CÁC XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA KỸ THUẬT BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP – Phần 3

3.      Quản lý hệ thống

Hình 6 minh họa sự phân cấp cảm biến liên quan đến thiết kế một hệ thống với các tiêu chí thích nghi nhằm tối ưu hóa cả quá trình lẫn thiết bị cộng với khả năng suy luận để học, giải quyết xung đột, hạn chế sự không ổn định cho điều khiển thông minh tự quản.

Điều khiển thích nghi có thể được định nghĩa như sau:

Đây là một kỹ thuật cho phép một hệ thống được trang bị những cảm biến để phát hiện một môi trường thay đổi, và nếu sự thay đổi là có hại, để tự động thực hiện hành động phục hồi sao cho hệ thống được điều khiển là tối ưu tương ứng với một tiêu chí đã định sẵn.

Trong định nghĩa này, những hệ thống điều khiển thích nghi máy công cụ hiện nay có thể được sắp xếp vào trong hai tiểu nhóm, đó là điều khiển thích nghi công nghệ và điều khiển thích nghi hình học. Nhóm đầu tiên chứa hai loại hệ thống khác biệt, đó là điều khiển thích nghi các ràng buộc và điều khiển thích nghi tối ưu hóa.

– Điều khiển thích nghi các ràng buộc là một kỹ thuật tập trung vào việc đạt được nguyên công hệ thống an toàn trong các ràng buộc vật lý liên quan đến máy.

– Điều khiển thích nghi tối ưu hóa là một kỹ thuật tập trung vào việc đạt được một cách tối ưu các tiêu chí kinh tế.

– Điều khiển thích nghi hình học nhằm tối ưu hóa sự phù hợp của chi so với các điểm kỹ thuật, thông qua sự điều chỉnh vị trí của dụng cụ, và vì vậy bù vào các sai lệch hình học có thể xảy ra do sự mòn của dụng cụ, chẳng hạn, trong suốt quá trình cắt.

 

Hình 6: Tương tác của thông tin cảm biến trong hệ thống
giám sát sản xuất tinh khôn

4.      Hệ thống thông minh

Nhiệm vụ của bảo trì là xác định thiết bị nào cần được sửa chữa và khi nào thì sửa chữa. Để hoàn thành được nhiệm vụ trên cần có sự liên kết giữa kỹ năng và kinh nghiệm của người làm công tác bảo trì. Kỹ năng và kinh nghiệm này cần dựa trên các thông tin về tình trạng máy, hệ thống để có thể giải thích và ra quyết định chính xác trong công tác bảo trì.

Người quản lý có năng lực biết sử dụng kỹ năng và kinh nghiệm của mình để xác định thời điểm xảy ra hư hỏng và thiết bị nào thường bị hư hỏng. Chẩn đoán chính xác bất kỳ vấn đề nào là nhiệm vụ rất khó khăn, đặc biệt là trong điều kiện máy móc và phương pháp chẩn đoán khá phức tạp.

Có thể mất nhiều năm để huấn luyện kỹ năng ra quyết định bằng cách sử dụng các thông tin có sẵn, vấn đề này phụ thuộc rất nhiều vào kỹ năng và mục đích bảo trì. Trong các công ty, hầu hết những người có năng lực và kinh nghiệm đều có thâm niên công tác. Các vị này thường được nâng lên công tác ở những nơi không có liên quan đến bảo trì hoặc về hưu. Do đó rất cần dạy những kỹ năng đặc biệt và các kỹ thuật chẩn đoán cho những người trẻ tuổi và những nhân viên mới vào làm.

Trong thực tế khó mà làm cho nhân viên mới có ngay những kỹ năng phù hợp với công việc bảo trì và lại càng khó hơn khi đưa vào công nghệ mới vì ngay cả những kỹ năng của nhân viên hiện thời cũng bị lạc hậu. Vì vậy trong công nghiệp thường xuyên có áp lực làm nhiều việc hơn với số lượng người ít hơn. Như vậy là hoặc giảm số lượng nhân viên hoặc là tăng số lượng công việc mà không thay đổi số lượng nhân viên. Lại còn áp lực rất lớn đối với những người bảo trì có nhiều kinh nghiệm.

Nhiều trường hợp nhà máy gặp khó khăn khi những người này đi nghỉ phép hoặc vắng mặt vì lý do nào đó.

Tất cả những yếu tố trên gợi ý cần phải tìm cách lưu trữ các kỹ năng, kinh nghiệm và sự thành thạo của các chuyên gia bảo trì hàng đầu, thợ lâu năm để những nhân viên ít kinh nghiệm hơn luôn luôn có thể sử dụng 24 giờ một ngày.

Các hệ thống tri thức hoặc hệ thống thông minh là một công nghệ được thiết kế và triển khai nhằm đạt được mục tiêu này. Chúng cung cấp các công cụ và kỹ thuật để lưu trữ lại các kỹ năng và kinh nghiệm của các chuyên gia bảo trì trong một chương trình máy tính. Chương trình máy tính này làm việc nhanh nhẹn suốt 24 giờ một ngày, làm giảm đáng kể thời gian thử nghiệm, tìm kiếm giải pháp và giải phóng mọi người khỏi nhiều công việc mất nhiều thời gian.

