Giriş
Məktəbdə biliyimizi möhkəmləndirmək üçün bizdən bir çox oxşar nümunələri həll etməyi tapşırdılar. Bizi hər zaman əsəbiləşdirirdik: burada qiymətli nədir? Düsturda iki və ya üç dəyəri əvəz edin və cavabı alın. Fikir uçuşu haradadır? Reallıq məktəbdən daha sərt oldu.
İndi İT analitiki kimi çalışıram. İT sahəsinə qoşulmazdan əvvəl istilik mühəndisi, CNC proqramçısı kimi çalışmışam və tədqiqat layihələrində iştirak etmişəm.
Öz təcrübəmdən əminəm ki, mühəndislər və alimlər iş vaxtlarının 95%-ni belə “eyni tipli” hərəkətlərə sərf edirlər. Tənlikləri hesablayın, yoxlayın, nəticələri qeyd edin, spesifikasiyaları köçürün. Layihədən layihə, təcrübədən sonra sınaq, gündən-günə.
Əvvəlki işimdən bir neçə nümunə verirəm.
2019-cu ilə qədər termal vakuum qəlibləmə üçün planlar hazırladım. Belə bir model qızdırılan plastiklə örtülürsə, bu modelin həndəsəsini tam olaraq təkrarlayan bir məhsul alacağıq. Texnologiyanın təsviri .
Model istehsalı dövrü yüksək ixtisaslaşmış proqramların bütün dəstini tələb edir:
- 3D modelləşdirmə üçün Autodesk Inventor;
- İş parçasının ölçülərini yükləmək üçün Excel;
- Layihənin dəyərini hesablamaq üçün Excel;
- CNC idarəetmə proqramının yaradılması üçün HSM modulu;
- Proqram fayllarını idarə etmək üçün kompüter fayl sistemi;
- CNC maşınını idarə etmək üçün Mach3 mühiti.
Məlumatlar ətraf mühitdən ətraf mühitə əl ilə ötürülməli idi və bunlara bütün cədvəllər və dəyərlər massivləri daxil idi. Proses yavaş gedir və tez-tez səhvlər olur.
Bundan əvvəl mən işıq bələdçilərinin hazırlanmasında və istehsalında iştirak etmişəm (). Orada çoxlu araşdırma, dizayn və hesablamalar var idi: istilik və işıqlandırma hesablamaları üçün xüsusi mühitlər (Ansys, Dialux), üstəgəl qənaətlilik hesablamaları, üstəgəl modellər və çertyojlar üçün Autocad və Inventor. Və burada da eyni çətinliklər var: bir tətbiqdən alınan hesablama nəticəsi növbəti hesablama üçün başqa bir tətbiqə sürüklənməlidir. Və beləliklə, bir neçə dəfə optimal həll axtarışında.
Mühəndisin vaxtı, alimin vaxtı çox qiymətli vaxtdır. Burada maaşdan söhbət getmir. Mühəndisin hesablamalarının arxasında komanda ilə böyük bir layihə dayanır. Alimin araşdırmasının arxasında bütöv bir sənayenin perspektivi dayanır. Ancaq çox vaxt yüksək ixtisaslı mütəxəssis konsepsiyalar hazırlamaq, modelləşdirmək, nəticələri şərh etmək, həmkarları ilə müzakirə etmək və beyin fırtınası etmək əvəzinə dəyərləri bir proqramdan digərinə "axmaqcasına" ötürür.
Müasir biznes mühitinin əlamətdar xüsusiyyəti sürətdir. Bazar daim təzyiq göstərir. 2014-cü ildə layout etmək üçün 2-3 həftə çəkdik. 2018-ci ildə üç gün idi və bu, artıq çox uzun görünürdü. İndi dizayner əvvəllər yalnız bir varianta ayrılmış bir neçə həll variantını eyni vaxtda istehsal etməlidir.
Və daha bir məqam – investisiyalar və risklər. Layihəyə “tutmaq” üçün müəssisə müştəri ilə müqavilə bağlamazdan əvvəl bu layihənin dəyərinin ~6%-ni konseptual inkişafa qoymalıdır. Bu vəsaitlər gedir:
- tədqiqat üçün;
- konseptual dizayn;
- əmək haqqının qiymətləndirilməsi;
- eskizlərin hazırlanması və s.
Şirkət onları öz cibindən çıxarır, bu, öz riskidir. Konsepsiyaya diqqət yetirmək mütəxəssislərin vaxtını tələb edir və onlar gündəlik işlərlə məşğuldurlar.
