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Trasformare i dati per l’eccellenza operativa attraverso il machine learning e l’analitica predittiva

Migliora la produzione, la qualità e la manutenzione utilizzando i dati che potresti già avere

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Operai in fabbrica con DPI che osservano la documentazione

Quando un refrigeratore di emergenza veniva attivato in modo errato a causa delle variazioni del coefficiente di prestazione (COP) del refrigeratore primario, un'azienda farmaceutica si è rivolta a Transition Technologies PSC per trovare una soluzione. In qualità di integratore di sistemi di fiducia di Rockwell Automation, TT PSC ha lavorato con tre anni di dati storici sul refrigeratore e sulle condizioni ambientali disponibili tramite il software FactoryTalk® Historian.

L'obiettivo: prevedere il COP futuro del refrigeratore principale per avvisare gli operatori quando era necessario avviare il refrigeratore di emergenza. Il team ha lavorato per sviluppare un modello di machine learning (ML) basato su serie temporali che prevede con grande precisione il valore del COP entro 6 ore in base alle 48 ore precedenti; ha integrato il modello con i dati in tempo reale nella piattaforma IoT; e ha implementato calcoli continui per attivare gli avvisi e notificare al responsabile delle operazioni quando il valore previsto del COP supera la soglia impostata.

Il risultato: accuratezza del modello superiore al 98% ed errori di previsione (RMSE) inferiori al 5%. Previsione del valore del COP con 6 ore di anticipo.

Cosa può fare l'IA/ML per voi?

Utilizzando l'intelligenza artificiale (AI), ovvero la capacità di un computer o di un robot controllato da computer di eseguire compiti comunemente associati alle persone, e il ML, cioè la capacità di una macchina di imitare il comportamento intelligente umano, i produttori possono migliorare le prestazioni con:

Fino al 10% di riduzione dei tempi di fermo – Prevedere i guasti alle apparecchiature utilizzando la manutenzione predittiva anziché quella reattiva e ricevere avvisi quando le apparecchiature funzionano al di fuori dei normali intervalli.

Fino al 12% di qualità superiore – Rilevamento anticipato di difetti di processo o di materiale

Fino al 30% di produttività in più – Riduzione delle rilavorazioni e degli scarti, pianificazione efficiente della manutenzione e maggiore consapevolezza dei problemi di processo

Secondo Randy Thompson, Senior Business and Solution Architect per TT PSC, gli algoritmi di ML costruiscono un modello matematico basato sui dati disponibili per effettuare previsioni o prendere decisioni senza essere esplicitamente programmati per farlo. Durante il processo di costruzione del modello, i dati storici vengono utilizzati come input per addestrare il modello – tipicamente il 70% per l'addestramento e il 30% trattenuto per la valutazione e la conferma del modello.

Cosa rende valido un caso d'uso ML?

Un buon caso d'uso ML consiste in un obiettivo di previsione misurabile, molte variabili e dati storici disponibili. Le aziende di solito dispongono di molti dati, ma spesso non di quelli necessari per prevedere l'obiettivo che desiderano raggiungere. Questo può richiedere l'aggiunta di input da sensori aggiuntivi o la modifica degli obiettivi di previsione. In questo ambito, avere un partner esperto può essere d'aiuto.

Un buon esempio di caso d'uso ML è un processo di essiccazione del legno con l'obiettivo di raggiungere un determinato contenuto di umidità. Con il ML è possibile inserire tutte le variabili misurabili del processo per prevedere a quale velocità far funzionare l'essiccatore per ottenere il livello di essiccazione corretto. La cosa interessante del machine learning, afferma Thompson, è che dopo aver aggiunto i dati necessari, il modello farà il lavoro per voi. Altre domande da considerare includono:

  • Si tratta di un problema che vale la pena affrontare? Qual è il beneficio aziendale previsto?
  • Con quale frequenza si verifica il problema? Lo scenario migliore è che si verifichi abbastanza regolarmente da fornire dati sufficienti per creare un modello e vedere i risultati.
  • Qual è il costo in termini di tempi di fermo?
  • Cosa farete di diverso se avrete questa previsione?

Infine, disponete dei dati necessari per costruire il modello? Si parte da un'ipotesi. Scegliete ciò che ritenete importante invece di inserire tutti i dati. Successivamente, chiedetevi quali dati sono disponibili e se sono sufficienti per effettuare una previsione accurata.

Utilizzo di Analytics Accelerator for FactoryTalk Historian

Analytics Accelerator for FactoryTalk Historian è una combinazione di strumenti che Rockwell Automation ha sviluppato per aiutare i produttori a realizzare i propri modelli.

Si tratta di una soluzione di portafoglio integrata costruita utilizzando ThingWorx® per facilitare l'applicazione del ML ai dati archiviati negli archivi dati di FactoryTalk Historian. La soluzione è composta da diversi servizi e mashup di ThingWorx che costituiscono l'interfaccia utente.

Grafico di Analytics Accelerator per FactoryTalk Historian

La soluzione è stata sviluppata seguendo il modello a blocchi, con l'intento di facilitare lo sviluppo di funzionalità aggiuntive oltre a quelle esistenti. Sono supportate le seguenti funzionalità:

  • Applicare facilmente analisi e machine learning ai dati archiviati
  • Analizzare dati storici e in tempo reale da FactoryTalk Historian
  • Sfruttare la potenza di una piattaforma IIoT con funzionalità di analisi e machine learning integrate
  • Strumenti analitici intuitivi accessibili agli esperti operativi
  • Guida passo-passo per casi d'uso comuni di produzione e specifici per dispositivo
  • Funzionalità pronte all'uso basate su decenni di esperienza industriale

L'estensione richiede semplici passaggi di installazione e configurazione in ThingWorx per collegare i dati esistenti di FactoryTalk Historian e configurare le funzionalità di ThingWorx Analytics (un componente aggiuntivo del prodotto per ThingWorx). L'interfaccia utente fornita tramite ThingWorx consente agli utenti di definire e analizzare facilmente i modelli di dati.

“Si tratta di una tecnologia che si assembla e poi si inizia ad aggiungere dati nei modelli. Una delle grandi caratteristiche è che si può fare questo senza uno scienziato dei dati. Imparerete il processo e troverete molti usi per esso”, ha detto Thompson.

Iniziate a creare i vostri modelli ML

Migliorate la produzione, la qualità e la manutenzione utilizzando i dati che potreste già avere con FactoryTalk Historian, Analytics Accelerator per FactoryTalk Historian e il team di Rockwell Automation. Contattate Transition Technologies PSC all'indirizzo ttpsc.com.

Pubblicato 17 luglio 2024

Argomenti: Accelerare la trasformazione digitale Optimize Production Data Science & Industrial Analytics Trasformazione digitale Produzione intelligente Artificial intelligence FactoryTalk Historian Thingworx Industrial Internet of Things (IIoT)

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I testi di questo sito sono stati tradotti utilizzando l'intelligenza artificiale (AI) senza revisione o modifica da parte di esseri umani. I testi possono contenere errori o imprecisioni e sono forniti “così come sono” senza alcun tipo di garanzia. Il testo ufficiale è la versione inglese del contenuto.
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