वैज्ञानिक आणि अभियांत्रिकी गणनांमध्ये RPA चा वापर

नोंद

शाळेत, आमचे ज्ञान एकत्रित करण्यासाठी, आम्हाला अनेक समान उदाहरणे सोडवण्यास सांगितले गेले. आम्ही सर्व वेळ नाराज होतो: येथे मौल्यवान काय आहे? सूत्रामध्ये दोन किंवा तीन मूल्ये बदला आणि उत्तर मिळवा. इथे विचारांचे उड्डाण कुठे आहे? वास्तव शाळेपेक्षा कठोर असल्याचे दिसून आले.

आता मी आयटी विश्लेषक म्हणून काम करतो. आयटी क्षेत्रात सामील होण्यापूर्वी, मी हीटिंग इंजिनियर, सीएनसी प्रोग्रामर म्हणून काम केले आणि संशोधन प्रकल्पांमध्ये भाग घेतला.

माझ्या स्वतःच्या अनुभवावरून, मला खात्री आहे की अभियंते आणि शास्त्रज्ञ त्यांच्या कामाचा 95% वेळ अशा "समान-प्रकार" कृतींवर घालवतात. समीकरणांची गणना करा, तपासा, परिणाम रेकॉर्ड करा, तपशील कॉपी करा. प्रकल्पानंतर प्रकल्प, प्रयोगानंतर प्रयोग, दिवसेंदिवस.

माझ्या मागील कामातील काही उदाहरणे येथे आहेत.

2019 पर्यंत, मी थर्मल व्हॅक्यूम मोल्डिंगसाठी लेआउट बनवले. जर असे मॉडेल गरम प्लास्टिकने झाकलेले असेल तर आम्हाला एक उत्पादन मिळेल जे या मॉडेलच्या भूमितीची पुनरावृत्ती करेल. तंत्रज्ञानाचे वर्णन येथे.

मॉक-अप उत्पादन चक्रासाठी अत्यंत विशिष्ट अनुप्रयोगांचा संपूर्ण संच आवश्यक आहे:

• 3D मॉडेलिंगसाठी ऑटोडेस्क आविष्कारक;
• वर्कपीस परिमाण अपलोड करण्यासाठी एक्सेल;
• लेआउटची किंमत मोजण्यासाठी एक्सेल;
• सीएनसी कंट्रोल प्रोग्राम तयार करण्यासाठी एचएसएम मॉड्यूल;
• प्रोग्राम फाइल्स व्यवस्थापित करण्यासाठी संगणक फाइल सिस्टम;
• सीएनसी मशीन नियंत्रित करण्यासाठी Mach3 वातावरण.

डेटा पर्यावरणाकडून पर्यावरणाकडे व्यक्तिचलितपणे हस्तांतरित करावा लागला आणि यामध्ये संपूर्ण सारण्या आणि मूल्यांचे अॅरे समाविष्ट होते. प्रक्रिया मंद आहे, आणि चुका अनेकदा होतात.

त्यापूर्वी, मी प्रकाश मार्गदर्शकांच्या विकास आणि उत्पादनात भाग घेतला (ссылка). तेथे बरेच संशोधन, डिझाइन आणि गणना होती: थर्मल आणि लाइटिंग गणना (Ansys, Dialux), तसेच किंमत-प्रभावी गणना, तसेच मॉडेल आणि रेखाचित्रांसाठी ऑटोकॅड आणि आविष्कारक यासाठी विशेष वातावरण. आणि येथे समान अडचणी: एका अनुप्रयोगातील गणना परिणाम पुढील गणनेसाठी दुसर्‍या अनुप्रयोगात ड्रॅग करणे आवश्यक आहे. आणि म्हणून अनेक वेळा इष्टतम समाधानाच्या शोधात.