Bir İT şirkətində iş alətləri ilə tanış olduqdan sonra, biznes proseslərinin avtomatlaşdırılmasının hansı təcrübələrinin mühəndislər üçün faydalı ola biləcəyi ilə maraqlandım. Beləliklə, müəssisələr uzun müddətdir ki, rutinlə mübarizə aparmaq üçün robotlaşdırılmış proseslərin avtomatlaşdırılmasından (RPA) istifadə edirlər.
RPA istehsalçıları belə bir avtomatlaşdırma vasitəsinin aşağıdakı üstünlüklərini iddia edirlər:
- çox yönlülük (robot istənilən proqramla, istənilən məlumat mənbəyi ilə işləməyi bacarır);
- öyrənmə asanlığı (proqramlaşdırma və idarəetmə sahəsində dərin səriştələrə ehtiyac yoxdur);
- inkişaf sürəti (bitmiş alqoritm ənənəvi proqramlaşdırmadan daha az vaxt tələb edir);
- işçinin adi əməliyyatlardan real rahatlığı.
Bu meyarlara əsaslanaraq, biz RPA-dan istifadənin mühəndislik/elmi hesablamalarda necə təsir etdiyini yoxlayacağıq.
Nümunənin təsviri
Sadə bir misala baxaq. Yükü olan konsollu bir şüa var.
Gəlin bu problemə mühəndis mövqeyindən də, alim mövqeyindən də baxaq.
“Mühəndis” korpusu: 2 m uzunluğunda konsollu tir var.O, 500 qat təhlükəsizlik marjası ilə 3 kq ağırlığında yükü tutmalıdır. Şüa düzbucaqlı bir borudan hazırlanır. GOST kataloquna uyğun olaraq şüanın bölməsini seçmək lazımdır.
"Alim" işi: yükün kütləsi, şüanın en kəsiyi və uzunluğunun bu şüanın yükdaşıma qabiliyyətinə necə təsir etdiyini öyrənin. Reqressiya tənliyini əldə edin.
Hər iki halda, şüanın kütləsinə mütənasib olaraq şüaya təsir edən cazibə qüvvəsi nəzərə alınır.
Birinci işi - "mühəndis" i ətraflı öyrənək. “Alim” işi də oxşar şəkildə həyata keçirilir.
Texniki cəhətdən nümunəmiz çox sadədir. Və bir mövzu mütəxəssisi onu sadəcə kalkulyatorda hesablaya biləcək. Başqa bir məqsədimiz var: tapşırıq geniş miqyaslı olduqda RPA həllinin necə kömək edə biləcəyini göstərmək.
Sadələşdirmələrdə biz də qeyd edirik: borunun kəsişməsi, küncləri yuvarlaqlaşdırmadan, qaynaq nəzərə alınmadan ideal bir düzbucaqlıdır.
Mühəndis vəzifəsi
“Mühəndis” işinin ümumi sxemi belədir:
- Excel vərəqində GOST-a uyğun olaraq boruların çeşidi olan bir cədvəlimiz var.
- Bu cədvəldəki hər bir giriş üçün Autodesk Inventor-da 3D model qurmalıyıq.
- Daha sonra Inventor Stress Analyzes mühitində güc hesablaması həyata keçiririk və hesablama nəticəsini html-ə yükləyirik.
- Yaranan faylda “Maksimum fon Mises stressi” dəyərini tapırıq.
- Əgər təhlükəsizlik əmsalı (materialın axıcılıq gücünün maksimum von Mises gərginliyinə nisbəti) 3-dən az olarsa, hesablamanı dayandırırıq.
İnanırıq ki, uyğun bir kəsikli şüa 3 qat təhlükəsizlik marjası təmin edəcək və digər variantlar arasında minimum çəki olacaq.
Ümumilikdə, vəzifəmizdə mütəxəssis 3 proqramla işləyir (yuxarıdakı diaqrama baxın). Real vəziyyətdə müraciətlərin sayı daha çox ola bilər.
GOST 8645-68 "Düzbucaqlı polad borular" 300 girişdən ibarətdir. Demo problemimizdə siyahını qısaldacağıq: hər ölçülü ailədən bir element alacağıq. Cəmi 19 qeyd var, onlardan birini seçmək lazımdır.
Modeli quracağımız və güc hesablamaları aparacağımız İxtiraçı modelləşdirmə mühitində hazır materiallar kitabxanası var. Bu kitabxanadan şüa materialını götürəcəyik:
Material - Polad
Sıxlıq 7,85 q/kub. santimetr;
Məhsuldarlıq gücü 207 MPa;
Dartma gücü 345 MPa;
Young modulu 210 GPa;
Kəsmə modulu 80,7692 GPa.
