Factory Copilot, een AI-chatbot voor slimme productie

Fabrieksmanagers en operators liepen tegen grote knelpunten aan wanneer ze bruikbare productie-inzichten wilden opvragen.

Hoewel er in de hele fabriek voortdurend operationele data werd gegenereerd, was die moeilijk op te halen, omdat essentiële informatie verspreid was over losse systemen, SQL-databases, REST API's en duizenden pdf's.

Voor een antwoord moesten gebruikers handmatig door complexe dashboards navigeren of een ticket indienen bij IT en op een reactie wachten.

De AI-assistent Factory Copilot moest aan een aantal strikte eisen voldoen:

• Realtime toegang en gebruikerservaring. Het doel was een oplossing te bouwen die data in realtime ophaalt en weergeeft in een intuïtieve interface op basis van Angular. Die moest KPI-analyse, het volgen van productieorders, ondersteuning bij het configureren van apparatuur en het bewaken van de machinestatus vereenvoudigen.
• Verwerking van natuurlijke taal. We moesten een chatbot ontwerpen die vragen in natuurlijke taal gelijktijdig kon verwerken over SQL-databases, pdf-documenten, REST API's en SAP-systemen.
• Beveiliging en schaalbaarheid. Rolgebaseerde beveiliging en versleuteling waren essentieel, net als een architectuur die geschikt is voor grootschalige industriële implementaties.

Op basis van deze eisen ontwikkelde Akveo Factory Copilot, een AI-gedreven chatbot die naadloos is geïntegreerd in het Factory Intelligence-platform.

Met GPT-4 van Azure OpenAI, Semantic Kernel en Azure AI Search fungeert Factory Copilot als een conversationele laag bovenop de centrale orchestrator van het platform.

Gebruikers kunnen de copilot inzetten om:

• Fabrieksdocumentatie te raadplegen
• Machinetelemetrie te analyseren
• Meldingen en bijbehorende statistieken te bekijken
• Productiedata uit Power BI op te vragen
• Informatie uit de verschillende fabriekssystemen te halen

Als een vraag niet duidelijk is, stelt de copilot eerst aanvullende vragen voordat hij de query uitvoert.

Belangrijkste functies:

• Realtime KPI-analyse. Gebruikers kunnen vragen stellen over productie-KPI's (bijvoorbeeld 'Wat was de KPI van machine Y vorige week?') en krijgen antwoorden op basis van live fabrieksdata en -analyses.
• Productieorders volgen. De chatbot kan recente productieorders ophalen en de activiteit in alle gekoppelde procesketens volgen.
• Ondersteuning bij het configureren van apparatuur. De copilot helpt gebruikers specifieke apparatuur in te stellen en te bedienen door fabrieksdocumentatie, handleidingen en technische pdf's te doorzoeken.
• Machinestatus volgen en voorspellend onderhoud. Gebruikers kunnen in realtime de machinestatus, meldingen en informatie over voorspellend onderhoud opvragen. Wanneer een mogelijk probleem wordt gedetecteerd, kan het systeem vooraf onderhoudsadviezen geven.
• Integratie van data uit meerdere bronnenFactory Copilot werkt gelijktijdig met SQL-databases, pdf-documenten, telemetriepipelines van Azure IoT Hub, ingebedde Power BI-rapporten, SAP en REST API's, en levert zo volledige antwoorden rechtstreeks in de applicatie.

Microservicesarchitectuur

Het Factory Intelligence-platform is gebouwd op een modulaire microservicesarchitectuur. Deze aanpak zorgt voor hoge prestaties en sterke schaalbaarheid.

Verschillende services voeren verschillende taken uit en communiceren via Azure Service Bus. Wanneer er een gebeurtenis plaatsvindt, zoals een nieuwe machinemelding, krijgen de betreffende services een notificatie en kunnen ze parallel reageren zonder elkaar te blokkeren.

De onderstaande tabel geeft een kort overzicht van de services van het platform.

Alle services maken gebruik van een centrale MongoDB-database. Zo blijft de fabrieksdata consistent en is die direct beschikbaar in het hele systeem.

Technische implementatie

Factory Copilot is ontworpen om zeer complexe datataken af te handelen en tegelijk een eenvoudige gebruikerservaring te bieden.

Daarvoor implementeerden we de volgende technische oplossingen:

Fabrieksvocabulaire

Het systeem begrijpt het specifieke industriële vocabulaire van de fabriek, zoals machines en apparatuur, meldingsregels, signalen en telemetrie. Deze termen worden opgeslagen in Azure AI Search. De copilot controleert ze voordat hij een query verstuurt, wat foutieve of verkeerd geïnterpreteerde verzoeken voorkomt.

Slimme dataquery's

We ontwikkelden een toolengine op basis van een DAG die bepaalt hoe informatie het best uit verschillende databronnen kan worden gehaald. De engine kan data uit meerdere bronnen combineren en de resultaten in de juiste volgorde verwerken.

Dynamische visualisaties

Het systeem kiest automatisch de meest geschikte weergave voor de resultaten. Afhankelijk van de data toont het de informatie als grafieken, tabellen of andere passende visualisaties.

Beveiliging

De copilot werkt met rolgebaseerde toegangscontrole en versleuteling. Gebruikers hebben alleen toegang tot de data en analyses waarvoor ze geautoriseerd zijn.