Industry 4.0 technologies in the design of reliable systems in chemical engineering

Abstract

Reliable systems engineering in chemical engineering is a multifaceted field that encompasses the application of principles to enhance the dependability and integrates various methodologies and tools to ensure the dependability and safety of chemical processes of chemical processes and systems. It is involves a variety of approaches, including reliability prediction and analysis, maintenance strategies, safety considerations, risk assessment, fault diagnosis, failure prevention, and optimization techniques. The evolution of reliability engineering has been driven by the increasing complexity of systems and the need for a quantitative framework to ensure industry system safety and risk analysis. The article showed the relationship between big data, AI and reliable systems engineering in chemical engineering. AI tools and techniques support the principles of reliability engineering to create more efficient, safe, and sustainable chemical processes and equipment. Artificial Intelligence enhances real-time surveillance and early detection of irregularities for fault identification and diagnostics, diminishing the likelihood of severe breakdowns and bolstering system dependability. New technologies are transforming the way chemical processes are designed, optimized, and controlled, leading to improved efficiency, cost savings, and increased industrial safety. Applying reliability engineering principles throughout the system engineering lifecycle, from concept to retirement, is essential for improving system performance and includes activities such as requirements development, design input, and reliability growth. This conception involves not only technical aspects of reliability and risk management but also embraces sustainability and the broader impact of chemical engineering on society and the environment.Надійна системотехніка в хімічній інженерії охоплює застосування принципів підвищення надійності та інтегрує різні методології та інструменти для забезпечення надійності та безпеки хімічних процесів, хімічних виробництв та систем. Вона включає різноманітні підходи, в тому числі прогнозування і аналіз надійності, стратегії технічного обслуговування, міркування безпеки, оцінку ризиків, діагностику несправностей, запобігання відмовам і методи оптимізації. Еволюція інженерії надійності була зумовлена зростанням складності систем і потребою в кількісній основі для сприяння безпеці промислових систем і аналізу ризиків. У статті показано взаємозв'язок між великими даними, штучним інтелектом та інженерією надійності систем у хімічній промисловості. Інструменти і методи штучного інтелекту підтримують принципи інженерії надійності для створення більш ефективних, безпечних і стійких хімічних процесів і обладнання. Штучний інтелект покращує спостереження в режимі реального часу і раннє виявлення порушень для ідентифікації та діагностики несправностей, зменшуючи ймовірність серйозних поломок і підвищуючи надійність промислових систем. Нові технології трансформують способи проектування, оптимізації та контролю хімічних процесів, що призводить до підвищення ефективності підпрємств галузі, економії коштів і підвищення промислової безпеки. Застосування принципів інженерії надійності протягом усього життєвого циклу має важливе значення для підвищення продуктивності і включає в себе такі види діяльності, як розробка вимог, проектування і підвищення надійності. Ця концепція включає не лише технічні аспекти надійності та управління ризиками, але й охоплює питання сталого розвитку і ширший вплив хімічної інженерії на суспільство та навколишнє середовище.