EN
ИИ-д хамрагдсан автоматизацийн химийн инженерчлэлийн ажиллагаа
Албан ёсны үйл ажиллагааг сайжруулах хувьд алдааны олон талаар мэдээлэл авах
Улсын химийн инженерийн үйлдвэрүүдэд хиймэл оюуны хүчээр ажилладаг урьдчилан таамаглах техникийн үйлчилгээ нь өдөр тутмын үйл ажиллагааг явуулах аргыг өөрчилж байна. Эдгээр оюунлаг системүүд насос, вентиль, реакторуудаас ирж буй мэдээллийг шалгаж, бодит цагт асуудлыг цоо шинээр илрүүлэх бөгөөд энэ нь бид бүгд нэг зүйл хүлээн зөвшөөрдөггүй төлөвлөгөөгүй зогсолтыг бууруулдаг. PwC-ийн үйлдвэрлэлийн хэлтсийн сүүлийн судалгаагаар, техникийн үйлчилгээнд хиймэл оюуныг нэвтрүүлсэн компаниуд засварын зардлаа дунджаар 30%-иар бууруулж, тоног төхөөрөмжүүдээ дунджаар хэдэн жил нэмж ашиглаж байжээ. Эдгээр урьдчилан таамаглах багажийг бүтэн ашиглахын тулд датчикаас гарч буй мэдээллийг тогтмол хянах шаардлагатай байдаг. Зарим инженерүүд мэдээллийг цуглуулахад хангалттай тогтвортой байдал байхгүй үед үр дүнгүүд холимог байж болох талаар мэдэгдэж байгаа бөгөөд тогтвортой үйлдвэрийн үйл ажиллагааг хангах, болзошгүй гэмтлийг хурдан засварлахын тулд зохион байгуулалт нь шийдвэрлэх чухал асуудал болоод л оршино.
Гүнзгий боловсруулалтын хөгжил олон улсын технологийн хөгжилтэй холбоотой байдаг.
Машин сургалт нь химийн инженерчлэлийн үйл явцыг оновчлох асуудалд тоглоомыг үнэхээр өөрчилж байна. Эдгээр системүүд өгөгдлийн уулз дундуур шүүлт хийж ажиллуулах параметрүүдийн тухайн цэгийг олдог. Энэ технологийг ашиглан зарим компаниуд юу хийснийг үзээрэй. Нэг том химийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэгч үнэнчээрээ машин сургалтыг өөрийн үйл ажиллагаанд нь нэвтрүүлснээр үр ашгийг ойролцоогоор 20%-иар нэмэгдүүлсэн байдаг. Тийм төрлийн сайжруулалт нь цаасан дээр л гайхамшигтай харагдахгүй байгаа юм. Машин сургалтыг оруулахыг бодож буй компаниуд эхлээд жижиг хэмжээнд эхлэх нь магадгүй. Эдгээр шинэ хэрэгслүүдийг одоо байгаа системүүдтэйгээ хамт ажиллуулахын тулд цаг хугацаа болон анхааралтай төлөвлөгөө шаардлагатай байдаг. Түлхүүр нь шинэ болон хуучин технологиудын хооронд өгөгдөл чөлөөтэй хөдөлгөөн хийх боломжтой бөгөөд саад болон эвдрэлийг үүсгэхгүйгээр баталгаажуулах явдал юм.
