خانه / اتوماسیون صنعتی / رباتیک / مستند‌سازی وضعیت ربات

مستند‌سازی وضعیت ربات

مستند‌سازی وضعیت ربات، بهینه‌سازی تعمیر و نگهداری و اصلاح زنجیره ی تأمین لوازم یدکی

به نگارنده بفرمایید که برای شکل صفحه ۴ یک توضیح زیر شکل ارایه کنند
پرونده ی مشخصات ربات در واقع مانند پرونده ی پزشکی یک بیمار می‌باشد، همانطور که یک پزشک قادر است به سرعت مجموعه‌ ای از شرایط جسمی فعلی و گذشته ی بیمار را به دست آورد و از آن طریق با توجه به وضعیت بیمار تصمیم‌گیری کند، پرونده ی مشخصات ربات نیز این امکان را به متصدی تعمیر و نگهداری و یا نرم‌ افزار عیب‌ یابی می‌دهد که بهترین برنامه‌های تعمیراتی برای ربات را در نظر بگیرد و همچنین با آگاهی از شرایط نگهداری و میانگین عمر هر المان اقدامات تعمیراتی پیش‌گیرانه را به طور مستمر برنامه‌ریزی کند. همچنین با تحلیل پایگاه داده شامل اطلاعات تمامی ربات‌ های خط تولید می‌توان تصمیمات بلند مدت و حائز اهمیت به ویژه از نظر اقتصادی را اتخاذ نمود.

 


1. مقدمه
با توجه به مفاهیم انقلاب صنعتی نسل چهارم برای اینکه وضعیت تجهیزات در فضای مجازی به صورت دیجیتال شبیه‌سازی شوند لازم است وضعیت ماشین کاملاً قابل رصد کردن باشد و اطلاعات کاملی برای هر گونه پردازش احتمالی در دسترس قرار گیرد. در همین راستا پرونده ی مشخصات ربات به وسیله ی نرم‌افزاری که بر روی رایانه ی ربات اجرا می‌شود تولید و مدیریت می‌گردد و علاوه بر در دسترس گذاشتن وضعیت فعلی سامانه، تاریخچه تک تک المان ها را در طول زمان مستندسازی می‌نماید و حجم اطلاعات بسیار مفیدی توسط هر ربات‌ها به اشتراک گذاشته می‌شود که با تحلیل ابر داده علاوه بر بهبود فرآیند تعمیر و نگهداری، زنجیره ی تأمین قطعات یدکی و عمر مفید المانها نیز اصلاح می‌گردد که موجب افزایش راندمان خط تولید و همچنین با هوشمند‌سازی انبارش و تأمین و تعویض قطعه، صرفه‌ جویی قابل توجهی را به همراه خواهد داشت.
این نرم‌افزار برای هرگونه ماشینی در محیط صنعتی قابل پیاده‌سازی می‌باشد که در این مقاله به طور مثال برای ربات KUKA ، KRC2 طراحی و تشریح می‌گردد.

۲. تعریف پرونده ی مشخصات ربات
پرونده ی مشخصات ربات شامل وضعیت فعلی و سابقه ی تعمیراتی تمامی المانها، شکست ها و پیغام‌های ربات می‌باشد.
برنامه‌ بعضی از اطلاعات پرونده را از تحلیل متغیر‌های سامانه و برخی را با استفاده از اطلاعات ورودی کاربر و برخی دیگر را با پردازش شکست ها و اخطار‌های ربات تهیه می‌کند.
این پرونده قابلیت مشاهده در روی ربات، قابلیت مستند‌سازی و ذخیره در پایگاه داده و همچنین قابلیت ذخیره‌سازی به صورت فایل‌های Xml را دارد که در صورت نیاز اطلاعات به اصطلاح سریال شده قابلیت ارسال به کارشناس تعمیرات را داشته تا با نرم‌افزار واسط بر روی موبایل بتواند از راه دور پرونده ی وضعیت فعلی و رخداد‌های پیشین ربات را رصد کند.

