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Sistema Inteligente para la Definición del Estatus de Calidad de los Productos Retenidos por TFL y TE Fuera de Rango

Presentación de Trabajo Instrumental de Grado UCAB-Guayana, Desarrollado en la Empresa SIDOR.
by

Julio Temprano

on 4 December 2012

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Transcript of Sistema Inteligente para la Definición del Estatus de Calidad de los Productos Retenidos por TFL y TE Fuera de Rango

Desarrollo de un Sistema Inteligente para la Determinación del Estatus de Calidad de los Productos Retenidos por Temperatura Final de Laminación y Temperatura de Enrollado Fuera de Rango (En la Planta de Laminación en Caliente de la Empresa Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro) Para optar por el Título de
Ingeniero Informático Autor: Julio Temprano Tutor Académico:
Ing. Jesús Lárez Tutor Industrial:
Lcda. Olga Prado CONTENIDO El Problema
Marco Teórico
Marco Metodológico
Análisis del Sistema
Desarrollo del Sistema
Conclusiones y Recomendaciones El Problema Procesos
Productivos Calidad de los
Productos Afectan Generando Gestión de Productos Solución Adecuación Automatización LAC A pesar de esta etapa de automatización, la determinación del estado de calidad de los productos con defectos, sigue siendo de forma manual. Objetivo General Desarrollar un sistema inteligente para la determinación automática del estatus de calidad de los productos fabricados en el área de Laminación en Caliente de la empresa SIDOR, que se encuentren retenidos por las variables de Temperatura Final de Laminación (TFL) y Temperatura de Enrollado (TE) fuera de rango Realizar el levantamiento de información documental y verbal, con los expertos y usuarios del sistema.

Entender el proceso Laminación en Caliente en la empresa SIDOR y la gestión de material en este, caracterizando sus etapas y los sistemas que emplea.

Estudiar los diferentes sistemas automatizados de la empresa que tengan relación directa con la gestión de los productos que no cumplan con las especificaciones técnicas.

Familiarizarse con la plataforma de desarrollo disponible en la empresa SIDOR para soluciones de sistemas inteligentes. Descripción del proceso de
Aplicación del Material SGD Objetivos Específicos Realizar el levantamiento de información con los expertos y usuarios del sistema.

Entender el proceso LAC y gestión de material.

Estudiar los sistemas automatizados de la empresa que tengan relación directa con la gestión de los productos que no cumplan con las especificaciones técnicas.

Familiarizarse con la plataforma de desarrollo.

Identificar las variables y datos del sistema.

Desarrollar el sistema inteligente .

Realizar pruebas del sistema. Justificación El sistema desarrollado proporciona al área de Laminación en Caliente de SIDOR una herramienta automatizada que le permitirá una toma de decisión oportuna y confiable del material que se encuentre retenido por las variables de proceso TFL y TE fuera de rango. Alcance El Producto de la investigación fue el desarrollo de un sistema inteligente para la determinación del estado de calidad de los productos retenidos en el área de LAC de SIDOR, a causa de las variables de proceso TFL y TE fuera de rango.

El sistema es conformado por: Entre los beneficios que se tienen con esta solución están:

• Disminución de las horas hombre invertidas en el análisis y aplicación del material con desvíos de temperatura.

• Creación de una base de conocimientos que incluye los conocimientos y experiencia acumulada del personal en la empresa.

• Mayor confiabilidad de los productos que se despachan a los clientes.

• Mejora en la oportunidad en la entrega y por ende mejora de la satisfacción del cliente.

• Mejora del proceso de laminación gracias a la retroalimentación de la información procesada a los técnicos de línea. Base de Conocimientos
Base de los Hechos
Adquisidor de Datos LIMITACIONES Durante las fechas comprendidas entre 04 y el 24 de junio de 2012, se produjo un paro en la planta de LAC, este coincidió con el tiempo que se había planificado para la realización de pruebas, retrasando y disminuyendo las semanas planeadas para esta actividad, por lo que no se pudo realizar la depuración del sistema desarrollado.

Las variables Subnorma y Espesor de Orden, las cuales fueron tomadas en cuenta durante la etapa de análisis y diseño del sistema inteligente, se encuentran en el Data Warehouse del área de caliente, el cual posee un acceso restringido. Durante el desarrollo del trabajo se realizo una petición de acceso a las variables, la cual no se concreto a causa de que el personal asignado para esta labor no pudo llevarla a cabo en el lapso de tiempo que duro el desarrollo del presente trabajo. Marco Teórico SIDOR Nacional Internacional Laminación en Caliente Propiedades Mecánicas Antecedentes Quintero, S. Diseño e Implementación de un sistema de retención automática de defectos de perfil y cuña en el laminador en caliente de SIDOR.