Автоном системүүд нь халуун материалуудыг аюулгүй байдлаар ажиллуулах
Тусгаар тогтнолын системүүд нь бид аюултай материалыг хэрхэн зохицуулах талаар өөрчлөлт оруулж байгаа бөгөөд энэ нь аюулгүй байдал, үр ашгийг хамгийн өмнө төсөөлж чадаагүйгээр сайжруулж байна. Хүмүүсийг шууд аюултай бодисуудтай харилцахгүйгээр эдгээр технологиуд нь гар утасны үед тохиолддог алдаа, хувирлыг бууруулдаг. Сүүлийн үед химийн бодисуудыг зохицуулахад зориулагдсан роботын загварчлалд дэлхий ёсоор амжилт гарч байна. Зарим загварууд одоо бодисын чанарын хамгийн бага өөрчлөлтийг илрүүлж, түүнд тохируулан хандлагыг өөрчилж чаддаг бөгөөд энэ нь ямар ч хүний ажилчин тогтвортойгоор хийж чадахгүй зүйл юм. Энэ технологийг эзэмшихийг хүсэж буй пүүсүүдийн хувьд зүгээр л тоног төхөөрөмж худалдан авахаас илүү бодох зүйлс олон байдаг. Дүрэм журамд нийцэх нь чухал боловч ухаалаг компанийн эдгээр дүрмүүдийн дотор ажиллаж, автомжуулалтаас хамгийн их үнэ цэнийг авдаг. Үр дүн нь? Ажилчдыг илүү сайн хамгаалах, өдөр бүр илүү гладкийн ажиллагаа явуулах.
Эрдэнэ цуглуулагч, нөөцлөгч шинжлэх ухааны өргөтгөл
Өмгөөлөгчидын хөгжилтэй аюулгүй байдал
Оюун ухаант катализаторууд нь химийн урвалыг хийх аргыг өөрчилж байгаа бөгөөд энэ процессоор хаягдлыг болон энерги хэрэглээг бууруулж байна. Энэ нь яагаад тийм сайн ажиллаж байгаа юм вэ? Тэд урвалын сонголтыг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ үйл ажиллагааг илүү үр дүнтэй болгож, хуучин катализаторын системүүд ихэвчлэн хаядаг сөрөг бүтээгдэхүүнүүдийг багасгадаг. Жишээлбэл, Nature Chemistry сэтгүүлд хэвлэгдсэн судалгаа нь илүү оюун ухаант катализаторуудыг ашиглах нь үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны орчин тойрхийн нөлөөг 30 хувь бууруулж болохыг харуулсан. Үйл ажиллагааны зардлыг хэмнэхээс гадна энэ төрлийн технологи нь бидний орчин тойрхийг хамгаалах зорилтод сайн тохирч байна. Цаашид явсаар катализаторын технологид тогтвортой байдалд хүрэхэд тулгарч буй сорилтуудыг даван туулах томоохон боломж байна. Химийн процессын цэвэршилт болон үр дүнтэй байдлын дүнд бүх салбарууд ногоон болон эрүүл болж хувирч болохыг төсөөлөөрэй.
AI-г ашиглан био шингээгчидтэй эрдэнэний нийтлэг ашиглалт
Биорефининг нь биологийн материал ашиглан химийн бодисуудыг үйлдвэрлэдэг бөгөөд ухаалаг машин сургалт энэ процессыг хурдасгаж байна. Дата шинжилгээний хэрэгслийн тусламжтайгаар ухаалаг машин сургалт нь хэт их хаягдлыг бууруулж, биорефинингийн үйлдвэрүүдийг илүү үр дүнтэй ажиллуулдаг. Жишээ нь, Neste компани олон жил ашиглаж байгаа ухаалаг машин сургалтын технологийн тусламжтайгаар эрчим хүчний тээвэрлэлтийн бүтээгдэхүүний гаралтыг нэмэгдүүлсэн. Хэдийгээр энэ чиглэлээр шийдэх боломжтой асуудлууд байгаа бөгөөд тухайлбал, сэргээгдэх эх үүсвэрүүдийг хангалттай хэмжээгээр олж авах нь тогтвортой ажиллагааг хангахад чухал байдаг. Технологийн шинэ хандлагууд эдгээр нөхөн сэргэх эх үүсвэрүүдийг оруулан ашиглах замаар төрөл бүрийн салбарт химийн бодисуудыг хэрхэн үйлдвэрлэхийг өөрчилж болно.
