Capítulo 3 IMPLEMENTACIÓN COMPUTACIONAL DEL SISTEMA EXPERTO
3.5 Facilidades y limitaciones del sistema
Facilidades
La aplicación desarrollada posee un conjunto de beneficios que logran satisfacer de una forma cómoda y sencilla los requerimientos de los usuarios, facilitándoles de esta forma el trabajo con el sistema.
SECVA permite el intercambio de información entre el usuario y el sistema experto implementado.
Contiene cada una de las BC para el diagnóstico preventivo o correctivo de fallas para cada componente crítico de la caldera.
Uso optimizado de la memoria del dispositivo, no se cargan todas las BC, sino sólo la que se necesita en el momento de realizar la inferencia.
Implementa una base de datos para almacenar las revisiones pendientes y posibilita la edición de estas una vez añadidas a la base de datos.
Cuenta con un servicio automático de notificaciones con sonido, aunque la aplicación no se encuentre abierta por el usuario, si hay una revisión programada para la fecha en curso mostrará la notificación correspondiente, además de señalarla en rojo en la tabla de revisiones pendientes.
En la tabla de revisiones que muestra el sistema nos resaltará en amarillo las revisiones que correspondan al mes en curso, lo que permite que se puedan
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preparar con un mes de antelación las condiciones necesarias para realizar el diagnóstico.
Posibilita la creación de archivos (.cva), con los cuales resulta mucho más cómodo llevar el historial de fallos de una caldera y las revisiones que se le han realizado, además de facilitar el acceso a la información.
Al ser una aplicación desktop portable, se facilita notablemente el acceso a la información y le brinda mayor comodidad al usuario para trabajar con el sistema.
Fácil reproductibilidad.
Facilidad de distribución. Limitaciones
Producto a la carencia de imágenes microscópicas de componentes de las calderas, en el caso de grafitización y creep, resulta imposible realizar un diagnóstico basado en casos, lo que sería mucho más preciso, pues el resultado final estaría menos propenso a errores humanos.
3.6 Consideraciones finales
El sistema desarrollado (SECVA) es posible utilizarlo prácticamente en cualquier sistema operativo, una vez que se cuente con el JRE que estará implícito dentro del ejecutable de la aplicación desktop (SECVA.exe).
La interfaz se ajusta a las necesidades requeridas y facilita notablemente el trabajo con las calderas de vapor acuotubulares.
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CONCLUSIONES
Se logró crear un sistema experto capaz de realizar el diagnóstico de fallas en componentes de las calderas de vapor acuotubulares. El sistema implementado brinda numerosas facilidades:
o Permite tener a disposición en todo momento el conocimiento de expertos con años de práctica en el campo, cuando sea preciso y sin necesidad de trasladar el experto de un sitio a otro cuando se requiera un diagnóstico.
o Incluye un sistema de notificaciones que alerta próximo a una revisión de una caldera pendiente.
o Posibilita la creación de archivos para mantener un historial de las calderas y facilitar la gestión de la información.
Tras el proceso de Ingeniería del Conocimiento realizado, quedaron identificadas las principales fallas que pueden atentar contra el correcto funcionamiento de las calderas y los componentes críticos que pueden afectarse.
Se crearon las bases de conocimiento requeridas para tratar de forma idónea cada una de las posibles fallas (grafitización, corrosión, creep, choque térmico), para ello se utilizó la herramienta USChell IDE 3.0.
Con la implementación de SECVA 1.0 se cubren los requerimientos esperados con una interfaz intuitiva que facilita notoriamente el diagnóstico de las calderas de vapor acuotubulares, posibilitándolo de forma totalmente independiente a la interfaz visual de UCShell 3.0. La aplicación desktop desarrollada fue validada satisfactoriamente, a partir de pruebas de campo realizadas en diversas provincias del país.
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RECOMENDACIONES
Desarrollar una versión del sistema implementado para dispositivos móviles, independizando la máquina de inferencia de la swing de java.
Trabajar con expertos para identificar la certeza de las reglas, así como los equipos que puedan generar imprecisión en las respuestas.
Emplear el sistema no solo en la industria azucarera sino además en la hospitalaria, química, alimenticia, hotelera, textil, petroquímica. Donde las calderas acuotubulares son utilizadas con diversos fines.
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ANEXOS
Anexo 1. Aval del Centro de Investigación de Soldadura de la UCLV (CIS)
Anexo 2. Base de conocimiento general.