Bermúdez, R. Implementación de los árboles necesarios para establecer las reglas usada en el tratamiento del material con temperatura final de laminación y temperatura de enrollado fuera de rango utilizando la herramienta de diseño S-Expert en el laminador continuo en caliente de SIDOR, C.A.

Temprano, J. Diseño de la Arquitectura de un Sistema Inteligente para la Detección de Material Defectuoso en la Planta de Laminación en Caliente de la Compañía SIDOR C.A. Bases Teóricas Sistemas de Inteligencia Artificial (AI) Sistemas Basados en Conocimiento (SBC) Sistemas Expertos (SE) los SBC son sistemas capaces de resolver problemas de un dominio en el cual poseen conocimientos específicos y que requieren de experiencia o inteligencia humana. La fuente de estos conocimientos puede provenir de diversos medios, un humano, un material bibliográfico, una base de datos. La AI es la ciencia de emular procesos propios de la inteligencia humana tales como la percepción, el razonamiento y el aprendizaje, haciendo uso de modelos no naturales Los SE son un programa de computación inteligente que usa el conocimiento y los procedimientos de inferencia para resolver problemas que son lo suficientemente difíciles como para requerir significativa experiencia humana para su solución Un experto es una persona que ha acumulado, consciente o inconscientemente a través de su experiencia, un conjunto de conocimientos para la solución de problemas en un área especifica Características de los SBC Alto Desempeño
Tiempo de Respuesta Adecuado
Confiabilidad
Comprensible
Flexibilidad Herramientas de Desarrollo de SBC S-EXPERT Características del S-EXPERT Modularidad
Tiempo Real
Motor de Inferencia Robusto
Manejo de Inexactitud
Orientado al Usuario Marco Metodológico Metodología de la Investigación Proyecto Factible Investigación de Campo
No Experimental Investigación Documental Metodología de Desarrollo La Metodología para el Desarrollo de Sistemas Expertos Surge de la integración de enfoques, técnicas y otras metodologías provenientes de diversas áreas vinculadas con los SBC e Ingeniería de Software.
La ventaja de esta, es que considera la naturaleza computacional de los SBC y busca el mayor aprovechamiento de los recursos disponibles en el área donde se desarrolla.
Está estructurada en etapas, fases y pasos los cuales ayudan al proceso de análisis de requerimientos, diseño conceptual y desarrollo del sistema Desarrollo y Pruebas
del Sistema Inteligente Diseño Preliminar
del Sistema Inteligente Ingeniería del Conocimiento Especificación de Requerimientos Análisis e Interpretación del Problema Desarrollo de un Sistema Inteligente para la Determinación del Estatus de Calidad de los Productos Retenidos por Temperatura Final de Laminación y Temperatura de Enrollado Fuera de Rango (En la Planta de Laminación en Caliente de la Empresa Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro) Muchas Gracias Análisis del Sistema Proceso de Gestión del Material Sistemas Para la Gestión del Producto Análisis de Factibilidad Factibilidad del Desarrollo del Sistema Necesidad del conocimiento de un experto
Disponibilidad de un experto o equipo de expertos
La experiencia es requerida en varios lugares simultáneamente
Existe un grupo potencial de usuarios Factibilidad Económica Recursos computacionales requeridos para el desarrollo
Costo del Desarrollo Requerimientos del Sistema Funcionales Determinar de manera inmediata el estado de calidad de los materiales que se encuentren retenidos por TFL y TE fuera de rango.

Asignar automáticamente los códigos correspondientes al estado de calidad del material procesado.

Generar una alarma visual en caso de que el material procesado continúe retenido.

Mostrar por pantalla la cantidad de bobinas retenidas por turno y programa.

Almacenar la información generada en un archivo plano y una base de datos de Nivel 2A. Debe de responder a tiempo real.

Trabajar bajo plataforma de sistema operativo QNX 6.

Realizar una correcta conexión con el Nivel 1 a través de los Tags de IVISION, así como, con las bases de datos del caliente, BD-LAMCAL, las cuales están en el Nivel 2A.

Realizar una correcta conexión con la base de datos de Modelos, BD-Modelos. No Funcionales Sistema Operativo: QNX 6.

Entorno Gráfico: Phonton 3.2.

Herramienta de Desarrollo: S-EXPERT.

Sistema Manejador de Bases de Datos: MySQL.

Interfaz de Conexión con Bases de Datos: ODBC.

Comunicación con otros sistemas: IVISION 3.0. Hardware Software Procesador de 2.0 Ghz.

Memoria Ram mínima de 512 MB.

Espacio de Disco Duro de 100 MB.