Хатуу цуглуулгын системийн зорилгоор амьдарч буй зах зээлүүдийг багасгах
Химийн үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаанд хаягдлыг бууруулахад хаалттай системүүд том үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр систем нь хаягдлыг хаяхын оронд дахин үйлдвэрлэлийн процесс рүү буцаан оруулж ажилладаг. Энэ нь материалыг хаягдлын оронд олон удаа дахин ашиглах боломжийг олгодог. Өнгөрсөн жилээс хэвлэгдсэн мэдээллээр хэлбэл, энэ системийг нэвтрүүлсэн зарим компаниудын хаягдлын гаралт ойролцоогоор хагасаар буурч байжээ. Эдгээр системүүд орчин үеийн нөлөөллийг бууруулахад тусалж байлаа гээд ч манай үйлдвэрлэгчид химийн салбарт тогтвортой байдалд илүү их хүрэхийн тулд материалыг илүү үр ашигтай дахин боловсруулах, сэргээх арга замыг хөгжүүлэх шаардлагатай байна.
Advanced Materials and Nanotechnology Applications
Nanomaterials for Precision Chemical Synthesis
Наноматериалуудын нарийн химийн нэгдэл үүсгэх үр дүн нь тэдэнд байдаг зарим онцгой онцлогт оршдог. Тэдгээрийг онц болгож буй зүйл бол харьцангуй хэмжээний хувьд гайхалтай их гадаргуутай байдал юм. Энэ нь урвалын явцад хурд олгох бөгөөд үйлдвэрлэгдэх бүтээгдэхүүний талаар илүү сонгомол байдал үзүүлдэг. Сүүлийн үеийн зарим судалгаа нь эдгээр бага хэмжээтэй материалын тодорхой химийн урвалыг эхлүүлэхэд шаардагдах энерги-гийг бууруулдагт оршино. Энэ нь хоршоо багатай сайн үр дүнг өгнө гэсэн үг юм. Ирээдүйг харвал эмийн биет үйлдвэрлэл, сэргээгдэх эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн салбаруудад эдгээр онцгой материалуудын тусламжтайгаар томоохон амжилт гарах боломжтой бөгөөд тухайн салбаруудад химийн тэгшитгэл нь маш их ач холбогдолтой байдаг.
Хөгжимт хариулттай чадварлаг катализатор
Оюун ухаант катализаторууд нь химийн процессын үеэр нөхцлүүд өөрчлөгдөхөд тохируулж чаддаг тул урвалыг илүү үр дүнтэй болгож байна. Эдгээр онцгой материалуудын онцлог нь бүтцийг нь ч, үйл ажиллагааг нь ч шууд өөрчлөх чадвартай байгаа юм. Энэ нь химийн урвалуудаас илүү сайн үр дүн гаргаж авахад тусалдаг. Бид эдгээр оюун ухаант катализаторуудыг онолын хүрээнд биш бодит аж ахуйн нөхцөлд туршиж үзсэн бөгөөд тухайнлбал петрохимийн үйлдвэрт энерги хэрэглээг бууруулж, бүтээгдэхүүний гарцыг нэмэгдүүлсэн нь тодорхой байна. Үйлдвэрлэлийн ажлуудыг экологийн хувьд илүү цэвэр болгохыг хүсч буй үйлдвэрлэгчдэд энэ технологи нь цахилгааны зардлыг хэмнэхээс гадна химийн үйлдвэрлэлийн салбарт экологийн нөлөөллийг багасгах боломжийг олгодог.
Компьютерийн моделигээр бүтээгдсэн биологийн үндэслэлийн материалы
Химийн инженерүүд нь байгалийг авч үзэж, амьтны бүтэц, ажиллах зарчмыг хуулбарлан бүтээсэн биомиметик материалыг үүсгэхдээ санаа зөвлөгөө авдаг болсон. Энэ төрлийн материалын хувьд биологийн орчинд бидний харж буй зүйлсийг хуулбарлахыг оролддог, жишээлбэл, цацраг навчит ургамлууд хэрхэн усыг түлхэж байгааг, шавжууд хэрхэн энгийн элементүүдээс маш бат бөх бүтцийг бий болгодог вэ. Энэ салбарт одоо хүртэл маш гайхалтай зүйлсийг бий болгосон байдаг. Жишээлбэл, лотосны навчитой адилхан бохирдохгүй цэвэр байх гадаргуу эсвэл машин болон онгоцонд ашиглагдаж эхэлсэн маш хөнгөн нийлмэл материалыг дурдаж болно. Энэхүү инновацийн ард бодит прототип бүтээхээс өмнө виртуал тест хийх боломжийг олгодог тооцооллын загвар байна. Бүхэлдээ энэ хандлагыг сонирхолтой болгож буй зүйл бол материалын чадварыг сайжруулахад л сөргөлдөхгүй, химийн бодисыг хэрхэн үйлдвэрлэх талаар бодох арга барилыг өөрчилдөг.
