-الأمر الذي يعني الاستخدام العملي لتقنية تحكم من الجيل التالي تأخذ في الاعتبار الجودة والإنتاجية وتوفير الطاقة والاضطرابات المفاجئة-
(بزنيس واير)- تعلن شركة "يوكوجاوا" للهندسة الكهربائية (المدرجة في بورصة طوكيو تحت الرمز TOKYO:6841 ) و "جي إس آر" (المدرجة في بورصة طوكيو تحت الرمز4185 TOKYO: ) عن إنجاز تجربة ميدانية تم خلالها إستخدام الذكاء الاصطناعي لإدارة منشأة كيمائية بشكل مستقل مدة 35 يومًا، وهي الأولى من نوعها.[i]
وقد أكدت هذه التجربة أنه يمكن تطبيق الذكاء الاصطناعي لإدارة منشأة كيميائية حقيقية وأثبتت أنّ هذا التقنية يمكنها التحكم بالعمليات التي كانت تتخطى قدرات أساليب التحكم المعتمدة (المتحكّم التناسبي التكاملي التفاضلي [ii] والمتحكم المتقدم بالعمليات[iii]) وكانت تحتاج حتى الآن اتباع دليلَ عمليات صمام التحكم التي تتغير حسب توجيهات العاملين في المنشأة. وإنّ المبادرة التي نتحدث عنها هنا قد تمّ اختيارها في مشاريع العام 2020 ضمن نطاق الترويج لبرنامج الدعم الحكومي لمشاريع الأمان الصناعي المتقدمة التابع لوزارة الإقتصاد والتجارة والصناعة اليابانية.
يلعب قسم الأتمتة والتحكم الصناعي دوراً حيوياً في مجموعة واسعة من القطاعات من النفط والمواد الكيميائية إلى الغاز الطبيعي والطاقة والحديد والصلب، ولب الخشب والورق والصناعات الدوائية والمواد الغذائية. وتتطلب جميعها تفاعلات كيمائية وغيرها من المواد التي تحتاج إلى درجة عالية جدًا من الاعتمادية.
في هذا الاختبار الميداني، تعامل الذكاء الاصطناعي بنجاحٍ مع الظروف المعقدة اللازمة لضمان جودة المنتج والحفاظ على السوائل في عمود التقطير عند مستوى مناسب، مع الاستفادة القصوى الممكنة من الحرارة المهدرة كمصدر للحرارة. الأمر الذي ساعد في استقرار الجودة، وتحقيق عائد مرتفع[iv]، وتوفير الطاقة. وعلى الرغم من وجود الكثير من العوامل المهمّة مثل المطر والثلج والظروف الجوية الأخرى التي قد تعطّل حالة التحكم من خلال التسبب في تغيرات مفاجئة في درجة حرارة الغلاف الجوي، فإن المنتجات التي تم إنتاجها استوفت المعايير الصارمة وتم شحنها منذ ذلك الحين. وبما أنّ الغاية هي الإبقاء على منتجات عالية الجودة فحسب، فقد تم التخلّص من الهدر في الوقود والعمالة والوقت وغيرها من الخسائر التي عادةً ما تحدث عند إنتاج منتجات غير مطابقة للمواصفات. وكذلك تم ضمان العمليات الآمنة بثلاث خطوات.
أما الذكاء الاصطناعي الذي تم استخدامه في هذه التجربة وهو " خوارزميّة البرمجة الديناميكيّة بنمط عاملي قائم على النواة كرنيل"، فقد تمّ تطويره من قبل شركة "يوكوجاوا" بالتعاون مع معهد نارا للعلوم والتكنولوجيا (NAIST) في عام 2018، وقد تمّ الاعتراف به في مؤتمر دولي عن الأتمتة والهندسة تابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE)، باعتباره أول ذكاء اصطناعي فريد من نوعه قائم على التعلم التعزيزي يُمكن استخدامه في إدارة المصنع7. ومن خلال مبادرات تشمل التنفيذ الناجح لتجربة نظام تدريب التحكم8 في عام 2019، وتجربة أخرى أُجريت في أبريل 2020 استُخدم فيها جهاز محاكاة لإعادة إنشاء مصنع كامل9، أكّدت "يوكوجاوا" إمكانات هذا الذكاء الاصطناعي في التحكم الذاتي المستقل10 وطوّرته من نظريةٍ إلى تقنيةٍ مناسبةٍ للاستخدام العملي. والجدير بالذكر، أنه يمكن استخدامه في المناطق التي لم تكن فيها الأتمتة ممكنة في السابق باستخدام طرق التحكم التقليدية (التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي والتحكم المتقدم بالعمليات). هذا وتشمل نقاط قوته القدرة على التعامل مع الأهداف المتضاربة مثل الحاجة إلى الجودة العالية وتوفير الطاقة في الوقت نفسه.
