19 Ekim 2023 tarihli CAO.FR bülteninde yayınlanan makale
Suez Grubu ile, su tesislerinde dijital ikiz kullanımını yaygınlaştırmayı amaçlayan bir ortaklık anlaşmasının imzalanması vesilesiyle, SAMP’ın CEO’su Laurent Bourgouin ile tanışma fırsatı bulduk. Bize, mevcut tesislerin dijitalleştirilmesinden elde edilen basit nokta bulutlarının kullanımına dayanan ve CAD ile ağ oluşturma veya yeniden modelleme gerektirmeyen teknolojisinin özgünlüğünü anlattı.
Nitekim, sürekli proses tesislerinin operatörlerinin çoğu, tesisleri hakkında güncel bilgilere sahip değildir. Bu, Anglo-Sakson kültüründe çok önemli olan “as designed”, “as built” ve “as maintained” arasındaki geleneksel çelişkidir; burada inşa edilen, tasarlananın tam bir yansıması değildir ve bakım ekibi, sahadan elde edilen bilgileri tasarım ofisine aktarmamıştır. Bu nedenle, sanayicilerin sahadan gelen bilgileri kullanarak, tesislerin işletilmesi veya modernizasyonu için bir süre kullanılabilecek bir 3D model oluşturmaya ihtiyaçları vardır.
« Ancak mevcut bir endüstriyel tesisin tamamını CAD ile yeniden modellemek, adından da anlaşılacağı gibi araçları daha çok tasarıma yönelik olan CAD yazılımı üreticilerinin DNA'sında mutlaka yer alan bir şey değildir. Bana göre, mevcut bir tesisin dijital ikizini CAD ile oluşturmak mantıksızdır! »
Bu düşünce, Gaz de France'da çalışmış olan bu École Centrale mezunu mühendis mühendislik firması Wood Group ve yazılım üreticisi Dassault Systèmes'de çalışmış olan bu mühendisin zihninde, bir tesisin 3D taramasından elde edilen nokta bulutu etrafında, gerçeğe en sadık dijital ikizi, proses ve enstrümantasyon şemalarını (P&ID) ve GMAO araçları aracılığıyla sahadan gelen bilgileri kolayca birleştirebilen bir platform oluşturma fikri filizlendi. Bu konuda, CEA'da Büyük Veri ve Yapay Zeka üzerine tezini tamamlamış olan, bugün SAMP'ın CTO'su olan kurucu ortağı Shivani Shah'ın yardımını aldı.
« Bu işbirliğinden SAMP doğdu; neredeyse tam 4 yıl önce, Station F'de bir kahve eşliğinde, şu iddiayla: On yıllardır gelişen bir tesiste, sahadan, 3D taramalardan başlıyoruz; en azından bu güvenilir. Ve bu nokta bulutuna bir CAD ile aynı seviyede bir zeka kazandırabilirsek, kazanmış oluruz. » Ve bu iddia başarıya ulaştı.
Gujarati'den Yapay Zekaya
SAMP, Shivani Shah’ın memleketi olan Hindistan’ın batısındaki Gujarat eyaletinin resmi dili olan Gujarati’de “birlik, uyum, herkesin aynı amaç için birlikte çalışması” anlamına gelir; bu, bir işbirliği platformu için son derece anlamlıdır. Ancak bu kelime aynı zamanda endüstriyel sektör için stratejik varlık yönetimi anlamına gelen Strategic Asset Management Planning’in kısaltmasıdır. "Bu çift anlamlılık bize çok hoş geldi," diyor Laurent Bourgouin şakacı bir şekilde.
Son yıllarda 3D tarama teknolojisinin büyük ölçüde yaygınlaşması, bu girişimin başarıya ulaşmasını daha da kolaylaştırdı. Özellikle mobil tarayıcıların ve dinamik tarayıcıların ortaya çıkmasıyla, tesisin birkaç saat veya birkaç gün içinde neredeyse fotogerçekçi bir kalitede taranabilmesi sayesinde, kalitenin inanılmaz bir şekilde arttığını ve fiyatların büyük ölçüde düştüğünü gördük.
