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Sistemas Especialistas para Aplicações Industriais.
A experiência do TECPAR
Sistemas Especialistas para Aplicações Industriais.
A experiência do TECPAR
Dr. Eng. Milton Pires Ramos
DEIN – Departamento de Tecnologia da Informação
25 de Junho de 2001.
Instituto de Tecnologia do Paraná
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Iniciativa:
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Introdução - Apresentação geral - Histórico- Áreas em potencial
Desenvolvimento - Os projetos de SE’s- Equipe necessária - Interação com o especialista
Negócio - Custos- Relação custo x benefício- Pode-se ganhar dinheiro com IA ?
Plano da apresentaçãoPlano da apresentação
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O TECPAR, fiel ao seu papel de difusor de novas tecnologias, deu
início em 1990 à formação de uma equipe de
profissionais/pesquisadores com o objetivo de explorar a
Engenharia do Conhecimento como um novo nicho tecnológico,
orientando seus trabalhos especificamente para o
desenvolvimento de sistemas especialistas para aplicações
industriais. Deste esforço surgiram diversos projetos e um campo
de aplicação específico tem se destacado: os sistemas inteligentes
aplicados à engenharia de materiais e corrosão.
Apresentação geralApresentação geral
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HistóricoHistórico
1990 Setembro – Criação do Projeto de Sistemas Especialistas.1990 Novembro – Contratação do Projeto SES, Sistema Especialista em Soldagem, desenvolvido em cooperação com a Refinaria Pres. Getúlio Vargas – REPAR, da PETROBRAS. Conclusão da primeira versão 1991. Segunda versão desenvolvida entre 1994 e 1997.1992 Junho – Contratação do Projeto Monitor – Sistema especialista para monitoramento da corrosão em planta de processo industrial. REPAR-PETROBRAS. Conclusão em Dezembro 1993.1992 Setembro – Contratação do projeto VIDENTE – Sistema especialista em manutenção preditiva de equipamentos e plantas industriais. Conclusão em Setembro 1995.1998 Março – Início de dois projetos para a Refinaria Landulfo Alves – RLAN, da PETROBRAS, em Salvador, Bahia: Aminiex, sistema especialista em corrosão para unidades de tratamento de gases, e FccMonitor, sistema especialista em corrosão para unidades de craqueamento catalítico fluído.2001 Janeiro – Contratação do Projeto Injex – Sistema especialista para controle da qualidade da água de injeção em plataforma oceânica. CENPES/PETROBRAS.
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Áreas em potencialÁreas em potencial
CLÁSSICAS:- Diagnóstico médico;- Análise de crédito;- Configuração de equipamentos;- Apoio ao projeto;- Apoio à decisão;- Diagnóstico de processos.
PROSPECÇÃO:- Internet e comércio eletrônico;- Ensino à distância;- Pesquisas de mercado.
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Sistema especialista no monitoramento da corrosão em unidades de destilação de petróleo.
- Projeto desenvolvido entre 1992 e 1994, para a Refinaria Pres. Getúlio Vargas - REPAR, Araucária, Paraná;
- Monitora ‘on-line’ as variáveis críticas para a corrosão, analisa essas variáveis, diagnostica problemas e orienta os operadores quanto a medidas corretivas de ajuste no processo.
- Resultados: -maior controle do processo corrosivo;-redução da corrosão localizada de 30%;-redução da carga de trabalho dos especialistas.
-Sistema desenvolvido em PROLOG e C.
MONITORMONITOR
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MONITORMONITOR
Typical crude unit flowchart
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Título do Projeto: Sistema Especialista para controle da corrosão em unidades de craqueamento catalítico fluído e unidades de tratamento de gases.
Objetivo:Desenvolver um sistema especialista para interpretação, diagnóstico e controle da corrosão em unidades de FCC e DEA, a partir da aplicação de técnicas de ruído eletroquímico e sensores de hidrogênio.
Projeto financiado pelo Fundo CTPetro!
FccMonitor e AminiexFccMonitor e Aminiex
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Acesso aos dados: - SDCD e PI;- Baixa e alta freqüência;- Módulo de cálculo.
