В компании «Транспорт будущего», которая занимается разработкой, производством и эксплуатацией гражданских беспилотников в Тольятти, создали цифрового двойника своего завода.
Для чего нужна и как реализована технология цифрового двойника? Как происходит сбор и обработка данных для цифрового двойника? Как цифровизация предприятия поможет в проекте дрона-доставщика? Об этом и многом другом в интервью «СО» рассказывает заместитель генерального директора по науке компании «Транспорт будущего» Максим Борисов.
— Для чего нужна и как реализована технология цифрового двойника?
— Одной из поставленных нами задач — достаточно сложной — стало создание цифровой модели предприятия: всей территории, цехов, оборудования и производственных линий. Мы стремились объединить эти элементы в единую концепцию, которая позволит внедрить систему автоматизированного управления технологическими процессами и предоставит руководству актуальную информацию о ходе производства, статусе задач и состоянии выпускаемой продукции.
Следующим шагом был выбор отечественного программного обеспечения. После тщательного анализа мы решили остановиться на программе «Интегра 4D Планета», разработанной специалистами компании «Интегра-С», и начали создание нашей цифровой платформы на ее основе.
Теперь на экране монитора мы можем видеть полную картину заводского комплекса. Щелчок мышью по корпусу или помещению позволяет «оказаться внутри» и увидеть производственную линию, оборудование и происходящие процессы. Для повышения эффективности мы использовали современные технологии визуализации: камеры, установленные в помещениях, передают данные в цифровое пространство, что позволяет искусственному интеллекту контролировать присутствие сотрудников, правильность их экипировки, соблюдение норм производственной без-
опасности.
— Как происходит сбор и обработка данных для цифрового двойника?
— Создана цифровая модель завода, представляющая собой 3D-визуализацию корпусов и прилегающих территорий в едином координатно-временном пространстве. Внутри зданий находятся производственные участки и офисные помещения, где каждое оборудование также визуализировано. В дальнейшем мы планируем «оживить» эту модель. Оборудование будет подключено к сети, и данные станут поступать в специализированное приложение поддержки принятия решения. В этой системе мы сможем контролировать состояние оборудования, его работу и загрузку, реагировать на инциденты в производственных процессах.
Кроме того, на участках будет установлена система видеомониторинга со встроенной видеоаналитикой. Камеры будут следить за работой оборудования, а встроенная нейросеть станет анализировать обстановку, фиксируя различные отклонения. В первую очередь — отслеживать местоположение работников, время их отсутствия, а также реагировать на инциденты, произошедшие рядом с оборудованием. Это позволит нам оперативно реагировать на нештатные ситуации.
Таким образом, мы получим интерактивную модель предприятия, которая позволит получать в динамике информацию о производственных процессах и реагировать на изменения.
— А как это решение будет реализовано в проекте дрона-доставщика?
— Продолжая работу над цифровой моделью предприятия, мы осознали необходимость создания цифрового двойника воздушного пространства над ним. Зачем это нужно? У нас имеется множество оборудования для мониторинга и контроля полетов дронов, и данные с него необходимо интегрировать в цифровую платформу. Теперь, наведя курсор на любую точку воздушного пространства над летным полем предприятия, мы можем в реальном времени отслеживать действия летательных аппаратов в этом районе.
Для отработки доставки грузов с помощью беспилотных летательных аппаратов были созданы виртуальные воздушные транспортные коридоры. Процесс доставки сначала полностью проведен в цифровой модели. В процессе реальных летных испытаний информация о полете поступала в цифрового двойника воздушного пространства для контроля адекватности работы системы управления дрона-доставщика. В итоге развитие этого проекта привело к пониманию необходимости создания цифрового двойника города. С помощью видеокамер дрон определяет свое местоположение на карте и может перемещаться по заданному коридору, точно и своевременно достигая точки назначения. В памяти беспилотника хранится полная трехмерная модель города, включая здания, линии электропередачи, дороги, провода и деревья. Он движется, как таксист, по памяти: сопоставляет информацию, хранящуюся у него, с тем, что видит через камеру.
На этапе планирования полета мы исключаем возможность столкновения двух беспилотников, обеспечивая их безопасное движение либо по коридору, либо на разных высотах, либо в разных направлениях. И в рамках цифрового двойника мы стремимся к тому, чтобы дроны могли видеть друг друга, осознавать это и обмениваться информацией.