نظرًا لكثرة الظواهر الفيزيائية والكيميائية المعقدة التي تؤثّر على العمليات في المصانع الفعلية، فإنه لا يزال هناك الكثير من المواقف التي تستوجب تدخّل المشغّلين المخضرمين للتحكم بها. فحتّى عندما تطبق أتمتة العمليات باستخدام المتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي والمتحكم المتقدم بالعمليات، لا يزال يتعين على المشغلين ذوي الخبرة العالية إيقاف التحكم الآلي وتغيير قيم التكوين والمخرجات، لا سيّما عند حدوث تغيير مفاجئ في درجة حرارة الغلاف الجوي بسبب هطول الأمطار أو بعض الأحداث الجوية الأخرى، وهذه مشكلة شائعة في العديد من مصانع الشركات. أمّا في ما يتعلق بالانتقال إلى الاستقلال الذاتي الصناعي11، فقد برز تحدٍ كبير للغاية يتمثل في إنشاء التحكم المستقل في المواقف التي لا يزال التدخل اليدوي فيها ضروريًا، وتحقيق ذلك بأقل جهد ممكن مع ضمان مستوى عالٍ من الأمان. وتشير نتائج هذا الاختبار إلى أن هذا التعاون بين شركتي "يوكوجاوا" و "جي إس آر" قد مهّد الطريق لحل هذه المشكلة الطويلة.
ومن جهتها، ترحّب شركة "يوكوجاوا" بالعملاء المهتمين بهذه المبادرات على مستوى العالم. وتهدف الشركة إلى توفير المنتجات والحلول التي تؤدي إلى تحقيق الاستقلال الصناعي على الفور. وتعتقد شركة "جي إس آر" أن هذا العرض يوضّح قدرة الذكاء الاصطناعي على مواجهة التحديات التي لم يكن من الممكن حلّها في السابق في مصنع انتاج الكيماويات وكذلك تعتزم الشركة دراسة إمكانية تطبيق الذكاء الاصطناعي في العمليات والمصانع الأخرى بهدف تحقيق مزيد من التحسينات في الإنتاجية. وللمضي قدمًا في هذا المشروع، ستواصل الشركتان العمل معًا والبحث عن طرق لاستخدام الذكاء الاصطناعي في المصانع.
وفي هذا الصدد، علّق المدير العام لتكنولوجيا الإنتاج في "جي إس آر"، السيد "ماساتاكا ماسوتاني" قائلاً: "في ظل بيئة تتغير بسبب عوامل مثل الاعتماد الكامل لـ 5G والتطورات الأخرى نحو مجتمعٍ رقميّ، فضلًا عن هرم الموارد البشرية التي تضمن سلامة المصنع ونقص الموارد البشرية الفتيّة لاستبدالها، تتعرض صناعة البتروكيماويات لضغط قوي في تحسين معايير السلامة والكفاءة في أنشطتها الإنتاجية من خلال استخدام تقنيات جديدة مثل إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي. ويتمثل توجه "جي إس آر" في جعل الإنتاج ذكيًا من خلال الدمج الاستباقي للطائرات بدون طيار وأجهزة استشعار إنترنت الأشياء والكاميرات وغيرها من التقنيات الجديدة. وقد واجهنا في هذه التجربة التحدي المتمثل في أتمتة التحكم في عمليات المصنع باستخدام تقنية التحكم بالذكاء الاصطناعي. ولقد تحققنا من أن الذكاء الاصطناعي قادرٌ على التحكم بشكل مستقل في العمليات التي تم إجراؤها يدويًا في السابق على أساس خبرة المشغلين، ونحن مقتنعون تمامًا بفائدة التحكم في الذكاء الاصطناعي في المستقبل وإمكانياته. وقد وصلتنا تعليقات من العاملين في هذا المجال تشير إلى أنه لم يتم تقليل العبء على المشغلين فحسب، بل نجحنا أيضًا في التصدي للتحدّي القائم في هذه التكنولوجيا الجديدة، الأمر الذي منحنا دافعًا للمضي قدمًا في تقنية الرقمنة في المستقبل. ومن الآن فصاعدًا، سنقوم بتوسيع العمليات التي يتم التحكم فيها باستخدام الذكاء الاصطناعي، والعمل على تعزيز سلامة واستقرار وتنافسية مصنع انتاج الكيماويات ومن جهته، قال الأستاذ المساعد في معهد نارا للعلوم