Автоматизация в электроэнергетике: новости и прогнозы

На фоне некоторой неоднородности рынка автоматизации электроэнергетики в отрасли востребованными остаются решения, призванные повысить производительность и направленные на обеспечение бесперебойности работы энергетического комплекса. Также эксперты отмечают повышение требований в области защиты информации среди предприятий, задействованных в энергетической сфере.

Автоматизация в электроэнергетике: задача со звездочкой

Электроэнергетический комплекс в такой огромной стране, как Российская Федерация, имеет свои особенности. Прежде всего, это огромная протяженность линий электропередачи и многообразие источников генерации (газотурбинные и парогазовые установки, паросиловые энергоблоки, ядерные реакторы, электростанции на базе ВИЭ и др.).

Генерирующие мощности объединены в Единую национальную энергосистему (ЕНЭС) России, поэтому изменение в режиме работы, например, в Сибири может оказывать влияние на режим работы в европейской части страны. Для минимизации или полного исключения таких колебаний в режимах используются устройства релейной защиты, технологической, противоаварийной и режимной автоматики объектов генерации.

         Кроме того, в современной электроэнергетике автоматизация позволяет решать следующие не менее важные задачи:

• Повышение надежности работы энергогенерирующего оборудования и устойчивости энергетической системы в целом;
• Защита энергосети от перегрузок и коротких замыканий;
• Снижение влияния человеческого фактора на принятие решений;
• Диагностика электрооборудования, основанная на анализе данных о его использовании и режимах работы;
• Прогнозирование развития ситуации на основе накопления больших объемов данных. Экспертные диагностические системы на первом этапе выдают оценку состояния оборудования с расчетом сроков его возможного отказа, а в последующем могут автоматически генерировать команды на принудительное изменение режима (включение, отключение, изменение нагрузки);
• Возможность внедрения системы управления надежностью и эффективностью активов. Эта задача решается за счет повышения качества планирования ремонтных работ, при котором учитываются факторы риска, связанные с каждым обслуживаемым энергообъектом, а также имеющиеся финансовые и производственные ограничения. Такой подход направлен на повышение эффективности принятия решений в области управления производственными фондами, призван обеспечить грамотную оценку рисков и планирование капитальных затрат, связанных с эксплуатацией фондов;
• Предотвращение, локализация и снижение последствий аварий;
• Автоматизация управления питанием электрооборудования;
• Обеспечение нормального уровня напряжения и бесперебойного энергоснабжения потребителей;
• Минимизация потребления электрической энергии;
• Снижение потерь в электросетях;
• Автоматизация учета энергопотребления;
• Сокращение контакта человека с электричеством, что повышает уровень безопасности, способствует снижению травматизма и улучшает условия труда персонала;
• Повышение производительности труда за счет снижения времени от появления заявки до окончания ремонтно-восстановительных работ;
• Увеличение срока эксплуатации основного технологического оборудования;
• Расширение возможностей оборудования.

Помимо этого, автоматизация способствует формированию ряда косвенных выгод:

• Применение современных технологий и передовых разработок обеспечивает рост интереса к отрасли со стороны молодежи;
• Появление инновационных решений, которые могут быть применены в смежных отраслях, таких как металлообрабатывающая и химическая промышленность, логистика и др.;
• Снижение себестоимости 1 кВт*ч, потерь в электрических сетях и издержек обслуживания создает предпосылки для уменьшения тарифов для населения.

Следует отметить, что, по оценкам большинства отраслевых специалистов, автоматизация технологических процессов, которые ведутся на электростанциях, – это комплексная и сложная задача. Степень ее сложности на порядок выше, чем, например, в случае автоматизации технологических процессов, скажем, в химической промышленности.

         Решение таких задач с использованием программируемых логических контроллеров (ПЛК) и коробочных программных продуктов, поставляемых на условиях «как есть» со стандартными для всех покупателей функциями и с набором базовых возможностей, практически невозможно. Их можно решить только с применением программно-технических комплексов (ПТК), предусматривающих решение всех вопросов обеспечения нужного уровня надежности, быстродействия и детерминированности.

Программный пакет ПТК должен содержать обширный и достаточный для основных технологических функций набор ПО, функциональных блоков, библиотек базовых элементов и т.п.

Для установки на энергоблоках необходимы не классические ПЛК с определенным набором функций и операторов, а свободно программируемые контроллеры с возможностью загрузки любой программы, написанной на стандартных технологических языках.

Также нельзя сбрасывать со счетов масштабность задач управления на объектах электроэнергетики, которые содержат сотни функциональных и технологических узлов, тысячи каналов контроля и управления. Их автоматизация невозможна без подготовки полноценного проекта и рабочей документации, без заполнения проектной базы данных, из которой в полуавтоматическом режиме, исключающем ручной ввод параметров, должен программироваться ПТК.

Все элементы системы должны быть тщательно подогнаны друг к другу, протестированы и проверены в реальных условиях в течение нескольких лет. Только после этого можно говорить о появлении новой версии ПТК, которую в дальнейшем будут тиражировать по всей стране.

Существуют нюансы, о которых сложно рассказать в нескольких словах. В качестве примера можно привести одно из наиболее важных требований, предъявляемых к ПТК в энергетике.

Речь идет об устойчивости к любому единичному отказу какого-либо элемента программно-технического комплекса с сохранением функций управления энергообъектом. Эта задача решается с помощью ряда мер и решений в архитектуре и структуре ПТК, в особенностях системного ПО и др.

В качестве примера можно привести программно-технический комплекс «Торнадо», предназначенный для автоматизации технологических процессов в сфере энергетики, генерации энергии и энергоснабжения. Система класса DCS (Distributed control system) характеризуется уникальными возможностями по масштабируемости, надежности и производительности.

Согласно заявлению разработчиков, с помощью ПТК «Торнадо» можно в короткие сроки создать полнофункциональные системы контроля и управления технологическими процессами любой сложности.

АСУ ТП и кибербезопасность энергообъектов

Электростанции, центры питания и трансформаторные подстанции зачастую работают десятки лет с использованием устаревших компонентов. Механические устройства и коммутирующее оборудование с ручным управлением создают системы, подверженные техническим ошибкам и влиянию человеческого фактора.

С каждым годом становится важнее оперативно реагировать на возникающие проблемы, оперативно выявлять неполадки, определять причину сбоя и своевременно проводить ремонтные работы.

Нагрузка на оперативный персонал энергокомпаний неуклонно возрастает, в то время как возможности человеческого организма ограничены. Они не всегда позволяют осуществлять качественный мониторинг и быстро реагировать на возникновение нештатных ситуаций.

Для того чтобы обеспечить качественное и надежное энергоснабжение, энергокомпаниям приходится использовать другие методы контроля и управления технологическими процессами.

