Когда-то дроны казались фантастикой, но сегодня они становятся незаменимыми помощниками на производстве. В СИБУРе это уже реальность: с 2021 года мы не просто тестировали технологии, а построили полноценный дрон-сервис, который экономит миллионы рублей и сотни часов работы. Heavy digital во всей красе!
Хотите узнать, как из трёх дронов вырос целый парк из более чем 20 машин, а мониторинг трубопроводов перестал зависеть от человеческого фактора? Тогда давайте разбираться. А рассказывать об этом буду я — Андрей Лантрат, руководитель проекта.
Если коротко: дрон-сервис — это не просто «летающие камеры». Это умная система, которая сама находит дефекты, предупреждает аварии и даже следит за безопасностью на стройках. А ещё — это история про ИИ, который анализирует термоснимки, и про дронопорты, заменяющие операторов. Но обо всём по порядку.
Кстати, если вы пропустили наш первый материал — как всё начиналось, советуем заглянуть. Там база, без которой сложно понять, какой путь мы прошли за три года.
География применения
Если в 2021 году мы говорили о дрон-сервисе в рамках предприятия «ЗапСибНефтеХим» в окрестностях г. Тобольска, то сегодня мы значительно расширили географию применения. На момент написания статьи сервис развёрнут практически по всей географии присутствия компании.
В Западной Сибири к Тобольску добавились предприятия в Томске и Ханты-Мансийском автономном округе и ЯНАО — там дроны компании-подрядчика контролируют обстановку на протяжённых объектах: распределённых трубопроводах, выявляют дефекты и утечки.
Также сегодня мы работаем на предприятиях Татарстана, Пермского края, Башкортостана и в Нижегородском кластере — там несколько заводов.
Флот и технологии
Говоря о парке дронов, с 2021 года мы кратно выросли: от 3 до более 20 летающих машин по всем предприятиям СИБУРа. Парк регулярно обновляется, потому что мы расширяем географию присутствия, появляются новые технологии, новые версии дронов, более подходящие под ту или иную задачу. Кроме этого, есть фактор естественного износа, стимулирующий обновление.
Наш воздушный флот базируется на аппаратах одной крупной китайской компании. Мы давно смотрим в направлении диверсификации, постоянно в поисках отечественных производителей. Проводим рабочие встречи, обсуждаем в сообществе, в том числе с коллегами из «Сколково».
У нас был лонг-лист из 150 российских производителей. После первичного отсева изготовителей, среди которых есть и стартапы, и крупные игроки, у нас осталось 15. Из этого числа получили предложения от семи. И дальше оценивали их по цене и характеристикам аппаратов.
К сожалению, сделать выбор в пользу российских производителей непросто с точки зрения, как экономической целесообразности, так и технической составляющей. Зарубежные дроны превосходят, это факт, и мы ничего с этим пока сделать не можем. Конечно, есть отечественные, достойные с технической стороны варианты, но они в 2–2,5 раза дороже либо находятся на начальных этапах своего развития.
Тем не менее отечественные решения мы применяем там, где это возможно и оправданно. Например, пользуемся отечественным софтом для обработки материалов аэросъёмки: приобрели ПО для создания цифровой модели местности, для обработки облаков точек, ортофотопланов. Есть и другие российские разработки в нашем инструментарии, об этом расскажу дальше.
Заметным трендом в прошлом году стало внедрение ИИ в процессы. Например, методика тепловизионного контроля трубопроводов, о которой мы говорили в прошлой статье, включает не только обнаружение теплопотерь на трубопроводах и оборудовании, работающем с теплоносителями, но и автоматизацию обработки полученных данных с помощью искусственного интеллекта.
ИИ в дрон-сервисе
«Ручной» отсмотр снятых дроном материалов в поисках проблемных участков — самая трудоёмкая задача во всём процессе мониторинга и, можно даже сказать, «проблемная». Мы собираем большие объёмы данных во время облётов протяжённых объектов. Дроны обследуют километры труб, расположенных на эстакадах, которые не всегда можно проконтролировать при помощи человека. Поэтому позвали на помощь коллег из Лаборатории ИИ, о которой недавно выходила статья, и они помогли автоматизировать процесс анализа.
