Роботизированная техника идет на стройку
Отечественная инженерная школа представила первый опытный отряд роботизированной дорожно-строительной техники на выставке «Дорога 2025». К серийному запуску готовы асфальтоукладчик и катки для укладки асфальта высокого уровня автоматизации. Следующий на очереди — грунтовый каток.
Фактически год потребовался проектной команде для создания роботизированной спецтехники на отечественных технологиях — ровно столько времени прошло с момента получения задания до презентации работы опытных образцов. Благодаря совместным усилиям специалистов Росавтодора, профильных ведомств, отраслевых ассоциаций, научного сообщества и производителей техники общественности представили высокоавтоматизированный асфальтоукладчик и катки с автоматизированными системами управления.
На уличной экспозиции перед МВЦ «МинводыЭКСПО», где в этом году проходила XII Международная специализированная выставка «Дорога 2025», сначала робот-асфальтоукладчик «Десна 2100» распределил асфальтобетонную смесь по участку протяженностью 60 метров, затем высокоавтоматизированный каток «Раскат» провел предварительное вибрационное уплотнение. После этого перед зрителями предстал второй каток весом 11 тонн, который также в автоматизированном режиме завершил процесс укладки верхнего слоя. Работу машин между собой синхронизировал комплекс «Прометей», а точность их перемещения на полигоне обеспечивала система «Филин».
«Дорожная отрасль — локомотив не только перемен в стране, но и в экономике. Одним из таких факторов является повышение производительности труда и автоматизация процессов. Впечатляющая демонстрация укладки верхних слоев асфальта с помощью беспилотной отечественной техники, а также технологии удаленного управления дорожной техникой при укладке нижнего слоя дорожного полотна наглядно доказывает, что это отличные помощники отрасли. Спасибо специалистам за разработку технологий, а участникам — за то, что нашли время приехать сюда, пообщаться и обменяться опытом», — заявил заместитель председателя правительства России Марат Хуснуллин.
Новая техника может выполнять задачи практически непрерывно, в том числе ночью. Благодаря «Прометею» оператор имеет возможность управлять катком дистанционно или запрограммировать его для автономной работы. За счет высокой точности позиционирования системы «Филин» дорожные работы выполняются с минимальными отклонениями, что обеспечивает высокое качество дорожного покрытия и снижает затраты.
Под чутким руководством специалистов ФАУ «РОСДОРНИИ» технику оснастили комплексом специализированного оборудования: датчиками и детекторами для контроля температуры смеси в бункере, отечественным датчиком для мониторинга равномерности распределения смеси в шнеке, системой автоматического нивелирования для точного позиционирования по опорной плоскости, системой сбора телеметрии и прочим устройствами.
Программным обеспечением, гарантирующим автономность движения и точность позиционирования техники до 2 см, занимался ВНИИ «Сигнал». В его основе заложена математика, обеспечивающая движение по заданной траектории в соответствии с технологической картой. В программной части реализованы сценарии укладки с конкретными параметрами: захваткой, перемещением и геометрией, которые должны соблюдаться по технологии. Подготовительный этап работ также включал в себя создание цифровой модели участка.
Возможности дистанционной укладки
Во второй части мероприятия разработчики продемонстрировали дистанционную укладку нижнего слоя дорожного полотна также с помощью технических средств исключительно российского производства. В режиме удаленного управления был использован бульдозер производства «ДСТ-УРАЛ». Оператор, сидя в кресле на динамической платформе, с легкостью управлял техникой, находящейся за несколько тысяч километров, — на специализированном полигоне в Челябинской области. Видео с камер передавалось в очки виртуальной реальности. Также оператор видел приборную панель, цифровую модель местности с моделью управляемой машины для лучшего ориентирования на рабочей площадке.
Оператором выступил Юрий Осолодков — кавалер ордена Мужества, ветеран СВО, получивший в боях тяжелое ранение в ногу, восстановившийся и вернувшийся к работе. Полученные им травмы обычно несовместимы с профессией бульдозериста в привычном виде, однако технологии удаленного и роботизированного управления спецтехникой позволяют маломобильным людям вернуться в профессию.
Отметим, что удаленное роботизированное управление спецтехникой — та технология, которая позволит оператору контролировать работу машин на расстоянии с использованием беспроводных каналов связи. Это может быть как локальная сеть предприятия или конкретной площадки, так и глобальная, когда расстояния между оператором и местом проведения работ достаточно существенны. Естественно, при обеспечении безопасности соединения.
Навигация высокой точности
Важным моментом стало то, что демонстрация отечественной беспилотной техники прошла в условиях фактического отсутствия мобильной связи. Как пояснил генеральный директор ГК «Роскосмос» Дмитрий Баканов, беспилотной дорожно-строительной технике помогают работать, в том числе, сервисы, позволяющие определять местоположение: «Перспективным направлением являются полностью беспилотные комплексы, способные работать без участия человека, на отдельных территориях, где отсутствует покрытие сотовой связью. Что сегодня нам очень эффективно было продемонстрировано».
Для двусторонней связи используются терминалы массой порядка 2,5 кг (скорость на приме — 80 Мбит/сек, на передачу — 5 Мбит/сек). Технология уже успешно прошла испытания в МЧС и РЖД.
Ожидается, что расширить географию связи поможет серийный запуск российских низкоорбитальных космических аппаратов одной из частных отечественных компаний. Развертывание такой группировки начнется в декабре 2025-го — январе 2026 года, а сейчас на орбите уже находятся первые шесть тестовых аппаратов.
Автоматизация грунтового катка
Параллельно над созданием отечественной роботизированной техники работает еще одна проектная команда, в состав которой входят специалисты АО «ГЛОНАСС» и подрядной компании «Нацпроектстрой». На данный момент эксперты завершили тестирование технологии полуавтономного грунтового катка (так называемое автовождение или траекторное управление), а до конца года намерены создать полностью автономную машину, которая сможет функционировать без участия человека. Отметим, что именно грунтовые катки сегодня выполняют примерно 85% строительных задач, тогда как на асфальтный приходятся остальные 15%.
«Мы сделали только первый этап — это полуавтономная работа. Но уже сейчас мы видим экономику, и буквально на днях состоится подписание с “Нацпроектстроем” первого коммерческого контракта, — говорит генеральный директор АО «ГЛОНАСС» Алексей Райкевич. — Мы “добежали” до него всего за полгода, потому что наработки, которые имеются в сельхозтехнике, полностью применимы. И оказалось, что задачи даже проще, потому что в дорожном строительстве техника двигается медленнее».
Отметим, что в сферу сельского хозяйства роботизация пришла около десяти лет назад, из которых последние семь в работе участвуют специалисты «ГЛОНАСС». По мнению Алексея Райкевича, в сегмент строительства технологии не могли прийти раньше из-за высокой стоимости.
Также над созданием роботизированной дорожно-строительной техники работают специалисты компании «Газпромнефть — Битумные материалы». А компания «Мостовик» в течение года планирует внедрить машины без водителей на одном из карьеров Донецкой Народной Республики для проведения работ по переработке щебня. «Ждем доклад на следующей выставке с оптимизацией стоимости куба щебня», — дал указание разработчикам руководитель Федерального дорожного агентства Роман Новиков.
С защитой от угона
Появление большого количества роботов требует защиты от перехвата управления. Для этого по поручению Президента России Владимира Путина совместно с федеральным Минтрансом компания «ГЛОНАСС» реализует проект по созданию единой системы идентификации всех роботов.
«Мы не только обеспечим прозрачность функционирования техники, но и впервые в стране начнем централизовано обеспечивать кибербезопасность, — рассказывает Алексей Райкевич. — Представьте себе, что будет, если управление такой тяжелой техникой будет перехвачено злоумышленником, или в результате неполадки будет утерян контроль за ней?» Для решения этого вопроса будет создана система, которая, принимая телеметрию с роботизированной техники, сможет увидеть любые аномалии: по вмешательству в управление, «перепрошивке» или потере контроля. Также появится функция принудительной остановки, если техника окажется под управлением злоумышленников с преступными целями.
