Почти во всех отраслях промышленности используют краны для перемещения грузов. Для того чтобы не возникало аварий, а технологические процессы происходили быстрее и дешевле, важно обеспечивать высокую точность позиционирования оборудования. Ученые Пермского Политеха и Московского государственного университета пищевых производств разработали «советующую» систему для тренажерного комплекса, на котором операторы обучаются выполнять технологические операции. Разработка будет предлагать им оперативные и наиболее эффективные решения. «Интеллектуальный помощник» позволит специалисту улучшить навыки по управлению оборудованием и выполнять операции до 40 процентов быстрее. При этом «тренажер» сможет сэкономить до 30 процентов расходов предприятий на электроэнергию и снизить риск возникновения аварий до 50 процентов.
Общий вид тренажера оператора портального крана / ©Пресс-служба ПНИПУ
Исследование выполнено в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». Разработка позволит обучать операторов производственных процессов для различных отраслей российской экономики, решить задачи импортозамещения и обеспечения технологического суверенитета страны, считают исследователи.
Результаты работы представлены в журнале «Инженерный вестник Дона» (2022). В разработке приняли участие научный руководитель, заведующий кафедрой информационных технологий и автоматизированных систем Пермского Политеха, доктор экономических наук, профессор Рустам Файзрахманов, доцент, кандидат технических наук Иван Полевщиков и аспирант Артем Тютюных.
«Во время перемещения грузов крайне важны профессиональные навыки и опыт оператора. Получить их возможно с помощью специального тренажерного комплекса, который имитирует работу реального оборудования. Существующие сейчас «тренажеры» позволяют физически управлять рычагами, при этом оператор применяет свои знания и навыки. Мы разработали «интеллектуальный помощник», который сможет подсказывать человеку, какие действия будут наиболее эффективны», — рассказывает один из разработчиков, доцент кафедры информационных технологий и автоматизированных систем Пермского Политеха, кандидат технических наук Иван Полевщиков.
Ученые разработали модели и алгоритмы, на основе которых тренажерный комплекс «советует» необходимые действия. Рекомендации выводятся на экран оператора и обновляются в режиме реального времени. Чтобы рассчитать оптимальные параметры процессов, «тренажер» учитывает специфику технологического процесса, характеристики оборудования и другие важные факторы.
Эти данные можно регулировать. Применение «интеллектуального помощника» позволит выполнять операции быстрее, использовать меньше электроэнергии. Система сможет сократить количество аварий на предприятиях. По словам ученых, применение разработки в процессе обучения будущих операторов позволит повысить их сенсомоторные навыки, которые помогут эффективно и безопасно выполнять работу.
Ученые провели более 1000 экспериментов, чтобы добиться высокого качества работы модели. Сейчас они реализуют алгоритм в виде программы на языке C# в среде Unity, чтобы внедрить его в компьютерный тренажерный комплекс.
«Применение «тренажера» позволит сократить расходы на обучение операторов и создать при этом обстановку, близкую к игровой. Чтобы применить разработку на производстве, нужно интегрировать «интеллектуальный помощник» в систему управления краном и дополнить ее информационно-измерительной подсистемой для оценки текущего состояния груза, троса и компонентов крана. Тогда разработка сможет давать советующие решения для наиболее эффективного выполнения технологических процессов», – отмечает исследователь. Разработку можно будет внедрить в отраслях промышленности, где используют краны для перемещения грузов.
