Applikazzjoni tal-RPA fil-kalkoli xjentifiċi u tal-inġinerija

Dħul

Fl-iskola, biex nikkonsolidaw l-għarfien tagħna, ġejna mitluba nsolvu ħafna eżempji simili. Konna mdejqa l-ħin kollu: x'inhu siewi hawn? Issostitwixxi żewġ jew tliet valuri fil-formula u ikseb it-tweġiba. Fejn hi t-titjira tal-ħsieb hawn? Ir-realtà rriżulta li kienet aktar ħarxa mill-iskola.

Issa naħdem bħala analista tal-IT. Qabel ma ngħaqadt fil-qasam tal-IT, ħdimt bħala inġinier tat-tisħin, programmatur CNC, u pparteċipajt fi proġetti ta 'riċerka.

Mill-esperjenza tiegħi stess, jien konvint li l-inġiniera u x-xjenzati jqattgħu 95% tal-ħin tax-xogħol tagħhom fuq azzjonijiet ta '"istess tip" bħal dawn. Ikkalkula l-ekwazzjonijiet, iċċekkja, irrekordja r-riżultati, tikkopja l-ispeċifikazzjonijiet. Proġett wara proġett, esperiment wara esperiment, jum wara jum.

Hawn huma ftit eżempji mix-xogħol preċedenti tiegħi.

Sal-2019, għamilt taqsim għall-iffurmar tal-vakwu termali. Jekk mudell bħal dan ikun mgħotti bil-plastik imsaħħan, se nġibu prodott li jirrepeti eżattament il-ġeometrija ta 'dan il-mudell. Deskrizzjoni tat-teknoloġija hawn.

Iċ-ċiklu tal-produzzjoni mock-up jeħtieġ sett sħiħ ta 'applikazzjonijiet speċjalizzati ħafna:

• Autodesk Inventor għall-immudellar 3D;
• Excel għat-tlugħ tad-dimensjonijiet tal-biċċa tax-xogħol;
• Excel għall-kalkolu tal-ispiża tat-tqassim;
• Modulu HSM għall-ħolqien ta 'programm ta' kontroll CNC;
• Sistema ta' fajls tal-kompjuter għall-ġestjoni ta' fajls ta' programmi;
• Ambjent Mach3 għall-kontroll ta 'magna CNC.

Id-dejta kellha tiġi trasferita manwalment minn ambjent għal ambjent, u dawn kienu jinkludu tabelli sħaħ u firxa ta' valuri. Il-proċess huwa bil-mod, u ħafna drabi jseħħu żbalji.

Qabel dan, ipparteċipajt fl-iżvilupp u l-produzzjoni ta 'gwidi tad-dawl (rabta). Kien hemm ħafna riċerka, disinn u kalkoli hemmhekk: ambjenti speċjalizzati għal kalkoli termali u tad-dawl (Ansys, Dialux), flimkien ma 'kalkoli ta' kosteffettività, flimkien ma 'Autocad u Inventor għal mudelli u tpinġijiet. U hawn l-istess diffikultajiet: ir-riżultat tal-kalkolu minn applikazzjoni waħda jeħtieġ li jiġi mkaxkra f'applikazzjoni oħra għall-kalkolu li jmiss. U għalhekk diversi drabi fit-tfittxija tal-aħjar soluzzjoni.

Il-ħin ta’ inġinier u l-ħin ta’ xjenzat huma ħin ta’ valur kbir. Mhux qed nitkellmu dwar salarju hawn. Wara l-kalkoli tal-inġinier hemm proġett kbir b'tim. Wara r-riċerka tax-xjenzat hemm il-perspettiva ta 'industrija sħiħa. Iżda ħafna drabi speċjalista bi kwalifiki għolja jittrasferixxi "b'mod stupidu" valuri minn programm għal ieħor minflok ma jiżviluppa kunċetti, jimmudella, jinterpreta r-riżultati, jiddiskuti u jaħseb mal-kollegi.