Оптимальный выход из ситуации – автоматизация. Именно эта технология способна обеспечить мониторинг всех процессов, повысить надежность системы, сократить человеческие трудозатраты, снизить время, затрачиваемое на обслуживание оборудования энергообъектов, а также предотвратить риск принятия ошибочных решений на основе субъективного мнения.

По оценкам аналитиков, использование интеллектуальных устройств, гибких систем мониторинга и управления оборудованием подстанций и электростанций позволяет снизить расходы топлива на 15-20%.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) подстанций – функциональный программно-технический комплекс, разработанный для мониторинга и управления объектами электроэнергетики, процессами генерации и распределения электрической энергии. К числу функций автоматического управления ПС относятся:

• Регулировка напряжения шин путем изменения коэффициентов трансформации трансформаторов;
• Активация и деактивация конденсаторов;
• Переключение по установленной схеме;
• Блокировка разъединителей;
• Синхронизация;
• Отключение одного параллельно работающего трансформатора для снижения суммарных потерь электричества в режиме малых нагрузок;
• Обеспечение безаварийной работы электрооборудования;
• Диагностика технического состояния оборудования;
• Контроль процесса передачи и распределения электроэнергии;
• Сбор показаний приборов учета электрической энергии.

При работе в аварийном режиме АСУ ПТ питающего центра включают:

• Релейную защиту;
• Устройство резервирования отказа выключателя;
• Автоматический ввод резерва;
• Отключение и восстановление нагрузки;
• Автоматическое повторное включение линий электропередачи.

Как правило, АСУ ТП подстанции состоит из трех уровней. Нижний уровень содержит программно-технические средства и микропроцессорные устройства (контроллеры), которые обеспечивают сбор информации, отвечают за сигнализацию и выдачу управляющих команд.

Второй уровень представлен средствами по сбору, обработке и передаче информации на верхний уровень, на котором расположены автоматизированные рабочие места персонала, серверы, средства локальной вычислительной сети для передачи и хранения данных.

Информационная безопасность. Предприятия электроэнергетики относятся к объектам критически важной инфраструктуры. От стабильности их работы зависит качество жизни населения и нормальное функционирование экономики. Поэтому проблема кибербезопасности в такой технологически сложной отрасли, как энергетика, привлекает большое внимание аналитиков.

С точки зрения противостояния действиям потенциального киберпреступника ситуация в электроэнергетике вызывает серьезные опасения, поскольку более 90% компаний имеют нулевое или фрагментарное покрытие инфраструктуры производственных систем управления средствами мониторинга безопасности. Управление уязвимостями и обновление компонентов технологических сетей в большинстве случаев также отсутствует.

Положение усугубляется тем, что предприятия энергетики (впрочем, как и других отраслей российской промышленности) испытывают острую нехватку специалистов по информационной безопасности. В компаниях недостаточно специалистов управленческого уровня и инженеров, которые могут администрировать средства защиты или обеспечивать работу SOC.

Эксперты уверены, что пока нет предпосылок, указывающих, что в скором времени положение дел начнет меняться к лучшему. Поэтому в сфере информационной безопасности ведущую роль возьмут на себя технологии, позволяющие автоматизировать и роботизировать рутинные функции профильных специалистов.

Энергокомпании осознают, что доступ хакеров к автоматизированным системам управления технологическими процессами может стать причиной выхода оборудования из строя или даже серьезной аварии. Однако специфика отрасти не позволяет проверить всю глубину рисков на реальной энергетической инфраструктуре, поскольку это может негативно повлиять на текущие технологические процессы.

Одним из выходов из сложившейся ситуации стало использование киберполигонов, предназначенных для профессиональных технических киберучений. Специальная платформа позволяет смоделировать реальную ИТ-структуру предприятия, оценить возможность ее взлома и готовность к отражению кибератак.

         В ходе учений на киберполигоне сотрудники профильных подразделений получают следующие навыки:

• Мониторинг и обнаружение компьютерных атак;
• Работа со специализированными программными продуктами, которые разработаны для обнаружения и анализа событий информационной безопасности;
• Настройка и использование инструментов защиты информации для предупреждения компьютерных атак;
• Разработка предложений по исправлению выявленных пробелов в системе информационной безопасности предприятия;
• Проведение расследований и нейтрализация последствий компьютерных инцидентов;
• Налаживание взаимодействия между структурными подразделениями.

Таким образом, использование киберполигонов позволяет без какого-либо вмешательства в реальные технологические и бизнес-процессы корректно определить перечень недопустимых событий, смоделировать последствия их реализации и оценить потенциальный ущерб, а также узнать условия, при которых киберпреступник сможет атаковать и к каким последствиям это может привести.

С этим связан второй тренд, который начал формироваться в последние годы и, по оценкам аналитиков, в ближайшем будущем наметившаяся тенденция сохранится. Речь идет о расширении деятельности коммерческих киберполигонов. Следует отметить, что несмотря на сравнительно невысокий уровень защищенности энергокомпаний, сам интерес к наличию такого решения свидетельствует о том, что важность проблемы кибербезопасности осознана и отрасль ищет способы ее решения.

Еще один тренд, который проявляется всё более отчетливо, эксперты связывают с включением проблематики информационной безопасности в общий план действий, который нужно реализовать для достижения целей проекта.

Иными словами, когда предприятие осознаёт важность кибербезопасности и прилагает максимум усилий для предотвращения недопустимых для него событий, то вопрос защиты технологических процессов не может рассматриваться в отрыве от остальных направлений деятельности.

Это означает, что кибербезопасность берет курс на централизацию управления защитой всего предприятия, что предполагает активное включение в процесс специалистов производственных служб, совершенствование и расширение функций риск-менеджмента. При этом будут учтены все стороны безопасности компании:

• Функциональная безопасность систем, оборудования, технологических и бизнес-процессов;
• Безопасность труда;
• Информационная;
• Экономическая;
• Физическая безопасность персонала, объектов и энергетической инфраструктуры.

В свете последних событий безопасность начинает преобразовываться в целостную экспертную и технологическую область с всё более размывающими гранями между прикладными ИБ и не-ИБ в рамках единых процессов управления безопасностью предприятия.

Цифровая подстанция (ЦПС). В последнее время ЦПС практически стала синонимом инноваций в области автоматизации электрических подстанций. Цифровое решение остается основным способом обеспечения высокого уровня функционирования электроэнергетической инфраструктуры.

Автоматизация информационных и управляющих систем, а также внедрение оборудования, ориентированного на цифровой обмен данными, делают ЦПС экономически выгодным решением, которое обеспечивает:

5. Возможность проведения удаленной функциональной диагностики;
5. Сокращение кабельного хозяйства;
5. Снижение метрологических потерь во вторичных цепях;
5. Унификацию протоколов обмена данными;
6. Приведение к единой системе механизмов конфигурирования;
5. Простоту проектирования;
5. Переход к необслуживаемым подстанциям.

