Общество27 августа 2020 17:26

Роботы отмечают вековой юбилей

В 2020 году роботы отмечают 100-летний юбилей. При этом венцом творения изобретателей являются пожарные роботы
Фото: ЭФЭР

Фото: ЭФЭР

В Республике Карелия их производят в петрозаводском Инженерном центре пожарной робототехники «ЭФЭР». Совсем недавно там создали нового робота с техническим зрением в ИК-, УФ- и видимом спектрах, который придет на смену своим предшественникам и будет помогать защищать памятники деревянного зодчества музея-заповедника «Кижи».

Разумные искусственные создания впервые появились в художественно-фантастических произведениях. Среди них широко известный роман Мэри Шелли «Франкенштейн», ставший прообразом множества книжных, драматических и кинематографических персонажей.

А в пьесе Карела Чапека «Р.У.Р.», написанной в 1920 году, искусственные создания, заменяющие человека на каторжных работах, были названы роботами. Эта пьеса, по словам писателя Айзека Азимова, стала бессмертной из-за слова «робот», вошедшего во все языки мира.

Уже со 2-й половины XX века роботы стали основой технического прогресса, и на многих машиностроительных предприятиях монотонный труд человека эффективно замещался промышленными роботами.

Особенно значимо применение роботов для экстремальных сред. В частности, это пожарные роботы, освобождающие человека от опасной для жизни работы в условиях пожара.

Из роботов - в пожарные!

В пожарной автоматике широкое распространение получили стационарные роботы, которые, как и промышленные роботы, имеют постоянное базирование. Они успешно заменяют рутинные спринклерные системы, которые, по сути, не претерпели изменений еще с XIX века.

Первый пожарный робот в нашей стране был создан в 1984 году для защиты памятников деревянного зодчества музея-заповедника «Кижи», как альтернатива спринклерной системе, которую технически было сложно применить для наружного пожаротушения. В номере газеты «Комсомольская правда» от 19 июня 1984 года тогда вышла статья, в которой, в частности, говорится: «Роботу поручено охранять от огня шедевр деревянной архитектуры - двадцатидвухглавую Преображенскую церковь, другие уникальные памятники на острове Кижи. Защитить сооружения древних мастеров поможет современная электронная техника».

- Самое главное - такой подход позволял, случись ЧП, сэкономить драгоценное время, - отмечает один из авторов идеи установки того самого робота, заместитель директора музея «Кижи» по реставрации Николай Попов. - 19 августа - день Преображения Господня и 40 лет проведения реставрационных работ главной экспозиции архитектурного ансамбля Кижского погоста - Преображенской церкви. Практически все эти годы памятник находился под защитой роботов, и за эти годы сменилось не одно их поколение: роботы постоянно обновлялись и совершенствовались.

Директор по стратегическому развитию «ЭФЭР» Михаил Горбань. Фото: ЭФЭР

- С точки зрения пожаротушения кижский ансамбль изначально являлся уникальным строением по своим размерам деревянных конструкций, и традиционные средства пожарной защиты в полной мере не могли обеспечить гарантированную безопасность, - объясняет директор по стратегическому развитию «ЭФЭР» Михаил Горбань. - Поэтому на базе предприятия «Спецавтоматика» был создан экспериментальный центр по разработке пожарного оборудования, которое позволяло тушить пожар в обстановке, крайне опасной для человека, при этом управляя устройствами на безопасном расстоянии, в том числе в автоматическом режиме. Производство такого оборудования изначально было организовано на площадках легендарного Онежского тракторного завода, берущего свое начало от

Петровских пушечных заводов. Сегодня отечественной пожарной робототехнике 35 лет, и это направление уже долгое время поддерживает и развивает карельское предприятие ООО «Инженерный центр пожарной робототехники «ЭФЭР».

Первые в мире

Председатель совета директоров Инженерного центра пожарной робототехники «ЭФЭР» Юрий Горбань рассказывает, что пожарные роботы первого поколения приняли также непосредственное участие в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

- Для защиты машинных залов АЭС был разработан и успешно внедрен на Ленинградской АЭС комплекс роботизированных установок пожаротушения, удостоенный золотой медали ВДНХ, - рассказывает специалист. - В дальнейшем работы, проводившиеся Петрозаводским инженерным центром пожарной робототехники при тесном взаимодействии с ВНИИПО МЧС России, привели к созданию нового научно-технического направления - пожарной робототехники.

По результатам этих работ Россия является первой страной мира, где законодательно и нормативно введен новый вид автоматических установок пожаротушения - роботизированные установки пожаротушения. Они утверждены федеральным законом №123-ФЗ и нормативными документами ГОСТ Р 53326-2009 и СП5.13130.2009.

- Проведенная работа позволила создать новые цифровые умные продукты - пожарные роботы, кардинально изменившие подход к организации процесса тушения для водяных автоматических установок пожаротушения, положив в основу сочетание принципов автоматического управления в соответствии с заданным алгоритмом управления, - подчеркивает Юрий Горбань.

12 правил поведения пожарных роботов от их создателей

Их составитель - председатель совета директоров Инженерного центра пожарной робототехники «ЭФЭР» Юрий Горбань.

Председатель совета директоров Инженерного центра пожарной робототехники «ЭФЭР» Юрий Горбань. Фото: ЭФЕР

В основу алгоритмов поведения пожарных роботов, в условиях недетерминированной среды в меняющейся обстановке пожара, заложены профессиональные наставления, характерные для пожарного дела. Это, по сути, программные установки - постулаты, апробированные на практике и подтвержденные патентами, которые представлены в виде тезисов с алгоритмами решения поставленных задач, озаглавленных, как и положено в боевой обстановке, короткими, как приказ, названиями.

Всегда готов!

Робот всегда готов к выполнению задачи по защите объекта. Эта готовность подтверждается надежностью и самотестированием всех элементов, с регистрацией событий в базе данных на удаленном сервере, имеющей только санкционированный доступ.

Лучше предупредить, чем тушить.

Предупредительный мониторинг: пожарный робот ведет наблюдение в ИК-диапазоне и при появлении температур, близких к возгоранию, в местах вероятного нагрева (кабели, электрооборудование и др.), сообщает об аварийном состоянии участка и его месторасположении на пункт круглосуточного дежурства.

Бить в цель.

Основная функциональная задача пожарного робота: определить координаты очага возгорания и попасть в него струей. Определение координат в трехмерном пространстве выполняется по информации с датчиков наведения в ИК- и УФ- диапазоне, а определение баллистической траектории струи по специальному набору алгоритмов с использованием базы данных траекторий струй, полученных в результате многочисленных испытаний.

Увидел, победил!

Пожарный робот позволил осуществить мечту пожарного - увидеть очаг загорания в начальной стадии и тушить его всем расходом в короткое время.

Для пожарного робота является нормой обнаружить очаг загорания 0,1м2 и тушить его всем расходом с интенсивностью, в 100 раз превышающей нормативную. При таком сосредоточении мощности, направленной на точно обозначенную цель, потушить очаг в начальной стадии - это с высокой степенью вероятности решаемая задача и соответствует словам Цезаря «Пришел, увидел, победил!», учитывая, что робот уже на месте - на своем пожарном посту.

Фото: ЭФЭР

Быть начеку!

Следить за меняющейся пожарной обстановкой и принимать меры в соответствии с развитием пожара.

Не переливай.

Тушение после короткой атаки надо остановить, чтобы не подвергать объект защиты воздействию избыточной воды, и тушить, только если горение возобновляется. Вода подается только в направлении огня, не причиняя ущерб от воздействия воды участкам, не подверженным действию огня.

Доверяй, но проверяй.

Расчетная траектория струи, ввиду действия внешних факторов (ветер, изменение напора), может не совпадать с координатами очага. Поэтому наведение струи постоянно корректируется, если подтверждается ее отклонение от очага загорания.

Тушить эффективно.

Тушить эффективной частью струи горящую поверхность очага, а не пламя.

Эффективность тушения при цикличном тушении строчным сканированием струи по площади обеспечивается равномерностью подачи, определяемой правильно выбранным шагом сканирования, который приравнивается к размеру эффективной части струи с наиболее высокой интенсивностью.

Стоять до конца!

В экстремальных условиях при пожаре пожарный робот может выйти из строя или частично потерять свои функции. Высокая живучесть: достигается 100% резервированием с глубоким эшелонированием функциональных органов управления.

На смену роботу, вышедшему из строя, приходит второй. При отказе автоматической системы управления производится переход на дистанционный режим, при отказе дистанционного управления - на ручной режим.

Робот подчиняется человеку.

В системе «Человек-машина» человек - главный. Команды оператора в приоритете над программными командами робота. Оператор при необходимости может взять управление на себя, перейдя в дистанционный режим, и его команды обязательны для робота.

Робот всегда на связи и контроле в пространстве и времени.

Срок службы роботов 10 лет. За это время совершенствуются программы управления и возникают изменения в технологиях защищаемых объектов. Возможность обновления ПО и сбора данных о стабильности работы системы через Интернет позволяет заводу- изготовителю, обслуживающим и контролирующим организациям сохранять все рабочие функции установок.

Пожарный закон - закон для робота.