Il-karatteristika tal-ambjent tan-negozju modern hija l-veloċità. Is-suq qed jimbotta kontinwament. Fl-2014, ħadna 2-3 ġimgħat biex nagħmlu mudell. Fl-2018, kienu tlett ijiem, u li diġà deher twil wisq. Issa d-disinjatur għandu jipproduċi diversi għażliet ta 'soluzzjoni fl-istess ħin li qabel kien allokat għal għażla waħda biss.

U punt ieħor – investimenti u riskji. Sabiex "taqbad" proġett, intrapriża trid tinvesti ~ 6% tal-ispiża ta 'dan il-proġett fi żvilupp kunċettwali qabel tikkonkludi ftehim mal-klijent. Dawn il-fondi jmorru:

• għar-riċerka;
• disinn kunċettwali;
• valutazzjoni tal-ispiża tax-xogħol;
• preparazzjoni ta’ abbozzi, eċċ.

Il-kumpanija teħodhom mill-but tagħha stess, dan huwa r-riskju tagħha stess. L-attenzjoni għall-kunċett teħtieġ il-ħin ta 'speċjalisti, u huma okkupati bir-rutina.

Wara li fqar mal-għodod tax-xogħol f'kumpanija tal-IT, sirt interessat f'liema prattiki tal-awtomazzjoni tal-proċess tan-negozju jistgħu jkunu utli għall-inġiniera. Għalhekk, in-negozji ilhom jużaw l-awtomazzjoni tal-proċess robotiku (RPA) biex jiġġieldu r-rutina.

Il-manifatturi tal-RPA jsostnu l-vantaġġi li ġejjin ta 'għodda ta' awtomazzjoni bħal din:

1. versatilità (ir-robot huwa kapaċi jaħdem ma 'kwalunkwe applikazzjoni, bi kwalunkwe sors ta' dejta);
2. faċilità ta' tagħlim (l-ebda kompetenzi profondi fl-ipprogrammar u l-amministrazzjoni huma meħtieġa);
3. veloċità tal-iżvilupp (l-algoritmu lest jieħu inqas ħin mill-ipprogrammar tradizzjonali);
4. ħelsien reali tal-impjegat mill-operazzjonijiet ta’ rutina.

Ibbażat fuq dawn il-kriterji, se niċċekkjaw x'inhu l-effett tal-użu tal-RPA f'kalkoli ta' inġinerija/xjentifiċi.

Deskrizzjoni tal-eżempju

Ejja nħarsu lejn eżempju sempliċi. Hemm raġġ cantilevered b'tagħbija.

Ejja nħarsu lejn din il-problema mill-pożizzjoni ta 'inġinier u mill-pożizzjoni ta' xjenzat.

Każ "Inġinier": hemm travu cantilever twil 2 m Għandu jżomm tagħbija li tiżen 500 kg b'marġni ta 'sigurtà ta' 3 darbiet. Ir-raġġ huwa magħmul minn pajp rettangolari. Huwa meħtieġ li tagħżel is-sezzjoni tar-raġġ skont il-katalgu GOST.

Każ "xjentist": sib kif il-massa tat-tagħbija, is-sezzjoni trasversali u t-tul tar-raġġ jaffettwaw il-kapaċità li ġġorr it-tagħbija ta 'dan ir-raġġ. Idderiva l-ekwazzjoni tar-rigressjoni.

Fiż-żewġ każijiet, titqies il-forza tal-gravità, li taġixxi fuq ir-raġġ fi proporzjon mal-massa tar-raġġ.

Ejja nistudjaw fid-dettall l-ewwel każ - "inġinier". Il-każ "xjentist" huwa implimentat b'mod simili.

Teknikament, l-eżempju tagħna huwa sempliċi ħafna. U speċjalista tas-suġġett ikun jista 'jikkalkulaha sempliċement fuq kalkulatur. Għandna għan ieħor: li nuru kif soluzzjoni RPA tista 'tgħin meta l-kompitu jsir fuq skala kbira.

Fis-simplifikazzjonijiet, aħna ninnotaw ukoll: is-sezzjoni trasversali tal-pajp hija rettangolu ideali, mingħajr ma jiġu arrotondati l-kantunieri, mingħajr ma titqies il-weldjatura.

