كما كتبنا بالفعل عدة مرات ، فإن منشآتنا هي إنتاجات كبيرة جدًا ، من حيث المساحة المحتلة وعدد المنشآت والوحدات المختلفة. لكي يعمل كل هذا ولا تنشأ حالات قد تتسبب في توقف عملية الإنتاج ، يجب مراقبة كل عقدة. لذلك ، لدينا كل من الأشخاص المميزين الذين يشاركون في هذا ، وتطبيقًا لتجاوزات الهواتف المحمولة ، مما يبسط بشكل كبير الحياة لهؤلاء الأشخاص.
بشكل منفصل ، يجدر الحديث عن تحليلات الفيديو هنا. يمكن أن يحل مشاكل مختلفة - لتحسين جودة المنتج من خلال التحكم التلقائي والرفض ، للمساعدة في القضاء على الإغلاق المفاجئ لخطوط الإنتاج ، وتحذير المشغل في الوقت المناسب من الحاجة إلى التدخل ، لمراقبة الامتثال لقواعد السلامة الصناعية ، وهي المهمة رقم واحد للمنشأة الصناعية. ما يمكن ، من حيث المبدأ ، تحليله من خلال عرض الفيديو من الأشياء (وما إذا كان من الضروري مشاهدته) ، وكيف تساعد تحليلات الفيديو على توفير الوقت والمال ، والذي يعمل عليه كل شيء بالنسبة لنا - هذا تحت القطة.
من أين نحصل على البيانات
في كل منشأة ، لدينا مئات الكاميرات في المحيط التكنولوجي ، والذي سنتحدث عنه. يوجد أيضًا محيط يحتوي على كاميرات أمنية ، لكننا لن نتحدث عنه حاليًا :). لكن ما يسمى بكاميرات الإنتاج ، التي تبحث باستمرار في موقع معين ، وحدة ، معدات - هذا هو بالضبط ما سيكون التركيز عليه.
مصانعنا من مختلف الأعمار ، وكان هناك وقت لم تكن جميعهم ينتمون إلى SIBUR. على مدى السنوات الـ 15 الماضية ، تم تحديثها بنشاط ، والآن هناك حالة حيث قد يكون للمصانع المختلفة كاميرات وأنظمة مختلفة للعمل معها. وفقًا لذلك ، اعتاد كل مشغل في هذه المواقع على برنامج معين وإخراجه المعتاد من تدفقات الفيديو.
إن أخذ وتمشيط كل شيء بحجم واحد يناسب الجميع على الإطلاق ، وإعادة تدريب المشغلين ، وجمع كل شيء وعرضه على واجهتنا - وهذا ضغط إضافي لجميع الأطراف المعنية ، وكذلك التكاليف غير الوهمية من حيث الوقت والمال. وكذلك خيار استبدال الكاميرات بأخرى جديدة.
لذلك ، كانت فكرتنا هي: للتكامل مع أي من أنظمة المراقبة هذه حتى نستخدم واجهته بالضبط ، المألوفة للمشغلين ، ويمكننا عرض الصور الضرورية عند وقوع أحداث معينة. في الوقت نفسه ، لا ننشئ واجهة خاصة بنا فوقها ، ولا يحتاج المستخدم إلى إعادة التدريب. بالمناسبة ، المزيد عن المستخدمين.
مستخدمو نظامنا
كل هذا تم تصميمه لراحة المشغل ، الذي يقوم بعملية الإنتاج في نظام التحكم الخاص به. إن إخراج المعلومات من الكاميرات بشكل افتراضي هو صورة قياسية عندما تكون على الشاشة أمامك العديد من النوافذ المستطيلة مع فيديو من كاميرات مختلفة. تقريبًا مثل تكبير المسافة خلال اليوم.
الأداة الرئيسية للمشغل هي نظام التحكم في الإنتاج. في حالة حدوث شيء بالغ الأهمية ، يلاحظه المشغل ويتخذ الإجراء المناسب. إن الجمع بين عاملين ، تجربة المشغل ومعرفته بالعمليات ، والمعلومات من الأجهزة ، إلى جانب الصورة من كاميرات الفيديو ، تجعل من الممكن ليس فقط اتخاذ قرارات بشأن الأحداث التي حدثت بالفعل ، ولكن أيضًا للتنبؤ بشيء غير لطيف للغاية وتجنبه. بعد كل شيء ، من الأسهل دائمًا منع شيء ما عن طريق الضغط على زرين بدلاً من قضاء بضع ساعات (أيام ، ملايين) في التخلص من العواقب.
