 100 طن شهريًا ؛
- لماذا من الأسهل التنبؤ بمشاكل المفاعل بدلاً من البحث باستخدام الأشعة السينية.
يمكن تحسين كفاءة الإنتاج التشغيلي بطريقتين. الأول هو زيادة الإنتاج مع نظام إنتاج أكثر استقرارا. والثاني هو الحد من الخسائر الناجمة عن انقطاع التيار غير المخطط له ، كل منها يكلفنا ملايين الخسائر.
في كثير من الأحيان ، يتم فهم نموذج العمل الذي سيتم استخدامه للتحليلات التنبؤية ببساطة كبرنامج. مثل ، إليك رمز لك ، سيساعد على التنبؤ بالمشاكل المحتملة ، واستخدامها. قررنا المضي في الاتجاه الآخر وإنشاء نموذج جاهز كمنتج متكامل جاهز ، الإخراج هو نموذج عمل للتعلم الذاتي يمكن ضبطه ، واجهات ملائمة ومحطات مراقبة ، وأيضًا دعم يستجيب لطلبات المستخدمين من الوظائف الجديدة. المستخدمون لدينا هم المشغلون الذين يراقبون عملية الإنتاج ، حتى يعلموا بالضبط كيف وكيفية تغيير المنتج بحيث يكون أكثر ملاءمة للاستخدام. بعد كل شيء ، فإن المشغلين هم الذين سيراقبون المحطة ، ويستجيبون للتغيرات في المؤشرات ويقومون بإجراء التعديلات.
لذلك ، نقوم بتصميم مثل هذه النماذج وفقًا لمخطط المنتج الكلاسيكي ، يتم إنشاء فريق لكل منتج مع مالك المنتج أو المطور أو المصمم أو مهندس البيانات. يوجد دائمًا تقني إنتاج في الفريق - موظف يدرك تمامًا كيف يتم ترتيب عملية الإنتاج ، والتي نعتزم تحسينها.
يستمر كل مشروع من هذه المشاريع من 3 إلى 6 أشهر ، حسب تعقيده. بادئ ذي بدء ، نجري استطلاعًا عن طريق إرسال فريق إلى الحقول (للمؤسسات) ، ولدينا إجراء بحثي يسمى "تأطير" لتحديد ما يريده العميل تمامًا وما إذا كان من الممكن حل المشكلة بمساعدة البيانات. إذا أمكن ، سنبدأ في إجراء مزيد من التقييم: هل ستكون هناك بيانات كافية متاحة لحل المشكلة ، حيث يمكن تنزيلها ، هل ستكون هناك حاجة للتغييرات التنظيمية. بالطبع ، نحن نفكر بشكل منفصل في التأثير الاقتصادي من أجل تصنيف المشاريع فيما بعد ونأخذ فقط تلك التي تعطي التأثير الأقصى. من الواضح أننا إذا قضينا الكثير من الوقت والطاقة في مشروع ، مما سيوفر في النهاية 5000 روبل في الشهر أو بضع لمبات ، فلن يكون هذا المشروع ضروريًا بالفعل.
إذا أدركنا أن المنتج سوف يحقق فوائد حقيقية للشركة (سواء من حيث تحسين العمل نفسه وتحسين ظروف الموظفين ، وفيما يتعلق بالمزايا المالية المباشرة) ، فإننا نبدأ العمل. الآن قمنا بتنفيذ ما يقرب من عشرة مشاريع مختلفة في هذا الوتيرة ، في هذه المقالة أريد أن أتطرق إلى اثنين من أهمها.
الصيانة التنبؤية لطارد في إنتاج مادة البولي بروبيلين
أحد المنتجات التي تبيعها SIBUR هو مادة البولي بروبيلين ، نبيعها في شكل حبيبات معبأة في أكياس (لقد كتبنا المزيد عن منتجاتنا
هنا ). يستغرق إنتاج مادة البولي بروبيلين من الغاز نفسه عدة مراحل ، وسنتوقف هنا في آخر حبيبات القطع. هناك درجات بيروكسيد من مادة البولي بروبيلين ؛ تتم إضافة بيروكسيد إلى الكتلة المتجانسة من مادة البولي بروبيلين من أجل إنشائها. وهذا يعني أن الذوبان يتدفق مع مادة البولي بروبيلين ، ويضاف إليها بيروكسيد على الطاير ، ويتم خلط كل هذه الكتلة وتغذيتها في الطارد.
