SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 32
Descargar para leer sin conexión
Molntjänster för effektiva
processer samt feldetektion av
processensorer för ett effektivare
underhåll
Anders Björk1 och Oscar Samuelsson1,2
1 IVL Svenska miljöinstitutet
2 Uppsala Universitet
”Från vetenskap till verklighet”
Outline
DEMI ett exempel på molntjänster
– Bakgrund
– Optimering av tryckluftssystem
– Tekniken för att lösa detta
– Värmebehandling av stål
– Kylkanaler i plastgjutningsformar
Historik
OPC
Webtjänster-webservices
Diagnostik på Avloppsreningsverk
– Strategier
– Exempel 1-2
– Framtid tillämpning
Summering
DEMI ett exempel på molntjänster
Den energi som återgår för olika enhetsoperationer vid tillverkning i
fordons- och verkstadsindustrin är stor. Projektet syftade till att
genom mjukvarustöd minska energin genom förbättrad design och
produktionen.
För att minska Europas energiförbrukning och därmed
klimatpåverkan samt öka europeiska industrins konkurrenskraft
Metoder och angreppssätt
– Tillämpa Ambient Intelligence samt TRIZ för utvecklingsarbetet.
– Tillämpa en mjukvaruarkitektur för att kunna reducera energi-förbrukning vid
tillverkning under både design och produktions-stadiet.
– Utveckla fyra/fem löst kopplade mjukvarutjänster (SOA):
Energy Dependency Selector, Energy Monitoring Setup, Energy Simulator,
Energy Analyser samt Eco-knowledge” repository
Testa dessa tjänster i tre fallstudier.
DEMI
Optimering av Tryckluftssystem
Ett tryckluftsystem består vanligen av
– Kompressorer
– Filter
– Torkar
– Tankar
– Rörsystem
– Ventiler
– Regulatorer
En designer har typiskt många olika alternativ för varje position i
konfigurationen, vilket lätt gör man kan få över 1000 möjliga
kombinationer för ett system
DEMI
Optimering av
Tryckluftssystem
• Öppna
konfigurationer
• Okända system,
kända delsystem
• Få styrbara variabler
• Randvillkor & bivillkor
• Målvariabler
Energy and LCC Optimised Design of Compressed Air Systems: A Mixed Integer Optimisation Approach
with General Applicability, Computer Modeling and Simulation, Friden, Håkan; Bergfors, Linus; Björk, Anders;
Mazharsolook, Ebrahim, http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/UKSim.2012.74
DEMI
Bilbao
Java +
JavaScript
Bremen
Java
Kaunas
Java + MATLAB
Göteborg
C#
Moln inom företagets
brandvägg
Lokalt
nätverk
DEMI
Värmebehandling av stål
• Stängda
konfigurationer
• ”Känt” system, okänt
bivillkor
• Styrbara variabler
• Målvariabler
Heat Treatment Process Energy Efficient Design and Optimisation , I. Mendikoa, M. Sorli, A. Armijoa, L.
García, L. Erausquin, M. Insunza, J. Bilbao, H. Friden, A. Björk, L. Bergfors, R. Skema, R. Alzbutas,
T. Iesmantas, doi:10.1016/j.proeng.2013.08.220
DEMI
Kylkanaler i
plastgjutningsformar
• Öppna
konfigurationer
• Okänt system, kända
delsystem
• Styrbara variabler
• Randvillkor & bivillkor
• Målvariabler
Men vad kunde man göra med gammal beprövad
teknik. FTP & textfiler 2006…
Reagens trycks in en torpedo car
Svårt att förutsäga resultatet av behandlingen
Dyrare ta bort svavel senare i processen.
Behövdes att operatörsvänligt verktyg för att mer precist beräkna
mängden reagens
Detta är v arken Big data i dagens betydelse
eller sakernas internet (IoT).
OPC
OPC, togs fram i mitten av 1990-talet
– Syfte att lösa integrationen mellan PC-klienter och automationsenheter.
– Bygger på samma teknik som gjorde det möjligt i tidigare versioner av
Microsoft Office att bädda in Excelblad i ett Word dokument.
– Inte enkelt få detta fungera genom brandväggar…
OPC-UA, första specifikationen 2006
– Funktionalitetsområdet ökades till att inkludera Enterprise interoperabilitet.
Så från fältnivå ända upp till affärsplanerings- och rapporteringssystemen.
– Även tvärs olika hårdvaruplattformar och även gjort för geografiskt
spridning.
– OPC-UA (Unified Architecture) är designat från grunden för att vara
plattformsoberoende.
– Går att få säkert lättare, använder certifikat för kryptering