۳. اطلاعات ذخیره شده در پرونده ی مشخصات ربات
اطلاعات ذخیره شده شامل بخش‌هایی به شرح زیر می‌باشد:
• وضعیت المانها: مشخصات تمامی المانهای مکانیکی و الکتریکی به تفکیک منیپولیتور، کنترل کننده و رایانه ی ربات، شامل مشخصات و مدل، ساعت کارکرد آنها و همچنین تعداد دفعات تعویض هر المان، به تفکیک، ذخیره می‌گردد.
• وضعیت کلی سامانه:
وضعیت کلی ربات شامل ساعت کارکرد، آمار توقفات و چگالی توزیع توقفات در شیفت‌های کاری مختلف؛
د وضعیت پارامترهای حیاتی برای سامانه: پارامترهایی که تداوم آنها منجر به آسیب یک تجهیز و یا نشان‌دهنده ی آسیب یکی از بخش‌ها می‌باشد ذخیره و همچنین این قابلیت وجود دارد که به عنوان یک رخداد مورد توجه قرار گیرد تا در هنگام وقوع به سرعت اپراتور را مطلع نماید. برای مثال افزایش دما می‌تواند نشانه‌ای از عدم عملکرد صحیح فن‌ها و یا وجود ایراد در عملکرد راه اندازها باشد که باید پیش از آسیب رساندن به تجهیزات دیگر و یا توقف عملکرد ربات مرتفع گردد.
ر برنامه‌های تعمیراتی: این نرم افزار این قابلیت را برای کاربر ایجاد می‌کند تا با تعریف برنامه‌های تعمیراتی متناسب با ساعت کارکرد ربات مدیریت آن را بر عهده ی نرم‌افزار قرار دهد و با اعلام زمان تعمیرات مورد نظر از راه¬های گوناگون همچون ایجاد پیغام در صفحه ی ربات، ارسال پست الکترونیک یا پیامک و… اطلاع رسانی و بعد از حصول اطمینان از انجام عملکرد، زمان سنج را برای نوبت بعدی ری ست می‌کند. برای مثال می‌توان به رویه‌های مربوط به تعویض روغن، گریس، تزریق گاز بالانسر و یا تعویض باتری‌ها اشاره نمود.
از دیگر امکانات این سامانه این است که می‌توان تجربه‌های تعمیراتی را کد کرد تا در زمان رخ دادن یک خطا نرم‌افزار کمک تعمیراتی نماید و بهترین پیشنهاد را برای مرتفع کردن عیب پیشنهاد دهد. همچنین این قابلیت وجود دارد تا با بهره‌گیری از الگوریتم‌های یادگیری ماشین به طور مداوم فرآیند ثبت تجربیات به صورت خودکار و مستمر انجام گیرد.

۴. بهبود عملیات تعمیر و نگهداری با استفاده از پرونده ی مشخصات ربات
با مستند‌سازی شرایط کاری ربات، بهبود عملیات تعمیر و نگهداری از چند منظر قابل بررسی می‌باشد:
• ایجاد برنامه‌های تعمیراتی و حصول اطمینان از ضمانت اجرایی و عدم فراموشی؛
• عیب‌یابی سریع تر با دسترسی به تاریخچه و جلوگیری از تکرار با حذف علت اصلی وقوع خطا؛
• با کد کردن تجربیات تعمیراتی، امکان بهره‌گیری از تعمیرات پیشگیرانه به مراتب بیشتر می‌گردد؛
• امکان ارسال وضعیت و سابقه ی سامانه به کارشناس مربوطه و عدم نیاز به حضور دائمی کارشناس زبده؛
• امکان بررسی ارتباط مسیرهای حرکتی ربات با عمر منیپولیتور و اصلاح طراحی؛
• امکان مقایسه ی ساعت کارکرد دقیق با استانداردهای سازنده برای محک زدن سطح کیفی عملیات تعمیر و نگهداری

