С тех пор, как появилось промышленное производство, продвинутые инженерные умы постоянно думали над тем, как поднять производительность труда, обеспечить безопасность рабочим и решить проблему дефицита профессиональных кадров.
Сейчас тренд на цифровизацию кардинально меняет всю машиностроительную отрасль — появились роботизированные машины и машины на дистанционном управлении, которые вытесняют тяжелый физический труд и в разы поднимают производительность.
Первые попытки управления техникой дистанционно почти одновременно совершили в 1898 году русский инженер-изобретатель Николай Пильчиков и Никола Тесла в Америке. Они использовали радиосигнал для управления морскими судами и наземной техникой.
Понадобилось всего лишь 100 лет, чтобы тяжелая спецтехника на дистанционном управлении стала обычным явлением.
Справка:
Незадолго до трагедии в Чернобыле ПО «Сибцветметавтоматика» разрабатывало радиоуправляемую автоматическую систему для тракторов-бульдозеров, чтобы использовать в опасных условиях без присутствия людей.
Когда случилась авария на ЧАЭС, одними из первых в зону бедствия выехали разработчики «Сибцветметавтоматики» и привезли туда 7 тяжёлых бульдозеров ДЭТ-250, управляемых дистанционно. Это позволило расчистить самую зараженную территорию вокруг ЧАЭС без участия машинистов-бульдозеристов.
Как вкалывают роботы
Из стационарного поста дистанционно можно управлять техникой на расстоянии до 1000 метров. Если управление осуществляется с помощью телематической системы, то расстояние может быть и неограниченным.
Роботизированная техника часть задач способна выполнять сама — движение в заданную точку с обходом препятствий, управление навесным оборудованием с привязкой к 3D-модели местности, учетом существующего рельефа и др.
Бульдозер на дистанционном управлении укомплектован комплексом готовых модулей — системой видеообзора, контроллером, пультом и т. д. Модули ДУ адаптируют для установки на бульдозер на этапе разработки, чтобы в процессе серийного производства отлаженные модели уже не требовали существенного изменения процесса производства машин.
У роботизированной техники часто за ненадобностью может отсутствовать кабина. Поэтому робот-бульдозер может сильно отличаться от обычного даже внешне.
Но принципиальное отличие от стандартной техники не в технологии производства, а в необходимости привязать робота к задачам конкретного производства, которому нужна техника. Ведь каждый производственный процесс по-своему уникален и требует подбора индивидуальных алгоритмов управления бульдозером. В дальнейшем накопится библиотека решений и возникнет поле для ИИ.
Чем выгодна роботизированная техника
Роботизация позволяет:
повысить производительность выполнения работ — уже сейчас обеспечивает рост эффективности процессов в разных производствах на 15-20 процентов
снизить себестоимость и сроки реализации проектов
обеспечить безопасность выполнения работ в труднодоступных и тяжелых по климатическим условиям регионах и/или на опасных объектах
решить проблему нехватки квалифицированных кадров, причем высококвалифицированным операторам нет нужды бояться потерять работу — они всегда будут востребованы и даже могут получить более высокоуровневые функции супервайзера.
Как научиться управлять роботом-бульдозером?
Крупные горнопромышленные компании имеют собственный тренажерный класс. Есть и другой формат — когда тренеры приезжают непосредственно на объект и обучают прямо на рабочей площадке.
Есть предприятия, на которых помимо различных курсов практикуется очное обучение работе на бульдозерах с ДУ. Прямо на месте эксплуатации на бульдозер устанавливают камеры, а пункт дистанционного управления оборудуют мониторами и антеннами. Обучение занимает не более 2-3 часов — у пульта дистанционного управления интуитивно понятный интерфейс, с которым опытный бульдозерист быстро осваивает удаленное управление.
При такой системе оператором ДУ могут быть как мужчины, так и женщины — ведь тяжелый физический труд в этом случае исключен, да и оператор находится в комфортных условиях стационарного поста. Более того, в сентябре этого года на презентации ЧЕТРА Т15 с ДУ машиной с пульта руководил 8-летний мальчик! Причем парень после тренировки смог прокатить бульдозер вперед-назад, развернуть и выполнить сложный трюк «отжимание», когда машина поднимается на отвале, и рыхлителе и прокручивает гусеницы!
Автоматизация не отменяет высокой квалификации оператора, какого бы возраста и пола он ни был. Но то, что его труд становится более безопасным, продуктивным и легким — это точно.
Сейчас во всем мире производятся роботизированные буровые установки, бульдозеры и даже автономные автопоезда!
Например, та же Rio Tinto организовала полностью автоматизированную и автономную систему добычи и поставки руды «интеллектуальный карьер», в которой насчитывается более 150 различных единиц автоматизированной спецтехники.
