| ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 1 Внедряване на технологии „АНАЛИЗ НА ГОЛЕМИ ДАННИ (BIG DATA) И ИНСТРУМЕНТИ ЗА ОБРАБОТКА НА ГОЛЕМИ МАСИВИ ОТ ДАННИ (BIG DATA ANALYTICS)” : В РАМКИТЕ НА ДЕЙНОСТ 1, ПРЕДПРИЯТИЕТО ВЪВЕЖДА КЛЮЧОВИ ТЕХНОЛОГИИ ОТ ИНДУСТРИЯ 4.0 СЪГЛАСНО ПРИЛ. 18:
„АНАЛИЗ НА ГОЛЕМИ ДАННИ (BIG DATA) И ИНСТРУМЕНТИ ЗА ОБРАБОТКА НА ГОЛЕМИ МАСИВИ ОТ ДАННИ (BIG DATA ANALYTICS)”
ИНДУСТРИАЛЕН „ИНТЕРНЕТ НА НЕЩАТА“ (INDUSTRIAL INTERNET OF THINGS - IIOT)
КИБЕРФИЗИЧНИ СИСТЕМИ (CYBER-PHYSICAL SYSTEMS - CPS)
ПЕРИФЕРНИ ИЗЧИСЛЕНИЯ (EDGE COMPUTING)
, ЧРЕЗ ПРИДОБИВАНЕ НА КОМПЛЕКС ОТ СЛЕДНИТЕ ДМА:
- CNC струг с наклонени направляващи и задно седло
- CNC струг с наклонени направляващи, Y-ос и втори шпиндел
- CNC Обработващ център
и ДНА - Софтуер за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване (ДНА).
ПРЕДВИДЕНИТЕ ЗА ПРИДОБИВАНЕ МАШИНИ НЕ ПРЕДСТАВЛЯВАТ ТРАДИЦИОННО CNC ОБОРУДВАНЕ, А НОВО ПОКОЛЕНИЕ ИНТЕЛИГЕНТНИ МАШИНИ, КОИТО СЪЧЕТАВАТ ФУНКЦИИ ЗА АВТОМАТИЧНО ГЕНЕРИРАНЕ, СЪБИРАНЕ, АНАЛИЗ И ИЗПОЛЗВАНЕ НА ПРОИЗВОДСТВЕНИ ДАННИ В РЕАЛНО ВРЕМЕ.
СОФТУЕР ЗА ВИЗУАЛИЗАЦИЯ, МОНИТОРИНГ И АНАЛИЗИ В РЕАЛНО ВРЕМЕ НА СЪСТОЯНИЕТО НА МАШИНИ И ОБОРУДВАНЕ ЩЕ ОБРАБОТВА ДАННИ ОТ IOT УСТРОЙСТВА, СЕНЗОРИ НА ПРИДОБИВАНИТЕ ПО ПРОЕКТА МАШИНИ И НАЛИЧНИ МАШИНИ С ПОДХОДЯЩИ IOT УСТРОЙСТВА В РЕАЛНО ВРЕМЕ, ЗА ДА ПРЕДОСТАВИ МАКСИМАЛНО ШИРОК СПЕКТЪР ПРОИЗВОДСТВЕНИ АНАЛИЗИ: автоматично отчита параметри, натоварване, причини за престои и ефективност. Софтуерът структурира и визуализира производствени KPI в реално време, като осигурява аналитична база за откриване на зависимости и отклонения в процесите.
В СЪВКУПНОСТТА СИ МАШИНИТЕ И СОФТУЕРА ВЪВЕЖДАТ ТЕХНОЛОГИИТЕ „АНАЛИЗ НА ГОЛЕМИ ДАННИ (BIG DATA) И ИНСТРУМЕНТИ ЗА ОБРАБОТКА НА ГОЛЕМИ МАСИВИ ОТ ДАННИ (BIG DATA ANALYTICS)”, ТЪЙ КАТО МАШИНИТЕ ЩЕ ПОДАВАТ ГОЛЕМИ ДАННИ, А СОФТУЕРЪТ ЩЕ ГЕНЕРИРА СЛЕДНИТЕ ВИДОВЕ АНАЛИЗИ:
1. Оперативни анализи (Operational Analytics)
Софтуерът събира данни от управлението на машините с ЦПУ (основен контролер) и извършва детайлен оперативен анализ на използваемостта и ефективността на машината. Софтуерът изчислява OEE (Overall Equipment Effectiveness) чрез данни за състояния като RUNNING, IDLE, STOPPED и ALARM, като комбинира показатели за наличност, производителност и качество. Въз основа на цикловите времена и отчетените режими на работа, системата открива загуби, престои и неефективности в производствения процес. Данните се визуализират чрез графики и Pareto анализи, които подпомагат оптимизацията на производителността и натоварването на машините.
