В Хакасии компания СУЭК успешно проводит испытания «БелАЗов»-беспилотников
Дата публикации: 24 октября 2019 года в 08:09.
Категория: Экономика.
РОБОТ С ДВУМЯ ГРАЖДАНСТВАМИ
Идея создать дистанционно управляемый большегруз еще в 2011 году зародилась в белорусском Жодине, где находится головное предприятие знаменитой компании БелАЗ.
— Создать беспилотные самосвалы нас не раз просили российские угледобывающие компании, — рассказал генеральный конструктор, начальник научно-технического центра «БелАЗ-холдинга» Александр Егоров. — На рынке жесткий дефицит водителей карьерных самосвалов: физические требования очень высокие, работа ответственная и напряженная, профессиональные риски высоки. К тому же климатические условия в Сибири далеки от комфортных. Рисков для оператора, который сидит с чайком и плюшками в комфортном помещении в нескольких километрах от карьера, согласитесь, куда меньше, чем для водителя в кабине. Полностью минусуются негативные воздействия на здоровье от пыли и вибрации. Если откажет какой-нибудь узел или осыплется порода — никаких травм.
Сначала белорусские конструкторы собрали дистанционно управляемый самосвал. А во время его испытаний на полигоне поняли, что можно замахнуться на большее — создать полностью беспилотный грузовик.
— Для этого пришлось разработать уникальную гидравлическую систему рулевого управления и электронно-гидравлическую тормозную систему, — объясняет Александр Егоров. — Поспешить — проект провалить. Как показал неудачный опыт «Теслы», роботам выезжать туда, где есть люди, опасно. Машины со своим высоким искусственным интеллектом просчитать наперед неадекватные выходки человека пока не могут. Вот и затянулся процесс на восемь лет. К сотрудничеству пригласили россиян из «ВИСТ Групп». Беспилотную схему решили обкатать на 136-тонных «середнячках». Отлично пошло! Теперь собираются наделить мозгами все махины с электромеханической трансмиссией. — Будем роботизировать самосвалы грузоподъемностью в 220 тонн — они наиболее продаваемые по всему миру, — говорит Егоров.
О причинах «двойного гражданства» проекта рассказал и замдиректора по информационным технологиям Сибирской угольно-энергетической компании Дмитрий Сиземов:
— «БелАЗы» в СУЭК составляют практически весь наш парк — больше 250 машин. Белорусские самосвалы закреплены в нашей стратегии на годы вперед. Мы работаем с представителем компании, как с российским резидентом. Все поставки и сервис отлажены. Сотрудничать с соседями куда проще, чем с японскими, немецкими и тем более американскими производителями. Естественно, что проект роботизации мы предпочли прорабатывать с нашим партнером из Беларуси.
А Константин Коногорский, руководитель отдела программистов «ВИСТ Групп» (ГК Цифра) пояснил:
— С БелАЗом сотрудничаем давно. Начинали с поставок в Белоруссию систем контроля топлива, разгрузки, ходимости шин. Помогали устанавливать системы геолокации ГЛОНАСС, GPS. Пять лет назад стали делать умную карьерную технику в плотной связке с заводскими конструкторами. Сотрудничество можно назвать беспрецедентно доброжелательным. И вот пример. Протокол взаимодействия через CAN-шину — коммерческая тайна каждого автопроизводителя. Такая шина — строго охраняемая цифровая среда. БелАЗ, учитывая, что мы давно и хорошо с ними общаемся, предоставил нам на доверии все свои CAN-протоколы. Более того, даже меняет логику работы некоторых блоков, если мы просим, — подчеркнул Коногорский.
ОПЕРАТОР БДИТ
На угольном разрезе «Черногорский», что недалеко от Абакана, насколько глазу видать, тянется огромный карьер. Внизу ползают желтые пчелки, которые, если посмотреть в камеру с увеличителем, превращаются в «БелАЗы» размером с дом. Людей в округе... никого.
— Это здесь у вас пункт управления роботами? — захожу в диспетчерскую, где сидят операторы. Находится она аж в трех километрах от разработки.
— Генералы угольных карьеров! — смеются в ответ ребята, самому старшему из которых не больше 30 лет. — Отсюда всем командуем.
Рабочее место каждого оператора оборудовано удобным креслом и огромными мониторами, чтобы видеть все и спереди, и сзади, и даже с боков машины — ни сантиметра слепой зоны. В режиме онлайн — все дороги, каждый самосвал, заезжающий на погрузку и колесящий к отвалу. Тут же интерактивная карта — на ней обозначена вся снующая туда-сюда техника.
Вообще, когда «БелАЗ» работает в режиме робота, ничего особенного не происходит. Отличить беспилотник от машины с водителем можно только по двум признакам: скорость у роботов выше, чем у обычных, и на габаритах горят специальные опознавательные знаки — сине-оранжевые огоньки.