Ancak, mevcut durumun taranmasından elde edilen, fotogerçekçi olsa bile, kesin bir 3D modele sahip olmak, sanayicilerin beklentilerini sadece kısmen karşılıyor. Bunu oluşturan boru hatlarına ve ekipmanlara zeka katabilmeliyiz. « Yapay zeka kullanımı sayesinde çözümümüz bunu mümkün kılıyor. Özellikle odaklandığımız proses, su ve enerji endüstrilerinde P&ID'ler işlerinin merkezinde yer alıyor. Yıllar süren Ar-Ge çalışmalarının ardından, teknolojimizi koruyan bir patent aldık. Burada yapay zekayı iki amaçla kullanıyoruz. Bir yandan, genel nokta bulutu içinde bir fiziksel elemana (boru, vana, pompa, ekipman vb.) karşılık gelen nokta alt kümelerini ve bunları birbirine bağlayan fiziksel bağlantıları otomatik olarak tanımak. Diğer yandan, yapay zeka tesise ait P&ID'leri de "okuyup anlayabiliyor". Böylece, 3D nokta bulutu ile P&ID arasında büyük ekipmanlar üzerinde bir bağlantı noktası oluşturmak yeterlidir; böylece yapay zeka, boru hatlarını ve bunların üzerinde bulunan tüm bileşenleri tespit edebilir ve bunlara zeka katabilir. Adım adım, tesisin genel nokta bulutu akıllı hale gelecektir. »
Farklılıkları işaretlemek
Bununla birlikte, nokta bulutu sahada gözlemlenen gerçekliği tam olarak yansıtıyorsa da, P&ID mutlaka güncel olmayabilir. « Bu da teknolojimizin güçlü yanlarından biridir. Araç, 3D ve P&ID arasında eşleştirebileceği her şeyi eşleştirdikten sonra, tesis üzerinde bulunan ancak P&ID'de listelenmeyen bir eleman veya P&ID'de bulunan ancak tesisten kaldırılmış bir eleman gibi sapmaları kırmızı renkle gösterir. Bu durumda tutarlılığı yeniden sağlamak için düzeltmeleri yapmak işletmeci veya mühendise düşer. Ancak tüm tutarsızlıklar gözlerinin önünde olduğu için bu işlem kolay ve hızlı bir şekilde yapılır. Ayrıca, 3D nokta bulutundan eksik olan verilerle bir P&ID'yi otomatik olarak tamamlayabilen prototipler üzerinde çalışmaya başladık," diyor Laurent Bourgouin.
Ancak tüm unsurlar arasında yeniden kurulan bu bağlantı yeterli değildir; boru hattından geçen akışkanın türünü, sıcaklığını ve basıncını da bilmek gerekir. "Bunun için verileri ortaya çıkarabiliriz. Tipik olarak, OSIsoft tarafından geliştirilen PI Historian gibi Data Historian'a (belirli bir davranışı analiz etmek için tüm proses dizilerini yeniden oynatmaya olanak tanıyan bir yazılım çözümü) veya Scada'ya (Supervisory Control And Data Acquisition) bağlanıyoruz. P&ID sayesinde ekipmanın "Etiket Numarası"nı aldıktan sonra, müşterinin bilgi sisteminde, GMAO, Scada, Data Historian'da arama yaparız ve tek bir sağ tıklama ile ekipmanın soğuk ve sıcak verilerini gerçek zamanlı olarak gösteririz. Böylece GMAO'nun öznitelik verilerine ve ayrıca sensör verilerine (basınç, debi, sıcaklık) erişilir. Bunlar, işletmeci veya mühendisin kullanmak istediği amaca göre doğrulaması gereken bağlamsal bilgilerdir."