2. Диагностични анализи (Diagnostic Analytics)
Диагностичните анализи във внедрявания софтуер използват записите от задвижващите системи на сервоосите, главния шпиндел и състоянието на PLC контролерите, за да идентифицират възможни проблеми и закономерности. Системата проследява аларми, кодове за грешки и времената на възникване, за да изчисли ключови показатели като MTBF (Mean Time Between Failures) и MTTR (Mean Time To Repair). Тези анализи дават възможност да се разкрият тенденции на натрупване на грешки, повтаряеми повреди и неефективности в операциите. Освен това софтуерът сравнява работата в различни режими (AUTO, MANUAL, SETUP) и дава графичен преглед на стабилността на процеса.
3. Предиктивни анализи (Predictive Analytics)
Благодарение на високочестотното събиране на данни от задвижващите системи на шпиндела и осите, софтуерът може да извършва предиктивни анализи за оценка на състоянието на машината. Софтуерът идентифицира трендове в натоварването на шпиндела и осите, за да прогнозира износване на лагери, отклонения в позиционирането или повишено триене. Чрез наблюдение на параметри от охлаждащата система и температурата на работната зона може да се предскажат прегрявания или неефективно охлаждане. Възможностите за 3D симулация и измервателни цикли позволяват съпоставяне на реалните резултати със симулираните, което подпомага прогнозната поддръжка и оптимизацията на програмите.
|
460 123.30
|
0.00
|
| ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 2 Внедряване на технологии „АНАЛИЗ НА ГОЛЕМИ ДАННИ (BIG DATA) И ИНСТРУМЕНТИ ЗА ОБРАБОТКА НА ГОЛЕМИ МАСИВИ ОТ ДАННИ (BIG DATA ANALYTICS)” : 4. Анализи за качество (Quality amp; SPC Analytics)
Софтуерът може да използва данни от системата за тъч проба и измервателните цикли на ЦПУ управлението, за да извършва статистически анализи на качеството (SPC). Софтуерът изчислява Cp, Cpk и контролни граници, като следи вариациите в размерите на произведените детайли и стабилността на процеса. Данните от измерванията на пробата се корелират с натоварването на шпиндела, оборотите и параметрите на охлаждането, за да се идентифицират факторите, влияещи върху точността и качеството. Този вид анализи подпомага контрола на качеството и предотвратява възникването на дефекти още в ранна фаза.
5. Енергийни и ресурсни анализи (Energy amp; Efficiency Analytics)
Софтуерът може да проследява енергопотреблението и ефективността на работа чрез данни от електрозадвижванията на моторите и шпиндела. Анализите включват изчисляване на консумацията на енергия за всеки цикъл, определяне на пикове и енергийни загуби по време на празен ход. Системата позволява също така сравнение на енергийната ефективност при различни програми или режими, както и идентифициране на потенциал за оптимизация на охлаждането и смазването. По този начин се намалява разходът на енергия и се подобрява устойчивостта на производствения процес.
6. Анализи за автоматизация и интеграция
С наличието на OPC UA архитектура и WiFi свързаност, софтуерът може да извършва анализи на интеграцията между внедряваните машини и други системи в предприятието. Това включва координация на данни между ЦПУ управлението, измервателни устройства и евентуални роботи или автоматизирани подавачи. Софтуерът може да анализира ефективността на автоматизираните цикли, времето за смяна на инструменти в инструменталния магазин с 24 позиции и да следи синхронизацията между различни етапи на обработка. Тези анализи подпомагат постигането на по-добра производствена координация и повишаване на автоматизацията в рамките на концепцията Индустрия 4.0.
ВСИЧКИ ТРИ ПРИДОБИВАНИ ПО ПРОЕКТА МАШИНИ СЪДЪРЖАТ МНОЖЕСТВО ВГРАДЕНИ СЕНЗОРИ И ИНТЕЛИГЕНТНИ КОМПОНЕНТИ, ВКЛЮЧИТЕЛНО ЗАДВИЖВАНИЯ, МОТОРИЗИРАН ШПИНДЕЛ, ИЗМЕРВАТЕЛНИ СИСТЕМИ, ТЕМПЕРАТУРНИ И ПОЗИЦИОННИ ДАТЧИЦИ. ВСЕКИ ОТ ТЕЗИ ЕЛЕМЕНТИ ГЕНЕРИРА ГОЛЯМ ОБЕМ ОТ ДАННИ, СВЪРЗАНИ С НАТОВАРВАНЕ, СКОРОСТ, ТОК, МОМЕНТ, ТЕМПЕРАТУРА И ТОЧНОСТ. CNC КОНТРОЛЕРИТЕ И НА ТРИТЕ МАШИНИ ОБРАБОТВАТ ИНФОРМАЦИЯТА ЛОКАЛНО И Я ПРЕДАВАТ КЪМ СОФТУЕРА ЗА ВИЗУАЛИЗАЦИЯ, МОНИТОРИНГ И АНАЛИЗИ В РЕАЛНО ВРЕМЕ НА СЪСТОЯНИЕТО НА МАШИНИ И ОБОРУДВАНЕ , КАТО ПО ТОЗИ НАЧИН СЕ РЕАЛИЗИРА ДВУПОСОЧНА КОМУНИКАЦИЯ МЕЖДУ ФИЗИЧЕСКИТЕ УСТРОЙСТВА И СОФТУЕРА.