— Можете уйти чаевничать, никто и не заметит. Работа мечты! —шутливо вздохнул я, глядя на дружную компанию.
Конечно же, специалисты по робототехнике во время смены никуда не отлучаются — головой отвечают за машины, которые стоят «как космос». Может, через пару лет от услуг операторов откажутся совсем, но пока им на скуку жаловаться не приходится. Во-первых, система полностью автономного управления пока еще опытная. Робот в любой момент может передать управление человеку: «Извините, произошла системная ошибка». Во-вторых, пока алгоритм оттачивается, в него вручную вносятся правки.
БЕЗ ФОКУСОВ НЕ ОБОШЛОСЬ
Операторы показали, как записывается алгоритм. На машине включается дистанционное управление, и она проводится по маршруту. Весь путь датчики определяют положение, скорость и прочие параметры. Если спецы говорят «ОК», алгоритм записывают, и с этого момента самосвал становится автономным. Дальше за дело берутся IT-инженеры, которые объединяют роботизированных «пчелок» в один рой. Пока их только две, скоро появятся еще. Глаз радуется — «БелАЗы» с пустыми кабинами разъезжаются, не снижая скорости. В то время как управляемые водителями то и дело притормаживают.
— Такие фокусы возможны, только когда человека в кабине нет. Это вопрос безопасности, — говорит замдиректора СУЭК Дмитрий Сиземов.
ДЕВИЧЬЯ ЛОГИКА ВМЕСТО ГОРЫ МЫШЦ
Раньше скажи кому «водительница «БелАЗа» — расхохотались бы. Разве это возможно? Ведь на такую работенку брали только богатырей. А теперь девчонки, управляющие многотонной техникой, — пустяки, дело житейское. Сабина Султан-заде покруче многих парней, управляет целым компьютерным комплексом.
— В своих нежных женских руках вы держите десятки великанов. Не боязно?
— У меня большой опыт, так что никакого страха. Все под прицелом автоматики, но, если надо, подключусь в любой момент.
— Искусственный интеллект круче человека?
— Ну смотрите, вот прямо сейчас на площадке большегруз-беспилотник встанет на погрузку.
Гляжу в монитор. «БелАЗ» с ювелирной точностью «паркуется» под ковш экскаватора. Затем ровнехонько едет по дороге.
— Управляет всем бортовой компьютер машины. И держит с нами связь по Wi-Fi, — поясняет Сабина. И все равно без человека не обойтись. Перед тем как выйти на линию, даже управляемые электронными мозгами самосвалы проверяет техслужба, потом горючим заливают заправщики. За автоматикой и программами тоже следят специалисты.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Карьерный самосвал с электромеханической трансмиссией превращается в беспилотник с помощью шины CAN — собранных воедино чипов, процессоров и проводов. Вместе они берут под контроль все агрегаты машины. Затем управляющее устройство «рулит» техникой, как того захотят разработчики. В России созданием такой аппаратуры занимается компания «ВИСТ Групп» (ГК Цифра). Она и взялась разрабатывать и внедрять технологии в горнодобывающей промышленности и металлургии, пояснил руководитель отдела программистов «ВИСТ Групп» Константин Коногорский.
Шина CAN есть во всех современных автомобилях, в том числе в легковых. У «Мерседеса» бортовой компьютер может управлять двигателем, системой тормозов, роботизированной коробкой, курсовой устойчивостью. Но управлять самой машиной на дороге компьютер не в состоянии.
А вот у российского танка «Армата» может. И у нового «БелАЗа» может. Потому что поворот рычагов, джойстика или руля на таких машинах давно с катками или колесами механически никак не связан. Передача усилия происходит различного рода электрогидравлическими устройствами, управляемыми как раз через ту самую шину.
Поэтому «БелАЗ»-беспилотник родня скорее «Армате», чем традиционному автомобилю. Он буквально нашпигован датчиками, по сравнению с которыми известный автомобилистам «парктроник» — просто детская игрушка.
Эти датчики считывают все вокруг — есть ли препятствия, яма или случился обвал, где ходят другие самосвалы, чтобы ненароком не сойтись в пути. Смотрят даже на погоду — вдруг ливень, обледенение или снега навалит. Что очень важно в Сибири и на Севере.
Автоматический контроль такого автомобиля не хуже, чем в суперсовременных самолетах.
— Если бортовой компьютер робота определит ситуацию как опасную, моментально выдаст команду на остановку и передаст информацию оператору, — говорит Коногорский. — Также автоматика поступит, если сервисный персонал совершит ошибку или на карьере окажется человек.
