Rozhovor: Umelá inteligencia predvída poruchy strojov

Prevádzka strojov môže byť zasa o niečo efektívnejšia a udržateľnejšia. Výkonná umelá inteligencia a priemyselné IoT riešenie dokáže analyzovať zvukové vzorce a včas dôjde k detekcii potenciálnych mechanických závad.


Predstavte si takúto situáciu.

Prechádzate sa továrňou v okuliaroch s rozšírenou realitou. Načítavate QR kódy na jednotlivých strojoch a okamžite sa vám zobrazujú informácie o ich stave. Vďaka analýze zvukov a teploty sa s predstihom dozviete, či niektorému zo zariadení nehrozí porucha. Ak narazíte na chybové hlásenie, vysiela sa automaticky na dané miesto robot, ktorý stroj opraví.

Všetky tieto služby chce výrobným firmám ponúkať spoločnosť Neuron soundware. Spoločnosť zatiaľ dodáva špeciálny softvér a hardvér, ktorý dokáže podľa zvukov a vibrácií predpovedať, že zariadenie bude v blízkej budúcnosti znefunkčnené. A to až v 10 dňovom predstihu, než sa porucha prejaví aj inak.

Firma rieši tiež vývoj infrakamery, ktorá umožní predikovať poruchy vďaka zmenám teploty.

„Zároveň pracujeme na prepojení produktu s chytrými okuliarmi a za pár rokov sa chceme vrhnúť aj do robotiky“, hovorí Pavel Konečný spoluzakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Neuron soundware, ktorá zvíťazila vo finále 6. ročníku Central European Startup Awards v rumunskej Bukurešti v kategorii Best IoT Startup.

Neuron Soundware získala ocenenie v kategorii Best IoT Startup

Predvídať poruchy možno rôznymi spôsobmi. Prečo ste si vybrali zvuk?

Pretože je to jeden z prvých symptómov, podľa ktorých sa dá problém rozpoznať. Veľa firiem zbiera obrovské množstvo dát a zameriava sa na desiatky rôznych parametrov, ale vo výsledku je im väčšina z toho k ničomu. K detegovaniu poruchy vám typicky stačia štyri signály.

My sa v súčasnosti sústreďujeme na zvuk a vibrácie. Tretia je teplota, ktorú začneme tiež merať. A posledný zaujímavý parameter predstavuje tok elektriny. Ale jej monitorovaniu sa zatiaľ nevenujeme.


Môžete priblížiť, ako vaše riešenie funguje?

Na stroje pripojíme nahrávacie senzory, ktoré monitorujú všetko od ultrazvuku až po vibrácie. Nahrávky sa zbiehajú v zariadení (krabičke) nazvanom NBOX, ktoré dokáže vyhodnotiť zvuk až z 12 mikrofónov.

To znamená, že môžeme na NBOX pripojiť aj viac strojov. Funguje to na princípe umelej inteligencie, ktorá je schopná rozoznávať zvuky blížiacich sa porúch. Ak nastane nejaký problém, upozorní naň farebná signalizácia na zariadení a systém vám jednoducho pošle správu na mobil alebo e-mail.

Nahrávky sa zbiehajú v zariadení nazvanom NBOX, ktoré dokáže vyhodnotiť zvuk až z 12 mikrofónov.

Ako vás to vôbec napadlo?

Jeden môj kamarát počul, že mu niečo hrká v motore auta. Zašiel preto do servisu, kde mu povedali, že palubný počítač žiadne chyby nehlási a všetko je v poriadku. Lenže o 100 kilometrov neskôr mu praskol valec a bola z toho obrovská škoda. Mal jediné šťastie, že mu ešte len za pár dní končila záruka. Avšak nás to priviedlo k myšlienke na možnosť využitia umelej inteligencie k počúvaniu strojov.


Ľudské ucho k tomu nestačí?

Skúsení technici často sluchom dokážu rozpoznať, že niečo je v neporiadku. Avšak naše zariadenie má oproti ľuďom veľa výhod. Počúva 24 hodín denne aj v prostredí, kam ľudí napríklad kvôli bezpečnosti posielať nechcete. Zároveň dokáže rozlíšiť jednotlivé zložky zvuku, ktoré ľudské ucho môže vnímať len ako súvislý hluk. Ideme navyše až do ultrazvukového spektra, ktoré človek vôbec nie je schopný počuť.