इंजिनीअरचा वेळ आणि शास्त्रज्ञाचा वेळ हा खूप मौल्यवान वेळ असतो. आम्ही येथे पगाराबद्दल बोलत नाही. अभियंत्यांच्या गणनेमागे एका टीमसह एक मोठा प्रकल्प आहे. शास्त्रज्ञाच्या संशोधनामागे संपूर्ण उद्योगाचा दृष्टीकोन असतो. परंतु बर्‍याचदा उच्च पात्र तज्ञ "मूर्खपणे" संकल्पना विकसित करण्याऐवजी, मॉडेलिंग, परिणामांचा अर्थ लावणे, सहकार्यांसह चर्चा आणि विचारमंथन करण्याऐवजी मूल्ये एका प्रोग्राममधून दुसर्‍या प्रोग्राममध्ये हस्तांतरित करतात.

आधुनिक व्यावसायिक वातावरणाचे वैशिष्ट्य म्हणजे वेग. बाजार सतत जोरात असतो. 2014 मध्ये, आम्हाला मॉडेल बनवण्यासाठी 2-3 आठवडे लागले. 2018 मध्ये, ते तीन दिवस होते आणि ते आधीच खूप मोठे वाटत होते. आता डिझायनरने एकाच वेळी अनेक सोल्यूशन पर्याय तयार केले पाहिजेत जे पूर्वी फक्त एका पर्यायासाठी वाटप केले गेले होते.

आणि आणखी एक मुद्दा - गुंतवणूक आणि जोखीम. एखाद्या प्रकल्पाला “कॅच ऑन” करण्यासाठी, एखाद्या एंटरप्राइझने ग्राहकाशी करार करण्यापूर्वी या प्रकल्पाच्या किमतीच्या ~6% गुंतवणूक संकल्पनात्मक विकासामध्ये करणे आवश्यक आहे. हे निधी जातात:

• संशोधनासाठी;
• संकल्पनात्मक आरेखन;
• कामगार खर्चाचे मूल्यांकन;
• स्केचेस तयार करणे इ.

कंपनी त्यांना स्वतःच्या खिशातून काढते, ही स्वतःची जोखीम आहे. संकल्पनेकडे लक्ष देण्यासाठी तज्ञांचा वेळ आवश्यक आहे आणि ते नित्यक्रमात व्यस्त आहेत.

आयटी कंपनीतील कामाच्या साधनांशी परिचित झाल्यानंतर, मला अभियंत्यांना कोणत्या व्यवसाय प्रक्रिया ऑटोमेशन पद्धती उपयुक्त ठरू शकतात याबद्दल रस वाटू लागला. अशा प्रकारे, व्यवसाय नियमितपणे लढण्यासाठी रोबोटिक प्रक्रिया ऑटोमेशन (RPA) वापरत आहेत.

RPA उत्पादक अशा ऑटोमेशन टूलच्या खालील फायद्यांचा दावा करतात:

1. अष्टपैलुत्व (रोबोट कोणत्याही अनुप्रयोगासह, कोणत्याही डेटा स्त्रोतासह कार्य करण्यास सक्षम आहे);
2. शिकण्याची सुलभता (प्रोग्रामिंग आणि प्रशासनात कोणतीही सखोल क्षमता आवश्यक नाही);
3. विकासाची गती (पूर्ण अल्गोरिदम पारंपारिक प्रोग्रामिंगपेक्षा कमी वेळ घेते);
4. नियमित कामकाजातून कर्मचार्‍यांना खरा दिलासा.

या निकषांच्या आधारे, आम्ही अभियांत्रिकी/वैज्ञानिक गणनांमध्ये RPA वापरण्याचा काय परिणाम होतो ते तपासू.

उदाहरणाचे वर्णन

एक साधे उदाहरण पाहू. एक भार सह एक cantilevered तुळई आहे.

या समस्येकडे अभियंता पदावरून आणि शास्त्रज्ञाच्या पदावरून पाहू.

"अभियंता" केस: 2 मीटर लांब कॅन्टीलिव्हर्ड बीम आहे. त्यात 500-पट सुरक्षा मार्जिनसह 3 किलो वजनाचा भार असणे आवश्यक आहे. बीम आयताकृती पाईपने बनलेला आहे. GOST कॅटलॉगनुसार बीमचा विभाग निवडणे आवश्यक आहे.

