АтомМайнд – цифровизация производства от Росатома
Сложный высокотехнологичный объект, каковым является АЭС, включает в себя тысячи единиц оборудования, узлов, комплектующих, которые должны быть произведены по высочайшим стандартам качества, тщательно проверены, поставлены в срок, смонтированы и интегрированы в производственный процесс. Росатом обладает компетенциями во всей технологической цепочке ядерного топливного цикла, и на каждом его этапе активно внедряются и применяются цифровые технологии. На основе опыта развития атомной отрасли Росатом создает надежные цифровые решения, которые апробированы на предприятиях в периметре госкорпорации и доступны на открытом рынке как инструмент цифрового развития российской промышленности.В рамках стратегии цифровизации предприятий атомной отрасли, топливная компания Росатома АО «ТВЭЛ» разрабатывает, внедряет и предлагает партнерам цифровые решения для повышения эффективности бизнеса. Платформа цифровизации производства АтомМайнд является одним из флагманских продуктов АО «ТВЭЛ» в данном направлении.
Платформа АтомМайнд представляет собой систему предиктивной аналитики, которая обеспечивает комплексный мониторинг состояния оборудования и помогает прогнозировать качество готовых изделий и будущее состояние системы на основе исторических потоковых данных с датчиков и из цифровых моделей. Возможности платформы в части математического обеспечения, в т.ч. с использованием алгоритмов машинного обучения и анализа больших данных и с поддержкой искусственного интеллекта, позволяют создавать сложные модели прогнозирования для повышения качества выпускаемой продукции и контроля состояния оборудования.
Благодаря непрерывному мониторингу и своевременной диагностике, АтомМайнд реализует переход от плановых ремонтов оборудования к предиктивному обслуживанию по мере реальной необходимости. Система прогнозирует отказы оборудования, определяя вероятность аномалий еще до того, как они повлияют на ход производства. Искусственный интеллект поддерживает процессы принятия решений и предоставляет результаты обработки машинных данных и аналитику в простом и наглядном виде.
Платформа АтомМайнд обеспечивает переход от реактивного подхода, когда анализируются факторы, возникающие в ходе конкретного процесса и приведшие к той или иной ситуации на производстве, к проактивному, позволяющему понять, какие изменения необходимы для оптимизации технологии производства.
Например, даются ответы на такие вопросы, как «Какие параметры применить при планировании и производстве конкретной партии изделий» или «Что нужно сделать для снижения уровня несоответствия продукции требуемому уровню качества». Появляется возможность определить степень влияния каждого производственного фактора на прогноз, не проводя дорогостоящих натурных экспериментов.
Техническая сторона АтомМайнда
АтомМайнд построена по принципу low-code платформы, которая позволяет упростить и ускорить создание программных продуктов за счет применения визуальных конструкторов, комбинации готовых модулей и использования шаблонов. Также она имеет набор интеграционных инструментов, которые дают возможность встраивать ее в ИТ-ландшафт любого предприятия и обеспечивают быструю разработку сервисов и приложений для увеличения эффективности производственных процессов.
АтомМайнд работает на операционных системах семейства Linux и Windows и поддерживает большинство известных СУБД, включая отечественную PostgreSQL. Система собирает и обрабатывает информацию с оборудования и устройств в режиме реального времени и производит мониторинг его состояния и работы на всем предприятии благодаря широким возможностям интеграции с системами уровня SCADA, MES, ТОиР, LIMS, ERP и BI.
АтомМайнд – это полностью импортонезависимое решение, включенное в реестр российского программного обеспечения Минцифры. В составе платформы отсутствуют импортные или бесплатные решения с открытым исходным кодом. Встроенные средства платформы реализуют функции информационной безопасности, соответствующие 3 категории значимости объектов критической информационной инфраструктуры и 4 уровню защищенности персональных данных (6 уровень доверия). В планах развития АтомМайнд на 2024 г. – сертификация модуля информационной безопасности во ФСТЭК по 4 уровню доверия.
Цифровой разум на практике
Первым примером запуска продукта АтомМайнд является внедрение платформы на Чепецком механическом заводе в 2021 году. Чепецкий механический завод (ЧМЗ) – предприятие комплекса фабрикации ядерного топлива Топливной компании «ТВЭЛ». Сегодня ЧМЗ - это многопрофильный металлургический комплекс полного цикла, отраслевой Центр металлургии Росатома. Производственный цикл предприятия включает в себя химический, металлургический и металлообрабатывающие переделы, что требует комплексного подхода автоматизации и цифровизации.На первом этапе АтомМайнд был опробован на прокатном производстве циркония для минимизации уровня брака готовой продукции, увеличения времени бесперебойной работы оборудования и оперативного устранения неполадок. Платформа интегрирована с информационными системами предприятия, в т.ч. системой управления производственными процессами (МES), системой планирования ресурсов предприятия (ERP), системой управления лабораторной информацией (LIMS), системой мониторинга KPW-станов, системой ультразвукового контроля, датчиками и контроллерами оборудования.
В рамках проекта на основании данных по химическому составу слитков и режимам работы производственного оборудования, а также за счет применения инструментов анализа больших данных, был разработан ряд математических моделей для прогнозирования уровня несоответствия продукции и формирования рекомендаций по параметрам работы оборудования. Для решения целевой задачи по повышению качества по двум видам брака (сплошности и размерности), были созданы модели прогнозирования итогового уровня несоответствия по данным лабораторных испытаний слитка и модели формирования рекомендаций по каждому из типов несоответствий. Точность данных моделей прогнозирования превысила 97%.
Результатом применения АтомМайнд на ЧМЗ стало сокращение на 30% расходов на техобслуживание и снижение уровня брака с 2,3% до 0,9%. Платформа АтомМайнд в 2024 году будет внедрена уже на 12 предприятиях, входящих в ТВЭЛ, в планах – проекты в других дивизионах госкорпорации и за ее пределами.
Не только Росатом
АтомМайнд применим не только на предприятиях атомной отрасли - это гибкое решение, которое может быть адаптировано под конкретное производство или любой другой бизнес. Платформа собирает данные из различных источников – показатели датчиков станка, ERP- или МES-систем и других. Технологически нет особой разницы, какие данные обрабатываются, главное – сформировать правильный набор данных, на котором строится модель их обработки. Функциональные области применения платформы позволяют реализовывать предиктивную аналитику разным характеристикам: по качеству продукции, по техническому состоянию и обслуживанию станков, а также для решения задач, требующих анализа большого объема исторических данных, например, по настройке оборудования.
Платформа АтомМайнд также помогает структурировать существующую информацию о технологических и производственных процессах, контролировать состояние и режимы работы оборудования, отслеживать сырье и продукцию, обрабатывать массивы данных или управлять представлением результатов конкретному пользователю. Встроенные в АтомМайнд инструменты также дают возможность находить ответы на нестандартные бизнес-запросы, например, прогнозировать себестоимость готовой продукции. Кроме того, в АтомМайнд можно интегрировать системы компьютерного зрения, данные с носимых устройств контроля требований по охране труда и т.д.
Широкий спектр возможностей делает АтомМайнд одним из флагманских продуктов в цифровой экосистеме Росатома. Платформа имеет стратегическую значимость для Росатома, что гарантирует долгосрочное развитие продукта и высокий уровень поддержки решения на российском и международных рынках.
Реклама ЧУ «Центр коммуникаций» erid: LdtCK4DoQ
Автор: Е. Данильчук