Tarjeta de conexión de red. Identificación y Análisis de las Variables y Datos del Sistema Elicitación del Conocimiento Análisis de Protocolo Entrevistas No Estructuradas Desarrollo del Sistema Diseño del Sistema Arquitectura del Sistema Modelo Conceptual de la BD Adquisidor de Datos Modulo de Aplicación Desarrollo del Sistema Modelo Relacional BD-Modelos Adquisidor de Datos Modulo de Aplicación Ejemplo del Archivo Datos.dat Ejemplo del Archivo Printmsj.dat Resultados de las Pruebas Análisis de los Resultados Bandas sin Reglas
Bandas con mas de una Regla por falta de dato de proceso
Reglas muy Restrictivas Bandas con un porcentaje de la curva de temperatura fuera de los rangos establecidos (solo en Punta).
Bandas con un porcentaje de la curva de temperatura fuera de los rangos establecidos (solo en Cuerpo).
Bandas con un porcentaje de la curva de temperatura fuera de los rangos establecidos (solo en Cola).
Bandas con un porcentaje de la curva de temperatura fuera de los rangos establecidos (Combinación de Punta, Cuerpo y Cola) Se realizó un proceso de investigación documental sobre los sistemas inteligentes, que permitió conocer a fondo las funcionales que proveen, con el objetivo de dar potencialidad al sistema desarrollado.
A través de la comunicación con los expertos del área y usuarios del sistema, se pudo tener una visión más clara sobre el proceso de aplicación de material, esto ayudó a definir los requerimientos que eran necesarios en el sistema, entendiendo así, la funcionalidad del mismo.
El proceso de Laminación en Caliente de SIDOR, es uno de los más importantes por lo que el desarrollo de un sistema inteligente para definir el estado de calidad de sus productos laminados, representa una herramienta adecuada, dado que se emula la capacidad de razonamiento de los expertos en el área al momento de tomar decisiones, logrando reducir las horas hombre que esta actividad puede llevar y la precisión al momento de tomar una decisión.
A través del estudio que se realizó a los sistemas en la empresa, relacionados al proceso de gestión de productos, se pudo determinar el origen de los datos y variables necesarias para el sistema desarrollado. Además, ayudó a comprender la forma en que se había estado realizando el proceso hasta el momento.
Se realizó un estudio sobre la plataforma de desarrollo disponible en la empresa y los estándares utilizados en la misma, determinándose que la herramienta a utilizarse para el desarrollo fue el S-EXPERT y el sistema manejador de bases de datos utilizado es MySQL. Conclusiones Conclusiones Por medio de la organización y estructuración de las reglas proporcionadas por los expertos, se pudieron identificar las variables y datos que fueron primordiales para el proceso de liberación de las piezas retenidas.
Se realizó el diseño de una base de datos relacional, enfocada al almacenamiento de los parámetros que componen las reglas definidas por los expertos, facilitando su escalabilidad y mantenimiento.
Se realizó el diseño de un adquisidor de datos con una arquitectura exportable al desarrollo de los módulos restantes del Sistema Integral planteado por Temprano, J.
Se realizó el diseño de una base de conocimientos robusta y fácilmente escalable, con la ayuda del personal de verificación. Esta toma en cuenta las diferentes variables necesarias para la toma de decisión a la hora de aplicar un material retenido.
Se desarrollaron la base de datos, el adquisidor y los árboles de inferencia según el diseño establecido. Estas conforman el adquisidor de datos, la base de conocimiento y la base de los hechos del sistema experto.
El sistema es capaz de analizar y definir el estado de calidad de todas las piezas que se encuentran retenidas por las variables TFL y TE fuera de rango.
Los resultados de las pruebas fueron satisfactorios, demostrando que el sistema inteligente es capaz de liberar o aplicar material retenido de manera automática y precisa según las reglas establecidas. Recomendaciones Se debe de mejorar el funcionamiento y robustez de la herramienta de desarrollo S-EXPERT, para facilitar el desarrollo de sistemas inteligentes posteriores y mejorar la funcionalidad de los ya desarrollados.
Al momento de correr el sistema inteligente desarrollado, deben estar levantadas las bases de datos (BD-LAMCAL y BD-Modelos), el adquisidor de datos y el sistema experto de retención por TFL y TE fuera de rango desarrollado por Bermúdez, R, tomando en cuenta que de ellos se obtienen los datos de entrada al sistema desarrollado; sin éstos, no se pudieran adquirir los datos de manera eficiente y no se generarían los resultados satisfactoriamente.
Modificar el sistema de Gestión Calidad para que lea los resultados del sistema desarrollado.
Se debe de completar el servicio de Nivel 2B para la captura de los datos de proceso subnorma y espesor de orden, para mejorar el filtrado de las reglas, lo que puede lograr elevar un 3% las piezas liberadas.
Continuar las pruebas del sistema e identificar los productos que no tengan reglas asignadas, para ir mejorando las bases de conocimientos del sistema.
Realizar un análisis de factibilidad por parte de los expertos, acerca de las sugerencias presentadas en el trabajo, para así, mejorar las bases del conocimiento, con lo que se podría elevar el porcentaje de piezas liberadas. Calculo de Longitud Criterios de Evaluación de Temperatura Cantidad Retenida
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