الطارد يشبه طاحونة اللحوم الكبيرة في جوهرها. فقط حجم شقة بغرفة نوم واحدة في المتوسط. أجزاء الطارد التي تهمنا في هذا الشأن هي مثاقب (مثل مفرمة اللحم ، هنا تمزج الذوبان مع البيروكسيد) ، ويموت (هذا بالفعل تناظرية للشبكة في مفرمة اللحم ، والتي يتم تغذية هذا الخليط تحت الضغط) وخرطوشة بها سكاكين معاكسة جوانب يموت قطع بنشاط المعكرونة البولي بروبيلين في حبيبات. ثم ترتفع الحبيبات المفرومة مع تيار من الهواء على شاشة تهتز خاصة ، الحبيبات معبأة في أكياس وجاهزة بشكل عام للنقل.
لأسباب مختلفة ، تحدث عمليات إيقاف تشغيل غير مقررة للطارد.
على سبيل المثال ، لم يختلط البيروكسيد جيدًا لأن درجة الحرارة كانت مضطربة بعض الشيء ، أو تم تطبيق ضغط غير كافٍ ، أو أي شيء آخر. وينتهي بحقيقة أنه بين الموت والخرطوشة بالسكاكين ، تبدأ كل هذه الكتلة بالالتصاق. لهذا السبب ، بدلاً من الحبيبات العادية ، يتم تشكيل التكتل ، الذي يرتفع مع تدفق الهواء للأعلى ويسد الشاشة الاهتزازية.
النقطة المهمة هنا هي أنه إذا أصبحت هذه التكتلات مرئية ، فهذا يعني أن كل شيء في الطارد نفسه قد تم بالفعل انسداده بالكامل. من الضروري إيقاف الإنتاج ، وإيقاف كل شيء ، وتفكيكه ، وإزالة الأجزاء ، وتنظيف القوالب والسكاكين. كل هذا يتوقف عادةً لمدة تزيد عن نصف ساعة ، وتكلف الشركة أموالاً خطيرة.
وهنا وهنا ، في الواقع ، علم البيانات.
في عام 2017 ، كان هناك 19 انقطاع من هذا القبيل. قمنا بجمع البيانات المتعلقة بها ، ونظرنا في معايير النظام التكنولوجي للإنتاج - القياس عن بعد بالبثق والبلمرة. قمنا بتحليل كل هذا ، وجدت عددا من الأنماط. وكانت النتيجة إنشاء نموذج يبدأ بالإشارة إلى المشغل بأن هناك شيئًا ما قد يسد قريبًا ، أي قبل حوالي ساعة من وقوع مثل هذا الحدث.
زودنا المشغلين بنظام كامل. الآن لديهم واجهة ، والعديد من الشاشات التي نعرض عليها في الوقت الحقيقي جميع القياس عن بعد المرتبطة تقنية العملية. للبساطة ، نحن نسلط الضوء على المؤشرات المطلوبة بألوان مختلفة (الأخضر والأصفر والأحمر) ، مثل على عداد السرعة. علاوة على ذلك ، عند النظر إلى الطارد ، لا يمكن افتراض أي شيء حتى الآن ، وسيبدأ النظام ، بعد التحقق من القياس عن بعد والمؤشرات ، في التنبيه مقدمًا إلى أن الانسداد ممكن بعد ساعتين (الأفق المتوقع لنموذجنا). وماذا لو كان من السهل الآن تشديد مشبك السكين ، على سبيل المثال ، عندئذٍ يمكن تجنب توقف غير مخطط له.
إحدى مهامنا الرئيسية هي ضمان بقاء أدواتنا. يجب أن يثق المشغلون بالنظام. إذا كانت تعمل في كثير من الأحيان بشكل خاطئ ، وكان يصرف انتباهه ويتحقق من كل شيء ، فعندها عاجلاً أم آجلاً ، سوف يرد على إنذاراتها كمزعج مألوف. وبعد ذلك ، بشكل عام ، سوف يبدأ في التفكير في أنهم أقاموا نظامًا غير مفهوم تمامًا ، يعمل في بعض الأحيان بشكل زائف ويشتت انتباهه عن العمل. لذلك ، قمنا بتدريب النموذج على الطيران لتقليل هذا. لقد قمنا بتثبيت كاميرات فيديو على الشاشة الاهتزازية ، بحيث يمكن للمشغل مشاهدة كيفية سير الأمور ، إذا كان النظام وميضًا فجأة ، في هذه الحالة سوف يلاحظ بصريًا التكتلات مقدمًا ، وليس عند انسداد كل vibrosieve. إذا قام موظفو الإنتاج بتغيير السكاكين أو إعدادات الطارد ، فإنهم يكتبون إلينا على الفور في الدعم ويطلب منا أن نأخذ ذلك في الاعتبار حتى يعمل النموذج بشكل أكثر دقة.
ما هي النتيجة. تم إطلاق النموذج في عام 2018. ومنذ تلك اللحظة لم يعد لدينا أي توقف غير مخطط له.