Zvuk a vibrácie patria k jedným zo symptónov podľa ktorých sa dá blížiaci problém stroja rozpoznať

V ktorých odvetviach je o vaše riešenie najväčší záujem?

V energetike a vo výrobe. Dajú sa tak kontrolovať výrobné linky, motory, pumpy, čerpadlá, žeriavy, výhybky aj veterné elektrárne. V rámci nášho najväčšieho projektu monitorujeme u rôznych firiem kogeneračné jednotky, teda zariadenie na kombinovanú výrobu tepla a elektriny.

A dáta z tohto projektu ukazujú, že cez polovicu porúch sme schopní rozpoznať zhruba dva až 10 dní skôr, než sa to prejaví aj inak. A toto percento sa neustále zvyšuje.


Využívajú prediktívnu analýzu len veľké firmy, alebo aj malé?

Zatiaľ máme skôr väčších zákazníkov, u ktorých je potenciál predaja väčšieho množstva kusov. Patria medzi nich firmy ako Siemens, E.ON, Airbus či BMW. Zároveň sa chceme cez partnerskú sieť zamerať aj na menšie podniky. Aj naďalej však očakávame väčší záujem veľkých firiem. Ak prevádzkujete 100 strojov, tak skôr premýšľate nad možnosťou, ako ich optimalizovať, ako keď máte napríklad stroje dva.


V ktorých krajinách sa vám podarilo uspieť?

Hlavne v Európe od Nemecka cez Francúzsko až po Španielsko. Naše zariadenie máme napríklad aj v Južnej Kórei. V Ázii je o naše riešenie veľký záujem, pretože je tam rozsiahla strojárska výroba.

Tamojšie firmy si uvedomili, že s lacnou pracovnou silou sa už nikam neposunú a že potrebujú inovácie. Trebárs v Číne majú manažéri fabrík špeciálny systém hodnotenia, ktorý ich tlačí k tomu, aby zavádzali prvky Priemyslu 4.0. A inšpiráciu hľadajú často u nás v Európe.


Ako vytvárate databázu zvukov?

Máme milióny nahrávok najrôznejších zvukov, ktoré nám pomáhajú pri trénovaní počítačov v ich poznávaní. Následne ich učíme porozumieť zvukom strojov všeobecne. A v poslednom kroku algoritmus upravujeme pre konkrétne zariadenie. Každý stroj si tak individuálne nahrávame. Uvedenie nášho zariadenia do prevádzky na konkrétnom zariadení trvá od niekoľkých dní do pár týždňov.

Neuron Soundware má k dispozícii milióny nahrávok najrôznejších zvukov

Aká veľká je konkurencia v oblasti zvukových analýz?

Výskumná a poradenská spoločnosť Gartner nás nedávno zaradila medzi štyri firmy z celého sveta, ktoré predstavujú špičku v oblasti prediktívnej údržby za použitia akustiky. Vedľa nás sú tam ešte dve firmy zo Spojených štátov a jedna z Izraela. Sú to pritom rádovo väčšie spoločnosti ako my, ktoré majú k dispozícii výrazne viac peňazí.

Oproti nim ale máme výhodu, že snímame akustický signál nepretržite, zatiaľ čo napríklad americká konkurencia len raz za hodinu. Množstvo informácií im tak unikne a pre stroje, ktoré nepracujú kontinuálne, ich riešenie nie je použiteľné. Prednosťou nášho NBOX je aj skutočnosť, že sme schopní spracovať akustický signál priamo v ňom.


Prečo je to výhoda?

Naše zariadenie bude fungovať kdekoľvek na svete, bez toho aby sme museli čakať na rozvoj super-rýchlej mobilnej 5G siete. Objem dát, ktoré spracovávame, je tak veľký, že by nám na ich posielanie nestačili ani neobmedzené tarify.

Každé zariadenie zhromažďuje “Terabajty“ dát za mesiac. Som veľkým fanúšikom takzvaného “edge computingu“, teda spracovania a využitia dát v mieste zariadenia. Jeho výhodou je bezpečnosť, rýchlosť, veľký výkon a to, že môže fungovať aj bez pripojenia k internetu.

