o PLATOM
Nowa generacja platformy tomografii przemysłowej do diagnostyki i sterowania procesami technologicznymi
Program Operacyjny Inteligentny Rozwój 2014-2020
Projekt ma na celu opracowanie inteligentnej platformy sensorowej o architekturze otwartej z możliwością swobodnej konfiguracji i współpracy z systemami zewnętrznymi. Platforma o akronimie PLATOM tzn. PLAtforma TOMograficzna. umożliwia:
- Kontrolę procesów technologicznych w oparciu o techniki tomografii procesowej,
- Kontrolę procesów technologicznych z zastosowaniem metod analizy dużych zbiorów danych,
- Sterowanie procesami ciągu technologicznego z wykorzystaniem zawansowanych interfejsów człowiek – maszyna,
- Monitorowanie procesów opartych na bazie wiedzy.
Stosujemy najnowsze osiągnięcia sensorowe (tomografia przemysłowa) i algorytmiczne. Platforma to skuteczne rozwiązanie dostępne cenowo dla szerokiego grona odbiorców zapewniając takie funkcjonalności jak:
- Pomiary przestrzenne i rozdzielczo czasowe,
- Sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym,
- Optymalizacja procesów produkcyjnych poprzez zmniejszenie zużycia energii,
- Optymalizacja kontroli procesów technologicznych,
- Znaczące podniesienie jakości wyrobów.
PLATOM pozwala na optymalizację i auto-optymalizację procesów produkcyjnych zmniejszenie zapotrzebowania w energię i podniesienie jakości wytwarzanych produktów. Rozwiązanie może służyć w wielu branżach przemysłu np. chemicznej, spożywczej, farmaceutycznej, petrochemicznej. System działa autonomicznie monitorując, sterując, wykonując pomiary oraz gromadząc ich wyniki.
Zaawansowana automatyzacja i kontrola procesów produkcyjnych odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu konkurencyjności. Podczas, gdy kosztowne urządzenia technologiczne i linie produkcyjne można uznać za serce produkcji przemysłowej, systemy sterowania i technologie informacyjne są jego mózgiem. Zapewniają elastyczność w celu szybkiego dostosowania procesów produkcyjnych do zmieniających się wymagań klientów oraz zapewniają bezpieczeństwo i efektywność przy możliwie najniższych kosztach zasobów i energii. Stąd rozwój i zastosowanie zaawansowanej kontroli procesu jest jednym z najbardziej efektywnych dźwigni dla natychmiastowej i długoterminowej oszczędności energii brutto, poprawy, jakości produktów, zwiększenia bezpieczeństwa procesu i większej elastyczności.
Tomografia procesowa (przemysłowa) umożliwia obserwację zachodzących zjawisk fizycznych i chemicznych bez potrzeby wnikania w ich wnętrze. Tomografy pozwalają nam „zajrzeć” do wnętrza rur przy reaktorach przepływowych. Tomografia jest techniką obrazowania wnętrza badanego obiektu, na podstawie pomiarów dokonywanych na jego brzegu. W celu pozyskania informacji o badanym obiekcie wykorzystywane są różne zjawiska fizyczne, gdzie nośnikami informacji są: promienie X, promienie gamma, ultradźwięki, wiązki elektronów, prądy elektryczne, pola magnetyczne”. Podstawową zaletą badań tomograficznych jest nieinwazyjny pomiar w badanym środowisku, niepowodujący zmian parametrów fizyko–chemicznych, które mogłyby zakłócać wyniki pomiaru. Rekonstrukcja obrazu w tomografii przemysłowej jest dużo bardziej skomplikowana niż w tomografii medycznej. Kluczowe parametry, to szybkość analizy przepływających surowców i dokładność rekonstruowanych procesów.