إذاً هنا - يستطيع المشغل أن يلاحظ شيئًا على الفيديو أنه بعد 5 دقائق من عدم النشاط سيؤدي إلى توقف طارئ وخسائر للشركة. أو شيء آخر غير مفيد للغاية.
على سبيل المثال ، انسداد المعدات. كتبنا هناحول الطارد لدينا وكيف يمكن أن تسد. يعطي نظام التحكم في الإنتاج إشارة عندما يكون الانسداد أمرًا واقعًا بالفعل. كل شيء مسدود بالفعل ، يتم إعطاء إشارة مناسبة ، تتوقف الآلية لتجنب الضرر أو وقوع حادث خطير. يمكن للمشغل ، الذي يراقب التثبيت ، أن يلاحظ ظهور العوامل التي تسبق الانسداد مسبقًا. في حالة البولي بروبيلين ، ستكون التكتلات مرئية (قطع حبيبات ملتصقة ببعضها وتملأ سطح الهزاز تدريجيًا).
ومع ذلك ، بالطبع ، المراقبة بالفيديو هي سلامة العمل. عندما يصفون مثل هذه الحالات ، فإنهم يحبون إعطاء مثال للحالات التي يكون فيها النظام قادرًا على معرفة ما إذا كان الشخص يرتدي خوذة أم لا. ربما يبدو الأمر لطيفًا بالنسبة للأشخاص البعيدين عن الإنتاج. والحقيقة هي أن مستوى الانضباط الذاتي في المرافق الجادة للموظفين يكفي تمامًا لفهم: نظرًا لأن الخوذة مطلوبة ، فهذا يعني أنه يجب أن يكون على الرأس ، تمامًا مثل العناصر الأخرى لمعدات الحماية الشخصية.
لذلك ، في حالة حماية العمال ، نقوم بتحليل صحة تسلسل إجراءات الموظف أثناء العمليات النموذجية ، على سبيل المثال ، تحليل عينات المنتج ، أو الحالات الأبسط مع وجود شخص في منطقة محظورة.
لكن الحالات الموصوفة هي بالأحرى ميزات اختيارية للنظام. الوظيفة الأساسية للمراقبة بالفيديو وتحليلات الفيديو هي تفريغ المشغل والمساعدة على تجنب حدوث حالات ما قبل الطوارئ. هذا لا يساعد على بث الدفق عبر الإنترنت من جميع الكاميرات إلى شاشة المشغل ، ولكن لعرض الصورة التي يحدث فيها شيء تلقائيًا فقط. شيء مختلف عن الظروف العادية ، مما يتطلب اهتمام الإنسان واتخاذ القرار.
ولكن سيكون مملًا للغاية إذا كانت الهدف الأساسي من النظام هو المراقبة والتحذير فقط. لذلك ، نقوم الآن بتطوير هذه الفكرة في اتجاهين في وقت واحد.
الأول هو التنبؤات. أين بدونها. نظرًا لأننا نجمع سجلات حول بعض المواقف ، فهذا يعني أن لدينا أرشيفًا لهذه السجلات ، فيمكن استخدامها. على سبيل المثال ، نفس السدادات: نحن نجمع إحصاءات حول كيفية حدوثها ، وأين تكون في الغالب ، ونوع الانسدادات ، وما هي شدتها. ثم نجمع البيانات التي تم الحصول عليها مع المعلومات التي تم جمعها من أجهزة الاستشعار. ثم نذهب إلى الزملاء المشاركين في بناء النماذج التنبؤية ، ونحصل على فرصة للتنبؤ بشكل أكثر دقة بالسدادات وتعديل العملية حتى قبل ظهور العلامات الأولى.
والثاني هو التكامل المحكم مع خط الإنتاج الحالي. في السابق ، إذا كان من الواضح أن الزواج قد مضى على خط ما ، يبقى فقط الإشارة إلى عامل الهاتف حول هذا الطلب وطلب إرسال شخص حي لاستعادة كل شيء. بعد الدمج ، يمكنك إرسال أوامر سريعة تلقائيًا لفتح المخمدات ، وبعد ذلك سيذهب الزواج إلى نقطة النتوء.