Главная идея цифровизации заключается в стандартизации всех решений, начиная от проектирования и заканчивая эксплуатацией энергообъекта. Общие правила и унификация требований упрощают процесс проектирования, повышают надежность ПС и позволяют оптимизировать процессы их эксплуатации, что способствует модернизации энергосистемы в целом.

Новые инструменты автоматизации

Темпы внедрения автоматизации в электроэнергетику напрямую зависят от новизны оборудования.  По оценке Минэнерго, в 2017 году критериям «хорошее» и «очень хорошее» соответствовало лишь 37,7% от общего числа объектов генерации. 

Эта проблема остается актуальной для российской энергетики на протяжении многих лет, поскольку осуществить массовое обновление действующих мощностей в такой огромной энергосистеме невозможно.

Для решения текущих задач ведущие энергетические компании применяют широкий спектр современных технологий и ИТ-инструментов. К числу глобальных технологических трендов можно отнести гиперавтоматизацию, гипердоступность (Anywhere Operations) и «Интернет поведения» (IoB, Internet of Behavior) – технологию, которая приходит на смену IoT – «Интернету вещей»).

Одной из задач автоматизации является снижение доли монотонных, рутинных операций и повторяющихся действий. В ходе гиперавтоматизации автоматизируются многозадачные процессы и целые экосистемы. Это позволяет более эффективно поддерживать и ускорять процессы принятия решений.

На этом этапе применяется несколько технологий:

• Роботизация процессов. Robotics Process Automation (RPA) позволяет автоматизировать бизнес-процессы за счет внедрения программных роботов. Они повторяют рутинные действия пользователей, позволяя избавиться от сложностей документооборота, сократить трудозатраты сотрудников в десятки раз и высвободить рабочее время персонала для выполнения более важных и сложных задач. Какие процессы можно поручить роботам? Их много.

1. Миграция данных между информационными системами (ИС).
2. Перенос данных в новую систему. Случается, руководство предприятия принимает решение о замене устаревшей ИС на более продвинутый вариант. При этом в штате нет специалистов, которые могут разработать эффективный механизм переноса данных. В таком случае для извлечения и импорта информации можно использовать робота.
3. Процесс интеграции с информационной системой, если это невозможно осуществить на системном уровне.
4. Доработка системы со сложной структурой. Если процесс интеграции с другой ИС дорогостоящий и трудоемкий, можно поручить эту задачу роботам.
5. Борьба с рутиной. Некоторые предприятия одновременно используют несколько информационных систем. Чтобы не тратить драгоценное время на занесение одних и тех же данных в разные ИС, применяют RPA.
6. Выполнение многократно повторяющихся задач (рассылка шаблонных писем, сбор данных и т.п.).
7. Заполнение документов, составление отчетов, поиск информации и проверка ее корректности.
8. Выявление слабых мест в бизнес-проектах.

• Искусственный интеллект (AI), который иногда называют машинным или компьютерным, – это интеллект, демонстрируемый машинами. В электроэнергетике АI-технологии могут быть использованы для прогнозирования выработки солнечных и ветряных электростанций.

Проблема метеозависимости возобновляемых источников энергии становится более актуальной на фоне увеличения количества СЭС и ветропарков. Искусственный интеллект способен оптимизировать интеграцию ВИЭ в энергосистемы страны, повысить их предсказуемость и помочь выстроить оптимальный баланс мощностей, как в настоящее время, так и в перспективе.

Возможности нейросетей позволяют с высокой точностью прогнозировать выработку электроэнергии СЭС и ВЭС в диапазоне от 1 часа до 1 года. Для этого искусственный интеллект обрабатывает исторические данные, погодные карты, спутниковую информацию, данные метеостанций и видеосъемку неба.

С учетом прогнозов AI специалисты могут:

• Прогнозировать уровень загрузки и объемы выработки электроэнергии солнечными и ветряными станциями;
• Планировать работу тепловых электростанций;
• Формировать оптимальный режим работы электрических сетей;
• Составлять прогноз ценовой ситуации на оптовом рынке электроэнергии и мощности (ОРЭМ) в зависимости от объемов генерации дешевой электроэнергии ВИЭ;
• Прогнозировать спрос на ОРЭМ.

Применение АI-технологий для прогнозирования спроса и цен на рынке электроэнергии дает экономический эффект и позволяет управлять спросом, в том числе работой объектов распределенной энергетики и систем хранения энергии в период пикового потребления, за счет переключения на резервные энергоресурсы.

Кроме того, возможности искусственного интеллекта позволяют эффективно управлять конфигурацией и режимами работы небольших локальных умных энергосетей (microgrids), расположенных на удаленных и изолированных территориях. При помощи специальных контроллеров микросети связывают между собой большое количество территориально близких локальных энергообъектов и обеспечивают обмен электроэнергией в режиме онлайн.

Еще одним преимуществом АI-технологий эксперты называют возможность повышения эффективности взаимодействия энергосистемы и потребителей через понимание динамики спроса и влияющих на это факторов. Как это происходит? Ежедневно потребители электричества создают массивный поток данных, поступающий через электрические сети. С помощью искусственного интеллекта энергетики могут получать ценную информацию о нагрузке в сетях и интенсивности использования электрооборудования.

Также AT-технологии дают возможность повысить эффективность использования промышленного оборудования. Это достигается за счет замены планово-предупредительных ремонтов на предикативное обслуживание, основанное на анализе прошлого опыта, который позволяет предсказывать результаты событий в будущем.

В «больших» энергосистемах уже сегодня совсем непросто обходиться без АI-технологий. Расширение и усложнение энергетической инфраструктуры продолжается. Возможности искусственного интеллекта позволят в будущем обрабатывать всё больший объем данных, на основании которых будут формироваться оптимальные режимы работы энергетических систем.

Следует отметить, что внедрение АI-технологий может обострить проблему кибербезопасности, поскольку несанкционированный доступ к сетям и программному обеспечению таит в себе угрозу дестабилизации работы как локальных, так и централизованных энергосистем.

• Интеллектуальное управление бизнес-процессами (iBPM). Электроэнергетика – это локомотив развития российской экономики, и неудивительно, что именно здесь активно внедряются современные управленческие технологии, в том числе информационные.

В настоящее время в энергокомпаниях много учетных задач уже решено или же они находятся на стадии решения, в то время как задачи построения эффективной системы управления бизнес-процессами еще только предстоит решать.

Для решения таких задач создаются специализированные системы класса Business Process Management (BPM). В общих чертах такую  систему можно определить как систему управления потоком работ, в рамках которого, согласно логике бизнес-процесса, отдельные задания в определенный момент (в привязке ко времени или событию) направляются профильным специалистам или программным продуктам для выполнения.

С одной стороны, ВРМ-система представляет собой некий конструктор, позволяющий оперативно создавать и внедрять автоматизированные процессы, что особенно важно в процессе реструктуризации. В таких условиях особое значение приобретает наличие гибкого инструмента для создания информационного пространства, гарантирующего точность и своевременность выполнения новых регламентов.