Rozwój inteligentnych masowych równoległych architektur obliczeniowych po przystępnych kosztach umożliwia aktualnie przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym w środowisku produkcyjnym. W ramach platformy tomografia procesowa została przekształcona w potężne rozwiązanie sensorowe w nowej koncepcji systemu – sterowanie procesami opartymi na tomografii. Koncepcja ta wymagała nowych strategii przetwarzania danych, opracowania systemu kontrolno-diagnostyczny opartego na wiedzy, logice rozmytej, oraz sieciach neuronowych i algorytmach głębokiego uczenia.
Aplikacje tomografii przemysłowej zazwyczaj stanowią wyzwanie dla uzyskania danych o rozkładzie przestrzennym z obserwacji poza granicą procesu. Opracowana technologia bezprzewodowej sieci czujników z ich pętlami zwrotnymi stanowi podstawę kontroli produkcji. Decydującą różnicą w masowej produkcji chemikaliów, środków farmaceutycznych, żywności i innych towarów jest to, że wspólne czujniki procesu dostarczają tylko lokalnych pomiarów, np. temperatury, ciśnienia, poziomu napełnienia, natężenia przepływu lub stężenia gatunkowego. Jednak w większości systemów produkcyjnych takie lokalne pomiary nie są reprezentatywne dla całego procesu, a zatem konieczne są rozwiązania przestrzenne. Tu przyszłość należy do czujników rozproszonych i obrazowych.
Koncepcja systemu opartego na tomografii przemysłowej stanowi obecnie unikalne rozwiązanie na rynku światowym, w swoich założeniach i efektach mające uzasadniony charakter innowacyjności w skali światowej. Oznacza jednocześnie powstanie nowego, zasadniczo różnego od dostępnych na rynku, uniwersalnego produktu w sferze technologicznej. Jest to nowatorskie, skuteczne narzędzie do diagnostyki i sterowania procesami technologicznymi. Heterogeniczne sieci przewodowe i bezprzewodowe, powiększone przez inteligentnych agentów współpracujących zapewnią rozproszone monitorowanie i kontrolę procesów technologicznych. Komponenty sieci mają wiedzę o ich lokalizacji, ich dystrybucja przestrzenna jest własnością sieci, która może być wykorzystana do zapewnienia inteligentnego działania, w ramach, której można przesyłać wiele zadań do grupy komponentów.
W odniesieniu do przetwarzania danych system koncentruje się na:
Nowych efektywnych algorytmach ekstrakcji (algorytmy topologiczne i metody statystyczne),
Nowych algorytmach inteligencji obliczeniowej,
Opracowaniu struktur danych, protokołów transmisji danych i protokołów transmisji dużych zbiorów danych tomograficznych,
Integracji i czujników tomograficznych,
Adaptacji systemów pomiarowych (szybkość skanowania, rozdzielczość i szybkość transmisji danych wyjściowych w zależności od parametrów produkcji),
Odporności na błędy, testach wiarygodności funkcji czujnika i integralności danych,
Masowych równoległych obliczeniach w czasie rzeczywistym,
Analizie dużych zbiorów danych.
System PLATOM wychodzi naprzeciw i odpowiada bieżącym oraz przyszłym potrzebom rynku. Ze względu na specyfikę procesów produkcyjnych największy popyt na przedmiotowe rozwiązanie spodziewany jest w przemyśle spożywczym i chemicznym a także energetycznym, farmaceutycznym oraz w branży biogazowej.
Skuteczna komercjalizacja produktu możliwa jest przede wszystkim w tych gałęziach przemysłu, gdzie unikalne cechy produktu przesądzają o skuteczności kontroli i optymalizacji procesów poprzez ich monitorowanie i sterowanie tj. w takich przedsiębiorstwach, gdzie poprzez implementację tomografii hybrydowej znacząco zwiększona zostanie skuteczność identyfikacji struktury mieszaniny. Przedmiotowe rozwiązanie dedykowane jest w szczególności dla przedsiębiorstw z branży produkcji chemikaliów, pestycydów i środków chemicznych na potrzeby rolnictwa, produkcji farb i lakierów oraz przemysłu farmaceutycznego.