На полученных данных в более чем 1000 картинок коллеги обучили модель Yolov8m. Итоговая модель училась в течение 100 эпох, которые прошли примерно за полчаса, что немного. Однако гораздо больше времени и объёма работ потребовали эксперименты и разметка снимков с дрона. По результатам работы модель превысила отметку 0.8 метрики MAP50, и это высокий показатель.
На борту коптеров, которые собирают данные для анализа, установлены тепловизионные камеры — они снимают ландшафт сверху. Обученная коллегами из Лаборатории ИИ модель может определять ряд дефектов на трубопроводе:
-
Повышение температуры.
-
Отсутствие теплоизоляции.
-
Утечки пара.
-
Посторонние предметы и объекты.
Эксперимент прошёл успешно, компания приняла результаты. И теперь мы планируем тиражировать опыт применения ИИ-модели для поиска дефектов на трубопроводах с помощью тепловизии.
Дронопорт
Кроме внедрения ИИ в анализ данных, активно продвигаем автоматизацию выполнения полётных заданий. Например, если раньше все заявки отрабатывались при помощи дрона и оператора, то сейчас на предприятии в Тобольске мы тестируем оборудование, которое называется «дронопорт», — оно позволяет обойтись без оператора.
Дронопорт — это автономное устройство, в которое устанавливается дрон и программируется полётное задание по точкам облёта, чтобы провести все этапы обследования в автоматическом режиме:
-
Взлёт.
-
Проведение мониторинга.
-
Возврат на базу.
-
Отправка данных на сервер.
-
Замена или зарядка аккумулятора в зависимости от модели дронопорта.
-
Следующий взлёт.
Передача и обработка данных может осуществляться как в режиме реального времени, так и после выполнения полётного задания либо в промежутках между его этапами. Всё зависит от задачи и наличия соответствующей инфраструктуры.
В дальнейшем планируем расширять применение дронопортов, так как уверены, что автоматизация процесса мониторинга с помощью дронов, как направление деятельности, будет наиболее востребована.
Дроны в защите
Ещё одно перспективное направление — обследование замкнутых пространств с помощью защищённых дронов.
Особенность задачи в том, что нам нужно проводить обследование в объёмах, где нет сигналов спутниковых систем позиционирования и сотовой связи. Подавляющее большинство дронов не может работать в таких условиях.
Ещё важное требование к аппарату — взрывозащита: дрон должен быть в искробезопасном исполнении, чтобы не спровоцировать возгорание. Это важно, поскольку работы могут проводиться в оборудовании с наличием пожароопасных сред. У нас, как на заправке, курить нельзя, кроме специально отведённых для этого мест. И это ещё сильнее сужает спектр подходящих устройств.
На российском рынке недавно появился подходящий под наши требования аппарат на отечественном контроллере, мы сотрудничаем с ними. Дрон будет соответствовать требованиям регулятора, технадзора и так далее — сертификация в процессе.
Аналогичные дроны производят в Швейцарии, но мало того, что цена на них более 100 тыс. долларов и нельзя заказать из-за санкций, так ещё и взрывозащиты там нет, поэтому других вариантов в общем-то, и нет.
В ближайшее время мы планируем проведение опытно-промышленной эксплуатации на нашем предприятии в Тобольске. Обследовать будем крупное оборудование колонного типа высотой почти 90 метров.
Поиск утечек
Также среди перспективных направлений можно выделить поиск утечек газа с помощью газоанализаторов на объектах, опасных для человека по тем или иным причинам. В предыдущей статье уже упоминали эту деятельность, здесь раскрою подробности, насколько это возможно.
Это направление развивается несмотря на санкционный режим. Мы оцениваем разные варианты оборудования для проведения анализа, сотрудничаем с российскими научно-исследовательскими институтами, чтобы построить необходимое оборудование.
На момент написания этого материала разрабатываем портативный газоанализатор, который можно крепить к дрону. В его задачи входит обнаружение утечек газов, в том числе стратегического углеводородного сырья, на наших объектах. Причём в задачи этого аппарата входит обнаружение утечек в подводной части трубопроводов, и здесь есть интересный момент, потому что пробы воды он брать не будет: утечки планируем обнаруживать по составу газов в атмосфере над водой — такие замеры считаются более точными.
Об автоматизации процесса с применением ИИ здесь пока речи не идёт, потому что мы на стадии раннего тестирования, но в дальнейшем можем двигаться и в эту сторону.
Мониторинг строек
СИБУР вкладывает огромные средства в строительство различных объектов, и есть запрос на регулярные облёты, оперативное предоставление данных о динамике строительного процесса и ортофотопланов (снимков с высоким разрешением, на которых возможно оценить объёмы выполненных работ: как было, как стало). Либо выявить отклонения от проектной документации, которых не должно быть. Это направление мы уже освещали здесь, расскажу о том, что нового появилось.
Для выполнения задач по охране труда и промышленной безопасности мы стали применять ИИ: осуществляем мониторинг подрядных организаций на стройплощадке, спецтехники, которая применяется, а также следим за соблюдением их сотрудниками техники безопасности.
Мы исходим из того, что каждое нарушение может повлечь за собой серьёзные последствия, вплоть до потери человеческих жизней. Поэтому выступаем здесь «плохими полицейскими» в хорошем смысле и отслеживаем нарушения, фиксируем их, передаём данные в службы по охране труда и промышленной безопасности. Коллеги оперативно реагируют на нарушения со стороны подрядчика, работы прекращаются, а после устранения нарушений возобновляются.
Для такого мониторинга у нас есть несколько инструментов:
-
Летающие дроны.
-
Наземные средства интеллектуального видеоконтроля (ИВК) — об этом писали ранее.
Средства ИВК в наземном исполнении статичны, устанавливаются в определённом месте на объекте, а дроны совершают облёты, график которых постоянно меняется. В случае с ИВК мы обрабатываем данные в режиме реального времени с помощью ИИ, что позволяет оперативно реагировать на случаи нарушений.
И важно сказать: статистика нарушений снижается из-за использования такого комбинированного подхода — рабочие понимают, что в любой момент может вылететь дрон и зафиксировать нарушение, поэтому соблюдают технику безопасности.
Подводные дроны
Новое направление в дрон-сервисе — исследование расположенных полностью под водой или частично заглублённых объектов. СИБУР, как я уже говорил, — географически распределённая компания. У нас есть оборудование и объекты, находящиеся под водой: заглублённые резервуары, системы водозабора и водосброса, в том числе подводные переходы трубопроводов, пересекающие десятки водоёмов.
Оборудование и инфраструктура, располагающиеся под водой, нужно контролировать и поддерживать в рабочем состоянии. Сейчас обследованием таких объектов занимаются подрядные организации с помощью водолазов — процесс трудоёмкий и дорогостоящий. Исходя из этих задач стали искать технологии и оборудование, позволяющие сделать процесс мониторинга более эффективным.
Поставщика подводных телеуправляемых аппаратов нашли в России. И уже провели опытно-промышленную эксплуатацию с одной из моделей: обследовали подземные резервуары, заполненные водой, на предприятии в Тобольске, получили положительную обратную связь от коллег.
Сейчас активно отрабатываем эту гипотезу на предприятиях, которые расположены на севере нашей страны, в Ханты-Мансийском автономном округе, для контроля подводных переходов.
В общем, это ещё одно перспективное направление, которое планируем развивать в 2025 году и далее.
Вместо финала
На этом всё, если есть какие-то вопросы, пожелания, мысли, которыми хотите поделиться, — жду в комментариях.
Автор: Andrey_LA