ПО-КОНКРЕТНО ВСЯКА ОТ ПРИДОБИВАНИТЕ МАШИНИ ГЕНЕРИРА И АНАЛИЗИРА СЛЕДНИТЕ ГОЛЕМИ ДАННИ:
CNC управлението на всяка от машините осъществява прогнозна диагностика и ранно откриване на отклонения, анализирайки динамични данни за състоянието на машините и качеството на обработката. Така се реализират основните принципи на Big Data - непрекъснато събиране и натрупване на данни, и Big Data Analytics - тяхната обработка.
1. CNC стругът с наклонени направляващи, Y-ос и втори шпиндел е оборудван със система за измерване на дължината на инструмента и сензори за натоварване, температура и вибрации. Данните се анализират в реално време, което позволява прогнозна поддръжка и адаптивна оптимизация на параметрите.
2. CNC стругът с наклонени направляващи и задно седло разполага със същата измервателна система и предава данни за натоварване, цикли и износване на инструмента, като извършва вкл. сравнение с исторически стойности за повишаване на ефективността и намаляване на престои. |
0.00
|
0.00
|
| ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 3 Внедряване на технологии „АНАЛИЗ НА ГОЛЕМИ ДАННИ (BIG DATA) И ИНСТРУМЕНТИ ЗА ОБРАБОТКА НА ГОЛЕМИ МАСИВИ ОТ ДАННИ (BIG DATA ANALYTICS)” : 3. CNC обработващият център разполага с разширени софтуерни функции, които реализират на практика концепцията на Big Data и Big Data Analytics чрез автоматизирано събиране, анализ и използване на данни в реално време:
- 3D симулация - визуализира процеса и оптимизира параметрите преди обработка;
- Автоматични измервания - използва пробна сонда за събиране и анализ на геометрични данни в реално време;
- Разширени функции, включващи алгоритми за адаптивно управление, антивибрационен контрол и термокомпенсация;
- Четец на CAD контури - анализира CAD файлове в DXF формат директно в управлението за генериране на траектории без външен софтуер.
СЪВКУПНОСТТА ОТ АКТИВИ - МАШИНИ И СОФТУЕР ЩЕ ОБРАБОТВА ДАННИ ОТГОВАРЯЩИ НА ДЕФИНИЦИЯТА 5V:
Volume (Обем)
Данните от управлението на машините с ЦПУ (основен контролер) се придобиват чрез модул на внедрявания софтуер с висока честота - на всеки 1 или 2 секунди се записват състояния, режими, номер/наименование на текуща NC програма, аларми, статуси, оператор, смяна и други.
За денонощие това представлява хиляди записи-редове във времевата база данни. Обемът на данните е достатъчно голям, за да изисква архитектура, оптимизирана за обработка на времеви редове.
Трябва да се подчертае, че се записват само серии, в които има промяна - това се прави с цел оптимизация на обема.
Velocity (Скорост)
Системата работи в режим „почти реално време“ - информацията за състоянието на машините (RUNNING / MODE (automatic, manual…) / STOPPED / WAITING / IDLE / ALARM (като булева стойност) и други статуси, а също и код на програма, номер на аларма, текст на аларма, числови параметри като натоварване на шпиндела, натоварване по оси, overrides [%], скорост на шпиндела, оператор, смяна и други) се подава и визуализира в уеб клиента на внедрявания софтуер с латентност под 5 секунди.
Това покрива критерия за поточна обработка с висока скорост на постъпване и реакция.
Variety (Разнообразие)
Обработваните данни са разнообразни по структура и семантика:
- технологични параметри (обороти, подаване, натоварване, номер на аларма) - числови;
- дискретни състояния (режим и състояния) - булеви;
- текстови данни (NC програма, алармено съобщение) - низове;
- контекстни данни (оператор, смяна) - структурирани метаданни.
Тези различни типове данни се унифицират и съхраняват като времеви редове във времевата база данни.
Veracity (Достоверност)
Данните от контролерите се придобиват директно чрез стандартен интерфейс на ЦПУ управлението, без ръчно въвеждане, което елиминира субективни грешки.
Софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване автоматично филтрира невалидни стойности и гарантира точна времева синхронизация на събитията.
По този начин данните са достоверни и консистентни - ключово условие за KPI анализите (ISO 22400).
Автоматично придобиване чрез внедрявания софтуер, timestamp синхронизация, верификация и елиминиране на невалидни записи.
Value (Стойност)
Събраните данни се анализират и използват в уеб клиента на софтуера за изчисляване и визуализиране.
Ръководителите могат да анализират наличността на машините за работа, ефективното им натоварване и престоите - както в реално време, така и ретроспективно.
Данните носят измерима бизнес стойност и подпомагат вземането на решения чрез табла за управление (dashboards), отчети и исторически анализи. |
0.00
|
0.00
|
|
ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 4 Внедряване на технологии „АНАЛИЗ НА ГОЛЕМИ ДАННИ (BIG DATA) И ИНСТРУМЕНТИ ЗА ОБРАБОТКА НА ГОЛЕМИ МАСИВИ ОТ ДАННИ (BIG DATA ANALYTICS)” : Обобщение
По проекта се внедрява система за придобиване и анализ на производствени данни от CNC машини с управление от тип ЦПУ контролер.