۵. اصلاح زنجیره ی تأمین با استفاده از پرونده ی مشخصات ربات
وقتی که تحلیل درستی از ساعات عمر مفید هر المان در دسترس باشد می‌توان طبق آمار خرابی‌ها آمار انبارش هر کالا را با میزان مصرف تطبیق داد و همچنین با بهبود عملیات تأمین و نگهداری به تبع عمر قطعات افزایش خواهد یافت و صرفه ی مالی قابل توجهی ایجاد خواهد گردید.
در عین حال با تخمین نسبتاً واقعی نیازمندی‌های آتی، در فرآیند خرید فطعات یدکی می‌توان با دید بازتری اقدام به سفارش گذاری نمود. برای مثال زمانی که تحلیل سامانه به شما می‌گوید که در شش ماه آینده در مجموع شما به یک Wrist و ۲۰% المانهای دیگر یک ربات KR210، KUKA در کل کارخانه احتیاج پیدا خواهید کرد تنها با اتکا به همین داده خواهید دید که خرید یک ربات و کنترل کننده ی کامل برای شما مقرون به صرفه‌تر خواهد بود؛ ضمن اینکه تعداد زیادی لوازم یدکی دیگر برای شما به همراه خواهد داشت.
از دیگر موارد اصلاح می‌توان به این مورد اشاره نمود که به لطف تحلیل داده، آمار درستی از تعداد یک المان در اختیار خواهیم داشت. برای مثال می‌توانید آمار دقیقی از نسخه های مختلف کارت گرافیک استفاده‌ شده در ربات را به دست آوریم و متناسب با آن می‌توان بررسی یکسان‌سازی در بلند مدت و در نتیجه کاهش تعدد لوازم یدکی را در دستور کار قرار داد.

۶. صحت اطلاعات و شفافیت داده
برای روشن شدن بحث صحت اطلاعات به ذکر مثالی در این رابطه می‌پردازیم:
ساعت کارکرد ربات از فاکتورهای بسیار مهمی برای تصمیمات بلند مدت در زمینه ی تأمین لوازم یدکی، تعویض قطعات، تعویض ربات و یا کنترل کننده و همچنین مقایسه ی برندها و … می‌باشد. این پارامتر مهم با تعویض کارت RDC یا هارد، از بین رفته و بعضاً مقدار ناصحیحی را نمایش خواهد داد ولی با استفاده از نرم افزار هنگام تعویض هر المان ساعت کارکرد ربات حفظ می‌شود ضمن اینکه علاوه بر ساعت کارکرد کلی، ساعت کارکرد تک تک المانها در دسترس خواهد بود.
بنابراین با تحلیل داده‌ها و ثبت جزئیات صحت و شفافیت داده در نرم‌افزار به مراتب بیشتر از ربات خواهد بود.
۷. تحلیل داده و پایگاه داده
وجود پایگاه داده و تحلیل داده های ایجاد شده، اطلاعات بسیار مفیدی را برای تصمیمات بلندمدت در اختیار سازمان قرار می‌دهد. برای مثال در نظر داشته باشید که یک Wrist چند ساعت عمر مفید دارد خرابی Wrist در کدام مدل از ربات‌ها و در کدام یک از اپلیکیشن‌ها بیشتر است.
در کدام شیفت کاری در کدام فصل تعداد خرابی ربات و توقفات بیشتر می‌باشد، دلیل این توقفات به علت شرایط فیزیکی حاکم می‌باشد یا مربوط به مسایل منابع انسانی می‌شود. ارتباط قطعی برق با معیوب شدن یک کارت الکترونیکی خاص و بسیاری از اطلاعات از این دست همگی از مزایای پایگاه داده و مطالعات پایگاه داده می‌باشد که موجب اصلاح مستمر سامانه و کاهش هزینه‌های تحمیلی می‌گردد.