Диджиталчлал болон реаль хугацааны дата аналитик
Смарт үйлдвэрлэлийн хувьд Аж ахуйн IoT-ийн интеграцийн тухай
Химийн үйлдвэрлэлд индустрийн IoT технологийг нэвтрүүлэх нь үйл ажиллагааны үр ашиг, процессын хяналтыг сайжруулдаг. Үйлдвэрийн хэмжээнд тархсан холбогдсон сенсорууд болон системүүдийн тусламжтайгаар ажиллуулагчид автоматжуулалт, цонхны дэлгэцэнд үр бүтээгдэхүүнийг хянах боломжтой болдог. Үр дүнд нь тоног төхөөрөмж гэмтэхэд үүсэх хугацааны алдагдлыг бууруулах, уул уурхайн болон энерги менежментийг сайжруулах боломжтой болдог. IoT шийдлийг нэвтрүүлсэн жишээ үйлдвэрүүдийг судалбал, ажилчид асуудлыг томоохон болохын өмнө илрүүлж чаддагаас үйлдвэрлэлийн шугамууд нь илүү гладкий ажиллаж байна. Зарим үйлдвэрлэгчид энэ ухаалаг хяналтын системийг суурилуулснаар хүрээлэн байгаа орчныг хянах болон боловсруулах материалын алдагдлыг 30%-иар бууруулсан гэж үздэг бөгөөд технологийн интеграцийн түвшинд хамааралтайгаар үр дүн нь өөрчлөгддөг.
Химийн үйлдвэрт IoT-г зөв ажиллуулахын тулд зүгээр л харайж эхлэхгүйгээр ажлыг нэг алхамаас эхлүүлэх шаардлагатай. Таны үйлдвэрт аль хэдийн байгаа технологийг судалж, ухаалаг датчикууд үнэндээ хаана ашиглагдах боломжтойг тогтооно уу. IoT төхөөрөмж сонгохдоо системүүдийн хоорондын нийцэлт чухал байдаг тул үйлдвэрлэгчид ирээдүйд бүх зүйл хэрхэн хамт ажиллах болохыг урьдчилан бодох шаардлагатай. Мөн хүмүүсийг мартахгүй байх хэрэгтэй - холбогдсон төхөөрөмжүүдээс ирж буй мэдээллийг ажилчид ойлгохын тулд сургах нь зүгээр л сайн санаа биш, бодит ахицыг хийхэд чухал юм. Энэ төрлийн аажим арга барилыг ашигладаг үйлдвэрүүд нь IoT-д хийсэн хөрөнгө оруулалтаас урт хугацаанд илүү сайн үр дүн авдаг бөгөөд тухайн тоонуудыг хэрхэн ашиглахыг ажилчид сайн мэддэг үед илүү сайн үр дүн гардаг.
