Η τεχνολογική προσέγγιση του SMARTSILO βασίζεται σε έναν συνδυασμό έξυπνων αισθητήρων Internet of Things, ενοποιημένης πλατφόρμας διαχείρισης δεδομένων και ευφυών υπηρεσιών τεχνητής νοημοσύνης. Η λύση έχει σχεδιαστεί για λειτουργία σε δυσχερή βιομηχανικά περιβάλλοντα, με έμφαση στη συνεχή παρακολούθηση και στην προληπτική ασφάλεια.
Αρχιτεκτονική συστήματος
Το SMARTSILO υλοποιεί μια πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική που επιτρέπει τη συλλογή δεδομένων μέσω έξυπνων αισθητήρων IoT, και τη μετάδοση, την αποθήκευση και την ανάλυσή τους σε πραγματικό χρόνο. Η αρχιτεκτονική υποστηρίζει τόσο υποδομές νέφους όσο και υβριδικά σενάρια, εξασφαλίζοντας επεκτασιμότητα, ασφάλεια και αξιοπιστία. Το έργο αξιοποιεί μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης για την ανάπτυξη ευφυών υπηρεσιών ανάλυσης δεδομένων, οι οποίες θα διασφαλίσουν την ασφάλεια και την αποδοτικότητα της διαδικασίας.
Οπτικοποίηση αρχιτεκτονικής
Έξυπνοι αισθητήρες IoT
Η λύση περιλαμβάνει έξυπνους αισθητήρες σχεδιασμένους για την καταγραφή κρίσιμων παραμέτρων κατά τη διαδικασία εκφόρτωσης τσιμέντου, όπως:
- Πίεση αέρα και θερμοκρασία
- Περιβαλλοντικές συνθήκες και ποιότητα αέρα
- Συνθήκες λειτουργίας στον χώρο εκφόρτωσης
- Ανθρώπινη παρουσία στον χώρο κατά την εκφόρτωση
Για την αποτελεσματική παρακολούθηση της εκφόρτωσης χύδην τσιμέντου, ο σχεδιαζόμενος εξοπλισμός εγκαθίσταται σε κρίσιμα σημεία του σιλοφόρου οχήματος και αποτελείται από μια έξυπνη κεντρική μονάδα με ενσωματωμένους και διασυνδεδεμένους αισθητήρες, που παρακολουθούν κρίσιμες παραμέτρους της διαδικασίας εκφόρτωσης και την κατάσταση του εξοπλισμού. Οι αισθητήρες είναι κατάλληλοι για λειτουργία σε περιβάλλοντα με υψηλές καταπονήσεις και εξασφαλίζουν αξιόπιστη συλλογή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, οδηγώντας στη μείωση των αστοχιών που μπορούν να προκληθούν από τη φθορά του μηχανικού εξοπλισμού, όπως οι βαλβίδες εκτόνωσης πίεσης (PRV), οι οποίες χρησιμοποιούνται στην παρούσα βιομηχανική συνθήκη για τον έλεγχο της διαδικασίας.
Πλατφόρμα διαχείρισης δεδομένων
Η κεντρική πλατφόρμα του SMARTSILO αποτελεί τον πυρήνα της λύσης αξιοποιώντας τα συλλεγμένα δεδομένα. Παρέχει δυνατότητες:
- Συλλογής και αποθήκευσης δεδομένων από πολλαπλές πηγές
- Οπτικοποίησης κατάστασης συστήματος
- Υποστήριξης πολλαπλών χρηστών
- Διασφάλισης ακεραιότητας και ασφάλειας δεδομένων
Η πλατφόρμα επιτρέπει την άμεση πρόσβαση σε κρίσιμες πληροφορίες που σχετίζονται με την ασφάλεια και τη λειτουργία των σιλό. Η προτεινόμενη λύση, μέσω των μηχανισμών edge προεπεξεργασίας που διαθέτουν οι συσκευές IoT, οργανώνει μια ολοκληρωμένη ροή δεδομένων από το επίπεδο των αισθητήρων έως την κεντρική πλατφόρμα, η οποία λειτουργεί στο cloud, όπου πραγματοποιούνται η λήψη, η επικύρωση, η αποθήκευση και η περαιτέρω επεξεργασία των δεδομένων που προέκυψαν από τις μετρήσεις των αισθητήρων. Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει τόσο την παρακολούθηση της τρέχουσας κατάστασης της διεργασίας όσο και τη συγκρότηση ενός πλήρους ψηφιακού ιστορικού για κάθε εκφόρτωση. Επιπλέον, η προεπεξεργασία δεδομένων μέσω edge μεθόδων υποστηρίζει μια αποδοτική, επεκτάσιμη και ενεργειακά βιώσιμη αρχιτεκτονική λειτουργίας.
Υπηρεσίες τεχνητής νοημοσύνης
Στο ανώτερο επίπεδο της λύσης, το SMARTSILO ενσωματώνει ευφυείς υπηρεσίες που αξιοποιούν τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης για:
- Ανίχνευση αποκλίσεων από πρότυπα ασφαλείας
- Πρόβλεψη δυνητικά επικίνδυνων καταστάσεων
- Υποστήριξη λήψης αποφάσεων σε πραγματικό χρόνο
- Ενίσχυση της προληπτικής συντήρησης του εξοπλισμού
Οι υπηρεσίες αυτές συμβάλλουν στη μείωση της αβεβαιότητας και στη βελτίωση της ασφάλειας των βιομηχανικών διαδικασιών, συμβάλλοντας στην έγκαιρη πρόβλεψη δυνητικών κινδύνων και ατυχημάτων πριν αυτά εκδηλωθούν, ξεπερνώντας τους περιορισμούς της μέχρι τώρα αντιδραστικής διαδικασίας ελέγχου. Παράλληλα, η ανάλυση δεδομένων πραγματοποιείται σε πραγματικό χρόνο, ενημερώνοντας τους χειριστές για την κατάσταση της διεργασίας και διευκολύνοντας τη βέλτιστη λήψη αποφάσεων.
Συνεισφορά εταίρων
Οι εταίροι του έργου συνδυάζουν τεχνογνωσία στον σχεδιασμό αισθητήρων IoT, στην ανάπτυξη ψηφιακών πλατφορμών και στην ευφυή ανάλυση δεδομένων για τη διαμόρφωση της λύσης SMARTSILO.
Η EMPHASIS DigiWorld αναλαμβάνει την ανάπτυξη των αισθητήρων και της πλατφόρμας IoT που πλαισιώνουν τη συνολική τεχνολογική λύση, καθώς και των γραφικών περιβαλλόντων απεικόνισης, μέσω των οποίων τα αποτελέσματα της ανάλυσης θα παρουσιάζονται σε φιλική μορφή για τους τελικούς χρήστες.
Το Teaching Factory αναπτύσσει ευφυείς υπηρεσίες ανάλυσης δεδομένων με αξιοποίηση αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης, με στόχο τη βελτίωση του ελέγχου και την ενίσχυση της ασφάλειας κατά την εκφόρτωση τσιμέντου. Παράλληλα, αναλαμβάνει την επαλήθευση της αναπτυγμένης λύσης μέσω προσομοιώσεων και δοκιμών σε πραγματικές επιχειρησιακές συνθήκες.
Χρηματοδότηση
Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο της δράσης «Ερευνώ – Καινοτομώ» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση και εθνικούς πόρους.