۸. مزایای و چالش‌های بهره‌گیری از پرونده ی مشخصات ربات
علاوه بر موارد ذکر شده از موارد زیر به عنوان مزایای مستند‌سازی وضعیت سامانه ی رباتیک می‌توان نام برد
ا ثبت و نگهداری اطلاعات سامانه به صورت نظام‌مند و منسجم برای بهره‌‌گیری در تحلیل داده یا ایجاد برنامه‌های تعمیراتی؛
• بهبود مستمر عملکرد تعمیراتی، هوشمندسازی برنامه‌های تعمیراتی و عیب‌یابی نرم‌افزار و پیشگیری از تکرار توقفات و اصلاح و بهینه‌سازی طراحی در پروژه‌های مشابه؛
• تولید دانش جدید و انتقال تجارب، از طریق به اشترک گذاشن آموخته‌ ها؛
• تسهیل فرآیند ارزیابی عملکرد سامانه و فرآیند‌های تعمیراتی به ویژه برای انتخاب و مقایسه ی برندها؛
• شفاف سازی فعالیت‌های تعمیراتی و میزان بهره‌گیری از لوازم یدکی؛
• توانمندسازی سازمان.
از مهم ترین چالش‌های این سامانه نیز می‌توان به وابستگی به اپراتور به عنوان وارد کننده ی داده اشاره کرد؛ به علت اینکه بسیاری از تعویض قطعات به صورت خودکار قابل تشخیص نمی‌باشد. از طرفی اگر به صورت خودکار جابجایی قطعات در سامانه ثبت گردد در مواردی که جهت تست، قطعه‌ای با قطعه ی سالم عوض شود و بعد از اطمینان از صحت عملکرد دوباره جایگزین می‌گردد مسأله ی اضافه شدن کاذب به شمارنده ی تعویض قطعه وجود خواهد داشت. همچنین بهره‌گیری از چیزی مثل مک آدرس در بسیاری از قطعات به ویژه قطعات مکانیکی میسر نمی‌باشد و چاره‌ای جز اعتماد به داده های ورودی از سمت کاربر باقی نمی‌ماند. از دیگر مسایل مهم به مسأله ی پایداری نرم‌افزار، امنیت داده وحجم پردازش می‌توان اشاره نمود.

۹. نتیجه‌گیری
یکی از مهم‌ترین کاربردها و مزایای انقلاب صنعتی نسل چهارم بهره‌گیری از داده‌های عظیم در بهبود فرآیند‌های تعمیر و نگهداری و اصلاح چرخه ی تأمین لوازم یدکی می‌باشد. این نرم‌افزار در شرایطی که پیاده‌سازی کامل اینترنت اشیاء در محیط صنعتی به علت عدم وجود زیرساخت‌ها و هزینه‌های بالا در وضعیت کنونی کشور به ویژه در بخش صنعت عملاً قابل اجرا نمی‌باشد، می‌تواند به صورت راهکاری میان‌مدت بخش قابل توجهی از قابلیت‌های صنعت نسل چهار را به همراه داشته باشد. همچنین با توجه به اینکه ساختار این برنامه در بستر .NET با بهره‌گیری از پروتکل OPC طرح‌ریزی شده است در بلند مدت قابلیت توسعه در تبدیل شدن به یک کارخانه ی نسل چهارمی را دارا می‌باشد و می‌تواند با ایجاد بستری برای مدیریت صحیح زنجیره ی تأمین لوازم یدکی و بهبود عملیات تعمیر و نگهداری ضمن ایجاد صرفه ی مالی موجب اشتیاق صنعتگران برای سرمایه‌گذاری در زمینه ی انقلاب صنعتی نسل چهارم گردد.

۱۰. مراجع
• انقلاب صنعتی نسل چهار (مجله صنعت هوشمند شماره ۱۹۵)
• Maintenance and Spare Parts Management: The Case of Thessaloniki’s Port Authority Container Terminal Ch. Keramydas1 , E. Iakovou2 , D. Vlachos3
• Spare parts planning and control for maintenance operations Arts, J.J.

امیر علمی، کارشناس رباتیک شرکت تام ایران خودرو
a.elmi@tam.co.ir

درباره مدیر سایت

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *