بهینه سازی فرآیندهای صنعتی با کنترل هوشمند

بهینه سازی فرآیندهای صنعتی با کنترل هوشمند

صنعت امروز دنیا با چالش‌ها بسیار زیادی مانند افزایش‌هزینه‌های‌ عملیاتی و انرژی ، رقابت شدید و نیاز به ارتقای کیفیت به صورت منظم مواجه است. برای پیشی گرفتن از دیگر رقیبان و پاسخ به این چالش‌ها به بهترین شکل استفاده از ابزارهای کنترل هوشمند الزامی می‌باشد. ابزارهای کنترل هوشمند با استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته مانند هوش‌مصنوعی توانایی تحلیل ، پیش بینی و تصمیم‌گیری به فرآیندهای صنعتی اضافه می‌کند. روندهای صنعتی به عنوان مرکز و کانون اصلی هر خط تولید مانند نفت و گاز، پتروشیمی ، داروسازی ، مواد غذایی و خودرو سازی همواره مطرح بوده است. با پیشرفت فناوری‌ها و صنایع نیاز به کنترل این فرآیندها با روش جدیدتری بیش از پیش نیاز می‌شود.

اگر چه فرآیند گذشته و قدیمی مانند PID بسیار فناوری‌های ساده و پرکاربرد هستند اما در فناوری صنایع پیچیده امروزی مانند کنترل غیر خطی و پارامتر متغیر به هیچ عنوان عملکرد خوبی ندارند. در ادامه بیشتر با این مفاهیم مهم آشنا می‌شویم.

کنترل هوشمند

کنترل هوشمند در واقع متشکل از روش‌ها یا فرآیندهای الگوریتمی کنترلی هسنتد که با توجه به تصمیم‌گیری انسانی عملکرد کلی سیستم را ارتقاء می‌دهند. این ابزار بر خلاف روش‌های قدیمی و کلاسیکی که به مدل‌های ریاضی دقیق وابسته بودن انعطاف پذیری بشدت بالا‌تری در انجام فرآیندها دارند. کنترل هوشمند در شرایط پیچیده‌ای مانند نویز ، نبود مدل دقیق یا تاخیر زمانی عملکرد بسیار مطلوبی و خوبی از خود به نمایش می‌گذارد.

روند تولید با کنترل هوشمند

فرآیند تولید به کمک کنترل هوشمند با جمع‌آوری داده‌‎ها یا دیتا آغاز و با پردازش این داد‌ه‌ها ادامه پیدا می‌کند. پردازش اطلاعات در انتخاب الگوریتم مناسب ابزارهوشمند کمک می‌کند. در واقع پردازش اطلاعات این داده‌ها را مناسب برای الگوریتم‌ این ابزارهوشمند می‌کند. انتخاب الگوریتم کنترل هوشمند باید براساس نوع داده‌ها ، هدف اصلی فرآیند و دیگر مشخصات مربوط به فرآیند انجام می‌شود. بعد از انتخاب یک الگوریتم مناسب باید عملکرد آن بررسی و در صورت نیاز باید بهبود یابد. با تنظیم پارامترهای الگوریتم ، تغییر ساختار و استفاده از الگوریتم‌های هیبریدی می‌توان عملکرد فرآیندها را بهبود بخشید. در آخر الگوریتم‌ها به صورت عملی پیاده‌سازی می‌شوند تا بهره‌وری سیستم به صورت دقیق اندازه‌گیری و بررسی شود. در صورتی که تمامی این روندهای به درستی انجام شود می‌توان با هزینه‌ها ، افزایش بهره‌وری و بهبود کیفیت در فرآیند تولید دست پیدا کرد.

اتوماسیون صنعتی با کنترل هوشمند

همان‌طور که پیشتر پرداختیم ورود سیستم‌های هوشمند انقلاب بسیار بزرگی در صنایع و به ویژه در بخش تولید انجام داد. در گذشته انجام فعالیت‌های هر چند کوچک و کم اهمیت احتیاج به یک تا چند نیروی انسانی داشت همین امر باعث بالا رفتن هزینه‌های کلی و بالا رفتن نرخ بهره‌وری می‌شود. با ورود کنترل هوشمند به فرآیند اتوماسیون تولیدات در صنایعی مانند کشاورزی ، غذایی ، پتروشیمی و خودروسازی منجر به بهبود تولیدات از نظر کیفیت و کاهش ضایعات می‌شود.

انواع روش های کنترل هوشمند

برای انجام کنترل هوشمند روش‌های گوناگونی وجود دارد که با توجه به موقعیت و درخواست شما از سیستم باید برای انتخاب بهترین گزینه اقدام کنید. فرآیند کنترل هوشمند بر اساس نوع کنترل آن‎ها به دسته‌های زیر تقسیم بندی می‌شوند.

کنترل تطبیقی

این نوع از سیستم کنترل به صورت مداوم تنظیمات خود را به صورت مداوم با توجه با تغییرات محیطی یا شرایط فرآیند اصلاح می‌کند. سیستم کنترل تطبیقی در فرآیندهایی که دارای شرایط متغیر و غیر قابل پیش بینی هستند برای تغییرات مناسب و در لحظه کاربرد زیادی دارند.