Обеспечение нормативной интенсивности орошения, установленное федеральным законом «О пожарной безопасности» ФЗ-123 для установок автоматического водопенного пожаротушения, - базовое требование для пожарных роботов.

Это требование должно подтверждаться при программном тушении минимальной (диктующей) площади, определяемой Сводом правил СП5.13.130.

Дизайн роботов

Опыт десятилетий позволил выявить общие черты, формирующие требования к внешнему виду пожарного робота, в котором должны сочетаться эстетическое восприятие и условия эксплуатации изделия.

Общий вид пожарного робота. Фото: ЭФЭР

Современные стационарные пожарные роботы благодаря применению шарового поворотного канала, патент № 2661324, имеют компактную конструкцию: все мелкие элементы, датчики, кабели заключены в защитный скафандр с выделенной головной частью с оптическими устройствами обнаружения загорания, со стволом - автоматом, гармонично вписанным в корпус.

Промышленный дизайн изделия по патенту № 90498 и конструкторские решения создают новые отличительные внешние признаки для устройств, относящихся к роботизированным установкам пожаротушения, которые, с одной стороны, относятся к автоматическим установкам, с другой стороны, тесно взаимодействуют с человеком уже в системе «человек-машина», что обуславливает присущие им требования по эксплуатации и безопасности.

По сути, пожарный робот, предназначенный для замены пожарного ствольщика в опасных местах, должен эргономически соответствовать человеку в оперативной меняющейся обстановке и выполнять действия команд, которые бы он делал сам, отмечают специалисты Инженерного центра пожарной робототехники «ЭФЭР».

При этом наличие дистанционного управления у пожарного робота - легко воспринимаемого, в образе пожарного-огнеборца - позволяет вести управление пожаротушением с любого удобного места (включая и удаленное место оператора, используя информацию по видеоизображению от телекамеры). Принятая компоновка пожарного робота, с размещением оборудования в защитном скафандре, обеспечивает стойкость к влиянию внешней среды от температурных, климатических и механических воздействий, а также защиту от вандализма.

От 3D-модели до цифрового производства

Начальник ИТ-отдела «ЭФЭР» Елена Бурчина. Фото: ЭФЭР

Как рассказала начальник ИТ-отдела «ЭФЭР» Елена Бурчина, все подразделения предприятия используют единое информационное пространство для организации цифрового производства. Чтобы создавать умные устройства - пожарных роботов, предприятие находится в процессе постоянной автоматизации всех внутренних процессов как в разработке, так и в производстве.

- Производство оснащено современными станками с программным управлением, а цифровые двойники изделий доступны для совместной работы в PLM-системе, что значительно ускоряет операционное планирование, - сообщила она. - В разработке сложных изделий участвуют инженеры разных специализаций: конструкторы, проектировщики, схемотехники, электроники, программисты, технологи и экономисты, которые нуждаются в эффективных инструментах управления своими задачами для совместной работы над устройствами. В течение цикла производства изделий разработчики взаимодействуют между собой с помощью интегрированных друг с другом цифровых платформ, каждая из которых решает конкретные задачи специалистов.

Елена Бурчина добавила, что проектный отдел согласовывает с заказчиком основные технические решения в наглядном конфигураторе, после чего создается проект будущей установки пожаротушения. Конструкторское бюро использует системы автоматического проектирования для создания моделей изделия и виртуального тестирования будущей конструкции. Инженеры-технологи получают готовые данные о деталях для загрузки в станки с программным управлением. Экономисты в режиме реального времени получают данные для анализа себестоимости и трудозатрат.

От стадионов до аэропортов

Генеральный директор Инженерного центра пожарной робототехники «ЭФЭР» Сергей Немчинов. Фото: ЭФЭР

- С каждым годом растет спрос на роботизированные установки пожаротушения (РУП) как в России, так и в соседних странах, - подчеркивает генеральный директор Инженерного центра пожарной робототехники «ЭФЭР» Сергей Немчинов. - Небольшой, в сравнении с традиционными системами пожаротушения, опыт применения РУП доказал преимущества этой системы: надежность в эксплуатации, эффективность в тушении. Наличие цифрового интеллекта позволяет осуществлять перепрограммирование системы без проведения монтажных работ в случае изменения планировочных или технологических решений.

Михаил Горбань добавляет, что основной миссией предприятия «ЭФЭР» является разработка и внедрение безлюдных технологий и систем пожаротушения на базе пожарных роботов, отличающихся быстродействием, надежностью, эффективностью, позволяющих в любых экстремальных условиях реализовывать свое назначение.