Если говорить об отечественных машинах, то от зарубежных аналогов они отличаются оптимальным соотношением цены-качества, развитой инфраструктурой послепродажного обслуживания и адаптированы под российский климат. Например, ЧЕТРА производит производит бульдозеры тяжелого и среднего класса, серийно подготовленные под ДУ. А пульт управления вместе с рабочим местом оператора уже стоит не более 10 тысяч долларов.
Сегодня среди «постсоветских» производителей есть тяжелые машины — беспилотники у ЧЕТРА, КАМАЗа, БЕЛАЗа. В России также производятся комбайны с системой беспилотного управления Cognitive pilot, они могут совершать автономное движение по заданному ориентиру, обнаруживать неубранные участки культуры, проводить анализ урожайности.
Как будет выглядеть тяжелая спецтехника лет через 5?
Скорее всего, глобальных изменений в конструкциях машин в ближайшее время не предвидится.
Будут вестись работы по повышению безопасности работы операторов, развитию контроллеров роботизированной техники, интеграции промышленных роботов с другими технологиями, в том числе для машинного обучения.
Например, мы скоро начнем производство роботизированного бульдозера и другой техники, которую можно подключать к «роботу роботов», чтобы обеспечить комплексную работу единого технологического цикла на любом современном «интеллектуальном карьере».
Заключение
По факту переход на ДУ сразу целого комплекса техники на карьере — не такой уж радужный и безболезненный процесс. На это уйдут месяцы подготовки и тонны дополнительного оборудования: пульты, приемники, wi-fi модули, мониторы и компьютеры, провода, антенны. Необходимо будет провести сертификацию оборудования и получить разрешения, провести испытания на месте и обучить сотрудников. Возможно, придется изготовить специальный мобильный вагон-дом для операторов.
Только после первых испытаний машин с ДУ производительность может снизиться, на первых порах это может быть до 15% — и это еще хороший показатель. Ведь операторам надо адаптироваться к новым условиям и отсутствию привычной обратной связи, хотя в других аспектах их работа становится более удобной и безопасной.
Но в современных условиях дистанционной работы и постоянно усложняющихся способах добычи полезных ископаемых без автоматизации спецтехники не обойтись.
Историческая справка
1990 год — за 3 месяца Чебоксарский завод промышленных тракторов на базе серийной модели бульдозера изготовил два беспилотных трактора «Сура», которые успешно эксплуатировались в смертельной зоне 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС. Они были задействованы на перемещении высокорадиоактивных обломков, разбросанных вблизи взорвавшегося реактора.
2008 год — компания Codelco использует 17 роботизированных самосвалов Komatsu для добычи медной руды на карьере Габриэла в Чили.
2013 год — компания Rio Tinto (Австралия) вводит в эксплуатацию 22 роботизированных машины, которые заменили 25 обычных самосвалов, что повысило производительность на 13% и снизило операционные затраты на 30%. В этом же году другая австралийская компания Fortescue повысила производительность на 30% за счет введения 56 единиц роботизированной спецтехники.
2017 год — «Газпром» вместе с партнерами начал модернизировать классическую буровую установку, а в феврале 2019-го по методике «Цифровой буровой» в рамках эксперимента было построено 6 скважин. И уже при строительстве пятой компания практически вышла на плановые показатели повышения эффективности и сократила срок строительства на 6 суток без увеличения стоимости проектных работ.
Роботы среди нас. Главное, чтобы они восстание не подняли)
Ну вообще это не должно быть сильно сложно: просчитать и прописать маршрут вполне реально. Ведь по факту машина выполняет примерно одни и те действия каждый день. Это не Тесла, которой нужно которая привязывается к дорогам, поведенческим факторам, правилам движения. Удачи, Четра!
автоматизация такой техники задачка не из легких, но это реально будущее, чтобы в тяжелых условиях и на опасных объектах работали машины, а не люди.
Интересно,это ради прибыли делается или все же о людях заботятся?
Оооо, беспилотник из Чувашии - я б на это посмотрел. А вообще, технически меняете технику, просто начинку или приходится и автоматику менять?
А чего стоят роботы от Boston Dynamics которые уже автоматически выполняют довольно много задач и имеют возможность удаленного управления. Их активно начали внедрять в США в 20 году, во время пандемии..
Ну вот, доставку автоматизировали, собачки электронных ходят, дошла очередь и до бульдозеров. Только тяжелое машиностроение, только хардкор🤘🏻
Раз уже ребенок смог справиться с такой махиной, то опытные операторы должны быстро привыкнуть к новым технологиях. Почему тогда такой больший процент снижения производительности – 15%