横河电机发布“气相色谱仪AI维护支持”新软件

2023年3月17日

横河电机株式会社宣布推出气相色谱仪AI维护支持工具（以下简称“GCAI工具”），可提高GC8000工业气相色谱仪的维护效率。GC8000气相色谱仪属于OpreX™分析仪系列。新发布的软件能够在对测量产生影响之前，检测测量数据的微小变化，这些变化表明仪器将要发生故障。通过及时维护，可以减少停机时间。

GCAI工具截图
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开发背景

在生产现场，仪表和其他设备的稳定运行是确保产品质量的关键。为了稳定运行，需要适当的维护，但生产现场还必须处理一些相关问题，比如缺乏经验丰富的人员，以及需要简化操作等。

横河电机的GC8000气相色谱仪是一种在生产现场发挥重要质量控制作用的仪表，它可以测量气体和挥发性液体混合物中各个组分的构成。大型石油和石化工厂经常使用数十台GC8000，大型工厂可能有数百台。

气相色谱仪及其样品处理系统包含过滤器、阀门、压力调节器、色谱柱^*1和检测器等需要定期维护的部件。这些部件的磨损程度因使用环境而异。此外，每台气相色谱仪的规格和维护时间根据所测量的内容和工艺而有所不同。传统上，经验丰富的操作员查看测量数据，并确定维护时间，或者简单地设置有足够余地的维护时间表，用以防止异常。当突然停机造成的损失相对较低时，设备甚至一直在运行，直到开始恶化，并在测量值中产生明显的差异。

鉴于这些需求，横河电机开发了用于GC8000气相色谱仪的GCAI工具。根据色谱图中显示的测量记录，它使用AI对仪表测量的稳健性进行预测。对于这一AI工具，横河电机利用了其经验证的异常信号检测AI^*2功能，并对其进行了修改，以便与GC8000一起使用。

新特点

1. 基于数据的测量稳健性检测
   在组件磨损或其他问题开始影响测量之前，色谱图^*3数据中显示的微小变化甚至就出现了。虽然可见，但它们可能有许多不同的模式，并且在时间轴上的位置可能因仪表而异，这意味着只有经验丰富的操作员才能区分它们。
   
   GCAI工具使用机器学习模型来配置每个GC8000单元。该模型识别与正常测量值的差异，从而检测异常，如色谱图所示。每次识别出与正常状态的差异时，模型都会分析差异程度。它甚至可以检测到微小变化，在每次进行测量时确定稳健性。通过它提供的信息，可在性能下降对测量值产生影响之前，制定计划并实施维护。 

   
   示例：初看正常的数据，放大色谱图时可以检测到变化
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2. 提前90天预测测量稳健性
   使用色谱仪，气体在时间轴上分离和测量，气体成分分离不良会影响测量质量。GCAI工具使用这种分离度作为指标，可以预测何时需要维护。基于分离度的变化，它可以提前90天预测分离度，并在将要达到预定的分离度时发送通知。提前知道何时需要维护，可以确定需要订购哪些更换组件，并为仪表制定适当有效的维护计划，从而有助于减少停机时间。

   
   示例：提前90天预测测量稳健性
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3. 无需咨询或复杂的设备配置
   为了使GCAI工具自动检测并记录测量数据的变化，用户只需设置参考日期、要监控的区域和通知阈值。这一用于预测测量稳健性的AI解决方案易于使用，无需特殊咨询或复杂的设备配置。用于机器学习的数据的导入和预处理也是自动进行的。由于该软件是按年度订购的，用户不需要进行大量的初始投入。

*1 用于分离测定对象气体成分的管状部件
*2 一种AI解决方案，能够像熟练操作员一样，通过评估各种测量数据来检测异常情况
*3 记录检测到组件时产生的输出信号随时间变化的数据

主要目标市场

石油和天然气、石化、钢铁、电力

主要用途

• 出于维护目的对运行中的气相色谱仪进行持续监测
• 工业气相色谱仪的维护规划

关于OpreX

OpreX是横河电机工业自动化(IA)和控制业务的综合品牌。OpreX品牌代表了横河电机在与客户共创价值的过程中培育的优良技术和解决方案，它涵盖了横河电机IA产品、服务和解决方案整个范围。该品牌包含以下五大类：OpreX转型、OpreX控制、OpreX测量、OpreX执行和OpreX生命周期。GC8000是OpreX分析仪产品系列的一部分，该产品系列属于OpreX测量类别。OpreX测量类别包括用于高精度测量、数据收集和分析的现场设备和系统。

 

关于横河电机集团

横河电机为能源、化工、材料、制药和食品等多个行业的客户提供测量、控制和信息领域的先进解决方案。横河电机通过数字化技术的有效应用，帮助客户解决日益复杂的生产、资产和供应链优化等问题，实现向自主运营的过渡。横河电机于1915年在东京成立，拥有17,000多名员工。它通过遍布61个国家的122家公司的网络，致力于实现可持续发展的社会。垂询详情请访问：www.yokogawa.com。

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