فكيف يعمل النظام نفسه؟
مع مراعاة جغرافية عملنا ، لا يمكننا جمع جميع تدفقات الفيديو في موسكو ومعالجتها هنا. لذلك ، يتم توزيع نظامنا ، يجب أن نضعه بالقرب من دفق الفيديو قدر الإمكان ، وإلا لن تكون الشبكة الحالية كافية لنقل البيانات. هنا غالبًا ما يُسأل - لماذا لا تريد استخدام الكاميرات التي تسمح لك بإجراء تحليلات أولية مباشرة على الكاميرا؟ نحن نريد! :) لكن! هناك عاملين في وقت واحد ، بسبب أن المعالجة على الكاميرات تظل جميلة ، ولكن يصعب تحقيقها في معظم الحالات.
أولا ، الحماية من الانفجار. نعم ، لهذا السبب نكتب عنه في كل منشور تقريبًا ، لأنه مطلوب في كل مكان تقريبًا. بالطبع ، هناك كاميرات رؤية آلة مقاومة للانفجار ، ولكن ثمنها ليس بأي حال من الأحوال صغيرًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أي تغيير في مثل هذه البنية التحتية في الإنتاج المتفجر يكون دائمًا مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً (نظرًا لأنه بالإضافة إلى أعمال التركيب نفسها ، من الضروري إعداد وتنسيق مشروع مع السلطات الإشرافية ، وهذا أيضًا هو الوقت والمال).
ثانيا ، توقف الإنتاج. إذا أتيحت لنا الفرصة لاستبدال الكاميرات بكاميرات أكثر حداثة ، فمن المستحيل الذهاب وتركيب الأجهزة الضرورية الجديدة دون توقف في الإنتاج. كما تؤدي عملية إيجاد نافذة تقنية مناسبة إلى تأخير التنفيذ.
اتضح أن المعالجة ليست على الكاميرات ، ولكن على الخوادم أبسط بكثير. لذلك ، فإن نموذج نظامنا هو أننا نحاول الاستفادة القصوى من البنية التحتية الموجودة التي قمنا بتثبيتها بالفعل. تقع الخوادم المسؤولة عن تحليل دفق الفيديو في منطقة مقاومة للانفجار ، أقرب ما يمكن من الكاميرا. يتم نشر ناقل التكامل ، الذي يوفر التكامل مع نظام المراقبة بالفيديو وبحيرة البيانات ومنصة إنترنت الأشياء والخدمات الأخرى ، بالإضافة إلى منطق معالجة الأحداث ، على العديد من الأجهزة الافتراضية في مجموعة الإنتاج لضمان توفر نظام عالي.
من الأمور التي تهمنا بشكل خاص حل مشكلة التحليل المباشر للإشارة. هنا تجدر الإشارة إلى أنه لم يتم تطوير جميع نماذج تحليل الصور التي تعمل في SIBUR من الصفر. وفقًا لنموذجنا الخاص باستخدام الحد الأقصى لما لدينا ، نحن نستخدم بنشاط نتائج النماذج الموجودة بالفعل في أنظمة المراقبة بالفيديو أو في أنظمة تحليل الفيديو من شركات أخرى. ولكن في حالة عدم وجود نماذج مثبتة ، نحتاج إلى إيجاد / تطوير شيء جديد. لهذا ، في مرحلة تصميم النظام ، قمنا بتطوير وإصلاح واجهة البرنامج للنموذج.
وقد منحنا ذلك القدرة على إشراك مطوري الجهات الخارجية ودمج الأشياء الرائعة بسرعة مثل OpenVINO. مجموعة المهام المعترف بها في بلادنا واسعة جدًا. بدءًا من المشاكل الكلاسيكية للكشف والتصنيف في مساحة RGB (تحليل مظهر التكتلات على الشاشات الاهتزازية) ، والاستمرار في تتبع الكائنات (تحليل إعادة تصنيف المنتج) وانتهاءً بالعمل مع rgbd عند تحليل التدفق من الكاميرات للتحكم في تشغيل المتلاعبين.