ASKS
ASK AH:
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DOMAIN 'si', 'no'
ASK Cpc:
'¿El componente presenta capas de productos de corrosión?' DOMAIN 'si', 'no'
ASK Ei:
'¿Cúal fue el espesor inicial del componente (milímetros)?'
ASK Ef:
'¿Cúal es el espesor actual del componente (milímetros)?'
ASK Tt:
'¿Qué tiempo ha transcurrido de explotación desde la última revisión (años)?'
ASK AD:
'Tome una muestra del componente e indique el ángulo de doblado de la probeta'
ASK FV:
'¿Cual es la fracción de vida del componente a analizar?'
ASK Ta:
'¿Cual es la temperatura máxima del fluido pasando a través del componente a analizar?'
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'¿Cual es la temperatura mínima del fluido pasando a través del componente a analizar?'
RULES RULE 1
IF (AH = 'si' AND Cpc ='si') THEN
Corrosion:= 'Corrosión General' ACTIONS
ASSUME VC IS ((Ei-Ef)/Tt) DISPLAY
'El componente presenta una corrosión general, con una velocidad de corrosión de ',VC, 'mm/año, por lo que ',
' es necesario realizarle una limpieza y control para', ' garantizar su correcto funcionamiento. '
END;
RULE 2
IF (AH = 'si' AND Cpc ='no') THEN
Corrosion:= 'Corrosión General' ACTIONS
ASSUME VC IS ((Ei-Ef)/Tt) DISPLAY
'El componente presenta una corrosión general, con una velocidad de corrosión de ',VC, 'mm/año, por lo que ',
' es necesario realizarle un mantenimiento ligero para', ' garantizar su correcto funcionamiento. '
50
END;
RULE 3
IF (AH = 'no' AND (((Ei-Ef)/Tt) < 0.02) ) THEN
Corrosion:= 'Sobresaliente' ACTIONS
ASSUME VC IS ((Ei-Ef)/Tt) DISPLAY
'La resistencia que ofrece a la corrosión es sobresaliente,',
' con una velocidad de corrosión de ',VC, 'mm/año, puede continuar bajo un programa de monitoreo cada 3 años.'
END;
RULE 4
IF (AH = 'no' AND (0.02 < ((Ei-Ef)/Tt)) AND (((Ei-Ef)/Tt) <0.1) ) THEN Corrosion:= 'Excelente' ACTIONS ASSUME VC IS ((Ei-Ef)/Tt) DISPLAY
'La resistencia que ofrece a la corrosión es excelente,', ' con una velocidad de corrosión de ',VC, 'mm/año, puede continuar bajo un programa de monitoreo cada 2 años.'
51
RULE 5
IF (AH = 'no' AND (0.1 < ((Ei-Ef)/Tt)) AND (((Ei-Ef)/Tt) < 0.5)) THEN Corrosion:= 'Buena' ACTIONS ASSUME VC IS ((Ei-Ef)/Tt) DISPLAY
'La resistencia que ofrece a la corrosión es buena,', ' con una velocidad de corrosión de ',VC, 'mm/año, puede continuar bajo un programa de monitoreo cada 1.5 años.'