هذا هو مشروع الصيانة التنبؤية. يساعدنا كثيرًا في العمل ، على سبيل المثال ، نتنبأ بموعد حدوث خطأ في تثبيت معين ، وسيكون من الضروري استبدال الزيت أو المحمل ، وسنطلب الأجزاء اللازمة مقدمًا حتى نتمكن من أخذها وتثبيتها ، وليس حل المشاكل مع الطلب ، والتسليم ، وأكثر من ذلك.
ننتقل الآن إلى تحسين الإنتاج من خلال الحفاظ على الوضع الأمثل.
مستشار بوتادين
البوتادين هو منتجنا الوسيط ، والذي ، على سبيل المثال ، بعد ذلك ، يتم تصنيع المطاط الصناعي المعروف. إنتاج البوتادين له خصوصية واحدة ، هناك حاجة إلى محفز لهذا ، العنصر ذو قيمة كبيرة. عادة ما يتم شراؤه مقدما 2-3 سنوات ويكلف عدة مليارات روبل ، لأنه يحتوي على المعادن الثمينة.
لدينا 2 كتل مفاعل من 8 مفاعلات لكل منهما. دون الخوض في التفاصيل حول الوضع التكنولوجي للإنتاج ، من الممكن وصف عمل المشغل بكلمات بسيطة مثل هذا: لديك درجة حرارة محددة (نسميها "نقطة الضبط") ، ويجب الحفاظ عليها أثناء التحول. يتم تنظيمها بواسطة مخمدات بواسطة الهواء. تتمثل مهمة المشغل في الحفاظ على درجة الحرارة عند الحد الأقصى المسموح به ، بحيث لا يحرق المحفز ، من ناحية ، من أجل الحصول على أقصى إنتاجية للمنتج النهائي. في المجموع ، يتعلق الأمر بالحفاظ على الحد الأقصى للوضع الثابت.
لذلك ، من الضروري الحفاظ حتى على درجة الحرارة القريبة من الحد العلوي ، عند إنتاج منتج كافٍ ، ولكن لا يوجد أي ضرر للمحفز. وسيكون كل شيء على ما يرام (يبدو - إصلاح درجة الحرارة وهذا كل شيء) ، ولكن العديد من العوامل المختلفة تؤثر على هذا.
تجدر الإشارة إلى أن جانب المشغل ليس بهذه البساطة. أي من الإجراءات لتغيير درجة الحرارة عن طريق فتح مخمدات لديه الجمود لعدة ساعات. إنه سهل في المنزل أثناء الاستحمام ، وفتحت الماء الساخن ، وأدركت أنني ذهبت بعيداً ، وأضيفت البرد ، ثم كل شيء على ما يرام. حتى بدأت الغسالة في سحب المياه أو لم يفكر أحد الجيران في النظافة.
وهنا هو عليه. يمكنك فتح مصراع بنسبة 1 درجة ، ولا يمكنك تقييم تأثير هذا على الفور على التغير في درجة الحرارة العامة. إجمالي لكل نوبة عمل ، يقوم المشغل المتوسط بلف هذه اللوحات جيئة وذهابا في المتوسط ثلاث مرات.
قمنا هنا بجمع البيانات التاريخية ، ونظرنا إليها ، ومدى تغير درجة الحرارة عند فتح المثبط بمقدار 1 درجة. على 2. في 3. ونتيجة لذلك ، تم بناء مجموعة كاملة من النماذج ، والتي أصبحت نظام توصية بحكم الواقع للمشغلين. إذا كانت درجة الحرارة تختلف فجأة في مكان ما عن نقطة الضبط ، فإن النظام ينبه على الفور ، وهو ما يثبّت وعدد الدرجات التي يجب فتحها للوصول إلى درجة الحرارة المثلى. المشغل يرى على الفور هذا ويتفاعل.
التأثير على الإنتاج هو حوالي 1000 طن إضافي من البوتادين في السنة.
كان هناك تأثير إضافي آخر لتطبيق نموذجنا ؛ لقد قمنا بتغيير الصورة الجماعية للمشغل نفسه. لقد أصبحوا أكثر اجتهادًا وأكثر اهتمامًا ، وتم وضع المشغلين في حالة تغيب KPI عند درجة الحرارة المرغوبة في الخارج. الآن هم يناقشون التحول الذي أدى المهمة على نحو أفضل ، وسرعان ما يتعلمون ميزات الطراز الجديد. بشكل عام ، قدمنا لهم أداة جيدة لهم للقيام بعملهم ، وهم يقدمون لنا تعليقات جيدة تسمح لنا بتحسين هذا النظام.
يقوم النظام تلقائيًا بإنشاء كل مشغل في نهاية عملية النقل ، وذلك بفعاليته ، بحيث يكون من الواضح اليوم من يمكنه التباهي به. وتغير عناصر مماثلة في الإنتاج ثقافة العمل ذاتها. لقد تغيرت صورة المشغل أيضًا - لقد أصبحت رقمية أكثر ، وأصبح المشغلون يفهمون الآن ويستخدمون الأدوات الرقمية ، ولديهم جميع المهارات اللازمة ، ويشاركون أيضًا بنشاط في تطوير هذه الأدوات وتحسينها.
نموذج تنبؤي لتشكيل فحم الكوك من جزء البوتيلين
يتم تثبيت شبكات مع المزدوجات الحرارية (أجهزة استشعار درجة الحرارة) في المفاعلات. في كثير من الأحيان ، أثناء تشغيل المفاعل ، يلتصق فحم الكوك بهذه الشبكات ، مما يؤدي إلى تدمير الشبكات وزيادة وقت الإصلاح أثناء إيقاف التشغيل. وعندما يحدث هذا ، يتم إيقاف المفاعل ، ويتم تنظيف كل هذا ، ويتم استبدال العناصر التالفة. بسيطة في الوقت المناسب حوالي 7 أيام. كانت الفكرة هي التنبؤ بتكوين فحم الكوك ، وحرقه مع توقف لفترة قصيرة ، وفي هذه الحالة دون فتح المفاعل نفسه ، وبالتالي زيادة الفاصل الزمني للإصلاح.
كيف يمكننا أن نفهم أن فحم الكوك بدأ يتراكم في المفاعل؟ الحصول عليه الأشعة السينية. ولكن هذا ينطوي على تكاليف مالية كبيرة. لذلك ، تقرر تحسينها واللجوء إلى التحليلات.
عندما يبدأ فحم الكوك بالالتزام بأجهزة استشعار درجة الحرارة ، كقاعدة عامة ، فإنها تظهر درجة حرارة أقل قليلاً ، فضلاً عن تشتت أقل لهذه درجة الحرارة. لقد شاهدنا ذلك ، وصممنا نموذجًا بدأ يتنبأ بفحم الكوك دون مسح جاما. لا يزال هذا النموذج في المرحلة التجريبية ، والآن يتيح لك استخدامه:
- إعطاء واجهة واحدة لمراقبة جميع أجهزة الاستشعار على جميع الشبكات.
- فهم وتخطيط أعمال الإصلاح والحمل على موظفي الإصلاح مقدما.
- تقليل فترات الصيانة والتوقف بسبب الإصلاحات.
ليس إنتاج واحد
قد يعتقد أن التحليلات في الإنتاج ترتبط فقط بالإنتاج نفسه. في الواقع ، هذا ليس كذلك ، بما في ذلك حالات التسويق معنا. على سبيل المثال ، يمكننا التنبؤ بأسعار السوق لأنواع معينة من المنتجات.
من المهم أن نلاحظ هنا مرة أخرى ، نحن لا نبني نماذج من أجل النماذج ، نقوم بإنشاء منتجات تامة الصنع بناءً عليها. لذلك ، أنشأنا أيضًا إطار عمل ML الذي أصبح معيارًا واحدًا لمتطلبات النموذج تقريبًا. بغض النظر عن الفريق الذي صنع المنتج ، أو حتى هؤلاء المتعاقدين مع أطراف ثالثة من خلال واجهة برمجة التطبيقات التي تنشئ نماذجهم ، من المهم بالنسبة لنا أن تكون جميع هذه النماذج في واجهة واحدة. هذا يتيح لنا أن نفهم أي من النماذج تعمل بشكل صحيح ، والتي بدأت تتحلل ، والتي لم تبدأ على الإطلاق بسبب نقص البيانات وهلم جرا.
عندما كان هناك 5 نماذج فقط ، كان كل شيء بسيطًا ، مع المراقبة والدعم. وعندما يكون هناك المزيد منهم (بما في ذلك المقاولين) ، يأتي إطار عمل ML لإنقاذ ، والذي يسمح بتوحيد كل منتج رقمي في حاوية ونشر API تلقائيًا. يمكننا وضع جميع النماذج هناك ومراقبتها في نفس الوقت.
لذلك ، نحن نستخدم إطارنا.
لدينا العديد من المهام ، الواضحة وليست للغاية ، وسنكون سعداء للغاية لعلماء البيانات الذين قرروا تجربة أنفسهم في مؤسسة كبيرة ، والآن نحن نبحث عن:
مالك المنتج (موسكو) ؛
عالم البيانات (
موسكو ،
نيجني نوفغورود ،
تومسك ).
وهنا شريط فيديو قصير عن كيفية عملنا