Данните се записват във времева база данни чрез вградения engine на софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, след което се обработват и визуализират в раздел „Аналитика“ на неговия уеб клиент.
Системата покрива всички основни характеристики на технологията Big Data:
Volume: генерира и съхранява големи обеми от времеви редове;
Velocity: обработва и визуализира данни в реално време;
Variety: комбинира различни типове и структури данни (числови, събитийни, текстови и контекстни);
Veracity: осигурява достоверност чрез директен машинен интерфейс и автоматична верификация;
Value: извлича измерима бизнес стойност чрез KPI анализи и оптимизация на ефективността.
По своя характер системата представлява Industrial Big Data решение, съответстващо на принципите на RAMI 4.0.:
Основните 3 измерения на RAMI 4.0
1. Йерархични нива (от IEC 62264 / ISA-95)
Йерархичните нива в архитектурата на RAMI 4.0 включват: Field Devices → Control Devices → Station → Work Centers → Enterprise → Connected World.
Софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване оперира основно в обхвата между устройството за управление (ЦПУ контролера) и работната станция (Work Center).
2. Жизнен цикъл / Value Stream
Жизненият цикъл в модела RAMI 4.0 преминава от етапа „Type“ (дизайн, инженеринг) към „Instance“ (експлоатация и сервиз).
В нашия случай се събират данни от реалния Instance, тоест от работещите машини, които осигуряват информация за текущото състояние, натоварване и ефективност.
3. Слоеве на архитектурата
Asset Layer - Физическо оборудване
На този слой се намират CNC машините с управление от тип ЦПУ контролер. Това е физическото оборудване, което извършва реалните производствени операции и предоставя основните технологични данни.
Integration Layer - Свързване на активи и данни
На този слой се осъществява връзката между физическите активи и цифровата инфраструктура.
В проекта тази функция се реализира чрез модула за свързаност в софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, който използва комуникационен интерфейс на ЦПУ системата за достъп до машинните данни.
Communication Layer - Протоколи и трансфер
Този слой осигурява предаването на данни между отделните системи.
В нашата архитектура комуникацията се базира на TCP/IP, JSON и API интерфейси на внедрявания софтуер, което гарантира бърз и надежден обмен на информация между машините и аналитичната система.
Information Layer - Модел и контекст на данните
На този слой се дефинира структурата и контекстът на данните.
Информацията се съхранява като времеви редове във времева база данни, която поддържа KPI елементи и осигурява бърз достъп до историческа и текуща информация.
Functional Layer - Анализ, изчисления, KPI
Тук се извършват анализите, изчисленията и обработката на данните.
Функционалността се реализира чрез аналитичните модули на софтуера, които изчисляват показатели за ефективност (KPI) и предоставят аналитична информация за вземане на решения.
Business Layer - Интерпретация и стойност
На най-горното ниво се намира бизнес логиката - интерпретацията на данните и тяхното превръщане в стойност.
Тук софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване предоставя KPI отчети, табла за управление и информация, подпомагаща управленските решения. |
0.00
|
0.00
|
| ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 5 - Внедряване на технология ИНДУСТРИАЛЕН ИНТЕРНЕТ НА НЕЩАТА (IIoT): II. СЪВКУПНОСТТА ОТ ПРЕДВИДЕНИТЕ ЗА ПРИДОБИВАНЕ АКТИВИ/МАШИНИ И СОФТУЕР/ ВЪВЕЖДАТ ТЕХНОЛОГИЯТА: ИНДУСТРИАЛЕН ИНТЕРНЕТ НА НЕЩАТА (IIoT)
Условия за внедряване на Индустриален интернет на нещата
За да бъде дадена производствена система определена като реализация на индустриалния интернет на нещата, тя трябва да отговаря на няколко ключови условия.
Първо, физическите устройства трябва да бъдат оборудвани със сензори и контролери, които могат да събират и обменят данни.
Второ, системата трябва да осигурява двупосочна комуникация между машините и централната аналитична платформа.
Трето, трябва да е наличен софтуерен слой, който анализира, визуализира и управлява информацията в реално време.
Четвърто, системата трябва да може да се разширява и интегрира с други дигитални решения чрез отворени стандарти и протоколи.
Трите машини с управление чрез ЦПУ контролери и софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване покриват напълно всички тези условия.
1. Свързаност и цифрова комуникация
Машините с управление чрез ЦПУ контролери разполагат с вградена цифрова комуникационна архитектура, базирана на индустриални протоколи като Profinet, индустриална връзка между задвижващи системи и OPC UA.
Чрез OPC UA интерфейса машините могат да обменят структурирани данни с външни системи по стандартен и сигурен начин.
Тази свързаност представлява основата на индустриалния интернет на нещата, защото осигурява мрежа от интелигентни обекти, които комуникират помежду си и с аналитичната платформа - софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване
Безжичните (Wi-Fi) и кабелните (Ethernet) връзки позволяват дистанционно наблюдение и управление, като по този начин се постига пълна интеграция между физическото оборудване и цифровата инфраструктура.
2. Интелигентни устройства и сензори
Трите машини съдържат множество вградени сензори и интелигентни компоненти, включително задвижващи системи на сервоосите, моторизиран шпиндел, измервателни системи за позиция и точност, както и температурни и позиционни датчици.
Всеки от тези елементи генерира голям обем от данни, свързани с натоварване, скорост, ток, момент, температура и точност.
ЦПУ контролерите обработват информацията локално и я предават към софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, като по този начин се реализира двупосочна комуникация между физическите устройства и софтуера.
Тази архитектура позволява машините да бъдат разглеждани като интелигентни устройства, които не само изпълняват команди, но и споделят своето състояние и параметри с останалата мрежа.
3. Роля на софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване в архитектурата на IIoT
Софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване изпълнява централна роля в изграждането на индустриалния интернет на нещата.
Той действа като интеграционна и аналитична платформа, която събира, обработва и съхранява данните от машините във времева база данни.
Софтуерът анализира информацията в реално време, изчислява показатели за ефективност и натоварване и визуализира резултатите чрез уеб клиент.
Чрез тази архитектура физическите данни от машините се превръщат в цифрови знания и управленски решения.
Софтуерът осигурява свързаност, прозрачност и интелигентност - основните принципи на индустриалния интернет на нещата.
4. Реализация на двупосочна комуникация и интелигентна интеграция
Комбинацията от трите машини и софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване реализира пълна двупосочна комуникация между физическите устройства и цифровата платформа.
|
0.00
|
0.00
|
| ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 6 - Внедряване на технология ИНДУСТРИАЛЕН ИНТЕРНЕТ НА НЕЩАТА (IIoT): Данните, които се генерират от машините, се предават към софтуера, където се анализират, визуализират и използват за вземане на решения.
В обратна посока системата може да подава известия, препоръки и сигнали обратно към операторите и машините.
Така се изгражда интелигентен производствен цикъл, в който физическите и дигиталните компоненти работят синхронно.
Този обмен на данни и обратна връзка е същността на индустриалния интернет на нещата.
5. Обработка на големи данни и предиктивна аналитика
Чрез софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване и времевата база данни системата реализира обработка на големи обеми данни, събирани с висока честота от машините.
Тези данни включват технологични параметри, аларми, режими, натоварвания и контекстна информация.
След като бъдат събрани, те се анализират в реално време, като се извършват изчисления за ефективност, престои и натоварване.
На следващо ниво могат да се прилагат алгоритми за предиктивна поддръжка и оптимизация на производствения процес.
Това показва, че системата надхвърля традиционното събиране на данни и реализира аналитичните възможности на индустриалния интернет на нещата.
6. Връзка с концепцията за Индустрия 4.0
Реализацията на трите машини и софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване е пряко свързана с принципите на Индустрия 4.0.
- съчетава свързаност, цифровизация, автономност и интеграция между човека, машините и софтуера.
- осигурява реалновремеви поток от данни, прозрачност на процесите, проследимост и интелигентна оптимизация.
По този начин трите машини и софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване могат да бъдат определени като основен елемент от дигиталната трансформация на производството и като конкретна реализация на индустриалния интернет на нещата.
ПО-КОНКРЕТНО ВСЯКА ЕДНА ОТ МАШИНИТЕ Е НЕОБХОДИМА ЗА ВНЕДРЯВАНЕ НА IIOT ЧРЕЗ СЛЕДНИТЕ СВОИ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
- И ТРИТЕ МАШИНИ ИМАТ интелигентни CNC КОНТРОЛЕРИ, оборудвани са с комуникационни интерфейси, сензори и функции за двупосочен обмен на данни в реално време. Всички машини разполагат с Wi-Fi свързаност и OPC UA архитектура, която осигурява стандартизиран, защитен и отворен протокол за комуникация между оборудването и софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, което осигурява дистанционен достъп, проследимост и управление. Вградените датчици за температура, вибрации, натоварване и енергийна консумация формират постоянен поток от информация, която се анализира в реално време и подпомага предиктивната поддръжка, оптимизацията на процесите и ефективното използване на машинния капацитет.
1. CNC стругът с наклонени направляващи, Y-ос и втори шпиндел разполага с вградени сензори за натоварване, температура и вибрации, както и с Wi-Fi и OPC UA интерфейси, чрез които данните се обменят между шпиндела, револверната глава и охлаждащата система. Това осигурява наблюдение на всички критични параметри и автоматично предаване на информация към системата за мониторинг.
2. CNC стругът с наклонени направляващи и задно седло поддържа Wi-Fi комуникация и OPC UA протокол, което позволява постоянна свързаност с останалото оборудване и предаване на данни към вътрешната дигитална инфраструктура. Чрез това машината осигурява наблюдение на натоварване, температура, работни цикли и състояние на инструментите, като изпраща данните към софтуера за централен анализ.
3. CNC обработващият център също притежава Wi-Fi и OPC UA комуникационни интерфейси, чрез които в реално време се предават данни от шпиндела, осите и системата за охлаждане. Чрез тях се осигурява непрекъснато наблюдение на процесите, дистанционна диагностика и автоматично подаване на информация към интегрираната система за управление. |
0.00
|
0.00
|
| ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 7 - Внедряване на технология ПЕРИФЕРНИ ИЗЧИСЛЕНИЯ (EDGE COMPUTING): Заключение:
Трите CNC машини с управление чрез ЦПУ контролери, оборудвани със задвижващи системи на сервоосите, измервателни системи и датчици, в комбинация със софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, реализират пълна архитектура на индустриалния интернет на нещата.
Системата свързва физическите устройства с аналитичната платформа, осигурява обмен на данни в реално време, интелигентен анализ и визуализация.
Тя обединява физическите процеси и цифровото управление в една интегрирана система, която осигурява прозрачност, ефективност и предсказуемост на производството.
Следователно, съвкупността от трите машини и софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време внедряват индустриалния интернет на нещата и представляват съвременен пример за интелигентно и свързано производство.
ТРИТЕ ВНЕДРЯВАНИ МАШИНИ САМОСТОЯТЕЛНО И В СЪВКУПНОСТ С ВНЕДРЯВАНИЯ СОФТУЕР ЗА ВИЗУАЛИЗАЦИЯ, МОНИТОРИНГ И АНАЛИЗИ В РЕАЛНО ВРЕМЕ НА СЪСТОЯНИЕТО НА МАШИНИ И ОБОРУДВАНЕ ВЪВЕЖДАТ ТЕХНОЛОГИЯТА ПЕРИФЕРНИ ИЗЧИСЛЕНИЯ
Edge Computing означава, че обработката на данните се извършва близо до източника - на „ръба“ на мрежата, тоест директно в машините, техните контролери или локалния сървър, а не само в облака.
В индустриален контекст това представлява събиране, предварителна обработка и филтриране на данни на нивото на машината (ЦПУ или PLC контролер), като само релевантните и обработени данни се предават към централна система като внедрявания софтуер.
По този начин реакции като аларми, контрол и анализи могат да се извършват в реално време, без необходимост от комуникация с облачна инфраструктура.
Аргументи, че трите машини извършват Edge Computing
1. ЦПУ контролери (основни и разширени версии)
Контролерите обработват и анализират данните локално - обороти, натоварвания, координати, аларми, температури и други технологични параметри.
Те разполагат с вграден процесор и софтуерни функции за програмно управление, които извършват локални изчисления, цикли и измервания, преди данните да бъдат изпратени към внедрявания софтуер.
Това представлява класически пример за Edge слой - обработка на данни „на ръба“ на мрежата.
2. Задвижващи системи на сервоосите и шпиндела
Задвижващите системи имат вградена диагностика и функции за самонаблюдение - изчисляват ток, момент, следяща грешка и температурни профили.
Тези изчисления се извършват в самия задвижващ модул, преди стойностите да се предадат на контролера.
Това е пример за децентрализирана обработка на данни в реално време, което е основна характеристика на Edge Computing.
3. Моторизиран шпиндел и измервателни системи
Измерванията, свързани с инструмента и детайла, се анализират локално от машините чрез измервателни цикли, компенсации и корекционни алгоритми, без нужда от външен облак.
Машините сами коригират стойности и записват само обработените резултати - форма на локална интелигентност, известна като edge analytics.
4. OPC UA архитектура и безжична комуникация
Машините разполагат с OPC UA сървър, който осигурява структуриран и сигурен обмен на данни между Edge слоя (машините) и внедрявания софтуер.
OPC UA поддържа модел на комуникация „publish/subscribe“, при който филтрацията и агрегацията на данните се извършват още на машинно ниво, преди те да достигнат до сървъра.
Допълнително, чрез Wi-Fi и Ethernet връзки се осигурява гъвкава и надеждна комуникация с ниска латентност.
5. Локален сървър на софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време
Когато софтуерът е инсталиран локално (on-premise), той действа като Edge gateway - получава данни от машините, извършва първична обработка (времеви редове, валидиране, изчисления на OEE и KPI) и ги записва във времева база данни.
Впоследствие облачните услуги или уеб клиентът получават вече агрегирани и обработени резултати.
Това е типичен пример за Edge архитектура, при която данните се анализират на място преди централизираната им обработка. |
0.00
|
0.00
|
| ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 8 - Внедряване на технология ПЕРИФЕРНИ ИЗЧИСЛЕНИЯ (EDGE COMPUTING): ПО-КОНКРЕТНО ВСЯКА ЕДНА ОТ ПРИДОБИВАНИТЕ ТРИ МАШИНИ ВЪВЕЖДА EDGE COMPUTING ПО СЛЕДНИЯ НАЧИН:
Предвидените за придобиване активи осъществяват локална обработка на данни и изпълнение на изчислителни операции директно в CNC управлението, без необходимост от външни сървъри или облачни платформи. Вграденият контролер анализира в реално време информацията от сензорите и подава автоматични корекции в работните параметри, като по този начин се реализира архитектурата на периферни изчисления (Edge Computing).