END;
RULE 6
IF (AH = 'no' AND (0.5 < ((Ei-Ef)/Tt)) AND (((Ei-Ef)/Tt) < 1)) THEN
Corrosion:= 'Regular' ACTIONS
ASSUME VC IS ((Ei-Ef)/Tt) DISPLAY
'La resistencia que ofrece a la corrosión es regular,', ' con una velocidad de corrosión de ',VC, 'mm/año, debe parar, reparar y recalcular la presión según ASME, si es',
' posible, y aplicar un programa de monitoreo cada 2 años' END;
RULE 7
52 THEN Corrosion:= 'Pobre' ACTIONS ASSUME VC IS ((Ei-Ef)/Tt) DISPLAY
'La resistencia que ofrece a la corrosión es pobre,', ' con una velocidad de corrosión de ',VC, 'mm/año, debe sustituir y aplicar un programa de monitoreo cada 3 años'
END;
RULE 8
IF (AH = 'no' AND (((Ei-Ef)/Tt) >5)) THEN
Corrosion:= 'Inaceptable' ACTIONS
ASSUME VC IS ((Ei-Ef)/Tt) DISPLAY
'La resistencia que ofrece a la corrosión es inaceptable,',
' con una velocidad de corrosión de ',VC, 'mm/año, debe sustituir y aplicar un programa de monitoreo cada 3 años'
END; RULE 9 IF (AD = 180) THEN Grafitizacion:= 'Nula' ACTIONS DISPLAY
53
'No presenta defectos de grafitización, es nula, se debe continuar bajo',
'un programa de monitoreo cada 2 años, según ASME VIII.' END;
RULE 10
IF ( (AD >= 177 ) AND (AD < 180) ) THEN
Grafitizacion:= 'Muy ligera' ACTIONS
DISPLAY
'La grafitización que presenta es muy ligera, debe continuar bajo un programa de',
'monitoreo cada 1,5 años' END;
RULE 11
IF ((AD >= 90) AND (AD < 177)) THEN
Grafitizacion:= 'Ligera' ACTIONS
DISPLAY
'La grafitización que presenta es ligera, debe continuar bajo un programa de',
'monitoreo cada 1 año' END;
54
IF ((AD >= 50) AND (AD < 90)) THEN
Grafitizacion:= 'Moderada' ACTIONS
DISPLAY
'La grafitización que presenta es moderada, debe continuar bajo un programa',
'de monitoreo cada 0.5 años' END;
RULE 13
IF ((AD >=30) AND (AD < 50)) THEN
Grafitizacion:= 'Fuerte' ACTIONS
DISPLAY
'La grafitización que presenta es fuerte, debe parar inmediatamente y analizar',
'la posibilidad de tratamiento térmico' END;
RULE 14
IF ((AD >=15) AND (AD < 30)) THEN
Grafitizacion:= 'Severa' ACTIONS
55
'La grafitización que presenta es severa , debe parar y sustituir el componente, si',
'la degradación se manifiesta en toda la pieza y reparar si la degradación se presenta',
'en una zona dañada.' END;
RULE 15
IF ((AD < 15) ) THEN
Grafitizacion:= 'Muy Severa' ACTIONS
DISPLAY
'La grafitización que presenta es muy severa, debe parar y sustituir el componente, si la',
'degradación se manifiesta en toda la pieza y reparar si la degradación se presenta en una',
'zona dañada.' END; RULE 16 IF (FV <= 0.2) THEN
Creep:= 'No presenta defectos de Creep' ACTIONS
DISPLAY
'No presenta defectos de Creep, se debe controlar cada dos años, según ASME VIII.'
56
END;
RULE 17
IF ( (FV > 0.2 ) AND (FV <= 0.3) ) THEN
Creep:= 'Pequeña cantidad de cavidades' ACTIONS
DISPLAY
'Presenta una pequeña cantidad de cavidades debe reinspeccionar luego de 20000 horas de servicio (aproximadamente 2 años y 3 meses).'
END;
RULE 18
IF ((FV > 0.3) AND (FV <= 0.5)) THEN
Creep:= 'Coalescencia de cavidades' ACTIONS
DISPLAY
'Presenta coalescencia de cavidades, debe reinspeccionar luego de 15000 horas de servicio (aproximadamente 1 año y 9 meses).' END;
RULE 19
IF ((FV > 0.5) AND (FV <= 0.7)) THEN
Creep:= 'Microfisuras generadas por Creep' ACTIONS
57
DISPLAY
'Presenta microfisuras generadas por Creep, debe reinspeccionar después de 10000 horas de servicio (aproximadamente 1 año y 2 meses).'
END;
RULE 20
IF ((FV > 0.7) AND (FV <= 0.99)) THEN
Creep:= 'Macrofisuras generadas por Creep' ACTIONS
DISPLAY
'Presenta macrofisuras generadas por Creep, debe inmediatamente informar, parar el equipo y sustituir '
END;
RULE 21
IF ((3.2 * (Ta-Ti)) >= 214) THEN
Choque_termico:= 'con grietas' ACTIONS
DISPLAY
'El componente está afectado por un choque térmico con grietas,',
' debe reparar y aplicar un programa de monitoreo cada 2 años,',
' este criterio ha sido avalado según el código ASME VIII.' END;
58
RULE 22
IF ((3.2 * (Ta-Ti)) <214) THEN
Choque_termico:= 'sin grietas' ACTIONS
DISPLAY
'El componente está afectado por un choque térmico sin grietas,',
' debe aplicar un programa de monitoreo anual,',
' este criterio ha sido avalado según el código ASME VIII.' END; ACTIONS RESET ALL FIND Corrosion FIND Grafitizacion FIND Creep FIND Choque_termico END.