Премия Рунета-2020
Мурманск
-4°
Boom metrics
Общество27 августа 2020 14:26

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

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

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

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

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

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

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

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».

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

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».