– Bygger på webtjänstteknik.
What is OPC? UA in a Minute
https://www.youtube.com/watch?v=-tDGzwsBokY
Websida vs webtjänst
Websida Webtjänst
Datorer pratar med varandra
Frågar om information genom
använda metoder
Metoder i detta fall
– HämtaTelefonNr (’Samulelsson’)
– HämtaJobbBeskrivning
(’Samulelsson’)
– Hämta(’Samulelsson’)
Designad för att människor ska
läsa av den grafiskt
Vad är en webtjänst eller web service?
En webtjänst (Service) är en tjänstemjukvara är åtkomlig via
Internet protokoll på intra -eller inter-nät
Mjukvaran som använder webtjänsten kallas en klient. Den kan
finnas på vilken maskin som helst på internet.
Servicen och klienten kan vara programmerad i olika
programmeringspråk! (C#, Java, C++, R, LabVIEW..)
Kommunikationen ,www är ofta HTTP med XML, JSON
eller kan vara TCP
Nya protokoll och dataformat för mindre
overhead för datatransport
Ett av problemen med XML är att en mycket stor del av
dokumentet består beskrivning av innehållet
JSON
Binär JSON
MQTT (formerly MQ Telemetry Transport)
JSON
{"age" : 12, "name" : "Danielle"}
XML
<person> <age>12</age> <
name>Danielle</name> </person>
Diagnostik av sensorer på reningsverk
-reningsverken är Sveriges största biologisk processindustri
Sensorer på reningsverk
Mätmiljö för givare på reningsverk
Hur kan vi detektera givarfel och otillräckligt givarunderhåll?
Vilken trend är felaktig?
1
2
Vilken trend är felaktig?
1) Gränsvärde (CUSUM, univariata metoder,…)
13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17
2) Modellbaserad feldetektion
13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17
‫ݕ‬ሺ‫ݐ‬ሻ
13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17
‫ݕ‬ොሺ‫ݐ‬ሻ
13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17
13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17
13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17
‫ܯ‬ሺܵଵሺ‫ݐ‬ሻ, ܵଶሺ‫ݐ‬ሻ, …)
ܵଵሺ‫ݐ‬ሻ, ܵଶሺ‫ݐ‬ሻ,… Skattad
Uppmätt
Ammoniumbelastning till biologiskt processteg
Ammoniumbelastning jämfört med lufttillförsel
Identifiera normal kvot (från normala data)
Detecting anomalous air flow-ammonia load ratios, using Gaussian process regression,
Watermatex proceedings 2015. Samuelsson, O., Zambrano, J., Björk, A, Chistiakova, T. and Carlsson, B.
Identifiera potentiellt avvikande mätvärden
Utvärdera tidsserien – vilken drift är felaktig?
Diagnostik på
syregivare
Molntjänst, fullskaletest av diagnostikmetoder
Reningsverk 1
Reningsverk 2
Statliga program som supportar
Industri 4.0 och Underhåll 4.0
Vinnova
Strategiska innovationsprogram
– PiiA Processindustriell IT och automation
– Produktion2030
– IoT Programmet
– IQ Samhällsbyggnad
– Troligen även ReScource
– Finns även mindre delar i andra program
Utmaningsdriven innovation
SSF Strategiska forskningsstiftelsen
Programmet generiska produktionsmetoder
IVL är gärna med utvecklar och utför forskningsprojekt mot både Industri 4.0 och Underhåll 4.0.
Vi har utfört många projekt med liknande innehåll tidigare och arbetar även IoT-projekt nu.
För Vinnova programmen gäller ofta att företag motfinansierar forskningsinstituts kostnader
genom insats av egen tid.
Summering
Molntekniken är här och gör det lättare att bygga
mjukvarulösningar
– För att öka hållbarheten i produktionsprocesserna
– För att underlätta underhållsarbetet
Molntekniken behöver inte betyda Internet
– Använda molnteknik innanför brandväggarna kan göra det säkrare
Sätt användarna i fokus
– Håll det enkelt
Tips börja labba med teknikerna och idéer som löser verkliga
problem
– Som till exempel feldetektion
Det är både enklare och svårare än man tror
Kunskap finns på institut och universitet dra nytta av det!
Program för FoU stöd finns!
Tack för er uppmärksamhet!
Kontakta oss gärna om hur vi kan hjälpa er att komma vidare
med Underhåll 4.0 eller Industri 4.0!
Anders Björk, 010-788 65 72,
anders.bjork@ivl.se
Oscar Samuelsson, 010-788 66 64
oscar.samuelsson@ivl.se
Samarbetspartners:
Följ IVL på LinkedIn

Más contenido relacionado

Similar a Molntjänster för effektiva processer samt feldetektion av processensorer för ett effektivare underhåll

Molnet ake edlund
Molnet ake edlundMolnet ake edlund
Molnet ake edlundAke Edlund
 
Molnet och BigData för AzlanNet
Molnet och BigData för AzlanNet Molnet och BigData för AzlanNet
Molnet och BigData för AzlanNet Ake Edlund
 
Molnet och-big data-ake-edlund
Molnet och-big data-ake-edlundMolnet och-big data-ake-edlund
Molnet och-big data-ake-edlundAke Edlund
 
ProdSummit 2017: Daniel Wigren, Virtual Manufacturing
ProdSummit 2017: Daniel Wigren, Virtual ManufacturingProdSummit 2017: Daniel Wigren, Virtual Manufacturing
ProdSummit 2017: Daniel Wigren, Virtual ManufacturingPetter Johansson
 
2013.11.29 ake edlund-tillvaxverket
2013.11.29 ake edlund-tillvaxverket2013.11.29 ake edlund-tillvaxverket
2013.11.29 ake edlund-tillvaxverketAke Edlund
 
2013.10.10 ake edlund-azlannet
2013.10.10 ake edlund-azlannet2013.10.10 ake edlund-azlannet
2013.10.10 ake edlund-azlannetAke Edlund
 
Cloud Computing - Mycket mer än IT
Cloud Computing - Mycket mer än ITCloud Computing - Mycket mer än IT
Cloud Computing - Mycket mer än ITBjörn Lilja
 
Välkommen till en seminariedag om viol 3
Välkommen till en seminariedag om viol 3Välkommen till en seminariedag om viol 3
Välkommen till en seminariedag om viol 3SDCslides
 
"KPI-projektet", KTH verksamhetsledning
"KPI-projektet", KTH verksamhetsledning"KPI-projektet", KTH verksamhetsledning
"KPI-projektet", KTH verksamhetsledningPontus Wadström
 
Skolkompassen info 20110216
Skolkompassen info 20110216Skolkompassen info 20110216
Skolkompassen info 20110216LotteCh
 
Itsnillet Foretagspresentation
Itsnillet ForetagspresentationItsnillet Foretagspresentation
Itsnillet Foretagspresentationjohanandersson
 
Utmaningar med molnutveckling
Utmaningar med molnutvecklingUtmaningar med molnutveckling
Utmaningar med molnutvecklingMathias Ekman
 
Chefsintrodution VäRmdö Kommun
Chefsintrodution VäRmdö KommunChefsintrodution VäRmdö Kommun
Chefsintrodution VäRmdö KommunJörgen Sandström
 
Kundpresentation Förnyelsen och integrationsförnyelsen
Kundpresentation Förnyelsen och integrationsförnyelsenKundpresentation Förnyelsen och integrationsförnyelsen
Kundpresentation Förnyelsen och integrationsförnyelsenSDCslides
 
Dokumenthantering i molnet
Dokumenthantering i molnetDokumenthantering i molnet
Dokumenthantering i molnetPredrag Mitrovic
 
Continuous Delivery med Tutum och Docker
Continuous Delivery med Tutum och DockerContinuous Delivery med Tutum och Docker
Continuous Delivery med Tutum och DockerKristoffer Vidmo
 

Similar a Molntjänster för effektiva processer samt feldetektion av processensorer för ett effektivare underhåll (20)

Molnet ake edlund
Molnet ake edlundMolnet ake edlund
Molnet ake edlund
 
Molnet och BigData för AzlanNet
Molnet och BigData för AzlanNet Molnet och BigData för AzlanNet
Molnet och BigData för AzlanNet
 
Molnet och-big data-ake-edlund
Molnet och-big data-ake-edlundMolnet och-big data-ake-edlund
Molnet och-big data-ake-edlund
 
ProdSummit 2017: Daniel Wigren, Virtual Manufacturing
ProdSummit 2017: Daniel Wigren, Virtual ManufacturingProdSummit 2017: Daniel Wigren, Virtual Manufacturing
ProdSummit 2017: Daniel Wigren, Virtual Manufacturing
 
2013.11.29 ake edlund-tillvaxverket
2013.11.29 ake edlund-tillvaxverket2013.11.29 ake edlund-tillvaxverket
2013.11.29 ake edlund-tillvaxverket
 
2013.10.10 ake edlund-azlannet
2013.10.10 ake edlund-azlannet2013.10.10 ake edlund-azlannet
2013.10.10 ake edlund-azlannet
 
CV_FK_20161122
CV_FK_20161122CV_FK_20161122
CV_FK_20161122
 
Medytekk AB
Medytekk ABMedytekk AB
Medytekk AB
 
Cloud Computing - Mycket mer än IT
Cloud Computing - Mycket mer än ITCloud Computing - Mycket mer än IT
Cloud Computing - Mycket mer än IT
 
Välkommen till en seminariedag om viol 3
Välkommen till en seminariedag om viol 3Välkommen till en seminariedag om viol 3
Välkommen till en seminariedag om viol 3
 
"KPI-projektet", KTH verksamhetsledning
"KPI-projektet", KTH verksamhetsledning"KPI-projektet", KTH verksamhetsledning
"KPI-projektet", KTH verksamhetsledning
 
Skolkompassen info 20110216
Skolkompassen info 20110216Skolkompassen info 20110216
Skolkompassen info 20110216
 
Itsnillet Foretagspresentation
Itsnillet ForetagspresentationItsnillet Foretagspresentation
Itsnillet Foretagspresentation
 
Utmaningar med molnutveckling
Utmaningar med molnutvecklingUtmaningar med molnutveckling
Utmaningar med molnutveckling
 
Chefsintrodution VäRmdö Kommun
Chefsintrodution VäRmdö KommunChefsintrodution VäRmdö Kommun
Chefsintrodution VäRmdö Kommun
 
Nygammalt om molnlöftet
Nygammalt om molnlöftetNygammalt om molnlöftet
Nygammalt om molnlöftet
 
Kundpresentation Förnyelsen och integrationsförnyelsen
Kundpresentation Förnyelsen och integrationsförnyelsenKundpresentation Förnyelsen och integrationsförnyelsen
Kundpresentation Förnyelsen och integrationsförnyelsen
 
Dokumenthantering i molnet
Dokumenthantering i molnetDokumenthantering i molnet
Dokumenthantering i molnet
 
Continuous Delivery med Tutum och Docker
Continuous Delivery med Tutum och DockerContinuous Delivery med Tutum och Docker
Continuous Delivery med Tutum och Docker
 
Te mek09
Te mek09Te mek09
Te mek09
 

Molntjänster för effektiva processer samt feldetektion av processensorer för ett effektivare underhåll

  • 1. Molntjänster för effektiva processer samt feldetektion av processensorer för ett effektivare underhåll Anders Björk1 och Oscar Samuelsson1,2 1 IVL Svenska miljöinstitutet 2 Uppsala Universitet
  • 2. ”Från vetenskap till verklighet”
  • 3. Outline DEMI ett exempel på molntjänster – Bakgrund – Optimering av tryckluftssystem – Tekniken för att lösa detta – Värmebehandling av stål – Kylkanaler i plastgjutningsformar Historik OPC Webtjänster-webservices Diagnostik på Avloppsreningsverk – Strategier – Exempel 1-2 – Framtid tillämpning Summering
  • 4. DEMI ett exempel på molntjänster Den energi som återgår för olika enhetsoperationer vid tillverkning i fordons- och verkstadsindustrin är stor. Projektet syftade till att genom mjukvarustöd minska energin genom förbättrad design och produktionen. För att minska Europas energiförbrukning och därmed klimatpåverkan samt öka europeiska industrins konkurrenskraft Metoder och angreppssätt – Tillämpa Ambient Intelligence samt TRIZ för utvecklingsarbetet. – Tillämpa en mjukvaruarkitektur för att kunna reducera energi-förbrukning vid tillverkning under både design och produktions-stadiet. – Utveckla fyra/fem löst kopplade mjukvarutjänster (SOA): Energy Dependency Selector, Energy Monitoring Setup, Energy Simulator, Energy Analyser samt Eco-knowledge” repository Testa dessa tjänster i tre fallstudier.
  • 5. DEMI Optimering av Tryckluftssystem Ett tryckluftsystem består vanligen av – Kompressorer – Filter – Torkar – Tankar – Rörsystem – Ventiler – Regulatorer En designer har typiskt många olika alternativ för varje position i konfigurationen, vilket lätt gör man kan få över 1000 möjliga kombinationer för ett system
  • 6. DEMI Optimering av Tryckluftssystem • Öppna konfigurationer • Okända system, kända delsystem • Få styrbara variabler • Randvillkor & bivillkor • Målvariabler Energy and LCC Optimised Design of Compressed Air Systems: A Mixed Integer Optimisation Approach with General Applicability, Computer Modeling and Simulation, Friden, Håkan; Bergfors, Linus; Björk, Anders; Mazharsolook, Ebrahim, http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/UKSim.2012.74
  • 9. DEMI Värmebehandling av stål • Stängda konfigurationer • ”Känt” system, okänt bivillkor • Styrbara variabler • Målvariabler Heat Treatment Process Energy Efficient Design and Optimisation , I. Mendikoa, M. Sorli, A. Armijoa, L. García, L. Erausquin, M. Insunza, J. Bilbao, H. Friden, A. Björk, L. Bergfors, R. Skema, R. Alzbutas, T. Iesmantas, doi:10.1016/j.proeng.2013.08.220
  • 10. DEMI Kylkanaler i plastgjutningsformar • Öppna konfigurationer • Okänt system, kända delsystem • Styrbara variabler • Randvillkor & bivillkor • Målvariabler
  • 11. Men vad kunde man göra med gammal beprövad teknik. FTP & textfiler 2006… Reagens trycks in en torpedo car Svårt att förutsäga resultatet av behandlingen Dyrare ta bort svavel senare i processen. Behövdes att operatörsvänligt verktyg för att mer precist beräkna mängden reagens Detta är v arken Big data i dagens betydelse eller sakernas internet (IoT).
  • 12. OPC OPC, togs fram i mitten av 1990-talet – Syfte att lösa integrationen mellan PC-klienter och automationsenheter. – Bygger på samma teknik som gjorde det möjligt i tidigare versioner av Microsoft Office att bädda in Excelblad i ett Word dokument. – Inte enkelt få detta fungera genom brandväggar… OPC-UA, första specifikationen 2006 – Funktionalitetsområdet ökades till att inkludera Enterprise interoperabilitet. Så från fältnivå ända upp till affärsplanerings- och rapporteringssystemen. – Även tvärs olika hårdvaruplattformar och även gjort för geografiskt spridning. – OPC-UA (Unified Architecture) är designat från grunden för att vara plattformsoberoende. – Går att få säkert lättare, använder certifikat för kryptering – Bygger på webtjänstteknik. What is OPC? UA in a Minute https://www.youtube.com/watch?v=-tDGzwsBokY