والتكنولوجيا السيد "تاكاميتسو ماتسوبارا": "أنا في غاية السرور لنجاح هذا الاختبار الميداني. ويتم الآن تطبيق تحليل البيانات والتعلم الآلي على عمليات مصنع انتاج الكيماويات ، لكن التكنولوجيا التي يمكن استخدامها في التحكم الذاتي وتحسين العمليات لم تكن جاهزة تمامًا حتى الآن. وتم تطوير خوارزمية التعلم التعزيزي للذكاء الإصطناعي بالاشتراك مع يوكوجاوا و معهد نارا للعلوم والتكنولوجيا في عام 2018، لتحقيق التحكم المستقل في مصنع انتاج الكيماويات . وعلى الرغم من الحاجة إلى عدد كبير من أجهزة الاستشعار وصمامات التحكم، إلا أنه يمكن للذكاء الاصطناعي إنشاء سياسة تحكم قوية في عدد محدود من تجارب التعلم. وساعدت هذه الميزات في تحسين كفاءة عملية التطوير، وأدت إلى تحقيق التحكم الذاتي لفترة طويلة بلغت 840 ساعة أثناء الاختبار الميداني. لذا أعتقد أن هذا الإنجاز الصعب للغاية في عملية التحكم المستقل في عمود التقطير الفعلي، بالإضافة إلى رفع مستوى التطبيق العملي إلى نقطةٍ يمكن فيها دمج عملية الإنتاج والسلامة بالكامل في نظام واحد، لهما أهمية بارزة وملحوظة في قطاع الصناعة ككل. وأتطلع لرؤية ما سيحدث مع هذه التكنولوجيا في المستقبل القريب".
وأضاف نائب رئيس "يوكوجاوا إلكتريك" ورئيس المقر الرئيسي لمنتجات يوكوجاوا، السيد "كينجي هاسيغاوا":"إنّ نجاح هذا الاختبار الميداني جاء وليد الجمع بين المعرفة العميقة بعملية الإنتاج والجوانب التشغيلية التي لا يمكن للعميل وحده أن يوفرها من جهة، وبين قوة يوكوجاوا في تعزيز القياس والسيطرة والمعلومات لإنتاج القيمة من جهةٍ أخرى. ومن المقترح أن يساهم الذكاء الاصطناعي في التحكم الذاتي المستقل (خوارزميّة البرمجة الديناميكيّة بنمط عاملي قائم على النواة كرنيل ) بشكل ملحوظ في استقلالية الإنتاج، وزيادة عائدات الاستثمار والاستدامة البيئية حول العالم. والجدير بالذكر، أن شركة "يوكوجاوا" قد قادت العالم نحو تطوير أنظمة التحكم الموزّعة التي تتحكم بتشغيل مرافق إنتاج المصانع وتراقبها، ودعمت نمو مجموعة من الصناعات. وسعيًا منّا إلى إنشاء عالم تشغيل مستقل يشكّل نموذجًا لمستقبل الصناعات، فإننا نروّج اليوم لمفهوم الأتمتة الصناعية إلى الاستقلالية الصناعية (AI2IA). وكذلك سنقوم بتسريع التطوير المشترك للذكاء الاصطناعي في التحكم الذاتي مع عملائنا حول العالم، بغية تحقيق إنتاج قوي ومرن يأخذ في الاعتبار تأثير الاختلافات في البشر والآلات والمواد والأساليب في كل من قطاعات الطاقة والمواد والأدوية والعديد من الصناعات الأخرى".
*1
استنادًا إلى الاستقصاء الذي أجرته شركة "يوكوجاوا إلكتريك" في فبراير 2022 بشأن الذكاء الاصطناعي الذي يغير بشكل مباشر المتغير المتلاعب في المصنع الكيميائي.
*2
التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي: اقترح نيكولاس مينورسكي لأول مرة في عام 1922، تقنية تحكم في البنية التحتية للصناعات المعالجة بهدف التحكم في الكمية ودرجة الحرارة والمستوى والضغط والمكونات. وتنفذ هذه التقنية التحكم إزاء القيمة المستهدفة أثناء استخدام نتائج كل من حسابات التناسب والتكامل والتفاوض وفقًا للتفاوت بين القيمة الحالية والقيمة المحددة. وتواجه عدة مشاكل مثل عدم القدرة على التعامل مع عدة اضطرابات خارجية (تغيرات الطقس والمناخ والتكوين المادي)، والتغييرات المتكررة في القيم المستهدفة، مما يستلزم اللجوء إلى التحكم اليدوي.
