«Исследование и разработка научнотехнических решений в области проведения сортировочных операций в режиме реального времени, с объектами, имеющими сложные характеристики, с использованием высокоэффективных робототехнических средств автоматизации» Кречетов И. В. Москва, 2016
Цель проекта: Разработка средств автоматизации для комплексов сортировки твердых бытовых отходов (ТБО*), в которых используется ручная сортировка мусора. * К ТБО относится весь бытовой мусор и бытовой мусор с предприятий (непромышленный), включая мелкогабаритный строительный мусор: бумага, картон; пищевые отходы; дерево; металл (черный и цветной); текстиль; кости; стекло; кожа, резина; камни; полимерные материалы; прочие (неклассифицируемые фракции). Соглашение № 14. 586. 21. 0029
Основные достоинства и недостатки имеющихся на рынке аналогов На отечественном рынке на настоящий момент представлены 2 основных типа комплексов по сортировке твердых бытовых отходов: автоматизированные и с использованием ручной сортировки. В обоих случаях используется ручной труд, но в разных масштабах. Главное отличие – использование ручной сортировки на этапе отбора полезных фракций (картон, бумага, текстиль, ПЭТ-бутылки, полиэтилен, стекло), которые предназначены для вторичной переработки и являются ценными с точки зрения получения прибыли и возможности самого существования бизнес-решений в сфере сортировки твердых бытовых отходов. Соглашение № 14. 586. 21. 0029
Задачи проекта их Задачи проекта и пути и решения пути их решения В рамках настоящего проекта предполагается разработать автоматизированный комплекс сортировки твердых бытовых отходов с использованием высокоэффективных робототехнических средств автоматизации (примерный внешний вид комплекса представлен на (рис. 3) Задача сортировки ТБО очень сложна, так как бытовой мусор обладает множеством сложноформализуемых качеств. В мире пока не создано роботизированных систем с использованием манипуляторов, в том числе антропоморфных именно для сортировки ТБО, хотя попытки есть. Например, для сортировки строительного мусора подобные роботы уже продаются весьма удачно, например роботы Финской компании ZEN ROBOTICS. Соглашение № 14. 586. 21. 0029
система манипуляторов система сканирования потока ТБО конвеерная лента сортировочные контейнеры Рис. 3 Соглашение № 14. 586. 21. 0029
Менталитет отечественного «изобретателя» Закрытость и ревность к аналогичным решениям Отсутствие видения будущего продукта на 5 -10 -20 лет Неспособность сфокусироваться на ключевых компетенциях 6 Соглашение № 14. 586. 21. 0029
Высокая наукоемкость и средства на разработку üИнвесторы не готовы вкладывать в ранние стадии üКрупным корпорациям не интересно üСвои средства быстро заканчиваются СНИЖЕНИЕ НАУКОЕМКОСТИ ИСТОЧНИКИ ФИНАНСИРОВАНИЯ ФОКУС НА КЛЮЧЕВЫХ КОМПЕТЕНЦИЯХ ПАРТНЕРСТВО В ОТРАСЛИ ФОНДЫ РАЗВИТИЯ МИНОБРНАУКИ РФ 7 Соглашение № 14. 586. 21. 0029
Задачи проекта их Задачи проекта и пути и решения пути их решения Решение поставленной задачи состоит в удачном применении средств роботизации, именно там, где это необходимо и выгодно как коммерчески, так и с точки зрения решения прикладных задач. Например, нет смысла сортировать мелкие фракции мусора, так как энергозатраты и трудоемкость будут слишком велики, и непонятно как производить захват мелких плоских фрагментов, например стекла и металла. Для этого созданы сепараторы и они очень эффективно применяются. Соглашение № 14. 586. 21. 0029
Преимущества разрабатываемого в рамках проекта автоматизированного комплекса сортировки твердых бытовых отходов 1) Высокая эффективность робототехнических средств автоматизации для решения задач сортировки отходов. Процент отбора полезных типов отходов будет близок к таковому у присутствующих на рынке импортных автоматизированных комплексов, при одинаковой производительности. Стоимость разрабатываемого в рамках проекта комплекса будет на несколько порядков ниже зарубежных за счет частичного использования отечественной элементной базы, разработанных алгоритмов и программного обеспечения а также сборки. Это, наряду с другими преимуществами, будет способствовать импортозамещению зарубежной продукции. Соглашение № 14. 586. 21. 0029
Преимущества разрабатываемого в рамках проекта автоматизированного комплекса сортировки твердых бытовых отходов 2) Экономическая выгода от предложенных решений. По стоимости разрабатываемый комплекс будет выше, чем имеющиеся на сегодняшний день комплексы ручной сортировки, которые производятся в России, при одинаковой производительности. Однако, за счет автоматизации ручного труда, период окупаемости у них будет сопоставим. Естественно, в процессе использования разработанного в рамках проекта комплекса, трудозатраты будут меньше, так как ручной сортировкой обычно занимается от половины до двух третей персонала, обслуживающего комплекс ручной сортировки. Таким образом, по экономической эффективности, по прошествии срока окупаемости, разрабатываемый комплекс будет превосходить аналоги отечественного и зарубежного производства, где используется ручная сортировка отходов. Соглашение № 14. 586. 21. 0029
Преимущества разрабатываемого в рамках проекта автоматизированного комплекса сортировки твердых бытовых отходов Научная новизна проекта. 3) Задача сортировки твердых бытовых отходов очень сложна, так как мусор обладает множеством сложноформализуемых качеств. В мире пока не создано серийных образцов роботизированных систем с использованием манипуляторов, в том числе антропоморфных именно для сортировки твердых бытовых отходов в промышленном масштабе, хотя попытки есть. Однако для смежных областей применения аналоги уже существуют. Например, для сортировки строительного мусора подобные роботы уже продаются весьма удачно. Решение поставленной задачи состоит в удачном применении средств роботизации, именно там, где это необходимо и выгодно как коммерчески, так и с точки зрения прикладных решений. Для этого надо решить несколько поисковых задач, и прежде всего, задачу распознавания отдельных несортированных типов полезных отходов и их параметров, и связанную с этим задачу автоматизации движений манипуляторов и видов схвата. Далее необходимо решить прикладные задачи, связанные с разработкой самой системы манипуляторов и отработкой безошибочных и правильных движений. Решение данных задач позволит сделать большой задел именно в прикладной отечественной науке и даст возможность решать сходные проблемы как в смежных областях применения, например для сортировки отходов других типов, так и для более отдаленных, например сортировки разных видов объектов в других отраслях (продовольственные товары в магазинах, овощи или фрукты на складах, для автоматизации некоторых производств, где важна сортировка объектов по категориям исходя из их свойств). Соглашение № 14. 586. 21. 0029
Спасибо за внимание Докладчик: с. н. с. УНИР Московского Политеха, Кречетов И. В. Москва, 2016
Скачать презентацию Исследование и разработка научнотехнических решений в области
bb0e38739bf9d3b8637d7e32df06dd25.ppt