  • 13. Websida vs webtjänst Websida Webtjänst Datorer pratar med varandra Frågar om information genom använda metoder Metoder i detta fall – HämtaTelefonNr (’Samulelsson’) – HämtaJobbBeskrivning (’Samulelsson’) – Hämta(’Samulelsson’) Designad för att människor ska läsa av den grafiskt
  • 14. Vad är en webtjänst eller web service? En webtjänst (Service) är en tjänstemjukvara är åtkomlig via Internet protokoll på intra -eller inter-nät Mjukvaran som använder webtjänsten kallas en klient. Den kan finnas på vilken maskin som helst på internet. Servicen och klienten kan vara programmerad i olika programmeringspråk! (C#, Java, C++, R, LabVIEW..) Kommunikationen ,www är ofta HTTP med XML, JSON eller kan vara TCP
  • 15. Nya protokoll och dataformat för mindre overhead för datatransport Ett av problemen med XML är att en mycket stor del av dokumentet består beskrivning av innehållet JSON Binär JSON MQTT (formerly MQ Telemetry Transport) JSON {"age" : 12, "name" : "Danielle"} XML <person> <age>12</age> < name>Danielle</name> </person>
  • 16. Diagnostik av sensorer på reningsverk -reningsverken är Sveriges största biologisk processindustri
  • 18. Mätmiljö för givare på reningsverk
  • 19. Hur kan vi detektera givarfel och otillräckligt givarunderhåll?
  • 20. Vilken trend är felaktig? 1 2
  • 21. Vilken trend är felaktig?
  • 22. 1) Gränsvärde (CUSUM, univariata metoder,…) 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17
  • 23. 2) Modellbaserad feldetektion 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 ‫ݕ‬ሺ‫ݐ‬ሻ 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 ‫ݕ‬ොሺ‫ݐ‬ሻ 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 13-02-15 13-02-25 13-03-07 13-03-17 ‫ܯ‬ሺܵଵሺ‫ݐ‬ሻ, ܵଶሺ‫ݐ‬ሻ, …) ܵଵሺ‫ݐ‬ሻ, ܵଶሺ‫ݐ‬ሻ,… Skattad Uppmätt
  • 26. Identifiera normal kvot (från normala data) Detecting anomalous air flow-ammonia load ratios, using Gaussian process regression, Watermatex proceedings 2015. Samuelsson, O., Zambrano, J., Björk, A, Chistiakova, T. and Carlsson, B.
  • 28. Utvärdera tidsserien – vilken drift är felaktig? Diagnostik på syregivare
  • 29. Molntjänst, fullskaletest av diagnostikmetoder Reningsverk 1 Reningsverk 2
  • 30. Statliga program som supportar Industri 4.0 och Underhåll 4.0 Vinnova Strategiska innovationsprogram – PiiA Processindustriell IT och automation – Produktion2030 – IoT Programmet – IQ Samhällsbyggnad – Troligen även ReScource – Finns även mindre delar i andra program Utmaningsdriven innovation SSF Strategiska forskningsstiftelsen Programmet generiska produktionsmetoder IVL är gärna med utvecklar och utför forskningsprojekt mot både Industri 4.0 och Underhåll 4.0. Vi har utfört många projekt med liknande innehåll tidigare och arbetar även IoT-projekt nu. För Vinnova programmen gäller ofta att företag motfinansierar forskningsinstituts kostnader genom insats av egen tid.
  • 31. Summering Molntekniken är här och gör det lättare att bygga mjukvarulösningar – För att öka hållbarheten i produktionsprocesserna – För att underlätta underhållsarbetet Molntekniken behöver inte betyda Internet – Använda molnteknik innanför brandväggarna kan göra det säkrare Sätt användarna i fokus – Håll det enkelt Tips börja labba med teknikerna och idéer som löser verkliga problem – Som till exempel feldetektion Det är både enklare och svårare än man tror Kunskap finns på institut och universitet dra nytta av det! Program för FoU stöd finns!
  • 32. Tack för er uppmärksamhet! Kontakta oss gärna om hur vi kan hjälpa er att komma vidare med Underhåll 4.0 eller Industri 4.0! Anders Björk, 010-788 65 72, anders.bjork@ivl.se Oscar Samuelsson, 010-788 66 64 oscar.samuelsson@ivl.se Samarbetspartners: Följ IVL på LinkedIn