С другой стороны, ВРМ-системы дополняют возможности систем планирования ресурсов предприятия (ERP) – программного обеспечения, помогающего автоматизировать основные бизнес-процессы и управлять ими для достижения оптимальной производительности. В результате такой коллаборации формируется «проактивная» ИТ-архитектура, которая обеспечивает сотрудников нужным функционалом, а также гарантирует точность и своевременность выполнения «сквозных» процессов предприятия.

В качестве примера такого процесса в сетевой организации можно привести комплексную услугу технологического присоединения, автоматизация которой наиболее эффективно выполняется на платформе ВРМ-системы. Ведь основными характеристиками этого процесса являются: высокая частота выполнения (большое количество заявок на техприсоединение к электросетям компании), участие в процессе нескольких функциональных подразделений с различными ИТ-решениями, сложность алгоритма исполнения, множество согласований и т.п.

Внимательное рассмотрение процесса подключения позволяет увидеть, что ему свойственна сложная логика, в рамках которой выполняется несколько важных функций:

• Оформление и первичная обработка заявки на технологическое присоединение;
• Регистрация заявки на подключение;
• Анализ полноты информации;
• Определение технической возможности присоединения принимающих устройств заявителя к электрическим сетям компании;
• Разработка проекта договора об осуществлении технологического присоединения;
• Согласование, визирование и отправка договора;
• Подписание договора;
• Регистрация договора;
• Контроль поступления денежных средств на расчетный счет сетевой организации;
• Согласование с заявителем проекта энергоснабжения;
• Проверка специалистами технических условий;
• Участие в техосмотре энергопринимающих устройств;
• Составление акта об осуществлении технологического присоединения с указанием величины выделенной мощности, границ балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности сторон;
• Составление акта сдачи-приемки выполненных работ.

Учитывая количество и состав функций, а также многократное повторение алгоритма, можно сделать вывод, что ВРМ-система может стать эффективным инструментом для управления процессом технологического присоединения новых потребителей.  

Отдельно следует подчеркнуть, что в ходе реализации поставленной задачи используется несколько информационных систем:

5. CRM-система – это программа для автоматизации и контроля взаимодействия компании с клиентами. Она хранит и структурирует информацию о заказах и данные о клиентах, помогает повысить качество обслуживания;
5. Система учета, обеспечивающая учет финансовых операций.

На практике эти системы могут не иметь единой структуры и функционировать обособленно, что вызывает большое количество информационных разрывов в процессе. Это негативно отражается на времени выполнения заявки и увеличивает затраты. Интеграция всех используемых инструментов в рамках автоматизации бизнес-процесса на базе ВРМ-системы позволяет создать комплексное ИТ-решение.

Еще один процесс, который в электроэнергетике часто автоматизируется с помощью ВРМ-системы, – кодирование и утверждение счетов-фактур. Его частота может быть настолько высокой, а алгоритм настолько «жестким», что применение здесь ВРМ-системы оправданно и эффективно.

Практика показывает, что реализация такого подхода к автоматизации бизнес-процессов предоставляет множество преимуществ как всему предприятию, так и отдельно взятому работнику. Это проявляется в нескольких аспектах – от повышения стабильности и промышленной безопасности до увеличения производительности труда.

         Аналогичные задачи можно решить, используя принцип гипердоступности. Он позволяет сотрудничать с коллегами, а также работать с базами данных, информацией и программными приложениями независимо от используемого технического устройства и местонахождения.

         Преимущества такого подхода ярко проявились во время пандемии. По оценкам аналитиков, к концу текущего года около 40% компаний в мире будут применять механизм гипердоступности для взаимодействия со своими клиентами и сотрудниками.

         Следует отметить, что все эти инновации взаимосвязаны и у них есть одно важное следствие: колоссальные объемы информации, источником которой являются не только процессы и «умные» устройства, но и сам человек.

Концепция «Интернета вещей» (IoT) расширилась до «Интернета поведения» (IoB) – понятия, объединяющего в себе технологии анализа больших данных, местоположения и распознавания лиц, которые давно применяются по отдельности. 

Эта область важна для решения таких задач энергетики, как управление состоянием оборудования и инфраструктуры, обеспечение их надежной работы, оптимизация работы персонала и повышение эффективности рабочих процессов.

И это только часть возможностей, которые становятся доступными как для крупных, так и для сравнительно небольших энергокомпаний. Не менее важно, что использование «Интернета поведения» сводит практически к нулю коммерческие риски при повторении событий, схожих с эпидемией COVID-19, поскольку значительно упрощает любые форматы дистанционного взаимодействия и управления.

АИС «Мобильный обходчик»

Автоматизация повторяющихся технологических процессов – логичный путь развития современных предприятий. В первую очередь это касается тех организаций, деятельность которых связана со сбором, фиксацией и подсчетом различных показателей. Для них переход в цифровую плоскость повышает эффективность, позволяя прогнозировать развитие событий и выстраивать долгосрочную стратегию.

 Ранее энергетики снимали показания измерительных приборов вручную, а затем вносили их в базу. Это отнимало много времени. Кроме того, было легко допустить ошибку в цифрах, переписывая данные с одного носителя информации на другой несколько раз, что увеличивало трудозатраты и негативно отражалось на результатах деятельности энергокомпаний.

В настоящее время государство целенаправленно стимулирует импортозамещение в области цифровых технологий. По итогам 2019 года, на долю российского программного обеспечения, которое используется госкомпаниями и включено в Единый реестр Минцифры, приходилось всего 10% решений. К 2024 году этот показатель должен возрасти до 50%.

В рамках достижения стратегических целей в области автоматизации бизнес-процессов, увеличения эффективности работы, импортозамещения и обеспечения информационной безопасности ПАО «Интер-РАО – Электрогенерация», которая считается одной из крупнейших энергогенерирующих компаний России, была поставлена задача внедрить на предприятии современную систему автоматизации учета результатов обходов, осмотров и контроля состояния оборудования, а также фиксации выявленных дефектов непосредственно на месте проведения работ.

Для управления, контроля и аналитики рабочих процессов была разработана автоматизированная информационная система «Мобильный обходчик». Приложение позволяет снимать показания счетчиков с использованием мобильных устройств, обеспечивает достоверность информации, своевременность ее отправки и получения, а также сокращение неоправданных издержек в работе контролеров.

Кроме того, функционал информационной системы обеспечивает автоматизацию процессов учета факта и результатов обхода, контроля состояния оборудования и фиксации выявленных дефектов. Это позволяет максимально эффективно организовать работу персонала, оперативно реагировать на возникновение дефектов и своевременно принимать меры по их устранению, а также формировать отчеты в режиме реального времени.

         К числу нестандартных технических решений можно отнести возможность выполнения заданий на обходы и осмотры оборудования даже там, где мобильная связь отсутствует или работает нестабильно. Связь нужна только при загрузке задания на мобильное устройство и для передачи результатов после выполнения. На протяжении всего обхода маршрут осмотра и план работы видны оперативному персоналу в режиме офлайн.