Интелигентното CNC управление извършва непрекъснато събиране и анализ на данни от шпиндела, осите, охлаждащата система и инструментите. Локалната обработка на тези данни позволява мигновена реакция на отклонения - регулиране на оборотите, подаването и компенсация на вибрации или термични разширения, без нужда от намеса на оператор.
1. CNC стругът с наклонени направляващи, Y-ос и втори шпиндел извършва локална обработка на информацията от сензорите за натоварване, вибрации и температура, като при установяване на аномалии системата автоматично адаптира оборотите на шпиндела, подаването или движението по осите. Това осигурява стабилност и качество на обработката в реално време.
2. CNC стругът с наклонени направляващи и задно седло използва локални алгоритми в CNC управлението за компенсация на геометрични отклонения и автоматично коригиране на позиционирането при промяна на натоварването. Системата за измерване на инструмента и обратната връзка от задвижванията позволяват анализ и реакция в рамките на милисекунди.
3. CNC обработващият център притежава разширени технологични функции (Advanced Technology Functions), които извършват автоматичен анализ на натоварването и оптимизация на движенията на осите и шпиндела. Освен това:
- Чрез функцията Measuring Cycles (измервателни цикли) се извършва локално измерване на геометрията и корекция на отклоненията;
- 3D симулацията осигурява предварителна виртуална проверка и корекция на параметрите още преди реалната обработка;
- Охлаждането през шпиндела и антивибрационните алгоритми се управляват локално от контролера, осигурявайки оптимални режими без външна намеса.
Благодарение на тези функции, машините анализират и адаптират поведението си локално, което елиминира латентността, осигурява бърза реакция на промените в натоварването и предотвратява грешки или дефекти.
Описаните функционалности напълно покриват определението за технологията „Периферни изчисления (Edge Computing)” в пълно съответствие с Приложение 18, тъй като:
- обработката на данни и вземането на решения се извършват директно в машината, възможно най-близо до източника на данни;
- реакцията на системата е в реално време, без зависимост от външен изчислителен център;
- архитектурата осигурява автономност, стабилност и непрекъсната оптимизация на процесите;
Обобщение: Да, трите машини извършват Edge Computing
Трите машини с управление чрез ЦПУ контролери, оборудвани със задвижващи системи на сервоосите, моторизиран шпиндел, измервателни системи и свързани чрез OPC UA към софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, реализират пълноценен Edge Computing слой.
Те извършват локална обработка на данни в реално време, филтрират и агрегират информацията още на ниво контролер и задвижвания, а софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване действа като Edge gateway, който съхранява и анализира резултатите във времева база данни.
Тази архитектура осигурява минимална латентност, висока надеждност и пълна интеграция с концепцията Индустрия 4.0. |
0.00
|
0.00
|
| ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 9 - Внедряване на технология КИБЕР-ФИЗИЧНА СИСТЕМА (CYBER-PHYSICAL SYSTEM - CPS) : ТРИТЕ МАШИНИ И СОФТУЕРЪТ ЗА ВИЗУАЛИЗАЦИЯ, МОНИТОРИНГ И АНАЛИЗИ В РЕАЛНО ВРЕМЕ НА СЪСТОЯНИЕТО НА МАШИНИ И ОБОРУДВАНЕ ВНЕДРЯВАТ НЕ ПРОСТО КИБЕРФИЗИЧНА СИСТЕМА, А ЦЯЛОСТНА КИБЕРФИЗИЧНА ПРОИЗВОДСТВЕНА СИСТЕМА (CYBER-PHYSICAL PRODUCTION SYSTEM - CPPS)
1. Определение на Cyber-Physical Production System (CPPS)
Киберфизичната производствена система представлява интегрирана архитектура, в която физическите производствени ресурси - включително машини, роботи и сензори - и цифровите системи - включително софтуер, бази данни и аналитични модули - са свързани чрез комуникационна мрежа в реално време.
В такава система физическите обекти събират данни чрез сензори, взаимодействат с цифрови алгоритми, вземат решения автоматично или полуавтоматично и комуникират помежду си и с оператори.
Основната цел на киберфизичната производствена система е да осигури гъвкаво, оптимизирано и интелигентно производство, при което всяка машина е част от единна киберфизична екосистема.
2. Основните компоненти на CPPS
Според концепцията на Индустрия 4.0, киберфизичната производствена система се състои от пет взаимносвързани слоя - физически, киберен, комуникационен, изчислителен и когнитивен.
Трите машини, оборудвани с управление чрез ЦПУ контролери и софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване напълно покриват всички тези нива и реализират взаимодействие между тях в реално време.
3. Обосновка по слоеве
Физически слой
Този слой включва механичните системи на трите машини - шпиндели, сервооси, хидравлични и охлаждащи модули, както и измервателни системи за позиция и точност. Това е материалната основа на системата, в която се извършват реалните производствени процеси на рязане, движение, охлаждане и позициониране, генериращи физически данни.
Киберен слой
Киберният слой е реализиран чрез ЦПУ контролерите с интегрирани програмни функции за управление и чрез регулаторите на задвижващите системи. Тези контролери обработват цифрово данните от физическите процеси, управляват движенията и изпълняват локални алгоритми за оптимизация и компенсация.