Xogħol ta' inġinier

L-iskema ġenerali tal-każ "inġinier" hija kif ġej:

1. Fuq folja Excel għandna tabella bil-firxa ta 'pajpijiet skond GOST.
2. Għal kull entrata f'din it-tabella, irridu nibnu mudell 3D f'Autodesk Inventor.
3. Imbagħad, fl-ambjent tal-Analiżi tal-Istress tal-Inventur, inwettqu kalkolu tas-saħħa u ntellgħu r-riżultat tal-kalkolu fuq html.
4. Insibu l-valur "Maximum von Mises stress" fil-fajl li jirriżulta.
5. Nwaqqfu l-kalkolu jekk il-fattur tas-sigurtà (il-proporzjon tas-saħħa tal-produzzjoni tal-materjal għall-istress massimu von Mises) huwa inqas minn 3.

Aħna nemmnu li raġġ ta 'sezzjoni trasversali adattata se jipprovdi marġini ta' sigurtà ta '3 darbiet u se jkun minimu fil-piż fost għażliet oħra.

B'kollox, fil-kompitu tagħna l-ispeċjalista jaħdem bi 3 applikazzjonijiet (ara d-dijagramma hawn fuq). F'sitwazzjoni reali, in-numru ta 'applikazzjonijiet jista' jkun saħansitra akbar.

GOST 8645-68 "Pajpijiet tal-azzar rettangolari" fih 300 daħla. Fil-problema tad-demo tagħna, aħna se nqassru l-lista: se nieħdu oġġett wieħed minn kull familja ta 'daqs. B'kollox hemm 19-il rekord, li minnhom trid tagħżel wieħed.

L-ambjent tal-immudellar tal-Inventor, li fih se nibnu l-mudell u nagħmlu kalkoli tas-saħħa, fih librerija ta 'materjali lesti. Aħna se nieħdu l-materjal tar-raġġ minn din il-librerija:

Materjal - Azzar
Densità 7,85 g/cu. cm;
Qawwa ta 'rendiment 207 MPa;
Saħħa tat-tensjoni 345 MPa;
Modulus ta 'Young 210 GPa;
Shear modulus 80,7692 GPa.

Dan huwa kif jidher mudell tridimensjonali ta 'raġġ mgħobbi:

U hawn huwa r-riżultat tal-kalkolu tas-saħħa. Is-sistema tingiż żoni vulnerabbli tar-raġġ aħmar. Dawn huma l-postijiet fejn it-tensjoni hija l-akbar. L-iskala fuq ix-xellug turi l-valur tal-istress massimu fil-materjal tar-raġġ.

Issa ejja nittrasferixxu ftit mix-xogħol lir-robot

L-iskema tax-xogħol tinbidel kif ġej:

Aħna se niġbru r-robot fl-ambjent Automation Anywhere Community Edition (minn hawn 'il quddiem imsejħa AA). Ejja ngħaddu fuq il-kriterji ta' evalwazzjoni u niddeskrivu l-impressjonijiet suġġettivi.

Versatilità

Is-soluzzjonijiet RPA (speċjalment dawk kummerċjali) huma pożizzjonati b'mod persistenti bħala mezz ta 'awtomatizzazzjoni tal-proċessi tan-negozju u awtomatizzazzjoni tax-xogħol tal-impjegati tal-uffiċċju. Eżempji u korsijiet ta’ taħriġ ikopru l-interazzjoni ma’ ERP, ECM, u Web. Kollox huwa ħafna "bħal uffiċċju".

Għall-ewwel kellna dubji dwar jekk l-AA kienx kapaċi jiġbor l-interface u d-dejta tal-Autodesk Inventor tagħna. Imma kollox ħadem tassew: kull element, kull kontroll kien definit u rreġistrat. Anke f'formoli ta 'servizz b'tabelli ta' parametri, ir-robot kiseb aċċess għaċ-ċellula mixtieqa sempliċement billi ppunta l-maws.