*3
التحكم المتقدم بالعمليات: يستخدم هذا التحكم نموذجًا حسابياً قادراً على توقع الاستجابات العملية ويعطي قيمًا محددة لحلقة التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي في الوقت الفعلي من أجل تحسين الإنتاجية والجودة وإمكانية التحكم. كما يمكن تطبيقه بسهولة للتحكم بغرض زيادة الإنتاج وتقليل وقت العمل وتوفير الطاقة. وينتج عن ضم استخدام التحكم المتقدم بالعمليات، تقليل التفاوت في البيانات، مما يعطي امكانية الاقتراب من حدود الأداء التشغيلي (أي الحالة التي يمكن فيها الحصول على الأداء الأمثل). ومع ذلك، فهو محدود نظراً لعدم قدرته على الاستجابة للتبخير السريع للسوائل والتفاعلات الكيميائية الأخرى، والتغيرات الرئيسية في تكوين المواد، والتغيرات في الآلات.
*4
حجم المادة المستهدفة التي يتم الحصول عليها بالفعل من المواد الخام من خلال عملية التكرير
*5
يتيح نظام التحكم المتكامل "سنتوم في بي" CENTUM VP متابعة عملية الإنتاج بأكملها أثناء مراقبة الضغوط والتحكم فيها ومعدلات التدفق ودرجات الحرارة وعوامل أخرى، بالإضافة إلى دمج وظائف متشابكة متنوعة للتشغيل الآمن والمستقر وتفادي الحوادث. ومن الممكن العمل بالتعاون مع أنظمة السلامة المجهزة ووسائل الإغلاق في حالات الطوارئ وأنظمة الحماية من الحرائق وغيرها من أجل تفادي الحوادث.
*6
آلية تمنع بدء التشغيل ما لم يتم استيفاء شروط معينة قبل التشغيل. تزيد من السلامة من خلال منع العمليات الغير صحيحة والأخطاء الإجرائية وما شابه ذلك.
*7
خوارزميّة البرمجة الديناميكيّة بنمط عاملي قائم على النواة كرنيل( FKDPP ) للتحكم في نموذج مصنع خلات الفينيل الأحادي، اغسطس 2018. / https://ieeexplore.ieee.org/document/8560593 (معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات). معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات هو مؤسسة للبحوث الأكاديمية والمعايير التقنية مقرها الولايات المتحدة تركز على مجالات الهندسة الكهربائية وهندسة المعلومات. وهي تضم أكثر من 400 ألف عضو في 160 دولة حول العالم.
*8
نظام تحكم بمستوى خزان ثلاثي المستويات يستخدم لإجراء التدريبات والتجارب التي تتضمن تنظيم تدفق المياه من مستوى إلى آخر، لتحقيق الهدف العام وهو التحكم في أدنى مستويات المياه. كما يتضمن أيضًا أجهزة لإحداث اضطرابات اصطناعية تغيّر تدفق المياه بشكل عشوائي. ونظرًا لطبيعة السوائل، فإن التحكم في معدلات تدفقها يمثل تحديًا صعبًا في الصناعات المعالجة. وإن التمكن من القيام بهذا التحكم بشكل مناسب يؤديء إلى زيادة الإنتاجية في مواقع التصنيع.
*9
التعلم التعزيزي القابل للتطوير للتحكم على مستوى المصنع في عملية خلات الفينيل الأحادي، ممارسة هندسة التحكم، المجلد 97، أبريل 2020 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967066120300186
*10
تُعرّف "يوكوجاوا" الذكاء الاصطناعي للتحكم الذاتي بأنه الذكاء الاصطناعي الذي يستنتج الطريقة المثلى للتحكم بشكل مستقل ويتمتع بمستوى عالٍ من القوة تمكنه من التعامل بشكل ذاتي إلى حد ما مع الحالات التي لم يسبق له مواجهتها.
*11
تحدد "يوكوجاوا" الاستقلالية الصناعية على النحو التالي: "امتلاك أصول المصنع والعمليات قدرات تعليمية وتكيفية تتيح الاستجابات بتدخل بشري بأقل نسبة، وتمكين المشغّلين من أداء الاستخدام الأمثل ذات مستوى أعلى." وفي الردود على استقصاء المستخدم النهائي العالمي حول تنفيذ الاستقلالية الصناعية التي نفذتها "يوكوجاو" في عام 2021 والتي غطت 534 من صناع القرار في 390 شركة تصنيع، قال 42٪ إن تطبيق الذكاء الاصطناعي لتحسين عملية المصنع سينعكس بشكل كبير على الاستقلال الذاتي الصناعي في السنوات الثلاث المقبلة.
