SMIP de CESMII brilla en la prueba de conducción

GESTIÓN DE DATOS:el don del análisis predictivo del nuevo software independiente del proveedor se demostró en NC State

En una demostración reciente de la plataforma de innovación de fabricación inteligente (SMIP) independiente del proveedor de CESMII, los socios del proyecto primero ayudaron a los gerentes de la planta de purificación de agua de la Universidad Estatal de Carolina del Norte a analizar los datos que recopilaban con instrumentos inteligentes.

“La automatización ha existido durante más de 100 años”, dijo Niels Andersen, cofundador del socio del proyecto ThinkIQ. “Tenemos una gran cantidad de datos recopilados, pero se utilizan muy pocos datos. Los datos no tienen significado, no tienen contexto y no se están reuniendo de manera que podamos hacer un análisis”.

Otras partes clave del proyecto incluyen garantizar que todos los equipos de recopilación de datos tengan nombres completos, usar bases de datos de gráficos para mapear diversas relaciones, centrarse en un estándar (idealmente OPC UA), garantizar que diferentes sistemas y protocolos puedan comunicarse entre sí y desarrollar mejores modelos virtuales de equipos.

El resultado final será un SMIP que estandarice las implementaciones de fabricación inteligente y reemplace los trabajos personalizados con plataformas repetibles, independientes del fabricante y fáciles de usar que permitirán que las plantas de fabricación de cualquier tamaño aprovechen todos sus datos.

CESMII (el Instituto de Innovación en Manufactura Inteligente de Energía Limpia) tiene la intención de tener una versión sólida 1.0 del SMIP para fines de este año, dijo Jonathan Wise, vicepresidente de tecnología de CESMII.

Para llegar al análisis predictivo en la planta de NC State, considerada un entorno similar al de la fabricación, los socios del proyecto ThinkIQ, Savigent, Seeq, Syspro, Semiotic Labs y Microsoft se centraron en integrar múltiples tecnologías de silos separados y actualizar una PC que monitoreaba la calidad del agua. dijo Tim Shope, director de transformación digital del integrador de sistemas Avid.

Antes de la actualización, las tareas básicas, como obtener los datos históricos de una semana, tomaban demasiado tiempo.

A continuación, el equipo de ThinkIQ y otros implementaron un motor de análisis de Seeq para obtener datos en tiempo real del entorno de infraestructura programable en OSISoft, analizar las membranas en los filtros de ósmosis inversa, combinar todos los datos mediante el SMIP de CESMII y establecer un nivel de condición para cuándo es necesario reemplazar las membranas, una acción que iniciaría automáticamente una orden de trabajo a través del software Savigent, dijo Shope.

El siguiente paso fue desarrollar un modelo para la bomba de agua de alta pureza, una bomba que es tan crítica para la misión que se coloca una bomba de repuesto a su lado para un apagado
rápido, al estilo de NASCAR, en caso de que una alarma indique un problema de presión u otro problema, dijo.

Un sensor IoT monitorea la bomba de forma remota en un sistema de aprendizaje automático. Después de un par de semanas, aprende la forma de onda característica de la bomba para que pueda detectar si la bomba está funcionando como se diseñó o si está comenzando a experimentar problemas mecánicos o eléctricos.

La nueva plataforma puede predecir una falla del motor con casi cuatro meses de anticipación, dijo.

Los socios también dieron a cada bomba un nombre separado. “Si todas las bombas están etiquetadas como Pump_01, no tenemos contexto”, dijo Andersen. "Es fundamental dar nombres completos y tener una amplia variedad de herramientas para proporcionar significado".

Lo ideal sería que cada bomba tuviera un nombre que identificara el nombre de la máquina, el nombre de la línea en la que se encuentra la bomba, el nombre de la planta, el proveedor que fabricó la bomba, dijo Wise. Algunos fabricantes ofrecen un sistema de nombres completo, pero muchos no lo hacen.

En una fase posterior del proyecto CESMII, este mapeo será automático, dijo.

Primer centro de NC State en obtener SMIP

CESMII inauguró en abril un nuevo Centro de innovación de fabricación inteligente (SMIC) en NC State. Es el primero de los cuatro SMIC de CESMII en tener el SMIP superpuesto. Los otros tres centros están en UCLA, Texas A&M y el Instituto Politécnico Rensselaer.

En la reciente reunión anual virtual de CESMII, el CEO John Dyck dijo que está buscando más SMIC en, por ejemplo, las áreas de robótica, automotriz, química, acero e inteligencia artificial/aprendizaje automático.

El objetivo de los SMIC es vincular a los fabricantes, los proveedores de tecnología, los integradores de sistemas y los proveedores de equipos con el mundo académico, "demostrando e impulsando la investigación y la innovación que se escale a toda la fabricación de EE. UU.", dijo la organización público-privada.

SMIP tendrá especificaciones abiertas

CESMII publicará el SMIP como especificación abierta, para que cualquier proveedor pueda usarlo, dijo Wise.

“Ganamos si estas ideas se adoptan en otras partes de la industria. Esto requiere un nivel de altruismo que algunos fabricantes dudan porque no están seguros de que funcione”, dijo.

"Ha llegado el momento de que un nivel de soluciones esté abierto a la posteridad para que podamos centrarnos en otros problemas", agregó Wise.

'Espacio en blanco' que es problemático

Uno de los mayores desafíos es que "cada instalación ha hecho una amalgama de infraestructura, sistemas, equipos y herramientas a lo largo del tiempo", dijo Mark Besser, vicepresidente senior de éxito del cliente en Savigent. “Todas esas inversiones se hicieron de manera muy específica porque estaban resolviendo un problema o desafío en un momento dado. Muchas de esas tecnologías se crearon a la medida para resolver esos problemas. Pero cuando echas un vistazo más amplio al panorama, empiezas a notar todo el espacio en blanco que existe entre esas tecnologías”.

En otros casos, es posible que un fabricante quiera integrar tecnologías de diferentes proveedores, pero no puede porque estos sistemas no están diseñados para combinarse con otras plataformas propietarias.

El objetivo es poner en juego todos los datos disponibles para mejorar la eficiencia y la confiabilidad sin romper el presupuesto ni obligar a los fabricantes a cambiar de proveedor, dijo Wise.

Por ejemplo, si un fabricante ejecuta software de la empresa A y desea una solución de control de energía de la empresa B, a menudo el único recurso es sacar el sistema de la empresa A e instalar el de la empresa B.

Shope agregó:“No podemos sacar todas las plataformas de proveedores de nuestras instalaciones hoy. Necesitamos llegar a ese lugar independiente del proveedor”.

El objetivo es reducir el costo de instalación de la infraestructura

Alrededor del 70 por ciento del costo de un proyecto de fábrica digital es el cableado de la estructura de automatización, la conexión de datos y la creación de infraestructura, dijo Wise. El 30 por ciento restante crea nuevo valor a partir de esos datos, a menudo mediante el desarrollo de aplicaciones.

Pero muchas veces, todo el presupuesto de la fábrica digital se gasta en configurar la infraestructura mucho antes de que pueda comenzar un proyecto para desarrollar aplicaciones para analizar datos.

Con el SMIP, CESMII tiene como objetivo reducir ese costo del 70 por ciento para que los fabricantes puedan enfocar los presupuestos en las aplicaciones para analizar los datos, dijo Wise.

Esta transformación no ocurrirá de una vez. “No será un interruptor de luz”, dijo Shope. "Tenemos una gran base de fabricación en los EE. UU. Este sistema deberá migrarse y adoptarse durante un período de tiempo".