Үр дүнтэй тооцоолох хэрэглээний машин сургалтын модел
Химийн инженерийн чиглэлд таамаглалыг зөв тодорхойлох нь ашигтай үйл ажиллагааг алдагдсан хөрөнгө оруулалттай төслээс ялгаж байгаа чухал асуудлын нэг юм. Одоо болох юм бол машин сургах алгоритмууд эдгээр таамаглалуудыг урьдчилан таамаглахад хэвийн аргуудаас илүү үр дүнтэй байна. Энэ нь хүмүүсийн олохыг маш удаан хугацаанд хайх боломжгүй холбоосуудыг мэдээллийн том ууланд нэвтэрч хайж олдог. Үйлдвэрийн талбайд ажиллаж буй химийн инженеруудын хувьд энэ нь илүү сайн шийдвэр гаргах чадварыг олгодог бөгөөд тэд процессын параметруудыг зөв тохируулж, эцсийн бүтээгдэхүүний тоо хэмжээнд үзүүлэх нөлөөг бүрэн мэдэж байж чаддаг. Жишээлбэл, зарим химийн үйлдвэрүүд ухаалаг системийг нэвтрүүлснээр таамаглалын түвшингээ 15%-иос 25%-иар нэмэгдүүлсэн байдаг.
Нөөцийн таамаглалын чиг хандлага нь эдгээр загваруудыг цаашид нарийн бүтээлч химийн урвалуудтай ажиллах чадвартай болгох явдал юм. Гэсэн хэдий ч одоо энэ хүртэл олон сул талууд байсаар байна. Судлаачид загваруудыг нэг орчинд нөгөөд шилжих үед итгэх боломжтой байдалд хадгалах замаар бүх төрлийн өгөгдлийн урсгалыг нэгтгэхэд хүндрэлтэй байна. Эдгээр асуудлыг шийдэх нь чухал биш зүгээр л шийдвэрлэх нь энэ салбарт бодит дэвшил хийхэд маш их чухал байна. Химийн компаниуд эдгээр асуудлуудыг шийдснээр бүтээлч ажиллагаа болон эцсийн үр дүнгийн хувьд том дэвшил оруулах боломжтой байна.
Цэцэрлэгт оролцох Диджитал Хөшөө
Цахим хос технологии нь химийн үйлдвэрийн бодит байдлыг цаг үеийн дагуу тусгасан виртуал копийг ашиглан процессийг оновчлох аргачлалыг өөрчилж байна. Инженерүүд одоо ажлын газрын юуны ч хүрээгүйгээр туршилт явуулж, боломжит үр дүнг харж болно. Энэ нь бүх хамрагдагчдын аюулгүй байдалд илүү сайн нөлөө үзүүлэхийн зэрэгцээ ажил үйлдвэрт саад бэрхшээл багатай болгоно. Олон салбарын компанийн энэ төрлийн цахим загвар ашигласнаар гаргасан бодит дэвшлийг үзвэл түүхий нүүрсний болон байгалийн хийн салбарт энэ төрлийн симуляци ашиглан жилдээ сая мянган доллар хэмнэсэн гэсэн мэдээ бий. Засварын багуудад ч ашигтай нь тодорхой бөгөөд учир нь тэд эд ангиудад гарч болзошгүй асуудлыг урьдчилан илрүүлж болдог бол энэ боломжийг урьдийн аргууд цөөнөөр хангаж чаддаггүй.
Цахим хос техник нь химийн үйлдвэрт олон зүйлийг авчирдаг ч эхлээд анхаарч үзэх хэд хэдэн чухал зүйл байдаг. Үндсэн асуудлууд нь системд чанартай өгөгдөл оруулах, тэдгээрийн өгөгдлийн цэгүүд бүгд зөв ажиллаж байгаа эсэхийг хангахтай холбоотой юм. Нарийн төвөгтэй симуляци явуулахын тулд хүчирхэг процессорын чадал чухал байдаг. Гэсэн хэдий ч цахим хувилбарыг өдөр тутмын байдлаар талбай дээрх үйл явдлуудтай тулгах нь маш чухал юм. Тус тулгах үйл явц байхгүй бол загвар нь хурдан хугацаанд ашиггүй болно. Компаниуд эдгээр суурь асуудлуудыг зөв шийдвэл цахим хосуудаас бодит үнэ цэнэ олох эхэлдэг. Үйлдвэрүүд гладкийн шиг ажилладаг, засварын ажил хэлбэлзээнтэй болох, үйл ажиллагаа нь илүү үр ашигтай болох, мөн дэлгэрэнгүй хэмнэлт хийх боломжийг олгодог.