Folyamatos gyártás: Jobb soap a Bonsai-val

Bonsai eszközöket biztosít az AI-agyak felépítéséhez, betanításhoz és üzembe helyezéséhez. A folyamatos gyártás világában az extruszió, a soap-készítési folyamat egyik lehetséges esete az agyaknak. A extrusziós folyamat egy extrusziós csavarban hőz az anyagot, majd a végén egy résen keresztül kényszeríti, hogy az előnyben részesített formába nyomja.

Mintakitörési infografika

TBD :::image-end:::

Contoso Soaps

Contoso embléma

A Contoso fogyasztói termékek részlege tartalmazza a Contoso Soapst, amely a extruszió használatával több ezernyi soapot hoz létre évente.

A Contoso mérnökei úgy vélik, hogy akár 15%-kal is javíthatják a termékhozamot, különösen a sorváltás során. A Contoso vezetői készek fejlesztéseket fektetni, de szeretnék tudni, hogy a javasolt módosítások működni fognak.

A Contoso egy iparágban már bizonyított fejlett folyamatvezérlési (APC) rendszert és szakértői operátorokat használ a behatolási folyamat vezérléséhez. Az operátorok felügyeleti parancsokat adnak át az APC-rendszernek a vezérlési stratégiák megvalósításához. Az APC rendszer a vonalberendezéseket a vezérlési stratégia alapján állítja be.

A vezérlőrendszer a következőt állíthatja be:

  • a csavar sebessége.
  • a csavar különböző zónáiban található hőmérséklet.
  • annak a résnek a nyitása, ahol a soap-anyag kilép.

Minden vezérlőparamétert szigorúan szabályozni kell ahhoz, hogy a Contoso minőségi specifikációinak megfelelő SOAP-t készítsen.

A jelenlegi vezérlési módszerek korlátozásai

A soap-készít egy összetett vegyi folyamat, amely nehezen szabályozható. Az extruderben lévő soap-nak a leírása és előrejelzése különösen nehéz feladat. A folyamat dinamikus is, és a vezérlési metódusok a készített soap típusától függően változnak. Ilyen lehet például, ha az olajos soap-ről a dryer soap-hoz vált, vagy ha a soap-színt módosítja. A gyártási varibilitás egyéb forrásai többek között a következők:

  • a nyersanyagok minőségi változásai.
  • az extruder összetevők mechanikai elhasználódása.
  • az előző futtatásokat megelőző futtatásból megmaradt soap-soap bal oldali érték.

A Bonsai-agy előnyei

A Bonsai-agy jobb vezérlési módszereket biztosít, mert a megoldanuk szükséges probléma gyakorlati elsajátításával tanulnak. A Contoso mérnökei egy olyan agyat szeretne, amely:

  • automatikusan jelzi az APC-rendszerüket.
  • gyorsan alkalmazkodik az éles változásokhoz.
  • rövid távú folyamatváltozásokat alkalmaz, amikor az extruder több futtatás során soap-nal lesz elzárva.
  • A a hosszú távú folyamatváltozásokat extruder eszközkopásként alkalmazza.

Az alábbi táblázat azokat az elsődleges módszereket emeli ki, amelyek a Contoso extruder agyát javítják a meglévő vezérlőrendszeren.

  Dinamikus ikon Versengő ikon Kérdés ikon
  Dinamikus/nagy mértékben változó rendszerek Versengő célok vagy stratégiák Ismeretlen feltételek
Aktuális vezérlőrendszer Csak a forgatókönyvek szűk körét szabályozza Nincs különbség a célok és a stratégiák között Nem válaszol az ismeretlen bemenetek és a rendszer viselkedésének módosítása
Agy Számos forgatókönyvhöz alkalmazkodik Megtanulja és kicseréli a különböző stratégiákat Megtanulja a váratlan bemenetre és a viselkedés módosítására vonatkozó stratégiákat

Az agy abban is segíthet a Contoso operátorai és mérnökei számára, hogy az extruder közvetlen vezérlése helyett a operátorokat (a vonalon vagy a vezérlőteremben) segítik a manuális vezérlést. A Contoso először az agyi tanácsadó operátorokat fogja a vezérlőteremben tartani. Ha az agy jól működik, a mérnökök azt tervezik, hogy az agy önállóan vezérelje a kevésbé kritikus fontosságú munkát, hogy az operátorok a nélkülözhetetlenebb vezérlési döntésekre tudjanak összpontosítani.

A Contoso extruder agyának megtervezése

Amikor a Contoso mérnökei, operátorai és adattudósai összeállnak a Bonsai-agy megtervezése érdekében, először definiálják a megoldani kívánt problémát. A jelenlegi rendszerrel szerzett tapasztalataikra támaszkodva azonosítják a hasznos vezérlési stratégiákat. Ezután lefordítják a stratégiáikat inkling kódra, amely alapján Bonsai betanítja az agyát.

1. lépés: Az agy által vezérlő műveletek meghatározása

Az agy által az extruderek számára vezérelt legfontosabb műveletek a csavar sebessége, a zónahőmérsékletek és a végén található furat mérete.

2. lépés: Az agy által megtanult vezérlési stratégiák azonosítása

Az agy először a meglévő vezérlési stratégiákat tanulja meg, majd új módokon kombinálja őket, hogy rugalmas stratégiákat hozzon létre az extruder vezérlésére. Némi megbeszélés után a Contoso csapata a következő stratégiákat követi:

Probléma Ok Reagálás
Az extruderen kívüli soap-adattömbök Az olajos soap nem megfelelően van hőmelegítve Hő módosítása
Az átviteli sebesség csökken a tiszta soap-hez A csavar olajos soap-hez van konfigurálva Hő- és csavarsebesség módosítása

3. lépés: Megvalósítási stratégiák eldöntása

A csapat úgy dönt, hogy a csavar hőmérsékletét az extruder-furattól elkülönítve kell szabályozni, hogy jó minőségű soap-t kap a váltás során. A csapat emellett úgy dönt, hogy két vezérlési stratégiát kell betanítanunk:

  • Az 1. stratégia az olajos soap-hez lesz bevetve.
  • A 2. stratégia a szárazszappanhoz lesz bevetve.

Végül a csapat úgy dönt, hogy az olajos és a száraz adatok definíciója fuzzy, mert különböző soap-színek és folyamatfeltételek esetén változik. Az agynak tehát minden stratégiához meg kell tanulnia a bemenetek széles készletét.

4. lépés: Betanításszimuláció létrehozása

Az agy úgy tanul, hogy iteratívan gyakorol a szimulációban. A Contoso csapata a szimulációs szakértőivel együtt dönti el, hogy a meglévő szimulátort át tudja-e igazítani az agyi utasítások iteratív válaszadáshoz.

Úgy döntenek, hogy a meglévő szimulátorukat betanító szimulátorra konvertálják. Amikor befejezik a szimulátor módosítását, a mérnökök hozzáadják azt a Bonsai-munkaterületükhöz a Simulator API használatával. A betanítás során Bonsai skálázja a szimulációs modellt a felhőben, és a használatával hoz létre bemeneti államokat a gépi tanulási tervhez.

Contoso Soap extruder agytervezés

Az alábbi ábra a Contoso csapata által tervezett végső külső agyat mutatja be. A kialakítás moduláris, és a következőket tartalmazza:

  • két tanult stratégia (olajos soap és dry soap).
  • egy választót, amely meghatározza, hogy mikor megfelelők az egyes stratégiák.

Végső agy műszaki diagramja

TBD :::image-end:::

A betanítás után a csapat exportálhatja az agyát, és hozzáadhatja a vezérlési folyamathoz. Ahogy a régi rendszerük, az új agyuk is tudja, hogyan kell alkalmazni a jelenlegi működési stratégiákat. A régi rendszertől eltérően azonban az agyuk azt is tudja, hogyan kombinálhatja ezeket a stratégiákat új módokon, és hogyan reagálhat automatikusan az extruder változásaira.