المرجع: https://web-material3.yokogawa.com/1/30261/tabs/The_Acceleration_of_Industrial_Autonomy_English.pdf)
إنّ جميع أسماء الشركات، والمؤسسات، والمنتجات، والخدمات، والشعارات الواردة في هذا البيان الصحفي هي إمّا علامات تجارية مسجلة أو علامات تجارية تابعة لشركة "يوكوجاوا إلكتريك" أو لمؤسسة "جي إس آر" أو لأصحابها المعنيين.
لمحة عن "يوكوجاوا"
تقدم يوكوجاوا حلولًا متقدمة في مجال أجهزة القياس والتحكم وتكنولوجيا المعلومات لعملائها في قطاعات صناعية واسعة بما فيها الطاقة والكيمائيات والمواد والصناعات الغذائية وصناعة الأدوية. ومن خلال استهدافها لهذا القطاع، تساعد "يوكوجاوا" الشركات على تعزيز أرباحها وزيادة إنتاجها عبر سلسلة توريد تطبق التقنيات الرقمية الفعالة بما يسمح بالإنتقال إلى العمليات المستقلة. ولازالت شركة "يوكوجاوا"، التي تأسست عام 1915 في طوكيو تعمل من أجل مجتمع مستدام بمساعدة 17 لف و500 موظف من خلال شبكتها العالمية المكوّنة من 119 شركة في 61 بلداً. للمزيد من المعلومات حول "يوكوجاوا"، يرجى زيارة الموقع الإلكتروني التالي: www.yokogawa.com
لمحة عن شركة "جي إس آر"
مؤسسة "جي إس آر" هي شركة متعددة الجنسيات يعمل فيها أكثر من 9000 موظفٍ حول العالم وهي مزود رائد للمواد في الأسواق التي تعتمد على التكنولوجبا، بالإضافة إلى أنها تقود إبتكار المواد وخلق منتجات مفيدة تغني المجتمع والشعب والبيئة. المركز الرئيسي لشبكة "جي إس آر" العالمية هو في طوكيو، اليابان وتنتشر مصانعها ومكاتبها في أوروبا والولايات المتحدة والصين وتايوان وكوريا وتايلند. كذلك، تتوجه "جي إس آر" إلى الأبحاث مما يجعلها تسعى للتعاون الوثيق مع مبتكرين رائدين في عدد من المجالات الصناعية والذين يلعبون دورًا رئيسيًّا في الحفاظ على مصلحة المجتمع البشري في الوقت الراهن وفي المستقبل في مجالات العلوم الحياتية والمواد الإلكترونية والشاسات والبلاستيك والمطاط الصناعي. للمزيد من المعلومات حول "جي إس آر "، يرجى زيارة الموقع الإلكتروني التالي/https://www.jsr.co.jp/jsr_e
ملخّص عن الإختبار الميدانيّ
۱. هدف الإختبار الميدانيّ
(۱) إثبات إمكانيّة تطبيق التعلّم التعزيزيّ للذّكاء الإصطناعيّ (عن طريق خوارزميّة البرمجة الديناميكيّة بنمط عاملي قائم على النواة ) في المصانع حيث تُعدُّ السّلامة ضرورةً ملحّة.
(۲) إثبات أنّ التعلّم التعزيزيّ للذّكاء الإصطناعيّ يمكن استخدامه للتّحكّم في مجالات لا يمكن لأساليب التّحكّم الحاليّة (التحكّم التناسبيّ التكامليّ التفاضليّPID ⁄ والتحكم المتقدم بالعمليات APC) أتمتتها.
2. تفاصيل الإختبار الميدانيّ
مقرّ الشّركة
معمل" جي إس آر" الكيميائي في اليابان
المجالات الخاضعة للرقابة
أعمدة التّقطير
المجالات حيث لا يمكن تطبيق أساليب التحكّم الموجودة مسبقاً (المتحكّم التناسبيّ التكامليّ التفاضليّPID والمتحكم المتقدم بالعمليات APC) وحيث يمكن تطبيق التّحكّم اليدويّ فقط (حيث يأخذ المشغّلون في عين الإعتبار مستوى تشغيل الصّمامات ويشغّلونها بأنفسهم).
المناطق حيث يُعدُّ المطر والثّلج والأحوال الجويّة الأخرى عوامل مهمّة يمكن أن تعطّل حالة التّحكّم إذ تتسبّب بإحداث تغييراتٍ مفاجئة في درجة حرارة الغلاف الجويّ.
عندما تمّ تسخين وفصل المادّتين "أ" و "ب" اللتين لهما نقطتا غليان مشابهة، تمّ تطبيق التّحكّم الأمثل للحفاظ على السّوائل في عمود التّقطير في المستوى المناسب، بحيث تطابق جميع المنتجات المعايير المطلوبة. ولتوفير الطّاقة في الوقت نفسه، فقد كانت الصّمامات تعمل على زيادة استخدام الحرارة المهدورة إلى أقصى حدّ كمصدر حرارة لعمود التّقطير واستخراج المادّة المطلوبة "أ" في حالة مثاليّة.
التّحكّم عبر الذّكاء الإصطناعيّ
التعلّم التعزيزيّ للذّكاء الإصطناعيّ (عن طريق خوارزميّة البرمجة الديناميكيّة بنمط عاملي قائم على النواة)
المنتجات والتّقنيّات المستخدمة
يوكوجاوا
محاكاة "أوميغا لاند" لتشغيل المصانع (وهو محاكاة ابتكرته الشركة الفرعيّة أوميغا التابعة لشركة "يوكوجاوا إلكتريك" اليابانيّة) .
إطلاق نظام التّحكّم "سينتوم في بي" وهو نظام متكامل للتّحكّم في الإنتاج .
إطلاق نظام التحكّم التفاعليّ لربط البيانات وتضمينها "أو بي سي" (وهو عبارة عن برنامج يتيح إدارة مجموعة متنوّعة من قواعد البيانات المستخدمة في الصّناعات التّحويليّة. ويستخدم واجهة تتطابق مع معايير نظام التحكّم التفاعليّ لربط البيانات وتضمينها "أو بي سي" التي تحدّدها مؤسّسة "أو بي سي". وتكمن وظائفه في الحفظ التّلقائيّ لبيانات العمليّة.)
إطلاق برنامج تسجيل البيانات "جي أي ۱۰" (لشاشة التّشغيل وجهاز الإدخال (واجهة الإنسان والآلة HMI) وتسجيل البيانات) وغيرها.
إدارة العمليّة
تّدارُ العمليّة عبر نظام التّحكّم "سينتوم في بي" وهو نظام متكامل للتّحكّم في الإنتاج .
ويسمح هذا النّظام بالمضي قدماً في عمليّة الإنتاج بأكملها مع مراقبة الضغوط والتّحكّم فيها، ومعدّلات التّدفّق، والحرارة، وعوامل أخرى مماثلة، فضلاً عن دمج الوظائف المتشابكة المختلفة من أجل تشغيلٍ آمن ومستقرّ وتجنّب حصول أيّ حوادث. ومنعاً لحدوث أي حوادث في المصانع، يعمل هذا النّظام مع أجهزة الإغلاق في حالات الطّوارئ (التّفريغ الكهربائيّ)، وأنظمة الوقاية من الحرائق (شركة "أف أند جي" للتأمين) وغيرها.
عمليّة تطبيق الذّكاء الإصطناعيّ
تزويد نموذج التحكّم للذّكاء الإصطناعيّ بمحاكاة للمصانع
تقديم نموذج عن المصنع بحسب التّصميم الخاصّ بالمصنع موضوع المحاكاة.
تطبيق الذّكاء الإصطناعي القائم على التعلّم التعزيزيّ (عن طريق خوارزميّة البرمجة الديناميكيّة بنمط عاملي قائم على النواة) مع نموذج التحكّم.
تقييم شامل لمصداقيّة وموثوقيّة نموذج التحكّم في الذّكاء الإصطناعيّ
التحقّق من البيانات بالمقارنة مع بيانات التّشغيل السّابقة
هل كانت مستقرّة؟
ما نوع التّحكّم الذي تمّ تطبيقه عند حدوث المشاكل؟
التحقّق من البيانات في الوقت الحقيقيّ
هل كانت مستقرّة؟
هل توافرت جودة المنتج بحسب المواصفات؟
هل كان المشغّلون المخضرمون راضين عن تعليمات التّحكّم في خوارزميّة البرمجة الديناميكيّة بنمط عاملي قائم على النواة
تأمين السّلامة ومن ثمّ إدارة مصنع حقيقيّ
ضمان السّلامة مع وجود وظائف سلامة تشابكيّة أخرى موجودة مسبقاً
الدّمج مع نظام التّحكّم "سينتوم في بي" في عمليّة الإنتاج المتكامل ودمجها في عمليّات المصنع.