الخفة الرئيسية في حالة البتروكيماويات هي اختلال العينة. هناك الكثير من البيانات في حالة يكون فيها كل شيء على ما يرام ، حتى كثيرًا. ولكن هناك القليل من البيانات عندما يحدث خطأ ما. من المستحيل الذهاب عمدًا ، على سبيل المثال ، تسجيل خط فقط لجمع مجموعة بيانات اختبار. في مكان ما ، من المستحيل ببساطة دون إيقاف الخط وإعادة تشغيله (مما سيؤدي إلى فقدان المال بسبب التوقف) ، في مكان ما يكون غير آمن بشكل عام من وجهة نظر العملية التكنولوجية. لذلك ، نحن نستكشف بنشاط إمكانيات التعزيز الإضافي وتركيب البيانات. هذا له نجاحاته ، ونأمل في الانتهاء من الكتابة ونشر مقال عنه :)
نفس التطور الذي لدينا في Python ، على حد سواء الظهر والنماذج. نشر في المقام الأول إلى Docker.
النتائج
تم إطلاق المشروع قبل أكثر من عام بقليل ، وخلال هذا الوقت تمكنا بالفعل من تنفيذ برنامجنا في مرافق الإنتاج لدينا في تومسك وتوبولسك وفورونيج.
بفضل النظام ، لوحظ الكثير من الأحداث ، والتي تمت معالجتها من قبل المشغلين في الوقت المناسب.
الشيء الرئيسي هو أن النظام قد أثبت أنه مفيد ويحصل على تقييم إيجابي من الإنتاج ، كما هو مخطط له ، يتم تسوية الحالات التي سنستمر في إنتاج منتج دون المستوى لبعض الوقت ، وإضاعة إنتاج شيء لا يمكن بيعه ومن الصعب تجميعه من قبل ، كيفية التخلص منها. أو عندما ننتج منتجًا آخر أرخص ، بدلاً من المنتج المتوقع ، بسبب الفشل غير الملحوظ.
على سبيل المثال ، هذا ممكن مع مادة البولي بروبيلين. المرحلة النهائية من الإنتاج معنا هي حبيبات البولي بروبلين التي رأيتها في مشاركاتنا ومقاطع الفيديو الأخرى. من المناسب وضعها في أكياس ، ونقل ، وملء في حاويات ، وهي تتوافق مع خصائص الأداء المعلنة. ولكن إذا فشلت في ملاحظة الموقف والتعامل معه مع التوصيل في الوقت المناسب ، فستحصل على منتج آخر. سوف ينهار التكتل ، وتبدأ الحبيبات في الالتصاق ببعضها البعض. لا يزال هذا هو نفس مادة البولي بروبيلين ، ولكن بسبب هذه الدعامات أثناء الإنتاج ، فهذه علامة تجارية مختلفة للمنتج. بالطبع أرخص.
لذلك ، اتضح أن النظام أنقذنا من توقفات الطوارئ الإضافية ، عندما يضيع الناس الوقت والسيارات في حالة خمول للأسف ، ومن إنتاج مثل هذا المنتج مع فئة أقل من المخطط لها.
خطط للمستقبل
نواصل تحسين النظام ، لأن هناك العديد من أنظمة المراقبة بالفيديو في المرافق وهي مختلفة ، لكننا بحاجة إلى الاندماج مع كل منها. نحن الآن مشغولون بإنشاء نشر كامل للنظام عن بعد في المواقع. مع الوصول عن بعد في المصانع ، فإنه ليس بهذه البساطة ، لذلك هناك بعض الخصائص - دائرة الشركات ، ومقاطع الشبكة المختلفة ، والقيود الأمنية ، وما إلى ذلك.
بالإضافة إلى ذلك ، نحن نعمل من أجل جمع أكثر اكتمالاً للبيانات من أجهزة الاستشعار من أجل الحصول على الصورة الأكثر تفصيلاً لما يحدث.
ردود الفعل من المشغلين تأتي في الغالب إيجابية. إذا قررنا إنشاء نظام ، بدءًا من النموذج "والآن ستعملون جميعًا في هذا الشيء الجديد" ، فمن المرجح أن يكون مختلفًا قليلاً.