         «Мобильный обходчик» работает на базе российской мобильной операционной системы «Аврора», которая включена в Единый реестр российского ПО, сертифицирована ФСТЭК России (А4, УД4) и ФСБ России (АК2). Она содержит встроенное средство защиты канала передачи данных СКЗИ «Следопыт SSL», сертифицированное ФСБ России (КС2).

Платформа управления «Аврора Центр» также сертифицирована ФСТЭК России на соответствие ТУ и четвертому уровню доверия. Это гарантирует безопасность всех данных компании в соответствии с требованиями действующего законодательства.

Разработчики предусмотрели возможность взаимодействия цифровых устройств на ОС «Аврора», с которыми осуществляют обход специалисты компании, с мобильными измерительными приборами (также изготовленными в РФ). Во время обходов и осмотров оборудования они передают на экран пользовательского устройства информацию об измеренной температуре или вибрации.

Работа в АИС «Мобильный обходчик» делится на четыре этапа:

• Первый. На этом этапе осуществляется работа с веб-порталом, который предназначен для автоматизации работы начальника смены или производственного участка. Здесь контролируются параметры оборудования, разрабатываются маршруты обхода, планируются и вносятся коррективы в их периодичность. Затем составленные задания загружаются на мобильные устройства. Кроме того, функционал портала позволяет проверять результаты осмотров и диагностики оборудования.
• Второй. По всему маршруту прохождения оперативного персонала расположены NFC-метки, которые фиксируют факт присутствия обходчика. Информация о считывании метки фиксируется мобильным устройством, после чего на экране открывается меню с параметрами, которые необходимо проконтролировать на этом объекте. По завершении задания данные о количестве и последовательности считанных меток передаются в единую базу.
• Третий. На этом этапе осуществляется контроль состояния оборудования. Помимо возможности выбора данных из всплывающих списков на основании визуального осмотра, разработчики информационной системы предусмотрели возможность получения информации о состоянии оборудования с мобильных измерительных приборов. Данные о температуре оборудования, вибрации и другие параметры передаются на мобильное устройство пользователя через Bluetooth.

Использование «Мобильного обходчика» сделало процесс прохождения оперативного персонала по маршруту и осмотра оборудования максимально прозрачным. Благодаря полученным из системы данным можно увидеть информацию о техническом состоянии оборудования, полноту выполнения запланированных обходов, а также время проведения осмотра.

• Четвертый. На завершающем этапе осуществляется регистрация обнаруженных дефектов и отклонений от нормального режима работы подконтрольного оборудования. После подтверждения начальником смены все зарегистрированные отклонения переносятся в электронный журнал дефектов. Такой подход позволяет экономить время внесения информации о выявленных инцидентах: весь процесс исключает использование бумажных носителей информации, что обеспечивает оперативное реагирование и своевременное устранение дефектов.

Опыт эксплуатации АИС «Мобильный обходчик» на двух электростанциях, функционирующих в составе ПАО «Интер-РАО – Электрогенерация», продемонстрировал эффективность мобильного решения и доказал его надежность. Внедрение автоматической информационной системы позволило сократить трудозатраты на фиксацию информации о техническом состоянии оборудования, ускорить реагирование на инциденты и повысить прозрачность работы оперативного персонала.

По итогам пилотного проекта было принято решение о тиражировании АИС на все энергообъекты компании. Сегодня система используется на десятках электростанций в разных регионах России. За время ее применения было создано более 1 500 маршрутных карт, с которыми регулярно работают более 2 000 специалистов.

Внедрение мобильной платформы «Мобильный обходчик» позволило систематизировать и автоматизировать процессы мониторинга технического состояния в основном вспомогательного оборудования. Это способствует выявлению дефектов на ранней стадии развития, что крайне важно как для действующих энергообъектов с изношенным оборудованием, так и для новых станций.

Задачу по автоматизации технического обслуживания и ремонта действующего оборудования в энергетической компании называют приоритетной. В качестве аргумента приводятся две причины:

1. В условиях дефицита времени, человеческих и материальных ресурсов только автоматизация и цифровизация производственных процессов могут обеспечить оперативное и качественное принятие управленческих решений.
2. Для дальнейшего развития в сфере управления данными, включая предиктивный анализ, необходимо накопление статистических сведений с обеспечением структурированного хранения такой критически важной информации, как сроки и объем ремонтов, индекс технического состояния оборудования, перечень и описание дефектов и других данных. При этом сведения должны быть изложены не просто в виде текстового блока произвольной формы, а поданы как верифицированные взаимосвязанные данные на базе единой нормативно-справочной информации.

По оценкам экспертов, в современных реалиях переход к ремонту оборудования в соответствии с его техническим состоянием становится тем краеугольным камнем в основании фундамента, на котором будет базироваться новый, более эффективный подход к этому вопросу.

Компания больше не может позволить себе расходовать финансовые и материально-технические ресурсы на проведение планово-предупредительных ремонтов, в которых нет необходимости. Для выхода из сложившейся ситуации следует разработать эффективный механизм проведения ремонтных работ вне планового объема, которые могут обеспечить надежную и экономичную работу оборудования.

Ситуация осложняется тем, что некоторые энергокомпании фактически уже перешли на ремонт по техническому состоянию (по вспомогательному оборудованию). Однако формально они не могут этого делать, поскольку требования нормативно-технической документации затрудняют проведение подобной процедуры.

К примеру, переход на ремонт основного оборудования по состоянию требует согласования методики и алгоритма оценки технического состояния с заводом-изготовителем. Однако подобной практики пока нет, и производители отказываются согласовывать «черный ящик». Они требуют объяснить нюансы используемых алгоритмов.

Роботизация в электроэнергетике

Роботизация производственных процессов – это важная неотъемлемая часть автоматизации. Именно она стала безусловным трендом последних лет. Прежде всего речь идет о передаче роботам или автоматическим роботизированным системам рутинных операций и функций мониторинга оборудования, установленного в труднодоступных местах и на опасных объектах, где существует угроза для здоровья и жизни человека.

Кроме того, в современной электроэнергетике нашли применение мехатронные сервисные устройства, подъемно-транспортные роботы и дроны. В последнее время активно используются аппараты, предназначенные для автоматической очистки поверхности фотоэлектрических панелей от снега, льда, песка и других загрязнений, мешающих преобразованию солнечной энергии.

Как наземные, так и береговые промышленные ветрогенераторы также нуждаются в помощи роботизированных устройств. Робот Riwea, разработанный немецкими учеными, способен работать даже на вращающейся ветровой турбине. Он перемещается по канату, взбираясь по нему всё выше и выше. Проверка лопасти на наличие дефектов осуществляется с помощью инфракрасного излучателя и тепловизора высокого разрешения. После этого полученные изображения пересылаются оператору.

