Робот — друг человека: как новые технологии помогают промышленности
Что первым приходит на ум, когда речь заходит о роботах? Электроник из советского фильма, антропоморфные андроиды (которые периодически пытаются захватить мир) или футуристичные домашние помощники, способные выполнять огромный спектр задач.
Такой образ закрепился в массовом сознании благодаря комиксам, фильмам и произведениям писателей-фантастов. И все же даже сегодня работы — уже давно не фантастика. Они широко применяются в самых разных областях, в том числе в промышленности, — особенно там, где человек сталкивается с трудностями или вовсе не может справиться с задачами из-за соображений безопасности. Дмитрий Скороходов, руководитель проектов «Лаборатории инноваций» Группы НЛМК, рассказывает, как роботы делают проще труд металлургов.
Робот — инспектор труб
На Новолипецком металлургическом комбинате, одном из предприятий Группы НЛМК, с недавнего времени эксплуатируют робота, способного осматривать трубы изнутри. Его используют для инспекции тех участков системы труб, куда тяжело добраться человеку, но где есть возможность ввести робота в полость, проделав отверстие или разрыв для запуска тележки.
Робот представляет собой четырехколесную тележку с подвижной мачтой, на которой закреплена камера. Внешне он напоминает не то собаку, не то жирафа с гибкой шеей.
Конструкция весит немногим больше 20 килограммов. Такой вес нужен, чтобы колеса имели уверенное сцепление с внутренней поверхностью трубы: робот тянет за собой до 400 метров кабеля, по которому передается изображение, полученное с помощью камеры высокого разрешения. Объектив камеры позволяет добиться десятикратного оптического и двенадцатикратного цифрового зума — такого приближения достаточно, чтобы разглядеть самые мелкие повреждения внутри трубы. Разработчики шутят, что камера позволяет рассмотреть детали размером с блоху.
Полученное изображение затем обрабатывает специальный софт, который оценивает размеры повреждений, подозрительных мест или засоров. Кроме того, датчики показывают, насколько сильно деформирована труба, лежит ли она ровно или с уклоном.
Робот постоянно ведет статистику пройденного расстояния: таким образом, специалисты могут понять, где именно находится участок трубы, который нужно отремонтировать или заменить.
На комбинате сотни километров трубопроводов, проводить их диагностику вручную не просто тяжело, но местами невозможно. Робот незаменим там, куда человек физически не может добраться без проведения масштабных работ по демонтажу трубопровода. Выходит, такое технологичное решение не просто безопаснее и эффективнее, но и дешевле.
Робот-обходчик
ВИЗ-Сталь, другое предприятие Группы, продолжает тренд на внедрение инновационных решений на производстве. На площадке прошли тестовые испытания робота-обходчика, который помогает проводить предиктивную диагностику механических и пневматических узлов в цехе холодной прокатки.
Предиктивная диагностика позволяет оценивать состояние механизмов в реальном времени и заблаговременно устранять поломки. На ВИЗ-Стали эта работа производится с помощью системы визуализации звука — SVS (sound system visualization). При разрушении подшипника (или незадолго до разрушения) в конструкции начинаются механические деформации. Из-за этого возникают вибрации — именно этот звук улавливают микрофоны, установленные на решетке SVS. Помимо микрофонов, решетка оснащена камерой — чтобы визуально фиксировать узел. Сенсоры максимально экранированы от звуков цеха, что позволяет с высокой точностью определять состояние подшипников.
Специальное программное обеспечение переводит звук в картинку. У специалистов есть эталон такой звуковой карты для каждого узла — она записывалась на исправно работающем агрегате. Видя любые отклонения или изменения в этой карте, можно спрогнозировать поломку и тем самым избежать внезапных простоев. Также можно оценить состояние узла после ремонта.
Пока что решетка SVS переносится по контрольным точкам людьми вручную. Но параллельно с первыми тестами ведется работа над следующим этапом проекта: по инициативе Лаборатории инноваций для диагностики предполагается использовать робота. Если установить решетку на него, снятие показаний легко может проводиться в автоматическом режиме. Робот в отличие от людей не нуждается во сне и отдыхе (разве что в перерывах на подзарядку), поэтому его использование позволит осуществить диагностику практически круглосуточно, а также повысить точность замеров за счет исключения человеческого фактора.
Самоходную роботизированную платформу, предоставленную нашим партнером, уже протестировали на термических участках цеха холодной прокатки. Робот прошел маршрут и составил карту, а затем проехал по цеху самостоятельно.
Мобильный инспектор трубопровода и робот-обходчик — это только начало целой серии инновационных проектов с использованием беспилотных самоходных устройств. За счет современных технологий, точных сенсоров и передового программного обеспечения роботы в ближайшем будущем станут применяться для самого широкого круга задач: обхода и осмотра оборудования, забора и перемещения проб, экологического мониторинга, проведения диагностических работ и т. д. Это не просто позволит сэкономить массу времени и перенаправить опытные кадры на решение нетривиальных задач, но и обеспечит более высокий уровень безопасности сотрудников.
Опубликовано 21.11.2022