РАБОТА ДЛЯ РОБОТОВ
Какой экономический эффект ждут от таких разработок? А вдруг это всего лишь пиар-компания крупных производителей сырья, которые хотят показать на камеры чистеньких операторов взамен усталых и пропыленных шоферов? Дело вовсе не в показухе. Да и экономия на водителях, если бы она и была — лишь небольшая часть по сравнению со справедливыми выгодами от инноваций.
— Точность работы роботизированной системы в производственном процессе позволяет не только заменить оператора, но и совершенно иначе выстроить процесс, — подчеркнул Дмитрий Сиземов. — Даже расположение техники на дороге, очередность операции загрузки и выгрузки компьютер рассчитает с точностью, на которую человек не способен. Работа под контролем робота исключает нештатные поломки, автомат заранее предупредит о предстоящем сервисе или ремонте. Тут уже вступают в работу люди — решают, нужен ремонт или замена.
В мире идет тренд на роботизацию. Переход к массовому производству беспилотников уже не за горами. Когда делаются такие разработки, исходят из целей охраны труда и промышленной безопасности: карьерная техника без водителя в кабине исключает многие риски. Ну и, само собой, хотят повысить производительность, — резюмирует Сиземов.
Самосвалы «с мозгами» покупают на карьеры по добыче угля и железной руды, золота, алмазов, калийного и фосфатного сырья. Каждый экземпляр умной техники (здесь разговор уже не только о грузовиках) — мини-фабрика на колесах и стоит миллионы долларов. Следующий шаг — создать полный добывающий комплекс с искусственным интеллектом.
Специалисты подсчитали, что при условии полной роботизации карьера можно получить до 40 процентов в плюс к фондоотдаче горнодобывающей техники. Испытания в Хакасии подтверждают, что планка установлена реальная. Хотя конечная эффективность внедрения роботов зависит от многих факторов, например, от длины пути, от его профиля.
— По нашим подсчетам, на разрезе «Черногорский» самосвалы-электроники должны отбить свою стоимость и выйти на прибыль. Сегодня мы используем на участке три-пять километров семь самосвалов, а сможем использовать шесть. Это даст существенный эффект. На этот бизнес-кейс уже с огромным интересом смотрят конкуренты из разных стран, — подчеркнул Дмитрий Сиземов — Как минимум семь компаний интересуется черногорским участком СУЭК из-за беспилотников. Хотят себе такие же.
ПОСЛЕ БЕЛАЗОВ БУДЕТ СДЕЛАН АПГРЕЙД НА «МАЗ» И «КАМАЗ»
— Сейчас с опытными самосвалами этап внедрения находится на финальной стадии — именно на разрезе «Черногорский» компании СУЭК. Эти машины уже в декабре сдадим в промышленную эксплуатацию. А затем планируем создать полностью беспилотный карьер. То есть кроме самосвалов роботизируем погрузочную технику и буровые станки. Уже вовсю тестируется фронтальный погрузчик, который ранее был испытан на полигоне в белорусском Жодине, — рассказал Дмитрий Сиземов.
— Сейчас мы обсуждаем планы по автоматизации с компанией «МАЗ». Также ведутся переговоры и с российскими автопроизводителями, в том числе с КамАЗом, — поделился планами руководитель отдела программистов «ВИСТ Групп» Константин Коногорский.
Если глянуть в будущее, то скоро люди перестанут воспринимать как диковинку умник-грузовик или самопашущий трактор на поле. В конце мая нынешнего года на совещании по развитию цифровой экономики под председательством Владимира Путина было решено подготовить национальную стратегию по искусственному интеллекту. И денег на эту федеральную программу дадут немало — 90 миллиардов рублей.
ЛУННОГО ЛАНДШАФТА НЕ БУДЕТ
Кроме экономического эффекта и роста безопасности работ, беспилотные машины на разрезах сделают нашу планету еще и красивее! Во всем мире горные выработки являются проблемой экологии. Законодатели многих стран — в том числе в России — вводят нормативы, по которым добыча полезных ископаемых должна сопровождаться обязательной рекультивацией территории. Как оказалось, роботизация здесь может здорово подсобить.
— Человек за рулем «БелАЗа»не в состоянии провернуть некоторые фишки. А робот — легко, — уверяет Константин Коногорский. — При добыче алмазов карьеры копают очень глубокие. Электронные мозги способны провести махины по очень узким «ступенькам». За счет этого площадь карьера можно здорово сузить, его воронка станет круче. Ущерба природе — меньше. Они же потом и рекультивацию проведут по прописанной для них 3D модели. Поэтому в вопросах охраны окружающей среды не стоит чесать все технические новшества под одну гребенку.
Источник: «Союзное вече»
Фото: Даниил Иванов/СУЭК