— Почему нужно строить цифровой город и постоянно вносить в него изменения? Почему данных о параметрах безопасности недостаточно в серийных дронах, чтобы, например, благодаря сенсорам они избегали приближения к другим объектам и держали курс, ориентируясь по GPS?
— Существующих решений вполне достаточно, и полеты были бы возможны. Однако внешняя среда и условия для полетов изменяются. Текущие обстоятельства выявили необходимость защиты от неправомерного использования беспилотных летательных аппаратов, и на объектах критической инфраструктуры устанавливаются системы для их обнаружения, сопровождения и подавления. Существует риск, что в зону полета нелегального беспилотника может попасть дрон-доставщик, выполняющий согласованный рейс. Поэтому важно исключить некоторые факторы, например влияние систем, которые могут подменять координаты, чтобы дрон мог безопасно добраться из точки А в точку Б.
Если у дрона будет цифровой двойник города и он будет следовать по заранее заданному маршруту, используя цифровую модель, это позволит избежать подмены координат. Беспилотник сможет самостоятельно определять свое местоположение, контролировать свой маршрут и четко понимать, куда движется.
Кроме того, настроив полеты беспилотных доставщиков, мы сможем плавно перейти к решению другой перспективной задачи — воздушной доставки пассажиров.
— Что по проекту цифровизации уже сделано на данный момент?
— Создана цифровая интеграционная платформа. В ней заложена модель предприятия, прилегающих территорий и воздушного пространства. В данную платформу поступает информация из реального мира от средств мониторинга воздушного пространства, данные о полетах беспилотников. Созданы цифровые модели воздушных коридоров для будущих дронов-доставщиков. При выполнении тестовых полетов информация о положении дрона проецируется в интеграционную платформу и контролируется его движение в заданном коридоре.
При необходимости визуального наблюдения за интересующим объектом (беспилотником) из цифровой платформы переходим на видеокамеры системы обнаружения и классификации «Интегра-БПЛА».
— Как цифровой двойник повлияет на эффективность производственного процесса?
— Во-первых, повысит безопасность на производстве благодаря своевременному выявлению инцидентов на участках и оперативному принятию мер по их устранению. Во-вторых, обеспечит контроль за процессами и общую интеграцию всех систем. Мы можем в любой момент получать актуальные данные с сенсоров о происходящем на производственной площадке. При этом система поддержки принятия решения определяет уровни ответственности рабочего и руководящего персонала для каждого участка.
Так же реализуется контроль загрузки оборудования. Вся информация отображается на цифровой модели предприятия, включая все инженерные сети.
— Функционал цифрового двойника будет расширяться?
— Функционал будет расширяться, а взаимосвязь с реальными процессами станет более крепкой. Уже сейчас можем наблюдать реальные объекты в цифровой модели. Мы способны передавать данные из цифрового мира в реальность и наоборот. Процессы, отрабатываемые в цифровом двойнике, будут перенесены в реальные условия эксплуатации. Этот двусторонний процесс обмена данными, безусловно, положительно скажется на эффективности всей компании.
— Кто будет непосредственно работать с цифровым двойником завода? Будут какие-то дополнительные обучения?
— Диспетчеры ситуационного центра, объединяющего функции центра управления полетами и производства, руководители бизнес-единиц и предприятия в целом. Операторы беспилотных летательных аппаратов будут обучены в новом формате. В настоящее время установлена базовая модель цифрового двойника, которая ежедневно пополняется новыми исходными данными. Впереди еще много работы!
— Есть подтвержденные данные, где подобная система уже успешно работает?
— Существуют отдельные решения, которые внедряются на многих крупных промышленных предприятиях. Однако комплексного решения с двусторонним обменом данными пока нет. Кроме того, особенность заключается в динамичности производственных процессов, протекающих на нашей площадке. У нас есть летно-испытательный комплекс, где внешние условия работы постоянно изменяются. Необходим быстрый переход от цифровых данных к реальности и обратно. Мы живем в цифровом мире, поэтому важно не просто следовать за прогрессом, а опережать его!
— Ольга Петрова
2025 © «Обозрение». Все права на материалы, опубликованные на портале OBOZ.INFO, защищены