Kök Neden Analizi, müdahale veya söküm hazırlıkları vb. yapılmasına olanak tanıyan bağlamsal bilgiler. « Müşterilerimiz, müdahale sırasında kazaları önlemek için kullanılan bir ekipman kilitleme güvenlik prosedürü olan Lock Out Tag Out (LOTO) yapmak için sistemimizi sıklıkla kullanıyor. Eski bir kağıt P&ID'yi incelemekten çok daha güvenlidir, çünkü sahada işler nadiren planlandığı gibi gider; P&ID'ler nadiren günceldir. Burada kullanıcı, sanki sahadaymış gibi görerek dijital ikiz temelinde kilitlemeleri doğrudan hazırlar ve sahaya vardığında işi ilk seferinde güvenli bir şekilde yapar.”
Şu anda SAMP'ın çözümü, proses tesislerinin sadece akışkanlarla ilgili yönlerini kapsamaktadır. « Bu, müşterilerimizin işinin özüdür ve işte burada biz çok fazla katma değer sağlayabiliriz. Ancak tüm elektriksel yönleri kapsamıyor olsak da, açık elektrik panolarını taramaya başladık; bu da bağlantıları kurmamızı ve etiketleri Tek Hat Şeması (Single-Line Diagram) ile karşılaştırarak doğrulamamızı sağlıyor.” Yol haritasının bir sonraki aşaması, bir tesisin büyük çaplı yenileme operasyonlarının merkezinde yer alan inşaat mühendisliği ve metal karkasları da ele alacak.
Endüstriyel 3D'nin Netflix'i
Samp, ağ oluşturma veya yeniden modelleme yapmadan, nokta bulutu etrafında kendi akış teknolojisini kullanıyor. « Bu, etik ilkelerimize aykırı olurdu, çünkü gerçekte olmayan şeyleri eklemek istemiyoruz. Tamamen web tabanlı bir teknoloji kullanıyoruz. Öncelikle, bu sayede daha geniş bir kitleye ulaşabiliyoruz, çünkü tüm müşterilerimiz çok sayıda alt yükleniciyle çalışıyor ve onlara yerel olarak hiçbir şey yüklemeden basit bir web bağlantısı aracılığıyla platforma erişim sağlıyorlar. Ayrıca, gelişmiş grafik kartı olmayan basit ofis bilgisayarlarında da kullanılabilir. Son olarak, basit bir tablette bile kabul edilebilir bir performans elde etmek için, kullanıcının bakış açısı değiştikçe sadece o anda görünen noktalar yüklenir. Böylece, on binlerce ekipmanın bulunduğu, binlerce hektarlık bir sahada bile son derece akıcı bir deneyim sunulabilir.”
Engie gibi büyük müşterileri cezbeden yadsınamaz avantajlar; Engie'nin doğal gaz depolamalarını yöneten iş birimi Storengy, tüm bu tesislerin dijital ikizlerini oluşturmak için Shared Reality teknolojisini kullandı. Aynı durum, Fransa'nın güneybatısında gaz nakil ve depolama ağını işleten Teréga ve havaalanları, NATO vb. için hidrokarbonların nakliyesini ve stratejik depolamasını yöneten petrol şirketi Trapil için de geçerlidir. Son olarak, Suez, Fransa'da işlettiği su üretim ve arıtma tesislerinin dijitalleştirilmesi ve dijital ikizlerinin oluşturulması için SAMP ile bir ortaklık anlaşması yaptığını duyurdu. Ayrıca, yakın Avrupa ve Birleşik Krallık'ta başka sözleşmeler de devam etmektedir. SAMP'ın bir yıl önce Fransız ve Alman DeepTech yatırım fonlarından 4 milyon avroluk bir fon topladığı için bu süreç daha da kolay olacaktır.
« Ayrıca teknolojimiz, tesislerin giriş verilerinde güvenilir verilerin bulunmaması nedeniyle zorluk yaşayan ve her seferinde 6 ayını tüm P&ID'leri yeniden ele almakla geçirmek zorunda kalan birçok yenilikçi yazılım geliştiricisinin de ilgisini çekiyor. Böylelikle gerçekten tüm Endüstri 4.0'ın omurgası haline gelebiliriz », diye ekliyor Laurent Bourgouin.
*Makalenin kaynağı, Jean-François Prevéraud tarafından yazılan CAO.FR'dir.
