Сотрудник на объекте: вид из облака

Новолипецкий металлургический комбинат создал на базе SAP Cloud Platform прототип системы точного трехмерного позиционирования сотрудников на производственном объекте.

Любое производственное предприятие – сложный и небезопасный объект. Не допустить малейших случайностей, угрожающих здоровью человека на производстве, – одна из целей современной системы обеспечения безопасности. Чтобы ее достичь, необходимо несколько компонентов: развитая культура безопасности, надежное оборудование, современные технологии. Одно из требуемых решений создано на Новолипецком металлургическом комбинате, головном предприятии Группы НЛМК. Прототип системы, точно определяющей местонахождение работников на трехмерной модели объекта – агрегата непрерывного горячего цинкования, разработан Лабораторией совместных инноваций НЛМК-SAP и Национальным центром интернета вещей всего за три месяца.

Для определения местоположения сотрудника на агрегате были установлены базовые станции, которые принимают сигнал от носимых устройств (трекеров), предназначенных для сотрудников. Кроме того, в газоопасных местах установлены датчики для определения концентрации газов, оборудованные средствами шумовой и световой индикации.

Система в режиме реального времени отслеживает положение сотрудника и отображает его трехмерную модель на трехмерном плане цеха. Если сотрудник заходит в рабочую зону, в которой он не должен находиться, система немедленно оповещает его об этом с помощью носимого устройства.

Сотрудник, в свою очередь, может через трекер подать сигнал тревоги. А если он не в состоянии это сделать (например, потерял сознание), система сама выявит наличие нехарактерного поведения владельца трекера – например, падение или отсутствие движений.

Ядром решения, объединившего систему позиционирования, систему отображения трехмерной модели, а также систему сбора информации с датчиков, стала SAP Cloud Platform (SCP).

ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ОСОБЫХ УСЛОВИЙ

При кажущемся богатстве выбора найти компоненты, оптимально решающие задачу точного определения местоположения сотрудников в условиях цеха, оказалось совсем не просто.


Не допустить малейших случайностей, угрожающих здоровью человека на производстве, – одна из целей современной системы обеспечения безопасности


Системы позиционирования GPS и ГЛОНАСС не способны работать в условиях производственных предприятий, так как многочисленные металлоконструкции сложной формы экранируют и отражают радиосигналы, а промышленное оборудование создает сильные помехи, способные полностью заглушить сигнал. Сложность геометрии цеха зачастую не позволяет использовать инфракрасные или ультразвуковые системы позиционирования, рассчитанные на работу в условиях прямой видимости отслеживаемого объекта. Поскольку прототип разрабатывался с расчетом на дальнейшее масштабирование на весь завод, при выборе технологий учитывалась и их способность выдержать условия самых «суровых» цехов НЛМК.

Cпециалисты НЛМК остановили свой выбор на технологии Ultra-Wide Band, беспроводной энергоэффективной технологии радиосвязи на малых расстояниях. Как следует из названия, UWB-устройства используют при передаче сверхширокую полосу, поэтому их работа в меньшей степени подвержена проблемам с отражением и затуханием сигнала, а также c его «забиванием» помехами.

Сложность внедрения системы позиционирования и визуализации состояла в том, что в таком решении обычно используется двумерная карта. В случае же НЛМК требовалось создать трехмерную карту, а не набор ее двумерных проекций, поскольку были необходимы наглядность и удобная ориентация, особенно в экстренных ситуациях.

Из-за сжатых сроков, отведенных на реализацию прототипа, наилучшим образом подошли игровые движки, из числа которых был выбран кросс-платформенный продукт компании Unity Technology, позволивший быстро создать прототип системы. В дальнейшем, при масштабировании решения на весь НЛМК, планируется использовать систему корпоративного класса SAP Visual Enterprise.

СИСТЕМА В РАБОТЕ

Сотрудники, снабженные трекерами в начале смены, перемещаются в ходе рабочего процесса по агрегату, устройства передают информацию на базовые станции, которые установлены таким образом, чтобы сигналы, поступающие из любого места производственного комплекса, принимало максимальное количество станций. Информация об уровне сигнала и показаниях акселерометра передается на обработку в созданное разработчиком системы позиционирования компанией «РТЛС» промежуточное ПО, которое преобразует полученные сигналы в координаты и события.

Затем данные поступают в разработанное в НЛМК на базе SAP Cloud Platform программное обеспечение по протоколу Message Queue Telemetry Transport, где происходит дальнейшая обработка координат и выполняются разработанные сценарии.

Благодаря этому сотрудники, работающие в цеху, всегда находятся в поле зрения операторов: если щелкнуть мышкой по аватару на экране, то можно увидеть не только имя человека, но и название подразделения, в котором он работает, должность, табельный номер, номер мобильного телефона, а также имя и телефон руководителя.

В части зон можно настраивать и просматривать информацию об уровне опасности зоны, типе ее опасности (повышенный шум, температура и т. д.) и о том, какие средства индивидуальной защиты требуются.

Одновременно в SCP по тому же протоколу MQTT передаются данные с датчиков газоанализаторов. Сообщения поступают в систему SAP MMS, которая далее отправляет их в SAP HANA Smart Data Streaming – средство «захвата» потоков данных в реальном времени для SAP HANA.

В дальнейшем приложения, написанные с использованием современных инструментов разработки интерфейсов SAP Fiori, забирают данные из SAP HANA и визуализируют их в виде отчетов о событиях или трехмерной модели для Unity.

Кроме отображения данных в реальном времени, в системе позиционирования реализован «исторический режим», который позволяет фактически «отмотать» время и посмотреть, что происходило на агрегате в прошлом.

ВИДЫ НА БУДУЩЕЕ

Нужно отметить, что при переводе системы в промышленную эксплуатацию можно состыковать ее с системами АСУ ТП. Это повысит эффективность работы решения – например, позволит сообщать оператору, что сотрудник находится рядом с движущимися частями какого-либо оборудования. Однако некоторые производители решений АСУ ТП накладывают лицензионные ограничения на передачу данных в другие информационные системы, и с ними надо будет договариваться заранее.

В настоящее время результаты работы прототипа анализирует руководство НЛМК для принятия решения по дальнейшим шагам. 


Виктор ТогобецкийВиктор Тогобецкий, вице-президент по охране труда, промышленной безопасности и экологии:

«Безопасность производства всегда была и остается главным приоритетом Группы НЛМК. Несколько лет назад мы поставили перед собой амбициозную цель – стать одними из самых лучших в мире в сфере промышленной безопасности. Для этого, кроме комплекса организационных мер, используем возможности современных ИТ-решений. Одно из них – внедрение системы трехмерного позиционирования сотрудников на промышленных объектах. Эта одна из тех инноваций, у которых большое будущее. Интернет вещей – новый эффективный инструмент, который позволит нам принимать превентивные меры, выявлять возможные риски и в разы повысить безопасность работы нашего персонала».

Павел СоболевскийПавел Соболевский, директор Лаборатории совместных инноваций НЛМК-SAP со стороны SAP:

«Еще на фазе планирования проекта было понятно, что для реализации сложного программного комплекса потребуется именно интеграционная платформа, позволяющая связать совершенно различные части решения. Кроме этого, широкий набор встроенных в SAP Cloud Platform технологий и сервисов позволил гибко подходить к реализации программного комплекса – очень многие его части были реализованы через готовые сервисы SCP или требовали минимальных усилий для расширения функциональности.

Такой подход также позволяет быстро масштабировать решение. Например, за счет развитой функциональности модуля IoT есть возможность подключать любое промышленное оборудование и датчики. Сервис обработки потоковых данных Smart Data Streaming позволил легко реализовать все сценарии, заложенные в решение, и обеспечил их работу в реальном времени. На финальной фазе проекта отдельно прорабатывался блок отчетности, и, благодаря использованию SAP Cloud Analytics, удалось не только разработать его в самые короткие сроки, но и обеспечить работоспособность на любом устройстве за счет использования технологии SAP Fiori».


Контакт с нами
Отправить

Выполните вход под своей учетной записью или зарегистрируйтесь, чтобы создать новую учетную запись.

Не зарегистрированы?

Еще не зарегистрированы? Получите доступ к 5000 эксклюзивных материалов, подпишитесь на новостную рассылку и управляйте ей.




Создать новый профиль