Дрон на производстве: как промышленность использует беспилотный транспорт

Про беспилотники обычно вспоминают в связи с пассажирскими перевозками. Разработкой автомобилей, которые могут передвигаться без водителя, занимаются многие компании по всему миру, и уже имеются локальные примеры их работы — например, по территории "Сколково" курсирует беспилотное такси "Яндекс". Но до массового внедрения робомобилей ещё далеко: к этому пока не готовы законодательство, инфраструктура и уровень безопасности такого транспорта. Однако в промышленности, где ограничений существенно меньше, беспилотники уже активно используются — причём это касается не только автомобилей, но также дронов и специализированной техники.

Воздушные помощники

По данным исследования Drone Industry Insights, к 2024 году объем рынка дронов достигнет $43 млрд. В России этот рынок составил $163 млн в 2017 году и, по подсчётам J'son & Partners Consulting, к 2020 году должен вырасти до $244 млн. Пока что больше всего дронов приобретается в военных целях, но аналитики прогнозируют, что на первое место в скором времени выйдут гражданские отрасли — об этом говорит растущий спрос, особенно в транспортном и складском сегментах.

Сейчас беспилотные летательные аппараты (БПЛА) активнее всего применяются в энергетике, строительстве, сельском хозяйстве и нефтегазовой промышленности. Так, электроэнергетические компании проводят с их помощью диагностику и ремонт линий электропередач. Если раньше для поиска повреждённого участка требовался выезд специалистов "в поля", что занимало большое количество времени, то сейчас дрон может за считанные минуты облететь линию. Отдельные модели могут даже садиться на провод, чтобы устранить неполадку — при этом отключать энергоснабжение на время ремонта не требуется.

Используют в своих целях БПЛА и нефтегазовые компании: с их помощью они мониторят состояние трубопроводов и экологическую обстановку на объектах, особенно в пожароопасный период. В России наиболее активна на этом рынке "Газпром нефть", более 60% нефтепроводов которой контролируется дронами. Кроме того, в 2017 году компания впервые протестировала отправку груза на удалённое месторождение с помощью беспилотника — такая практика зачастую более экономически выгодна, чем использование вертолёта.

Дроны находят своё применение и в металлургии для мониторинга горных выработок. Недавно "Норникель" разработал модель беспилотника, которая может работать под землёй, в отсутствии GPS-сигнала и освещения — это позволяет оперативно изучить обстановку в шахте, особенно в труднодоступных полостях.

Как ожидается, в ближайшее время запрос российских промышленных компаний на дроны вскоре может вырасти в связи с развитием проектов по освоению Арктики. Воздушные беспилотники позволят ускорить поиски пропавшей экспедиции, мониторить состояние трубопроводов и разработки месторождений, проводить съёмку с воздуха и многое другое.

Грузовик без водителя

Основное препятствие для широкого распространения пассажирских беспилотных автомобилей связано с тем, что им придётся ездить по дорогам общего пользования с плотным транспортным потоком, где велика опасность аварий. На промышленных площадках сложности, связанные с маневрированием в потоке машин, соблюдением ПДД и риском навредить человеку, сведены к минимуму, поэтому некоторые предприятия уже используют в своей деятельности беспилотный транспорт для доставки грузов.

Так, в 2019 году беспилотные электрические грузовики запустила компания Volvo — первым случаем их применения стала перевозка грузов в одном из шведских морских портов. В мае робомобили Почтовой службы США начали курсировать между городами Финикс и Даллас, доставляя адресатам письма и посылки. Поскольку на автомагистралях нет пешеходов и велосипедистов, запустить такой проект оказалось проще, чем транспорт для пассажирских перевозок.

Примерно в то же время логистическая компания DB Schenker совместно с шведским стартапом Einride начали регулярные грузоперевозки с помощью беспилотных электромобилей на дорогах общего пользования: правда, пока что эти машины двигаются со скоростью 5 км/ч, как у пешехода. Грузовики работают на электрической тяге и благодаря камерам и "умным" датчикам способны самостоятельно проходить заранее намеченные маршруты; кроме того, их работа удалённо контролируется оператором.

В России в конце этого года свой беспилотный грузовик представил КАМАЗ. Новая разработка уже прошла испытания в угольной шахте в Кемеровской области, где автомобиль был протестирован на процедурах перевозки угля — благодаря датчикам автомобиль может свободно маневрировать по промышленным дорогам, объезжая препятствия и учитывая дорожные знаки. Сейчас "КамАЗ-4308" используется на промышленной площадке компании, а в будущем планируется отправить грузовики на опасные участки угольных карьеров Кузбасса.

Комбайны и маркшейдеры

Во многих отраслях существуют свои виды автономной роботизированной техники, созданные под конкретные задачи отрасли. Такая техника может самостоятельно передвигаться по территории объекта и выполнять рабочие операции.

В сельском хозяйстве все чаще начинают использоваться беспилотные комбайны. Помимо видеокамеры и автопилота, атрибутов любого автономного транспорта, они оснащены системой искусственного интеллекта, которая регулирует угол лезвий жатки, следит за уровнем загрузки ёмкости зерном, скоростью работы техники и контролирует множество других аспектов её работы. Эти процессы могут реализоваться за счёт конволюционной нейронной сети — как, например, в моделях, разработанных российской компанией Cognitive Technologies. В этом году Cognitive Technologies опробовала комбайны на уборке яровой пшеницы в Томской области, после чего заключила соглашение на их использование сразу с шестью компаниями.

Работа в горнодобывающей промышленности сложна и опасна, часто работник находится в условиях, где от него помимо профессионализма требуется повышенное внимание для обеспечения безопасности. Маркшейдерия, подземное картирование, - важная и ответственная работа, качество выполнения которой влияет на количество добытого металла. Маркшейдерам нужно проводить съёмку труднодоступных мест, носить с собой множество оборудования и полностью концентрироваться на работе. В помощь работникам маркшейдерской службы "Норникель" развивает проект по роботизации съемки подземных рудников.

Робот-маркшейдер предназначен для подземной части работ – человеку не потребуется самостоятельно собирать данные, а нужно будет только обрабатывать их и задавать роботу маршрутные задания. Робот будет проводить 3D-съемку, передавать визуальную информацию и самостоятельно позиционироваться в шахте.

В 2019 году на руднике Заполярного филиала "Норникеля" прошли первые испытания прототипа. Робот, оснащенный лидаром и стереовидеокамерой, находился в шахте, а управлялся с поверхности посредством мобильного телефона со специальным ПО. Робот перемещался по горизонту, строил карту и передавал стереовидео картинку в VR-очки. Управлять роботом и получать с него данные можно даже из московского офиса.

Можно назвать еще много примеров роботизированной промышленной техники, работающей на беспилотной основе. Однако замена водителя на "умные" системы не исключает человека из процесса: пока беспилотники предполагают удаленный контроль со стороны оператора, что позволяет оперативно реагировать на сложные ситуации, когда машина не может принять самостоятельное решение.