Thông thường nếu phải giải quyết một vấn đề nào đó thì người quản lý bảo trì cần phải chẩn đoán. Nhiều hệ thống có khả năng phát hiện là có vấn đề nhưng không biết chính xác đây là vấn đề gì và cần phải xử lý như thế nào. Ví dụ trong máy quay, hệ thống giám sát tình trạng phát hiện mức rung động trên một quạt dẫn động bằng động cơ là quá cao. Hệ thống thông minh có thể phân tích mẫu rung động và tự động đưa ra kết quả chẩn đoán chi tiết, xác định vấn đề là do ổ bi bị hỏng, do không đồng tâm hay do cánh mất cân bằng.

Những hệ thống thông minh lưu trữ tri thức của các kỹ sư có kinh nghiệm dưới dạng các quy tắc. Những quy tắc này dựa trên các sự kiện thực tế đã xảy ra và đã được giải quyết.

Những quy tắc thường thuộc loại nếu–thì (if-then) và được tập hợp lại thành một hệ thống cơ sở dữ liệu. Một ví dụ cơ bản là nếu một loạt sự kiện này là thực thì kết luận phải là thực. Sau đây là một ví dụ cụ thể:

Nếu nhiệt độ lò phản ứng hóa học quá cao,

Và lưu lượng ở đầu ra quá thấp,

Và dòng lưu chất ở đầu ra bị ngừng và bơm đang hoạt động,

Thì hợp chất đã bị đông lại,

Và hãy dừng máy khuấy ngay lập tức,

Và thông báo cho người vận hành.

Ứng dụng các hệ thống thông minh bao gồm hàng trăm quy tắc kiểu như vậy. Việc sử dụng quy tắc ‘nếu-thì’ có thể không giống với những kỹ thuật lập trình khác.

Về mặt lý thuyết những quy tắc đó có thể được ghi theo bất cứ thứ tự nào và phần mềm hệ thống thông minh sẽ tự động kết hợp chúng lại để đưa ra kết luận. Đây là một trong những thế mạnh của hệ thống thông minh do các dữ kiện thực tế được ghi nhận lại, từ đó chương trình sẽ tự động kết hợp chúng lại với nhau để đưa ra kết luận sau cùng. Trên thực tế, việc đó không đơn giản do phải xác định những quy tắc nào cần dùng đến và chúng kết hợp với nhau như thế nào. Một ưu điểm khác của hệ thống thông minh đó là kết quả dễ đọc, dễ hiểu hơn nhờ được trình bày dưới dạng câu chữ thay vì dưới dạng số liệu.

Hệ thống thông minh bao gồm hai phần:

– Cơ sở quy tắc: chứa những quy tắc thi hành, là phần tri thức của hệ thống.

– Cỗ máy suy luận: là một phần của chương trình máy tính, thao tác trên cơ sở quy tắc. Cỗ máy này hiểu biết quá trình sử dụng các quy tắc để đưa ra kết luận hợp lý.

Cỗ máy suy luận là tiêu chuẩn và độc lập với các ứng dụng riêng biệt, chỉ có cơ sở quy tắc là thay đổi.

Hệ thống thông minh có một số ưu nhược điểm sau đây:

Ưu điểm

– Hệ thống thông minh dùng quy tắc nếu-thì để tự động đưa ra quyết định (tùy thuộc dữ liệu đưa vào), vì vậy nó có thể thay thế các chuyên gia ra quyết định.

– Hệ thống thông minh có khả năng giám sát tình trạng hệ thống một cách liên tục, đưa ra quyết định mang tính chuyên nghiệp. Trong khi các chuyên gia không thể giám sát hệ thống một cách liên tục được.

– Hệ thống thông minh có thể giải thích tại sao một giải pháp/quyết định được đưa ra thông qua những quy tắc và tại sao những quy tắc đó lại được chọn.

– Hệ thống thông minh đòi hỏi lập trình (hay đào tạo) ít hơn so với mạng nơron.

– Hệ thống thông minh có thể sử dụng logic mờ.

Nhược điểm

– Do hệ thống thông minh dựa trên sự hiểu biết của con người – của các chuyên gia, nên nó cũng có thể tiếp nhận cả những thiếu sót, vì nhân vô thập toàn. Tuy nhiên, khuyết điểm này có thể khắc phục được nếu có nhiều chuyên gia cùng tham gia xây dựng cơ sở tri thức của hệ thống thông minh.

– Do việc thay đổi cơ sở tri thức tương đối đơn giản, các thiếu sót cũng được đưa vào nhiều hơn. Một lần nữa, nhược điểm này cũng có thể khắc phục được nếu có sự quan tâm đặc biệt đến việc xây dựng cơ sở tri thức cho hệ thống thông minh.

– Để có thể xây dựng cơ sở tri thức cho hệ thống thông minh, các vấn đề, tình huống đều phải là xảy ra rồi và được ghi nhận/xử lý bởi các chuyên gia.

– Hệ thống thông minh thường không quan tâm đến tính kinh tế trong việc đưa ra quyết định (ví dụ như: lợi nhuận sẽ cao hơn khi bảo trì/thay thế hay cứ chạy cho đến khi hư hỏng).

Phạm Ngọc Tuấn – Nguyễn Văn Hiền

*

*

Top