Исследователи Южно-Уральского госуниверситета разработали концепцию автоматизации внутризаводской логистики для предприятий огнеупорной промышленности. Вместо ручной транспортировки тяжелых кирпичей и сыпучих материалов предложено использовать автономных мобильных роботов (AMR).
На предприятиях огнеупорной промышленности до сих пор значительная часть погрузочно-разгрузочных работ и перемещения грузов между цехами выполняется вручную. Это приводит к высоким издержкам, травматизму и потерям от брака при перевалке. Ученые кафедры информационных систем и технологий ЮУрГУ на примере одного из профильных предприятий разработали концепцию, которая позволяет заменить ручной труд автономными мобильными роботами.
Исследователи провели сравнительный анализ двух типов систем: автоматизированных транспортных средств (AGV), которые движутся по фиксированным маршрутам, и автономных мобильных роботов (AMR), способных самостоятельно строить маршрут и объезжать препятствия. Для условий огнеупорного производства с его запыленностью, перепадами температур и работой с тяжелыми грузами AMR оказались эффективнее. Уникальность разработки в том, что для огнеупорной промышленности такая система предлагается впервые.
«Для динамичной производственной среды, где маршруты часто меняются, AMR дают принципиальное преимущество, – отметил аспирант кафедры информационных систем и технологий ЮУрГУ Иван Гордеев. – В отличие от AGV, они не требуют физической перестройки путей – достаточно лишь изменить цифровую карту. Мы сформулировали технические требования к таким роботам: грузоподъемность до 1,5 тонн, защита от пыли не ниже IP54, точность позиционирования – до 10 мм, запас хода на одной зарядке не менее 8 часов. Далее построили математическую модель, которая позволяет рассчитать оптимальное количество роботов для конкретного производственного участка».
Расчеты показали, что для одного из логистических участков – транспортировки поддонов с кирпичом от прессового цеха к сушильным камерам – требуется парк из шести роботов. Базовый срок окупаемости проекта составил около 9 лет. Однако при учете дополнительных факторов – высвобождения персонала, снижения простоев оборудования и потерь от брака – срок окупаемости сокращается до 6-7 лет, уверяют ученые.
Разработанная концепция предполагает поэтапное внедрение: сначала пилотный проект с двумя-тремя роботами на одном маршруте, затем масштабирование и полная интеграция с системой управления предприятием.
В ближайшем будущем аспирант Иван Гордеев под руководством профессора кафедры информационных систем и технологий ЮУрГУ, заслуженного деятеля науки РФ Олега Логиновского планируют создать минимально достаточный событийный цифровой контур для формирования «цифрового двойника» на огнеупорном производстве группы «Магнезит», чтобы моделировать и оптимизировать работы роботизированного парка в реальном времени.