Yüklənmiş şüanın üçölçülü modeli belə görünür:
Və burada gücün hesablanmasının nəticəsidir. Sistem şüanın həssas sahələrini qırmızı rəngə boyayır. Gərginliyin ən çox olduğu yerlərdir. Soldakı şkala şüa materialında maksimum gərginliyin dəyərini göstərir.
İndi işin bir hissəsini robota köçürək
İş sxemi aşağıdakı kimi dəyişir:
Biz robotu Automation Anywhere Community Edition (bundan sonra AA adlandırılacaq) mühitində yığacağıq. Gəlin qiymətləndirmə meyarlarını nəzərdən keçirək və subyektiv təəssüratları təsvir edək.
Versatility
RPA həlləri (xüsusilə kommersiya həlləri) davamlı olaraq iş proseslərinin avtomatlaşdırılması və ofis işçilərinin işinin avtomatlaşdırılması vasitəsi kimi yerləşdirilir. Nümunələr və təlim kursları ERP, ECM və Veb ilə qarşılıqlı əlaqəni əhatə edir. Hər şey çox "ofis" kimidir.
Əvvəlcə AA-nın Autodesk İnventorumuzun interfeysini və məlumatlarını ala biləcəyinə şübhəmiz var idi. Ancaq hər şey həqiqətən işlədi: hər bir element, hər bir nəzarət müəyyən edildi və qeyd edildi. Parametr cədvəlləri olan xidmət formalarında belə, robot sadəcə siçanın işarəsi ilə istədiyi xanaya giriş əldə etdi.
Növbəti güc hesablama studiyasının işə salınması ilə sınaq idi. Həm də problem yoxdur. Bu mərhələdə sistem hesablamanın tamamlanmasını gözlədiyi zaman hərəkətlər arasında fasilələrlə diqqətlə işləməli olduq.
Nəticədə alınan məlumatların İnternetdən çıxarılması və Excel-ə daxil edilməsi problemsiz keçdi.
Bu tapşırıq çərçivəsində çox yönlülük təsdiqləndi. Digər RPA təchizatçılarının təsvirlərinə əsasən, çox yönlülük həqiqətən də bu kateqoriya proqram təminatının ümumi xüsusiyyətidir.
Öyrənmək asandır
Mənimsəmək üçün bir neçə axşam lazım idi: kurslar, təlim nümunələri - hamısı oradadır. Bir çox RPA satıcıları pulsuz təlim təklif edirlər. Yeganə maneə: mühit interfeysi və AA kursları yalnız ingilis dilindədir.
İnkişaf sürəti
Axşam “mühəndis problemi”nin alqoritmini işləyib hazırladıq və sazladıq. Hərəkətlərin ardıcıllığı yalnız 44 təlimatda tamamlandı. Aşağıda bitmiş robotla Automation Anywhere interfeysinin bir hissəsidir. Aşağı kod/Kod yoxdur konsepsiyası - proqramlaşdırmaya ehtiyac yox idi: biz əməliyyat qeydlərindən və ya komanda kitabxanasından narkotik'n'dropdan istifadə etdik. Sonra xüsusiyyətlər pəncərəsində parametrləri konfiqurasiya edin.
Rutin işlərdən azad olmaq
Robot bir rekordun işlənməsinə 1 dəqiqə 20 saniyə sərf edir. Biz robotsuz bir rekordun işlənməsinə təxminən eyni vaxt sərf etdik.
Əgər söhbət onlarla, yüzlərlə rekorddan gedirsə, o zaman insan istər-istəməz yorulacaq və diqqəti yayındırmağa başlayacaq. Bir mütəxəssis birdən başqa bir işlə məşğul ola bilər. Bir şəxslə "Bir tapşırıq bir dəqiqə çəkirsə, N belə tapşırıq A * N dəqiqə ərzində tamamlana bilər" formasının bir hissəsi işləmir - həmişə daha çox vaxt tələb olunur.
Bizim nümunəmizdə robot ən böyük hissələrdən başlayaraq qeydləri ardıcıllıqla sıralayacaq. Böyük massivlərdə bu yavaş bir üsuldur. Sürətləndirmək üçün ardıcıl yaxınlaşmaları həyata keçirə bilərsiniz, məsələn, Nyuton metodu və ya yarım bölmə.
Hesablama nəticəsi:
Cədvəl 1. Şüa bölməsinin seçilməsinin nəticəsi
Alimin vəzifəsi
Alimin vəzifəsi, şüanın daşıma qabiliyyətinin kəsiyindən, uzunluğundan və yükün kütləsindən asılı olaraq dəyişdiyi qanunu müəyyən etmək üçün bir neçə ədədi təcrübə aparmaqdır. Tapılmış qanun reqressiya tənliyi şəklində tərtib edilmişdir.
Reqressiya tənliyinin dəqiq olması üçün alim çoxlu məlumatı emal etməlidir.
Bizim nümunəmiz üçün giriş dəyişənləri massivi ayrılmışdır:
- boru profilinin hündürlüyü;
- genişlik;
- divar qalınlığı;
- şüa uzunluğu;
- yükün çəkisi.
Hər dəyişənin ən azı 3 dəyəri üçün hesablama aparmalı olsaq, bu, ümumilikdə 243 təkrardır. Bir iterasiyanın iki dəqiqəlik müddəti ilə ümumi vaxt 8 saat olacaq - bütün iş günü! Daha dolğun bir araşdırma üçün 3 deyil, 10 və ya daha çox qiymət almalıyıq.
Tədqiqat zamanı, şübhəsiz ki, modelə əlavə amillərin daxil edilməsinə ehtiyac olduğu aydınlaşacaq. Məsələn, müxtəlif dərəcəli poladı “sürün”. Hesablamaların həcmi onlarla, yüzlərlə dəfə artır.
Həqiqi bir işdə robot bir neçə gün ərzində alimini sərbəst buraxa biləcək, mütəxəssis ondan nəşri hazırlamaq üçün istifadə edəcək və bu, alimin fəaliyyətinin əsas göstəricisidir.
Xülasə
Mühəndisin “məhsulu” həqiqətən işləyən cihazdır, dizayndır. Hesablamaların robotlaşdırılması layihənin daha dərin inkişafı (daha çox hesablamalar, daha çox rejim, daha çox seçim) hesabına riskləri azaldacaq.
Alimin “məhsulu” tənlik, nümunə və ya digər yığcam təsvirdir. Və nə qədər dəqiq olarsa, təhlilə bir o qədər çox məlumat daxildir. RPA həlli modellər üçün məlumat "qidası" yaratmağa kömək edəcək.
Nümunəmizi ümumiləşdirək.
Hesablama modelinin rolu hər hansı bir model ola bilər: körpü modeli, mühərrik modeli, istilik sistemi modeli. Mütəxəssisdən modelin bütün komponentlərinin bir-biri ilə düzgün qarşılıqlı əlaqədə olmasını və modelin bir sıra əsas parametrlər-dəyişənləri “kənarda” təmin etməsi tələb olunur.
Hesablama mühitinin rolunu mütəxəssisin işində istifadə etdiyi hər hansı bir proqram oynayır. Ansys, Autocad, Solidworks, FlowVision, Dialux, PowerMill, Archicad. Və ya evdə hazırlanmış bir şey, məsələn, bir istehsal zavodunda fanatların seçilməsi proqramı (bax Systemair avadanlığının seçim proqramları).
Biz vebsaytı, verilənlər bazasını, Excel vərəqini və txt faylını məlumat mənbəyi hesab edirik.
İşin yekun nəticəsi - hesabat - avtomatik olaraq yaradılan mətn, Excel diaqramı, ekran görüntüləri və ya e-poçt bülleteni olan Word sənədidir.
RPA mühəndislik analizinin tətbiq olunduğu hər yerdə tətbiq edilir. Budur bəzi sahələr:
- möhkəmlik və deformasiya hesablamaları;
- hidro- və qaz dinamikası;
- istilik mübadiləsi;
- elektromaqnetizm;
- fənlərarası təhlil;
- generativ dizayn;
- CNC üçün nəzarət proqramları (məsələn, yuvalama);
- tibbi və bioloji tədqiqatlar;
- əks əlaqə və ya qeyri-stasionar sistemləri olan sistemlərin hesablamalarında (son nəticə mənbə məlumatlarına ötürüldükdə və hesablama təkrarlanmalı olduqda).
Bu gün RPA həlləri prosesləri avtomatlaşdırmaq və verilənlərlə işləmək üçün biznesdə fəal şəkildə istifadə olunur. Ofis işçisinin, mühəndisin və alimin işində ortaq cəhətlər çoxdur. Robotların mühəndislik və elmdə faydalı olduğunu göstərdik.
Təəssüratlarımızı ümumiləşdirək.
- Çox yönlülük - bəli, RPA universal bir vasitədir.
- Öyrənmək asandır - bəli, sadə və əlçatandır, lakin sizə bir dil lazımdır.
- İnkişaf sürəti - bəli, alqoritm tez yığılır, xüsusən də yazıcılarla işləməyi bacardığınız zaman.
- Özünüzü gündəlik işlərdən azad etmək - bəli, bu, həqiqətən böyük miqyaslı işlərdə fayda gətirə bilər.
Mənbə: www.habr.com