Без роботов не обошлась также и атомная энергетика. Здесь использование роботизированных манипуляторов объясняется возможностью снижения рисков для здоровья персонала. Еще в 1986 году роботы применялись для очистки территории Чернобыльской АЭС от радиоактивных материалов.

Сегодня автоматические устройства продолжают нести службу на атомных станциях. Их используют для инспектирования и диагностики оборудования АЭС. Кроме того, с их помощью составляются карты местности с указанием участков радиоактивного загрязнения, производится очистка территории от зараженных объектов, производится их дезактивация, а также осуществляется загрузка ядерного топлива.

С момента радиационной аварии на АЭС «Фукусима-1» были разработаны роботы, предназначенные для оказания помощи в диагностике и ликвидации последствий масштабной экологической техногенной катастрофы.

Американская компания iRobot, специализирующаяся на разработке, производстве и продаже робототехники, предоставила Японии четыре роботизированных устройства. Робот PackBot исследовал аварийные блоки электростанции и взял радиационные пробы в реакторах № 1 и № 3. Позже к этой работе присоединился более крупный и мощный робот Warrior-710.

Общая протяженность трубопроводов на атомной станции исчисляется в километрах, а суммарная масса составляет 12-15% от общей массы оборудования. С помощью труб различного диаметра всё оборудование АЭС объединяется в тепловую схему, определяющую технологический процесс.

Для обследования внутреннего пространства инженерно-технических сооружений «Фукусимы-1» были разработаны роботы-змеи, способные подниматься или опускаться по вертикальным трубам и беспрепятственно передвигаться в трубопроводах с многочисленными изгибами.

Помимо этого, энергетики часто используют роботизированные решения для проверки поверхности нагрева энергетических котлов. Перемещаясь по поверхностям генераторов тепловой энергии, роботы снимают процесс на видео и отправляют его в систему аналитики, которая оперативно обрабатывает данные и выявляет дефекты оборудования.

Возможность проведения такого анализа существенно сокращает сроки мониторинга и диагностики, позволяет своевременно обнаруживать и устранять неисправности. Ведь роботы не нуждаются в отдыхе, не подчиняются трудовому законодательству и, в отличие от людей, могут осуществлять контроль нагрева поверхности котлов круглосуточно, без выходных и перерыва на обед.

В качестве еще одного примера применения роботов в сфере электроэнергетики можно привести устройство с дистанционным управлением, предназначенное для исследования активной части больших масляных трансформаторов. Оно позволяет в кратчайшие сроки выявить причину поломки в случае выхода оборудования из строя.

Речь идет о компактном роботе с прочным герметичным корпусом, обеспечивающим надежную защиту электронных компонентов от проникновения масла и механических повреждений. Устройство может плавать в трансформаторном масле и проводить съемку внутри трансформатора.

Фотографии и видеоматериалы по беспроводным каналам связи передаются оператору, который оперативно перенаправляет их узкопрофильным специалистам. Исходя из полученных данных, они и устанавливают причину неисправности трансформатора.

Использование роботизированного решения не только экономит время на инспектирование оборудования, но и позволяет проводить диагностику без отключения трансформатора. Также следует отметить, что этот метод исследования активной части масляных агрегатов намного проще, чем визуальный осмотр.

Беспилотники: скорая помощь для ЛЭП

Применение дронов – эффективный, быстрый и безопасный способ мониторинга опор и воздушных линий электропередачи. Методика беспилотного обследования высоковольтных ЛЭП с воздуха не нова, она уже успела хорошо зарекомендовать себя в различных регионах Российской Федерации.

Аэрофотосъемка ЛЭП с использованием беспилотных летательных аппаратов позволяет существенно сократить время на поиск повреждений линий электропередачи при их аварийном отключении. Например, если обследование одной высоковольтной ЛЭП, расположенной в труднодоступной местности со сложным ландшафтом, может затянуться на несколько дней, то на ее осмотр с помощью квадрокоптера потребуется всего несколько часов.

Кроме того, сегодня остро стоит проблема своевременного обнаружения дефектов воздушных линий электропередачи для предотвращения аварий и незапланированных отключений. Работа на предупреждение имеет прикладной интерес с точки зрения упрощения эксплуатации ЛЭП, а также большой экономический эффект, который обусловлен снижением расходов на замену оборудования и уменьшением потерь электроэнергии в сетях.

С помощью беспилотных летательных аппаратов энергетики решают ряд важных задач:

• Проведение регулярного мониторинга состояния ЛЭП и сопоставление результатов проверок;
• Анализ повреждений и аварий на объектах электросетевой инфраструктуры;
• Проведение аэрофотосъемки опор ЛЭП и линий электропередачи;
• Осуществление картографирования района ЛЭП, проведение кадастровых работ;
• Съемка новых маршрутов ЛЭП и прилегающей территории для создания цифровой модели рельефа;
• Оперативное создание ортофотоплана мест строительства объектов энергетики;
• Сопровождение строительных, ремонтных и восстановительных работ;
• Идентификация строительных площадок;
• Проектирование маршрутов прокладки ЛЭП с использованием имеющихся опор ЛЭП и проводов новых марок;
• Измерение провиса проводов;
• Детальный осмотр проводов и опор с целью обнаружения повреждений фундамента и железобетонных конструкций, признаков коррозии, дефектов креплений оттяжек, недостающих элементов и др.;
• Проведение тепловизионного обследования силовых элементов высоковольтных ЛЭП, обнаружение опасных зон по тепловому излучению;
• Проведение анализа зарастания просек в охранной зоне высоковольтных ЛЭП;
• Контроль допустимой высоты деревьев в зоне прохождения воздушных линий с помощью лазерного сканирования;
• Прогнозирование и моделирование природных воздействий.

Во время съемки воздушной линии электропередач в первую очередь обращают внимание на:

• Наклон опоры вдоль или поперек линии;
• Проседание грунта у основания опор;
• Отсутствие в креплениях крепежных элементов;
• Наличие трещин в сварных швах;
• Деформацию частей металлических и проволочных бандажей;
• Отсутствие зазора между башмаком металлической опоры и фундаментом;
• Состояние краски на металлических деталях опор.

По результатам съемки составляется отчет, оценивается реальное состояние объектов и составляется план работ по дальнейшему обслуживанию и ремонту. При условии, что диагностика проводится регулярно, полученные данные загружаются в геоинформационную систему. Это позволяет выполнять ретроспективный анализ и точно понимать причинно-следственные связи.