केस "वैज्ञानिक": लोडचे वस्तुमान, बीमचा क्रॉस-सेक्शन आणि लांबी या बीमच्या लोड-असर क्षमतेवर कसा परिणाम करते ते शोधा. प्रतिगमन समीकरण काढा.

दोन्ही प्रकरणांमध्ये, गुरुत्वाकर्षणाची शक्ती विचारात घेतली जाते, जी बीमच्या वस्तुमानाच्या प्रमाणात बीमवर कार्य करते.

चला पहिल्या केसचा तपशीलवार अभ्यास करूया - “अभियंता”. "वैज्ञानिक" प्रकरण अशाच प्रकारे लागू केले आहे.

तांत्रिकदृष्ट्या, आमचे उदाहरण अगदी सोपे आहे. आणि एक विषय तज्ञ फक्त कॅल्क्युलेटरवर त्याची गणना करण्यास सक्षम असेल. आमचे आणखी एक ध्येय आहे: जेव्हा कार्य मोठ्या प्रमाणात होते तेव्हा RPA सोल्यूशन कशी मदत करू शकते हे दर्शविणे.

सरलीकरणात, आम्ही हे देखील लक्षात घेतो: पाईपचा क्रॉस-सेक्शन एक आदर्श आयत आहे, कोपऱ्यांना गोलाकार न करता, वेल्डचा विचार न करता.

अभियंता कार्य

"अभियंता" प्रकरणाची सामान्य योजना खालीलप्रमाणे आहे:

1. एक्सेल शीटवर आमच्याकडे GOST नुसार पाईप्सच्या श्रेणीसह एक टेबल आहे.
2. या सारणीतील प्रत्येक नोंदीसाठी, आम्ही Autodesk Inventor मध्ये 3D मॉडेल तयार करणे आवश्यक आहे.
3. नंतर, आविष्कारक तणाव विश्लेषण वातावरणात, आम्ही ताकद गणना करतो आणि गणना परिणाम html वर अपलोड करतो.
4. परिणामी फाइलमध्ये आम्हाला "मॅक्सिमम वॉन मिसेस स्ट्रेस" हे मूल्य आढळते.
5. जर सुरक्षा घटक (सामग्रीच्या उत्पन्न शक्तीचे कमाल वॉन मिसेस तणावाचे गुणोत्तर) 3 पेक्षा कमी असेल तर आम्ही गणना थांबवतो.

आम्हाला विश्वास आहे की योग्य क्रॉस-सेक्शनचा बीम 3-पट सुरक्षितता मार्जिन प्रदान करेल आणि इतर पर्यायांमध्ये वजन कमी असेल.

एकूण, आमच्या कार्यात विशेषज्ञ 3 अनुप्रयोगांसह कार्य करतो (वरील आकृती पहा). वास्तविक परिस्थितीत, अर्जांची संख्या आणखी जास्त असू शकते.

GOST 8645-68 “आयताकृती स्टील पाईप्स” मध्ये 300 नोंदी आहेत. आमच्या डेमो समस्येमध्ये, आम्ही सूची लहान करू: आम्ही प्रत्येक आकाराच्या कुटुंबातून एक आयटम घेऊ. एकूण 19 रेकॉर्ड आहेत, ज्यामधून तुम्हाला एक निवडण्याची आवश्यकता आहे.

आविष्कारक मॉडेलिंग वातावरण, ज्यामध्ये आम्ही मॉडेल तयार करू आणि ताकदीची गणना करू, त्यात तयार सामग्रीची लायब्ररी आहे. आम्ही या लायब्ररीतून बीम साहित्य घेऊ:

साहित्य - स्टील
घनता 7,85 g/cu. सेमी;
उत्पन्न शक्ती 207 MPa;
तन्य शक्ती 345 एमपीए;
यंगचे मॉड्यूलस 210 जीपीए;
शिअर मॉड्यूलस 80,7692 GPa.

लोड केलेल्या बीमचे त्रिमितीय मॉडेल असे दिसते:

आणि येथे शक्ती गणना परिणाम आहे. प्रणाली तुळईच्या असुरक्षित भागांना लाल रंग देते. ही अशी ठिकाणे आहेत जिथे तणाव सर्वात जास्त असतो. डावीकडील स्केल बीम सामग्रीमध्ये जास्तीत जास्त तणावाचे मूल्य दर्शविते.

 

आता काही काम रोबोटकडे हस्तांतरित करूया

कामाची योजना खालीलप्रमाणे बदलते:

आम्ही रोबोटला ऑटोमेशन एनीव्हेअर कम्युनिटी एडिशन (यापुढे AA म्हणून संदर्भित) वातावरणात एकत्र करू. चला मूल्यमापन निकषांवर जाऊ आणि व्यक्तिनिष्ठ छापांचे वर्णन करू.

अष्टपैलुत्व

RPA सोल्यूशन्स (विशेषत: व्यावसायिक) व्यावसायिक प्रक्रिया स्वयंचलित करण्यासाठी आणि कार्यालयीन कर्मचार्‍यांचे काम स्वयंचलित करण्याचे साधन म्हणून कायम ठेवले जातात. उदाहरणे आणि प्रशिक्षण अभ्यासक्रम ईआरपी, ईसीएम आणि वेबसह परस्परसंवाद समाविष्ट करतात. सर्व काही अगदी "ऑफिस सारखे" आहे.

सुरुवातीला आम्हाला शंका होती की AA आमच्या Autodesk Inventor चा इंटरफेस आणि डेटा उचलू शकेल की नाही. परंतु सर्वकाही खरोखर कार्य केले: प्रत्येक घटक, प्रत्येक नियंत्रण परिभाषित आणि रेकॉर्ड केले गेले. पॅरामीटर सारण्यांसह सेवा फॉर्ममध्ये देखील, रोबोटने फक्त माउस निर्देशित करून इच्छित सेलमध्ये प्रवेश मिळवला.

पुढे ताकद गणना स्टुडिओच्या लॉन्चसह चाचणी होती. आणि कोणतीही समस्या नाही. या टप्प्यावर, जेव्हा सिस्टीम गणना पूर्ण होण्याची वाट पाहत असते तेव्हा आम्हाला क्रियांमधील विरामांसह काळजीपूर्वक कार्य करावे लागले.

वेबवरून परिणामी डेटा पुनर्प्राप्त करणे आणि ते Excel मध्ये घालणे सहजतेने झाले.
या कार्यात, अष्टपैलुत्वाची पुष्टी झाली. इतर RPA विक्रेत्यांच्या वर्णनानुसार, अष्टपैलुत्व हे खरोखरच या श्रेणीतील सॉफ्टवेअरचे एक सामान्य वैशिष्ट्य आहे.

शिकायला सोपे

मास्टर होण्यासाठी अनेक संध्याकाळ लागली: अभ्यासक्रम, प्रशिक्षण उदाहरणे - हे सर्व आहे. अनेक RPA विक्रेते मोफत प्रशिक्षण देतात. एकमेव अडथळा: पर्यावरण इंटरफेस आणि AA अभ्यासक्रम फक्त इंग्रजीमध्ये आहेत.

विकासाचा वेग

आम्ही संध्याकाळी "अभियंता समस्या" साठी अल्गोरिदम विकसित आणि डीबग केले. कृतींचा क्रम केवळ 44 सूचनांमध्ये पूर्ण झाला. खाली पूर्ण झालेल्या रोबोटसह ऑटोमेशन एनीव्हेअर इंटरफेसचा एक तुकडा आहे. कमी कोड/कोड नाही संकल्पना - प्रोग्राम करण्याची गरज नव्हती: आम्ही कमांड लायब्ररीमधून ऑपरेशन रेकॉर्डर किंवा ड्रग'एन'ड्रॉप वापरला. नंतर गुणधर्म विंडोमध्ये पॅरामीटर्स कॉन्फिगर करा.

नित्यक्रमातून सुटका

रोबोट एका रेकॉर्डवर प्रक्रिया करण्यासाठी 1 मिनिट 20 सेकंद घालवतो. आम्ही रोबोटशिवाय एका रेकॉर्डवर प्रक्रिया करण्यासाठी तेवढाच वेळ घालवला.

जर आपण दहापट आणि शेकडो रेकॉर्डबद्दल बोलत असाल तर एखादी व्यक्ती अपरिहार्यपणे थकून जाईल आणि विचलित होऊ लागेल. एखादा विशेषज्ञ अचानक इतर कामात व्यस्त होऊ शकतो. एखाद्या व्यक्तीसह, "एखाद्या कार्यास A मिनिटे लागतात, तर N अशी कार्ये A * N मिनिटांत पूर्ण केली जाऊ शकतात" या फॉर्मचे प्रमाण कार्य करत नाही - यास नेहमीच जास्त वेळ लागतो.

आमच्या उदाहरणात, रोबोट सर्वात मोठ्या विभागांपासून प्रारंभ करून, अनुक्रमे रेकॉर्ड्समधून क्रमवारी लावेल. मोठ्या अॅरेवर ही एक धीमी पद्धत आहे. वेग वाढवण्यासाठी, तुम्ही सलग अंदाजे लागू करू शकता, उदाहरणार्थ, न्यूटनची पद्धत किंवा अर्धा भाग.
गणना परिणाम:

तक्ता 1. बीम विभाग निवडण्याचा परिणाम

शास्त्रज्ञाचे कार्य

शास्त्रज्ञाचे कार्य हे नियम निर्धारित करण्यासाठी अनेक संख्यात्मक प्रयोग करणे आहे ज्यानुसार बीमची लोड-असर क्षमता त्याच्या क्रॉस-सेक्शन, लांबी आणि लोडच्या वस्तुमानानुसार बदलते. सापडलेला कायदा प्रतिगमन समीकरणाच्या स्वरूपात तयार केला जातो.

प्रतिगमन समीकरण अचूक होण्यासाठी, शास्त्रज्ञाने मोठ्या प्रमाणात डेटावर प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे.

आमच्या उदाहरणासाठी, इनपुट व्हेरिएबल्सचे अॅरे वाटप केले आहे:

• पाईप प्रोफाइलची उंची;
• रुंदी;
• भिंतीची जाडी;
• तुळईची लांबी;
• भाराचे वजन.

जर आपल्याला प्रत्येक व्हेरिएबलच्या किमान 3 मूल्यांसाठी गणना करायची असेल तर एकूण 243 पुनरावृत्ती होईल. एका पुनरावृत्तीच्या दोन मिनिटांच्या कालावधीसह, एकूण वेळ 8 तास असेल - संपूर्ण कामकाजाचा दिवस! अधिक संपूर्ण अभ्यासासाठी, आपण 3 मूल्ये नव्हे तर 10 किंवा त्याहून अधिक मूल्ये घेतली पाहिजेत.

अभ्यासादरम्यान, हे निश्चितपणे स्पष्ट होईल की मॉडेलमध्ये अतिरिक्त घटक समाविष्ट करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, स्टीलचे वेगवेगळे ग्रेड “ड्राइव्ह” करा. गणनेचे प्रमाण दहापट आणि शेकडो वेळा वाढते.

वास्तविक कार्यावर, रोबोट अनेक दिवस वैज्ञानिकांना मुक्त करण्यास सक्षम असेल, ज्याचा वापर तज्ञ प्रकाशन तयार करण्यासाठी करेल आणि हे वैज्ञानिकांच्या क्रियाकलापांचे मुख्य सूचक आहे.

सारांश

अभियंत्याचे "उत्पादन" हे खरोखर कार्यरत उपकरण आहे, एक डिझाइन आहे. गणनेचे रोबोटायझेशन प्रकल्पाच्या सखोल विकासामुळे (अधिक गणना, अधिक मोड, अधिक पर्याय) जोखीम कमी करेल.

शास्त्रज्ञाचे "उत्पादन" हे समीकरण, नमुना किंवा इतर संक्षिप्त वर्णन आहे. आणि ते जितके अचूक असेल तितके विश्लेषणात अधिक डेटा गुंतलेला असेल. RPA सोल्यूशन मॉडेलसाठी माहिती "अन्न" तयार करण्यात मदत करेल.

चला आपल्या उदाहरणाचे सामान्यीकरण करूया.

गणना मॉडेलची भूमिका कोणतेही मॉडेल असू शकते: ब्रिज मॉडेल, इंजिन मॉडेल, हीटिंग सिस्टम मॉडेल. मॉडेलचे सर्व घटक एकमेकांशी योग्य परस्परसंवादात आहेत आणि मॉडेल मुख्य पॅरामीटर्स-व्हेरिएबल्सचा "बाहेर" संच प्रदान करते याची खात्री करण्यासाठी तज्ञांना आवश्यक आहे.

संगणकीय वातावरणाची भूमिका विशेषज्ञ त्याच्या कामात वापरत असलेल्या कोणत्याही अनुप्रयोगाद्वारे खेळली जाते. Ansys, Autocad, Solidworks, FlowVision, Dialux, PowerMill, Archicad. किंवा काहीतरी इन-हाउस विकसित केले आहे, उदाहरणार्थ, मॅन्युफॅक्चरिंग प्लांटमध्ये पंखे निवडण्यासाठी प्रोग्राम (पहा Systemair उपकरणे निवड कार्यक्रम).

आम्ही डेटा स्रोत म्हणून वेबसाइट, डेटाबेस, एक्सेल शीट आणि txt फाइल मानतो.
कामाचा अंतिम परिणाम - एक अहवाल - स्वयंचलितपणे व्युत्पन्न केलेला मजकूर, एक एक्सेल चार्ट, स्क्रीनशॉटचा संच किंवा ईमेल वृत्तपत्रासह एक वर्ड दस्तऐवज आहे.

जेथे अभियांत्रिकी विश्लेषण लागू असेल तेथे RPA लागू आहे. येथे काही क्षेत्रे आहेत:

• शक्ती गणना आणि विकृती;
• हायड्रो- आणि गॅस डायनॅमिक्स;
• उष्णता विनिमय;
• विद्युत चुंबकत्व;
• अंतःविषय विश्लेषण;
• जनरेटिव्ह डिझाइन;
• CNC साठी नियंत्रण कार्यक्रम (उदाहरणार्थ, नेस्टिंग);
• वैद्यकीय आणि जैविक संशोधन;
• फीडबॅक किंवा नॉन-स्टेशनरी सिस्टमसह सिस्टमच्या गणनेमध्ये (जेव्हा अंतिम परिणाम स्त्रोत डेटावर हस्तांतरित करणे आवश्यक आहे आणि गणना पुनरावृत्ती करणे आवश्यक आहे).

आज, प्रक्रिया स्वयंचलित करण्यासाठी आणि डेटासह कार्य करण्यासाठी व्यवसायात RPA उपाय सक्रियपणे वापरले जातात. कार्यालयीन कर्मचारी, अभियंता आणि शास्त्रज्ञ यांच्या दिनचर्येत बरेच साम्य आहे. अभियांत्रिकी आणि विज्ञानात यंत्रमानव उपयुक्त असल्याचे आम्ही दाखवून दिले आहे.

चला आमच्या छापांचा सारांश द्या.

1. अष्टपैलुत्व - होय, RPA एक सार्वत्रिक साधन आहे.
2. शिकण्यास सोपे - होय, सोपे आणि प्रवेश करण्यायोग्य, परंतु तुम्हाला भाषा आवश्यक आहे.
3. विकासाची गती - होय, अल्गोरिदम त्वरीत एकत्र केले जाते, विशेषत: जेव्हा आपल्याला रेकॉर्डरसह काम करण्याची संधी मिळते.
4. स्वतःला नित्यक्रमापासून मुक्त करणे - होय, मोठ्या प्रमाणात कामांमध्ये ते खरोखर फायदे आणू शकते.

स्त्रोत: www.habr.com