Všetci sa tešia na príchod 5G, ale pre mňa je to nadšenie miernejšie. Využitie má byť napríklad pre autonómne vozidlá, ale predstavte si, že vám signál vypadne a vozidlo už ďalej nepôjde. Vozidlo tak musí mať na mieste dostatočný výpočtový výkon, aby dokázalo ísť aj bez pripojenia.

Pokroky v umelej inteligencii spojené s “edge computingom“ sú podľa mňa dôležitejšie ako to, čo príde s 5G sieťami.

Výhodou “edge computingu“ je okrem bezpečnosti, rýchlosti a veľkého výkonu aj možnosť fungovať bez pripojenia k internetu

Strojové učenie, ktoré využíva aj vaša firma, je len predzvesťou skutočnej umelej inteligencie. Ako zásadný je jej nástup pre váš biznis?

Pre naše podnikanie to podstatné nie je, my na to nemusíme čakať. Táto technológia bude mať vplyv na ľudstvo oveľa skôr, než nám stroje začnú konkurovať v myslení a chápaní sveta. Ten, kto ovládne umelú inteligenciu, rozhodne o dominancii na našej planéte v tomto storočí.

Už dnes je jej vývoj veľmi ďaleko. Napríklad nie je to dávno, čo umelá inteligencia DeepMind porazila profesionálnych hráčov počítačovej hry StarCraft 2. Vyhrala v ôsmich z deviatich zápasov. Ide pritom o jednu z najzložitejších počítačových hier na svete, ktorá sa hrá v reálnom čase a musíte súbežne prijímať rozhodnutia na viacerých miestach naraz. Toto ma naozaj prekvapilo.

Som techno-optimista, ale čoho sa bojím, je využívanie umelej inteligencie pre ovládanie armád. To sa nikdy nesmie stať. Ako firma sme sa pripojili k petícii podporujúcej zákaz použitia umelej inteligencie v systémoch spojených so zbraňami.


V budúcnosti sa chcete pustiť aj do robotiky. S čím by vám roboti mali pomáhať?

Rád by som napríklad za niekoľko rokov kúpil nejakú firmu, ktorá sa zaoberá vývojom robotov. Tí by sa potom mohli stať opravármi a riešili by poruchy, ktoré naše zariadenie identifikuje. Už teraz plánujeme pridať rôzne návody, čo majú zákazníci robiť s rozbitými strojmi. Chceme tiež začať skúšať okuliare pre rozšírenú realitu, ktoré by technikov informovali o stave stroja a rovno im poradili, ako ho prípadne opraviť.

Identifikácia poruchy zariadením od Neuron Soundware bude príznakom pre budúceho robota opravára

Oprava strojov je pomerne náročná činnosť. Veríte, že to už za pár rokov roboti zvládnu?

Podľa mňa budú roboti veľakrát vykonávať sofistikovanejšiu prácu než ľudia. Ich vývoj a výroba je drahá, a aby sa to oplatilo, tak by najskôr mali robiť prácu s veľkou pridanou hodnotou. Môžu obrábať, vŕtať alebo montovať veci. Až zlacnia a začnú vyrábať samých seba, tak až potom bude mať význam využívať ich na jednoduché manuálne činnosti ako napríklad prekladanie debien.

Agentúra amerického ministerstva obrany DARPA organizuje súťaže pre roboty, kde musia spĺňať veľmi zložité úlohy. A každý rok je tam vidieť neuveriteľný posun. Dokážu riadiť auto, prejsť po nerovnom povrchu aj vziať do ruky nejaký nástroj.

Zvládnu tak aj veľké množstvo zložitých procesov vo výrobe. Navyše môžu pracovať 24 hodín denne. Namiesto piatich tisíc zamestnancov vám tak postačí 500 robotov. Keď zmeníte plán výroby, automaticky sa aktualizujú. A na rozdiel od ľudí ich nemusíte zaškoľovať a sú stále výkonní. S ich nástupom nás čaká veľká revolúcia.


Pavel Konečný je spoluzakladateľ a generálny riaditeľ českého Startupu Neuron soundware, upravil Automatizacia365.sk

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *