Головне завдання сучасних технологій у сфері промисловості - спростити і убезпечити роботу людей. Важка промисловість завжди була пов'язана з великим масштабом робіт, високою складністю процесів, підвищеними ризиками для робітників і часто суворими природними умовами. При ефективному застосуванні передових технологій всі складні завдання передаються роботизованим системам. Наприклад, дронам. Розповідаємо, навіщо «Норнікелю» квадрокоптер і як літаючий апарат з датчиками і камерами використовується в будівництві, виробництві та контролі безпеки.
На важких виробництвах масштаби величезні, і «погляд зверху» безцінний на всіх етапах. Безпілотні повітряні судна з різним підвісним обладнанням значно спрощують виконання важливих завдань. В першу чергу це геодезичні та маркшейдерські роботи, які полягають в аналізі та вимірюванні родовищ в надрах і на поверхні. Вони необхідні для визначення обсягів і умов, побудови карт і планування видобутку ресурсів. Особливо апарати допомагають у маркшейдерській зйомці важкодоступних місць: підземних гірничих виробок без доступу людей, відвалів порід, хвостосховищ (сховищ з радіоактивними і токсичними відходами збагачення корисних копалин) і територій з хитким і топким грунтом. Людям заборонено перебувати в цих місцях, тому доводиться вдаватися до дистанційного аналізу, але і він часом неможливий через величезні відстані і відсутність прямої видимості.
Також безпілотники в рази прискорюють інспекцію та обстеження об'єктів інфраструктури, які знаходяться на висоті або поблизу небезпечних зон. Наприклад, підвісних трубопроводів, естакад, ліній, щогл, промислових об'єктів, дахів будівель тощо. Така робота вимагає монтажу будівельних лісів, на який йде багато часу і трудовитрат, і все одно ризик виникнення нещасних випадків залишається дуже високим. Безпілотні повітряні судна справляються набагато швидше.
Наприклад, для виконання топографічної зйомки породного відвалу площею близько 12 га (0,12 км2) бригаді з 4-6 осіб потрібно близько 4 годин тільки польових робіт. І дискретність зйомки - кількість знімальних точок на одиницю площі - все одно виходить недостатньою. Використовуючи безпілотник для аерофотозйомки, дві людини справляються з цим завданням за 20-30 хвилин, і щільність точок становить всього 5-10 см. Хоча, звичайно, при цьому в два-три рази зростає час на обробку даних. Інший приклад: огляд підвісного трубопроводу і перевірка з'єднань. Традиційно для такої інспекції необхідна спецтехніка і монтаж запобіжних пристроїв. Тепер - один оператор з безпілотником і в десять разів менше часу. І це стає вирішальним фактором, коли необхідна позапланова термінова перевірка.
На підприємствах «Норнікеля» такі роботи виконує квадрокоптер DJI Matrice 210 RTK V2. Він зовсім не схожий на поширені сьогодні розважальні дрони. Це професійний безпілотний апарат з тих, які розробляють спеціально для промисловості. Вони витримують суворі погодні умови і здатні носити на собі відразу кілька камер, сканерів і датчиків.
Item 1 of 2
1 / 2
Зокрема, на промисловий безпілотний літальний апарат (БПЛА) крім відеокамер встановлюють тепловізори, далекоміри і лазерні сканери. Шестикілограмовий апарат може нести три камери і кілька датчиків, але їх сумарна вага не повинна перевищувати 1,23 кг. Квадрокоптер може підняти і більше, але в такому екстремальному режимі йому може не вистачити потужності моторів для того, щоб вирівняти крен, наприклад, від пориву вітру. Також при високому навантаженні значно скорочується час корисного польоту, що знижує ефективність використання БПЛА.
Безпілотник піднімається на висоту до трьох кілометрів, розвиваючи швидкість до 72 км/год. Завдяки двом акумуляторам, максимальний час польоту становить 38 хвилин. Втім, як розповідає керівник за напрямом маркшейдерського контролю та аудиту гірських проектів департаменту мінеральних ресурсів «Норнікеля» Сергій Соболєв, при хороших погодних умовах на фотовідеофіксацію породного відвалу обсягом два мільйони кубометрів йде всього 15-20 хвилин. Прискорення збору даних не єдина перевага. Набагато важливіше для фахівців тип і вид цих даних.
Item 1 of 3
1 / 3
Лазерне сканування дає маркшейдерам готову хмару точок для подальшого аналізу. Щоб отримати такі дані з фотографій і відеозйомки, їх потрібно спершу обробити. Тепер цього етапу немає. За даними сканера відразу створюється детальна модель складного об'єкта, за якою маркшейдери вже можуть будувати рельєф і визначати обсяги відкритих гірничих розробок і складів корисних копалин. А інженерна служба - планувати розширення виробництва.
Сьогодні за зібраними БПЛА даними «Норнікель» складає генеральні плани будівництва на майбутнє. А тим часом квадрокоптер інспектує споруджувані об'єкти. Загальний вигляд майданчика зверху дає можливість ефективніше використовувати простір при будівництві, а також стежити за виконанням робіт і безпекою на об'єкті. Дрон шифрує дані, що передаються, тому його використовують навіть там, де діє режим постійного контролю.
Природні та погодні умови в Норильську суворі: низька температура, сильний вітер та опади. Любителі дронів знають, що в таких умовах квадрокоптер використовувати категорично не можна - він швидко зламається. У цього БПЛА закритий вологостійкий корпус і система обігріву для акумуляторів, які дозволяють йому працювати при температурі до -20 градусів Цельсія. Потужні двигуни і 17-дюймові гвинти можуть протистояти навіть сильному вітру. Втім, для виконання складних завдань однієї лише потужності недостатньо - такий апарат повинен бути «розумним».
Item 1 of 2
1 / 2
Для інспекції важкодоступних будівель і споруд раніше доводилося залучати промислових альпіністів і піддавати працівників високому ризику. Безпілотник значно спростив ці перевірки - багато в чому завдяки розумним системам квадрокоптера, які не дозволяють йому врізатися в будівлі і стежать за положенням інших літальних апаратів.
Апарат оснащений мережею сенсорів, які забезпечують безпеку як апарату, так і оточуючим. Візуальні, ультразвукові та інфрачервоні датчики, об'єднані в одну систему, розпізнають перешкоди на відстань до 30 м і огинають їх. Приймач ADS-B дозволяє стежити за повітряними суднами, що знаходяться поблизу, що теж підвищує безпеку його використання.
При перевірці будівель і споруд апарат відлітає відносно недалеко від оператора. При цьому максимальна дальність польоту у цього БПЛА в хороших умовах досягає семи кілометрів. Така відстань дозволяє швидко перевіряти не тільки будівлі, а й об'єкти інфраструктури: трубопроводи, кабельні естакади і провід "