Метод воздушной съемки превосходит все альтернативные способы с применением наземной техники и малой авиации, благодаря ряду преимуществ:

• Скорость и возможность своевременного обнаружения дефектов опор и линий электропередачи. Вместо продолжительного визуального осмотра достаточно выполнить облет ЛЭП и сделать серию детальных снимков, которые можно проанализировать в комфортной обстановке. На основании анализа полученной информации принимается решение о выезде ремонтной бригады на место, где была выявлена проблема;

• Мониторинг состояния электросетевой инфраструктуры без дискомфорта для повседневной жизни людей. В большинстве случаев автомобиль-вышка создает препятствия для дорожного движения, в отличие от квадрокоптера, выполняющего обследование территории с воздуха.
• Возможность доступа ко всем участкам воздушных ЛЭП. На труднопроходимых участках проверку состояния линии электропередачи не всегда можно осуществить с земли обычным визуальным осмотром. Беспилотный летательный аппарат позволяет инспектировать сети на расстоянии в несколько километров от оператора.
• Оптимизация затрат. При условии грамотного планирования один подготовленный оператор может выполнять тот же объем работ, что и бригада специалистов с набором громоздкого, дорогого в обслуживании оборудования.
• Диагностика в различных диапазонах. Сопоставление термальных и RGB-снимков предоставляет больше информации о состоянии электросетевой инфраструктуры по сравнению с традиционными методами диагностики.
• Облегчение труда персонала.

Роботизированный комплекс «Канатоход». Автоматизированное и роботизированное обслуживание линий электропередачи – это актуальная задача для российской электроэнергетики. От эффективности ее решения напрямую зависит безопасность персонала и повышение надежности электроснабжения потребителей.

Руководствуясь этими принципами, уральские разработчики создали семейство роботов, получивших название «Канатоход». С помощью пяти систем машинного зрения они могут выявлять различные дефекты элементов воздушных ЛЭП, находясь непосредственно на включенной линии.

Роботизированный комплекс одновременно оборудован летающей и колесной платформами: в его конструкцию входит беспилотный летательный аппарат и мобильный робот-тележка.

Дрон обеспечивает взлет робота с наземной станции и посадку на провода ЛЭП или грозозащитный трос. Наличие колесной тележки позволяет «Канатоходу» перемещаться от одной подстанции к другой. При этом робот сканирует состояние проводов на всем протяжении своего пути, выявляет неисправности, записывает данные и отсылает их специалистам.

«Канатоход» исследует состояние стальных канатов магнитным методом, проводов – с помощью тепловизора. Кроме того, в комплекс встроена экспертная система, которая составляет 3D-карту, дает рекомендации и создает перечень нужных ремонтно-восстановительных работ. Также он проводит техническое обслуживание и локальный ремонт, что сокращает продолжительность ремонта воздушных линий и частично избавляет электриков от риска поражения электрическим током.

В 2021 году на объектах компании «Россети Урал», расположенных на территории Свердловской области и Пермского края, прошли испытания еще одного полезного навыка роботизированного комплекса «Канатоход». Речь идет об умении робота убирать ледяную корку с проводов.

Новая технология позволяет предотвращать аварии, связанные с отложением на проводах и конструкциях высоковольтных ЛЭП гололеда, изморози и налипанием мокрого снега. Суть инновационного метода борьбы с гололедно-изморозевыми отложениями состоит в нанесении специальных антигололедных составов на провода и грозозащитные тросы с применением роботов, а также удаление наледи с помощью ударной волны.

К числу важных преимуществ роботизированного решения эксперты относят возможность «Канатохода» работать на линиях высокого напряжения без их отключения.

Современные роботы могут не только контролировать состояние электросетевой инфраструктуры, но и, например, обматывать провода оптоволоконным кабелем. Это позволяет прокладывать оптику вдоль линий электропередачи намного быстрее и при этом значительно снизить себестоимость постройки ВОЛС. Разработкой такой модели занимаются специалисты компании ULC Robotics, которая известна своими роботами для внутритрубного осмотра.  

Эксперты уверенно заявляют, что робототехника обладает большим потенциалом для дальнейшего развития. Однако сегодня еще рано говорить о том, что машины могут полностью заменить людей. Современные роботы используются не для того, чтобы вывести человека из всех технологических процессов, а чтобы минимизировать риски и сократить трудозатраты.

Робот заступает в дозор

Всего несколько десятилетий назад роботов можно было встретить лишь в произведениях писателей-фантастов и фильмах, снятых по мотивам этих книг.  Но современные технологии шагнули так далеко вперед, что сегодня настоящим роботом сложно удивить даже ребенка.

С каждым днем роботизированные технологии всё активнее входят в жизнь и деятельность человека. Роботы научились управлять поездами и самолетами. Они исследуют дно океанов и поверхности других планет, принимают активное участие в конструировании автомобилей и выполняют сложнейшие хирургические операции. Кроме того, робототехнику стали привлекать к охране территории промышленных предприятий.

В 2022 году на базе Бугульминского механического завода успешно прошел промышленные испытания робот-охранник «Трал Патруль», созданный для автономного патрулирования охраняемых территорий.

Для охраны промышленных объектов и других территорий с грунтовыми, гравийными и песчаными дорогами предназначен полноприводный робот «Трал Патруль 7», способный передвигаться по снегу глубиной до 20 см. Он идеально подходит для патрулирования протяженных периметров в автоматическом режиме.

Система автономного управления движением робота обеспечивает точный проезд по заданному маршруту. На местности он ориентируется при помощи визуальной навигации и GPS/GLONAS.

Точность следования обеспечивается возможностью получения коррекции обоими способами. Система анализа изображений со стереокамер на основе алгоритмов машинного зрения позволяет роботу объезжать препятствия и затем возвращаться на маршрут.

При отклонении от заданного пути более чем на 5 м (например, в случае объезда большого препятствия) срабатывает система аварийной остановки. Для возвращения механизма на маршрут предусмотрен режим телеуправления.

При движении в темное время суток, в условиях низкой освещенности, «Трал Патруль» включает инфракрасную подсветку, невидимую для человека. Камеры с ночным видением позволяют роботу фиксировать обстановку, распознавать фигуры и лица. Днем камеры могут осматривать территорию и объекты на расстоянии более 100 м.

Кроме того, функционал механизма позволяет записывать звук, транслировать аудиосообщения, передавать фото, фрагменты видео тревожных событий, обнаруженных системой видеоаналитики. Также он обеспечивает связь между оператором охранного пульта и людьми, которые находятся рядом с роботом.

Информация обо всех обстоятельствах патрулирования в режиме онлайн передается на пульт охраны или дежурного охранного предприятия. В случае необходимости оператор может взять управление механизмом в свои руки.

Для надежной охраны больших по площади территорий охранные роботы могут быть объединены в группы. Управление их взаимодействием обеспечивается с помощью режима группового патрулирования, разработанного с элементами искусственного интеллекта. ИИ проявляется при решении ранее не программированных задач, когда взаимодействие нескольких машин позволяет найти оптимальное решение.

«Трал Патруль» можно использовать как охраны как промышленных предприятий, так и территории энергообъектов. Следует отметить, что роботизированные технологии не являются идеальным решением, но их внедрение позволит сократить количество охранников и повысить надежность охраны.