- Поскольку производимая техника является инновационной, то под внедрением здесь понимается не только установка роботизированных систем на объектах, но и создание нормативно-технической базы на уровне государственных стандартов, - говорит Михаил Горбань. - К видам деятельности ООО «Инженерный центр пожарной робототехники «ЭФЭР» относятся разработка и серийное производство ствольной пожарной техники и на ее базе пожарных роботов и роботизированных комплексов, монтаж и пуско-наладка пожарного оборудования на объектах, проектирование автоматических систем пожаротушения, ведение деятельности по НИОКР.

В настоящее время пожарные роботы выпускаются серийно на заводе пожарных роботов в Петрозаводске. Номенклатура выпускаемой продукции различных исполнений составляет более 100 наименований.

По словам Сергея Немчинова, основными объектами применения РУП являются предприятия нефтегазовой, топливно-энергетической, авиационно-космической, деревообрабатывающей отраслей, а также объекты с массовым пребыванием людей.

Так, роботизированные установки пожаротушения нашли широкое распространение, защищая тысячи значимых объектов по всей стране, в том числе, особо важных и социально значимых: стадионы «Газпром Арена», «Лужники»; космодромы Плесецк, Восточный; аэропорты: Шереметьево, Внуково, Остафьево, Минск; промышленные объекты - заводы «Алмаз-Антей»; объекты нефтегазового комплекса: НПЗ «Сызранский», «Московский», «Туапсинский», «Ачинский» и другие, нефтяные платформы компании «Лукойл», нефтяные морские терминалы в Бургасе и по проекту «Сахалин-1»; объекты энергетики: Ленинградская АЭС, Петрозаводская ТЭЦ.

Фото: ЭФЭР

ВАЖНО

Напомним, что центр «ЭФЭР» стал соискателем государственной премии Правительства РФ 2020 г. в области науки и техники.

- Для нашей компании это серьезное достижение. Причем для каждого сотрудника. Это результат долгой плодотворной работы всего нашего коллектива, - комментирует генеральный директор центра «ЭФЭР» Сергей Немчинов. - На соискание премии выдвинуто не одно решение, не один продукт, а результат работы за несколько десятилетий. Это целая линейка ствольной пожарной техники - от ручных до лафетных стволов больших расходов, это цифровые системы пожаротушения - от приборов обнаружения очага пожара, подачи огнетушащего состава до систем управления и алгоритмизации работы всех устройств. Разработка и внедрение новых технологий сопровождались пересмотром и подготовкой новой нормативной базы в области пожаротушения. Россия - единственная страна в мире, где нормативные требования по роботизированным установкам пожаротушения прописаны в федеральном законе, ГОСТах и сводах правил. И в этом, в том числе, заслуга наших специалистов.

ПРЯМАЯ РЕЧЬ

Мария КЛИМЕНКО, начальник отдела маркетинга Инженерного центра пожарной робототехники «ЭФЭР».

«Роботизированные установки пожаротушения (РУП) широко применяются для пожарной защиты объектов различного назначения и стали неотъемлемой частью пожарной автоматики. Компания «ЭФЭР» - основоположник данного направления - является коллективным членом Национальной академии наук пожарной безопасности (НАНПБ) и с 2012 года входит в состав методического совета по техническому регулированию в области пожарной безопасности при НАНПБ. С 2019 года ООО «Инженерный центр ЭФЭР» является членом ТК-274 - техкомитета, ответственного за разработку нормативной правовой базы в области пожарной безопасности».

Мария КЛИМЕНКО, начальник отдела маркетинга Инженерного центра пожарной

робототехники «ЭФЭР».

А В ЭТО ВРЕМЯ

Завод пожарных роботов будет расширен

Как рассказал исполнительный директор центра «ЭФЭР» Владимир Мусийчук, на днях началась реконструкция завода пожарных роботов.

Исполнительный директор центра «ЭФЭР» Владимир Мусийчук, Фото: ЭФЭР

- К концу года у нас должен быть возведен новый производственный корпус. Он позволит значительно нарастить объемы производства, - сообщил Владимир Мусийчук. - Ввод в эксплуатацию намечен на первый квартал следующего года. В конечном итоге это даст нам возможность сосредоточить в одном месте все наши мощности - и физические, и интеллектуальные. За строительство отвечает компания «Лаборатория современных технологий». Весьма молодые, но уже хорошо себя зарекомендовавшие ребята.

Рассказывая о развитии «ЭФЭР», Владимир Мусийчук отметил тот факт, что предприятие продолжит развивать сотрудничество с образовательными учреждениями региона, в частности, с Петрозаводским государственным университетом.

- Да, у нас хорошие отношения, будем их поддерживать. У нас работают выпускники ПетрГУ, очень квалифицированные специалисты! - резюмировал исполнительный директор центра «ЭФЭР».

КАРТИНА ДНЯ