Sussegwentement kien test bit-tnedija ta 'studjo tal-kalkolu tas-saħħa. U l-ebda problema lanqas. F'dan l-istadju, kellna naħdmu bir-reqqa b'pawżi bejn l-azzjonijiet meta s-sistema tistenna li l-kalkolu jitlesta.

L-irkuprar tad-dejta li tirriżulta mill-Web u d-dħul fl-Excel marru bla xkiel.
Fi ħdan dan il-kompitu, il-versatilità ġiet ikkonfermata. Ġġudikati mid-deskrizzjonijiet ta 'bejjiegħa RPA oħra, il-versatilità hija tassew karatteristika komuni ta' din il-kategorija ta 'softwer.

Faċli biex titgħallem

Kien hemm bżonn diversi filgħaxija biex tikkontrolla: korsijiet, eżempji ta 'taħriġ - kollox hemm. Bosta bejjiegħa tal-RPA joffru taħriġ b'xejn. L-uniku ostaklu: l-interface ambjentali u l-korsijiet AA huma biss bl-Ingliż.

Veloċità ta 'żvilupp

Aħna żviluppajna u debugged l-algoritmu għall-"problema tal-inġinier" filgħaxija. Is-sekwenza ta' azzjonijiet tlestiet f'44 struzzjoni biss. Hawn taħt hemm framment tal-interface Automation Anywhere b'robot lest. Kunċett ta' kodiċi baxx/Ebda kodiċi – ma kienx hemm bżonn li nipprogrammaw: użajna reġistraturi tal-operat jew drug'n'drop mil-librerija tal-kmand. Imbagħad ikkonfigurat il-parametri fit-tieqa tal-proprjetajiet.

Eżenzjoni mir-rutina

Ir-robot iqatta' minuta 1 sekonda jipproċessa rekord wieħed. Għaddejna madwar l-istess ammont ta’ ħin nipproċessaw rekord wieħed mingħajr robot.

Jekk qed nitkellmu dwar għexieren u mijiet ta 'rekords, allura persuna inevitabbilment se tgħejja u tibda tfixkel. Speċjalista jista 'f'daqqa waħda jkun okkupat b'xi kompitu ieħor. Ma 'persuna, proporzjon tal-formola "Jekk kompitu jieħu minuti A, allura N kompiti bħal dawn jistgħu jitlestew f'minuti A * N" ma taħdimx - dejjem jieħu aktar ħin.

Fl-eżempju tagħna, ir-robot se jagħżel ir-rekords b'mod sekwenzjali, u jibda bl-akbar sezzjonijiet. Fuq arrays kbar dan huwa metodu bil-mod. Biex tħaffef, tista 'timplimenta approssimazzjonijiet suċċessivi, pereżempju, il-metodu ta' Newton jew nofs diviżjoni.
Riżultat tal-kalkolu:

Tabella 1. Riżultat tal-għażla tas-sezzjoni tar-raġġ

Il-kompitu tax-xjenzat

Il-kompitu tax-xjenzat huwa li jwettaq diversi esperimenti numeriċi biex jiddetermina l-liġi li skontha l-kapaċità li tiflaħ it-tagħbija ta 'raġġ tinbidel skont is-sezzjoni trasversali tagħha, it-tul u l-massa tat-tagħbija. Il-liġi misjuba hija fformulata fil-forma ta 'ekwazzjoni ta' rigressjoni.

Biex ekwazzjoni ta' rigressjoni tkun preċiża, xjenzat irid jipproċessa ammont kbir ta 'dejta.

Għall-eżempju tagħna, firxa ta 'varjabbli ta' input hija allokata:

• għoli tal-profil tal-pajp;
• wisa ';
• ħxuna tal-ħajt;
• tul tar-raġġ;
• piż tat-tagħbija.

Jekk irridu nagħmlu l-kalkolu għal mill-inqas 3 valuri ta 'kull varjabbli, allura b'kollox dan huwa 243 ripetizzjoni. B'tul ta 'żewġ minuti ta' iterazzjoni waħda, il-ħin totali se jkun ta '8 sigħat - ġurnata tax-xogħol sħiħa! Għal studju aktar komplut, għandna nieħdu mhux 3 valuri, iżda 10 jew aktar.