Роботы патрулируют территорию непрерывно. Вмешательство сотрудников охранной фирмы требуется лишь в случае несанкционированного проникновения посторонних лиц на охраняемый объект.

Перспективы роботизации российской электроэнергетики

Роботы относятся к категории востребованного промышленного оборудования. Однако, несмотря на это, уровень роботизации российских предприятий остается сравнительно невысоким. По плотности внедренных роботизированных решений Российская Федерация находится в конце второй сотни мирового рейтинга.

С чем связан такой низкий процент роботизации? Во-первых, это относительно новая технология, которая требует большого количества времени, технических и финансовых ресурсов на разработку, тестирование и внедрение инноваций в технологические и бизнес-процессы.

Во-вторых, как показывает практика, должностные лица, которые принимают важные управленческие решения, не всегда обладают необходимой широтой кругозора, не знают всех возможностей робототехники, не осознают эффективности и экономической целесообразности ее применения.

В-третьих, в РФ отсутствует целостная политика и системная поддержка роботизированных технологий. Если мы хотим достичь значительного развития робототехнической отрасли, нужна государственная программа, которая определяет источники финансирования, стимулирует проведение научных исследований, внедрение инноваций и предусматривает подготовку кадров.

Отсутствие специализированной инновационной инфраструктуры затрудняет запуск новых проектов. В свою очередь, скудный ассортимент продукции российского производства формирует низкую оснащенность предприятий, включая сферу электроэнергетики, робототехническими мощностями.

В России действует несколько небольших компаний – изготовителей промышленных роботов. Однако, по сравнению с ведущими мировыми производителями, их суммарные объемы производства настолько малы, что даже в масштабах нашей страны не могут претендовать на лидирующие позиции. Как правило, это предприятия, близкие к стартапам. Несмотря на это, они производят качественные роботизированные решения.

В нынешних условиях, когда крупнейшие зарубежные производители роботов покинули российский рынок, на нем остались китайские компании. Казалось бы, им представилась прекрасная возможность занять освободившуюся нишу и полностью заместить продукцию выбывших участников.

Но здесь не всё так просто. На дальнейшее развитие ситуации оказывает влияние конфигурация китайского рынка робототехники, где представлен широкий ассортимент роботизированных решений как местных компаний, так и ведущих мировых производителей.

Тем не менее, в Китае спрос на роботов превосходит предложение, поэтому в первую очередь покрываются внутренние потребности. Китайские компании, готовые выступить в роли экспортеров, не могут поставлять свою продукцию в Российскую Федерацию, поскольку вынуждены насыщать рынок своей страны.

Помимо китайских компаний в России остались производители из Турции, поставляющие запасные части и обеспечивающие сервис, а также компании, которые занимаются параллельным импортом. Казалось бы, в новых условиях для российских производителей открываются широкие возможности, позволяющие масштабировать свои мощности и увеличивать присутствие на рынке.

Справедливо будет отметить, что, хотя, с одной стороны, ситуация складывается благоприятно, с другой – возникают сложности. Не секрет, что все российские производители робототехники используют иностранные компоненты, и доля импортного оборудования очень высока. Поэтому создание импортонезависимых производственных мощностей требует запуска производства своих комплектующих.

По оценкам экспертов, самая большая проблема заключается в отсутствии моторов-редукторов. Также отрасль испытывает определенные сложности со средствами автоматики. Кроме того, до недавнего времени в России не было собственного программного обеспечения для роботизированных решений. Все-таки робот – это машина, а софт – ее мозг, от которого зависит, насколько эффективно эта машина работает.

Недавно проблему с ПО удалось решить. В кластере «Креономика», который объединяет предприятия и организации, работающие в сфере высоких, наукоемких технологий и инжиниринга, было создано универсальное программное обеспечение, предназначенное для создания цифровых двойников робототехнических комплексов и их офлайн-программирования.

Цифровой двойник – виртуальный прототип реальных производственных активов. Это сложный программный продукт, который создается на основе самых разных данных с использованием многочисленных IoT-датчиков. Цифровая модель помогает менять параметры работы оборудования и вносить улучшения гораздо быстрее и безопаснее, чем при экспериментах на реальных объектах.

Функционал ПО для создания цифровых двойников позволяет:

• Оперативно визуализировать проект робота или робототехнического комплекса;
• Демонстрировать в динамике работу робота;
• Видеть цифровую аналитику, подтверждающую экономическую эффективность инновации;
• Выполнять проектирование и осуществлять отладку новых моделей робототехнических решений;
• Программировать роботов в режиме онлайн, что значительно повышает качество программирования, ускоряет процесс и увеличивает время полезного использования реальных роботов.

Если говорить о специалистах для робототехнической отрасли, то в России узкопрофильную специальность можно получить в колледже или вузе. Причем еще со времён Советского Союза учебные заведения выпускают именно робототехников, которые должны уметь проектировать роботов. При этом очень мало внимания уделяется подготовке специалистов, способных их эксплуатировать.

Однако сложно не заметить, что это две равноценные половины одного целого. Всё логично: если нет специалистов, которые знают все преимущества роботизированных технологий, как и в какие процессы их можно внедрить, как осуществить проектирование, выполнить пусконаладочные работы, провести тестирование и ввести робота в эксплуатацию, то не будет и спроса на создание робототехнической продукции.

С другой стороны, если не будет роботов, нечего будет и внедрять в технологические и бизнес-процессы. Поэтому современная система образования должна быть ориентирована как на подготовку высококлассных специалистов, способных конструировать, проектировать, выпускать робототехнику, так и на подготовку специалистов, способных ее внедрять и эксплуатировать.

Если говорить о перспективах развития робототехнической отрасли России, то здесь можно обратиться к положительному опыту других стран. Практика показывает, что список лидеров возглавляют специализированные компании, производящие универсальные решения для всех отраслей. Они развивают свои компетенции именно в производстве роботов, которые можно применить в разных секторах российской экономики.

Видимо, сегодня для прорывного развития отечественной робототехники следует выбрать именной такой путь. На фоне относительно небольшого по объему рынка разделение по отраслевому принципу влечет за собой определенные риски и вызывает множество вопросов. Поэтому продукция нескольких робототехнических компаний в современной России вполне способна удовлетворить имеющийся спрос.

В последние годы динамичность работы энергетической системы постоянно возрастает. Как показывает практика, персонал энергокомпании не всегда оперативно реагирует на возникновение нештатных ситуаций. Обеспечение надежного энергообеспечения потребителей требует внедрения гибких решений, гарантирующих эффективное управление технологическими процессами.

В этой непростой ситуации важная роль отведена автоматизации. Технология способна повысить эксплуатационную надежность, обеспечить мониторинг всех рабочих процессов, минимизировать действие человеческого фактора и предотвратить риск принятия ошибочных решений, основанных на субъективном мнении, а также сократить время, необходимое для управления оборудованием.