Máquina de Inferência:- Gera conclusões utilizando os dados dos módulos
acima e a base de conhecimento. Base de Conhecimento:
- Conhecimento na forma de regras de produção. Interface de Saída:
- SDCD e Rede Corporativa (acesso remoto). Interface do Especialista: - Painel de configuração; - Módulo de justificativa.
SE’s em ambiente industrialSE’s em ambiente industrial
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Expert System
PlantInstruments and probes
Labresults
DCS InterfaceDCS network
Plant controlconsole
Computerin the network
Desk of theplant manager
Desk of the corrosioncontrol team
Network
Knowledgebase
Calculationmodule
Dataaccess
Justificationmodule
Expertinterface
Inferenceengine
Inferenceoutput
Corrosionexpert
Arquitetura do SEArquitetura do SE
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If CelulaHidrogenio > [CHCorrenteLim]And CelulaHidrogenio1 > [CHCorrenteLim]And CelulaHidrogenio2 > [CHCorrenteLim]And !Nao inferir celula de hidrogenioAnd !Unidade nao esta operandoThen Possui Hidrogenio
If Possui HidrogenioThen Sistema com permeacao de hidrogenio
If Sistema com permeacao de hidrogenioAnd Sistema despassivoAnd !Unidade nao esta operandoThen Planta despassiva e com permeacao de hidrogenio
If Po < [PoLimCorrosivo]And !Nao inferir potencialAnd !Unidade nao esta operandoThen Potencial despassivo
If Potencial despassivoThen Sistema despassivo
if Sistema despassivothen Alarme - Sistema Despassivo
LABEL diag.ap"Planta OK""Planta despassiva e com permeacao de hidrogenio""Potencial e Celula de Hidrogenio apresentam instabilidade"
Exemplos de regras Exemplos de regras
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Interface AminiexInterface Aminiex
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Interface FccMonitor:Interface FccMonitor:
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Interface CorrPlotter:Interface CorrPlotter:
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“Sistema Especialista para garantia da qualidade da água do mar para injeção”P r o d u c t i o n C o n c e p t S c h e m eP r o d u c t i o n C o n c e p t S c h e m e
InjexInjex
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InjexInjex
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Desenvolvimento Desenvolvimento
Modelisação do conhecimento
Validação da BC e testes do sistema
Aquisição do conhecimento
Constução da base de conhecimento
Estudo inicial doproblema
Início do Projeto
Fim do projeto
- Definição dos objetivos funcionais e condições de teste.
- Definição da aquisição (rastreabilidade!)
- Definição da forma de representação
- Definição da ferramenta de programação
- Validação da BC com relação ao desempenho do especialista humano e testes do sistema como software.
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Aquisição do conhecimentoAquisição do conhecimento
Processo complexo e longo de extração do conhecimento (experiência) de um especialista humano em determinado domínio.
Normalmente se dá através de reuniões e entrevistas, seguindo técnicas variadas conforme a necessidade.
Processo crítico para o sucesso do projeto.
A equipe de desenvolvimento deve buscar um relacionamento tranqüilo e de mútua confiança com especialista.
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Equipe de desenvolvimentoEquipe de desenvolvimento
O engenheiro do conhecimento:- Sólida formação;- Amplo espectro de interesses;- Capacidade de observação;- Motivação;- Diplomacia e psicologia.
O especialista:- Reconhecido como especialista pelos seus pares;- Uma mente aberta;- Disposto a participar do projeto;- Motivado com a tecnologia.
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SE’s como negócioSE’s como negócio
Equipe necessária: - 3 engenheiros do conhecimento- especialistas do domínio (?)
Custos: - (aprox.) R$ 250.000,00Duração: - 2 anos
Relação custo x benefício: Altíssima !
Pode-se ganhar dinheiro ?
Depende muito do porte do projeto !?!
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Milton Pires Ramos
DEIN - Departamento de Tecnologia da Informação
TECPAR - Instituto de Tecnologia do Paraná
Curitiba Paraná Brasil