Matul il-kors tal-istudju, ċertament se jsir ċar li fatturi addizzjonali jeħtieġ li jiġu inklużi fil-mudell. Per eżempju, "issuq" gradi differenti ta 'azzar. Il-volum tal-kalkoli jiżdied għexieren u mijiet ta 'drabi.

Fuq kompitu reali, ir-robot se jkun jista 'jeħles lix-xjenzat għal diversi jiem, li l-ispeċjalista juża biex jipprepara l-pubblikazzjoni, u dan huwa l-indikatur ewlieni tal-attività tax-xjenzat.

Sommarju

"Prodott" ta 'inġinier huwa mezz li jaħdem verament, disinn. Ir-robotizzazzjoni tal-kalkoli se tnaqqas ir-riskji minħabba żvilupp aktar profond tal-proġett (aktar kalkoli, aktar modi, aktar għażliet).

Il-"prodott" ta 'xjenzat huwa ekwazzjoni, mudell, jew deskrizzjoni kompatta oħra. U iktar ma tkun preċiża, aktar dejta involuta fl-analiżi. Soluzzjoni RPA tgħin biex tiġġenera informazzjoni "ikel" għall-mudelli.

Ejja nġabru fil-qosor l-eżempju tagħna.

Ir-rwol tal-mudell tal-kalkolu jista 'jkun kwalunkwe mudell: mudell ta' pont, mudell ta 'magna, mudell ta' sistema ta 'tisħin. L-ispeċjalista huwa meħtieġ li jiżgura li l-komponenti kollha tal-mudell huma f'interazzjoni korretta ma 'xulxin u li l-mudell jipprovdi "barra" sett ta' parametri-varjabbli ewlenin.

Ir-rwol tal-ambjent tal-kompjuter għandu kull applikazzjoni li speċjalista juża fix-xogħol tiegħu. Ansys, Autocad, Solidworks, FlowVision, Dialux, PowerMill, Archicad. Jew xi ħaġa żviluppata internament, pereżempju, programm għall-għażla tal-fannijiet f'impjant tal-manifattura (ara l-programmi tal-għażla tat-tagħmir Systemair).

Aħna nqisu websajt, database, folja Excel, u fajl txt bħala sors tad-dejta.
Ir-riżultat finali tax-xogħol - rapport - huwa dokument Word b'test iġġenerat awtomatikament, chart Excel, sett ta 'screenshots jew newsletter bl-email.

L-RPA hija applikabbli kull fejn tkun applikabbli l-analiżi tal-inġinerija. Hawn huma xi oqsma:

• kalkoli tas-saħħa u deformazzjoni;
• idrodinamika u tal-gass;
• skambju tas-sħana;
• elettromanjetiżmu;
• analiżi interdixxiplinarja;
• disinn ġenerattiv;
• Programmi ta' kontroll għal CNC (per eżempju, nesting);
• riċerka medika u bijoloġika;
• f'kalkoli ta' sistemi b'reazzjoni jew sistemi mhux stazzjonarji (meta r-riżultat finali jrid jiġi trasferit għad-dejta tas-sors u l-kalkolu jiġi ripetut).

Illum, is-soluzzjonijiet RPA jintużaw b'mod attiv fin-negozju biex awtomatizzati proċessi u jaħdmu bid-dejta. Ir-rutina ta’ ħaddiem fl-uffiċċju, inġinier u xjenzat għandha ħafna komuni. Urejna li r-robots huma utli fl-inġinerija u fix-xjenza.

Ejja nġabru fil-qosor l-impressjonijiet tagħna.

1. Versatilità - iva, RPA hija għodda universali.
2. Faċli biex titgħallem - iva, sempliċi u aċċessibbli, imma għandek bżonn lingwa.
3. Veloċità ta 'żvilupp - iva, l-algoritmu huwa mmuntat malajr, speċjalment meta tieħu ħsieb taħdem ma' recorders.
4. Ittaffi lilek innifsek mir-rutina - iva, tista 'verament iġġib benefiċċji f'kompiti fuq skala kbira.

Sors: www.habr.com