ضمان السّلامة في العمليّات (الإستجابات المخطّط لها والنّظام الرّاسخ للتّعامل مع أعطال نظام الذّكاء الإصطناعيّ)
مدّة تنفيذ المشروع
من أغسطس ۲۰۲۰ حتى فبراير ۲۰۲۲ (أي مدّة سنة ونصف)
فترة التّشغيل المستمرّ
تمتدّ فترة التّشغيل على مدى ٣٥ يوماً، ابتداءً من ۱٧ يناير حتّى ۲۱ فبراير ۲۰۲۲ (٨٤۰ ساعة عمل)
. مهام الشّركة
توفير مكان لإجراء التّجارب، ومعلومات مفصّلة عن المصنع وحالة التّشغيل.
تحديد التّحدّيات التي يتعيّن على نظام التّحكّم بواسطة الذّكاء الإصطناعي حلّها.
الهندسة (إقامة شبكة تواصل مع نظام التّحكّم في الإنتاج المتكامل الحاليّ "سينتوم في بي")
تقييم السلامة والصّلاحيّة من منظور نظام التّحكّم بالذّكاء الإصطناعيّ
النّظر في أنظمة السّلامة لإدخال أنظمة التّحكّم بالذّكاء الإصطناعيّ في المصانع الفعليّة
شركة "جي إس آر"
تخطيط العروض (مواصفات نظام الذّكاء الإصطناعيّ، والجدول الزّمنيّ وما إلى ذلك...)
بناء نظام الذّكاء الإصطناعيّ
الهندسة (تعديل الإتّصال مع نظام التّحكّم في الإنتاج المتكامل الحاليّ "سينتوم في بي" وما إلى ذلك...)
أعمال الصّيانة
شركة "يوكوجاوا"
ملخّص
من خلال الجمع ما بين خبرة كلّ من الشّركتين والتركيز على تلك المجالات في المصانع الفعليّة التي لا يمكن أتمتها بواسطة أنظمة التّحكّم الحاليّة، أصبح من الممكن إيجاد طريقة أمنة لتطبيق تعلّم الذّكاء الإصطناعيّ التعزيزيّ في الأنظمة والعمليّات.
وقد تمّت عمليّة المراقبة لمدّة ۳۵ يوماً باستخدام نظام تحكّم متكامل في الإنتاج، وتمّ إنتاج المنتجات المناسبة للشّحن بنجاحٍ.
يشير هذا إلى أنّ التعلّم التعزيزي للذّكاء الإصطناعيّ (خوارزميّة البرمجة الديناميكيّة بنمط عاملي قائم على النواة كرنيل)، باعتباره تقنيّة تحكّم فعالة في الجيل القادم، يمكن أن تساهم بشكلٍ كبير في الإستقلال الذّاتيّ، وزيادة عائدات الإستثمار وتحقيق الإستدامة البيئيّة في كافّة المصانع حول العالم.
دمج نظام تحكّم الذّكاء الإصطناعيّ المستقلّ مع نظام التّحكّم في الإنتاج المتكامل "سينتوم في بي"
لم تدع الحاجة إلى أيّ تدخّل بشريّ إلا في الرّصد والمراقبة
التدخّل البشريّ
إنتاج ثابت ومتوازن للمنتجات ذات الجودة العالية التي تتوافق مع المعايير المرعية وقابلة للشّحن.
نوعيّة الخدمات
يمكن تحويل المواد الخام بشكلٍ فعال إلى منتجات صالحة للإستخدام.
تفعيل الإنتاجيّة
تمّ توفير الطّاقة من خلال تعظيم استخدام الحرارة المهدرة كمصدر للحرارة، ممّا يتيح تقليل انبعاثات ثاني أوكسيد الكاربون.
توفير الطّاقة
تمّ إنتاج منتجات ذات نوعيّة جيّدة فقط، ممّا سمح بالتّخلّص من الخسائر في التكاليف لجهة الوقود والعمالة المهدورة بسبب إنتاج منتجات غير مطابقة للمواصفات.
تقليص الكلفة
تمّ إنتاج منتجات ذات نوعيّة جيّدة فقط، ممّا سمح بالتقليل من خسائر الوقت الضّائع التي يتمّ تكبّدها بسبب إنتاج منتجات غير مطابقة للمواصفات.
الإستفادة من الوقت
لم تعد هناك حاجة لإستخدام مشغّلين ذوي خبرة عالية لإتمام التحكّم اليدويّ على مدار ۲٤ساعة في اليوم على مدى ۳٦۵ يوماً في السّنة، ممّا يعني تقليص العبء على الإنسان وتجنّب حدوث الأخطاء، والوصول بالتّالي إلى مستوياتٍ أعلى من السّلامة.
معايير السّلامة
۵. [المرجع] الخصائص الرئيسيّة للذّكاء الإصطناعيّ المستخدم في أنظمة مراقبة المصانع
نوع الذّكاء الإصطناعيّ
سمات الذّكاء الإصطناعيّ
منافع الذّكاء الإصطناعيّ
أنظمة التحكّم المستقلّ
بالنّسبة للمناطق التي لا يمكن أتمتتها بواسطة أنظمة التحكّم الحاليّة (المتحكّم التناسبيّ التكامليّ التفاضليّ والمتحكّم العمليّ المتقدّم)، الذي يستنتج الطريقة المثلى للتحكم بشكل مستقل ويتمتع بمستوى عالٍ من القوة تمكنه من التعامل بشكل ذاتي إلى حد ما مع الحالات التي لم يسبق له مواجهتها.
بناءً على نموذج التحكم القائم على التعلّم والإستنتاج، يساهم الذّكاء الإصطناعي في إدخال مستوى التحكّم المطلوب لكلً حالةٍ.
تتمثل فوائد خوارزميّة البرمجة الديناميكيّة بنمط عاملي قائم على النواة كرنيل في ما يلي:
(۱) إمكانيّة تطبيقه في المواقف حيث لا يمكن أتمتتة التّحكّم باستخدام تقنيّات التحكّم الحاليّة (المتحكّم التناسبيّ التكامليّ التفاضليّ والمتحكّم العمليّ المتقدّم)، ويمكنه تحقيق الأهداف المتضاربة كتحقيق جودة عالية وتوفير الطّاقة.
(۲) زيادة الإنتاجيّة (على صعيد الجودة، توفير الطّاقة، العائدات، تقليص الوقت.)
(۳) تبسيط العمليّات (إجراء عدد قليلٍ من التّجارب، وعدم الحاجة إلى استيراد البيانات المصنّفة)
(٤) إتمام عمليّات قابلة للتّفسير
(۵) اعتماد نفس معايير السّلامة كتلك المعتمدة في الأنظمة التقليديّة (معايير قويّة للغاية ويمكن ربطها مباشرةً بأنظمة التحكّم في الإنتاج المتكاملة الحاليّة)
دعم مناطق الأتمتة الأصليّة
يمكن للذّكاء الإصطناعيّ تولّي المهمّة التي يؤدّيها المشغّلون حاليّاً لإدخال القيم المستهدفة للمناطق التي تمّ فيها تنفيذ الأتمتة باستخدام أنظمة التحكّم الحاليّة (المتحكّم التناسبيّ التكامليّ التفاضليّ والمتحكّم العمليّ المتقدّم).
يستخدمالذّكاء الإصطناعيّ بيانات التحكّم السّابقة لإجراء العمليّات الحسابيّة وإدخال القيم المستهدفة.
أتمتتة المهام اليدويّة وإمكانيّة تحقيق عمليّات مستقرّة.
الدّعم التّشغيليّ للأشخاص
يقترح الذّكاء الإصطناعيّ القيم المستهدفة التي سيعود إليها المشغّلون عند إجراء العمليّات
يستخدم الذّكاء الإصطناعيّ بيانات التحكّم السّابقة لإقتراح القيم المستهدفة للبشر.
زوال الإختلافات التي قد تنتج عن اختلاف في مستوى كفاءة المشغّل.
يمكنكم الاطلاع على النسخة الأصلية من هذا البيان الصحفي على موقع (businesswire.com) عبر الرابط الإلكتروني التالي: https://www.businesswire.com/news/home/52596554/en
إن نص اللغة الأصلية لهذا البيان هو النسخة الرسمية المعتمدة. أما الترجمة فقد قدمت للمساعدة فقط، ويجب الرجوع لنص اللغة الأصلية الذي يمثل النسخة الوحيدة ذات التأثير القانوني
Contacts
شركة "يوكوجاوا" للهندسة الكهربائية
قسم العلاقات العامة، مركز الاتصالات المتكاملة
البريد الإلكتروني: Yokogawa-pr@cs.jp.yokogawa.com
مؤسسة "جي إس آر"
قسم الاتصالات
البريد الإلكتروني: jsr_koho@jsr.co.j