کنترل فازی

این روش کنترل با کمک سیستم‌های منطقس فازی برای مدل‌سازی و حل ابهام‌عای به وجود آمده در فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرد. در فرآیندهای صنعتی بعضی از اوقات داده‌های دریافتی یا دقیق نیست و یا امکان مدل سازی ریاضی آن‌ها وجو ندارد بنابراین بهترین روش برای کنترل این چنین فرآیندها به طور قطع سیستم کنترل فازی می‌باشد. به صورت کلی سیستم کنترل فازی می‌توانند در شرایط مبهم و غیرقطعی عملکرد بسیار خوبی از خود به نمایش بگذارند.

کنترل پیش بینی یا MPC

یکی از پیشرفته‌ترین روش‌های کنترل هوشمند موجود در دنیا روش پیش‌بینی یا MPC می‌باشد. این مدل قابلیت پیش بینی آینده و چه اتفاقی خواهد افتاد را دارد و براساس آن تنظیمات و بهینه‌سازی فرآیندها ر انجام می‌دهد. این روش معمولا در فرآیندهای پیچیده که زمان تاخیر دارند یا چندین متغیر وابسته و پیچیده دارند به کاربرده می‌شوند.

کنترل مبتنی بر یادگیری ماشین

با استفاده از الگوریتم‌های موجود در یادگیری ماشین سیستم کنترل هوشمند می‌تواند از داده‌های تاریخی برای پیش‌بینی روند کلی سیستم استفاده کند. در این روش می‌توان با استفاده از داده‌های واقعی فرآیند بهبود‌های لازم را اعمال کنند.

کنترل سیستم‌های چند عامله

کنترل هوشمند در این سیستم به کمک فرآیند چند عامله انجام می‌شود. این سیستم شامل چندین عامل که هر کدام به صورت مستقل و هماهنگ عمل می‌کنند وبه یک هدف مشترک می‌رسند. هدف اصلی این سیستم بهینه‌سازی مصرف انرژی یا زمان می‌باشد.

کنترل به کمک هوش مصنوعی و تحلیل داده‌های بزرگ

در این روش برای کنترل هوشمند از تحلیل داده‌های بزرگ به کمک الگوریتم‌های هوش مصنوعی استفاده می‌شود.  کنترل فرآیند در این روش به کمک وتحلیل داده‌های بزرگ به صورت آنلاین اتفاق می‌افتد. این روش به صورت خاص برای دیتاهای بزرگ که از حسگرها دریافت می‌شود بسیار مفید است.

مزایای استفاده از کنترل هوشمند

• اولین و مهم‌ترین مزیت استفاده از کنترل هوشمند کاهش‌ هزینه‌های کلی تولید می‌باشد. بهبود در مصرف انرژی ، مواد اولیه و کاهش ضایعات می‌تواند عوامل اصلی این کاهش هزینه باشند.
• بالا رفتن سطح بهره‌وری به کمک این ابزار هوشمند دیگر مزیت که می‌تواند صنایع را برای استفاده از آن اقناع کند. کنترل به وسیله ابزارهای هوشمند می‌تواند فرآیندهای را در حد بهینه نگه دارد و از توقفات غیر ضرور در سیستم جلوگیری کند.
• بالا بردن سطح کیفی محصول از جمله اتفاقات مهمی است که در نتیجه کنترل دقیق‌تر فرآیندهای تولید اتفاق می‌افتد.
• استفاده از کنترل هوشمند در فرآیندهایی که همراه با خطرات بالا هستند ایمنی شما را به مراتب افزایش می‌دهد.

جمع بندی

استفاده از این ابزار هوشمند در صنایع همواره با چالش‌های پیش بینی نشده‌ای همراه بوده است. بیشترین چالش بیشتر در زمان پیاده‌سازی این ابزارها اتفاق می‌افتد. چون پیادسازی این ابزارها نیاز به تخصص بالا دارد و ابتدای کار می‌تواند بسیار هزینه بر باشد. نکته بعدی در استفاده از کنترل هوشمند نیازمندی به داده‌ها دقیق و به روز در صورت نبود این اطلاعات سیستم عملکرد قابل قبولی از خود به نمایش نمی‌گذارد. بعضی از صنایع مقاومت بالایی در تغییر تنظیمات سیستم دارند وبه همین دلیل ممکن است در پیاده‌سازی این کنترلرها با مشکل مواجه شوید. بنابراین برای استفاده یا پیاده‌سازی این تغییرات حتما به مراکز معتبری مانند نیک صنعت مراجعه کنید.

راه‌های ارتباطی نیک صنعت

• شماره تماس: 87700210-021 (30 خط)
• واحد فروش: 09197872783
• واحد آموزش: 09197872786
• واحد تعمیرات: 09197872789
• ایمیل: info@nicsanat.com
• آدرس شرکت: تهران، خیابان بهشتی، خیابان میرعماد، کوچه پیمانی(یازدهم)، پلاک 17