Комуникационен слой
Комуникацията се осъществява чрез OPC UA интерфейс, Wi-Fi и Ethernet свързаност, както и чрез индустриални шини като Profinet и връзките между задвижващи системи. Тези технологии позволяват двупосочен обмен на данни между физическите машини и софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, включително състояния, аларми и натоварвания в реално време.
Изчислителен слой
Изчислителният слой се реализира чрез софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, който служи като аналитична и интеграционна платформа с времева база данни. Той събира и обработва данните от машините, изчислява показатели за ефективност, качество, енергийна ефективност и предиктивна поддръжка.
Когнитивен слой
Когнитивният слой е реализиран чрез уеб клиента на софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, който визуализира данните, подпомага анализа и вземането на решения от оператори и мениджъри. На този етап цифровата информация се превръща в конкретни действия за оптимизация и подобрение на производството. |
0.00
|
0.00
|
| ДЕЙНОСТ 1 - ЧАСТ 10 - Внедряване на технология КИБЕР-ФИЗИЧНА СИСТЕМА (CYBER-PHYSICAL SYSTEM - CPS): 4. Интегрирана функционалност на CPPS
Комбинацията от трите машини и софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване реализира пълна затворена киберфизична верига. Данните от сензорите за обороти, ток, натоварване, температура и позиция се събират от физическите компоненти на машините. ЦПУ контролерите извършват локална обработка и предават резултатите чрез OPC UA. Софтуерът за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване агрегира и анализира информацията, прилага алгоритми за ефективност, качество и предиктивна диагностика. Уеб клиентът визуализира резултатите в реално време и подава аларми или препоръки за действие. Така операторите или машините могат да извършат необходимите корекции. Системата реализира самонаблюдение, самооценка и самокорекция - основни характеристики на киберфизичните производствени системи.
5. Какво прави системата производствена
Комбинацията от трите CNC машини и софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване представлява производствена система, тъй като обединява реални производствени процеси - металообработка, измерване, подаване и смазване. Системата работи с контекст на оператора - смени, програми и поръчки - и извършва анализи на ефективност, качество и използване на ресурси. Тя осигурява проследимост и оптимизация на производствените процеси в реално време, което е основна характеристика на съвременните производствени системи.
6. Предимства и ефекти на CPPS
Киберфизичната производствена система, изградена от трите машини и софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване, притежава редица предимства. Тя е интелигентна, защото анализира и коригира работата на машините в реално време. Тя е автономна, тъй като може да взема решения и да изпраща аларми без човешка намеса. Осигурява пълна проследимост на производствените процеси и детайлите чрез запис на данни в софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване с времеви марки. Системата е гъвкава и може да се адаптира към промени в поръчките, операторите и производствените режими. Освен това е интегрирана, защото обединява физическите машини, данните и човешкия фактор в единна платформа.
7. Заключение
Трите CNC машини с управление чрез ЦПУ контролери, оборудвани със задвижващи системи на сервоосите, измервателни системи и внедряваният аналитичен софтуер, формират пълноценна киберфизична производствена система. Тази система обединява физическите производствени процеси с цифровото им моделиране, анализ и управление и реализира обмен на данни в реално време, интелигентен контрол и автономна оптимизация. Комбинацията от машините и софтуера за визуализация, мониторинг и анализи в реално време на състоянието на машини и оборудване и представлява киберфизична производствена система, напълно съвместима с принципите на Индустрия 4.0 - свързаност, прозрачност, предсказуемост и адаптивност.
ДОПУСТИМОСТТА НА АКТИВИТЕ НА БАЗА ИНТЕГРАЦИЯ Е ПОДРОБНО АРГУМЕНТИРАНА В РАЗДЕЛ 9. ДОПЪЛНИТЕЛНА ИНФОРМАЦИЯ НЕОБХОДИМА ЗА ОЦЕНКА НА ПРОЕКТНОТО ПРРЕДЛОЖЕНИЕ.
ПРЕДВИДЕНАТА ДЕЙНОСТ Е НАПЪЛНО ДОПУСТИМА ЗА ФИНАНСИРАНЕ, ТЪЙ КАТО ВОДИ КУМУЛАТИВНО ДО ВЪВЕЖДАНЕ В ПРЕДПРИЯТИЕТО НА ТЕХНОЛОГИИ ОТ ИНДУСТРИЯ 4.0 СЪГЛАСНО ПРИЛОЖЕНИЕ 18 ОТ ПАКЕТА С ДОКУМЕНТИ ПО ПРОЦЕДУРАТА И ДО ТЯХНОТО ПЪЛНО ИНТЕГРИРАНЕ С НАЛИЧНИТЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРЕДПРИЯТИЕТО.
Дейността ще се изпълнява при условията за „регионална инвестиционна помощ“ съгласно чл. 13 и 14 от Регламент (ЕС) № 651/2014, с предмет - инвестиция в ДМА и ДНА за увеличаване на капацитета на съществуващ обект. |
0.00
|
0.00
|