Помимо этого, научное сообщество России сейчас работает над импортозамещением и обеспечением технологического суверенитета в области спутниковой связи в движении. Для обеспечения высокоточной навигации через космические спутники необходимо научиться доставлять корректирующую поправку в роботов. Отметим, что на данный момент структуры «Роскосмоса» создали российское решение по полноценной спутниковой связи, которая работает через российские геостационарные спутники, а одно из предприятий компании разработало математический аппарат для расчета корректирующей поправки высокоточной навигации.
Технологии для человека
По мнению председателя правления ГК «Автодор» Вячеслава Петушенко, применение результатов космической деятельности может открыть практически безграничные возможности для дорожной отрасли на любой стадии жизненного цикла: от технико-экономического обоснования, когда нужно выбрать вариант прохождения трассы и учесть геологические и климатические изменения, до приемки работ. Впрочем, для последнего нужна исключительная точность.
«Было бы ошибкой считать, что искусственный интеллект и нейросеть заменят человека полностью в его деятельности, отберут работу у людей, как говорили про беспилотный транспорт. Конечно же, нет! Технологии должны стать нашим основным помощником. Кроме того, мы получаем новые возможности трудоустроить тех людей, которые по какому-то признаку потеряли полную трудовую способность, а запрос у них на дорожную деятельность, машин и механизмов имеется», — подчеркнул Роман Новиков.
С 1 апреля 2022 года в России действует межгосударственный стандарт — ГОСТ 32603-2021 для производства трехслойных панелей. Он упрощает производство и продажу сэндвич-панелей, а также улучшает качество и продукции, и готового объекта.
ГОСТ 32603-2021 разработан взамен аналогичного стандарта 2012 года для формирования нормативной базы производства трехслойных панелей с металлическими облицовками и сердечником из минеральной ваты, предназначенных для ограждающих конструкций объектов гражданского и промышленного строительства.
Стандарт разрабатывался не один год, в работе участвовали ЦНИИПСК им. Н. П. Мельникова, компания «Металл Профиль», Ассоциация производителей панелей из ППУ (Ассоциация НАППАН).
Чтобы удешевить конечную продукцию, уже с 2014 года некоторые производители использовали самое дешевое сырье. На выходе получались сэндвич-панели непредсказуемого качества и с непредсказуемым сроком годности. Поэтому появилась необходимость разработать новый стандарт.
Вадим Денисов, генеральный директор ООО «ИЗОПАН РУС» (компания также участвовала в разработке), отмечает: «Актуализированный ГОСТ задает более высокие стандарты качества сэндвич-панелей за счет расширения спектра применяемых технологий изготовления продукции, снятия излишних требований к готовой продукции — например, снято ранее обязательное требование к плотности минеральной ваты, так как основными прочностными характеристиками утеплителя является не его плотность, а показатели предела прочности на сжатие, сдвиг и разрыв».
По его словам, прежний стандарт имел ряд ограничений для развития отрасли и улучшения продукции. Например, невозможно было применять инновации в сырье и производстве, существовали спорные формулировки методики оценки качества готовой продукции и сырья.
Основные изменения, вошедшие в ГОСТ, касаются разделения типов ТСП с разными характеристиками по сферам применения, усиления контроля качества, а также уточнения параметров качества.
«Принципиальное изменение получили параметры, по которым определяется качество панелей. Их количество увеличилось до 40. Установлены технические требования к материалам облицовок панелей и сердечника, геометрической точности готовых панелей, внешнему виду, теплотехническим характеристикам панелей, прочностным характеристикам образцов и готовых панелей. Впервые в стандарте появилось разделение панелей на два класса в зависимости от качественных требований к облицовке, сердечнику и свойствам готовой панели. Принадлежность к какому-либо классу обозначается в виде маркировки на замковой части панели, что упрощает идентификацию продукции и способствует выявлению некачественной продукции», — уточнил Вадим Денисов.
Стандарт считается межгосударственным — к нему присоединяются Армения, Казахстан, Таджикистан и Киргизия.
Ради качества
По словам Максима Лопатина, коммерческого директора компании «Металл Профиль», в России более 100 производителей ТСП, примерно 30% из них имеют у себя на производстве непрерывные (автоматические) линии. «Отмечу, что у многих стоят и автоматические, и полуавтоматические линии. Просто у автоматических значительно выше мощности, поэтому именно такие линии берут на себя основную загрузку — 60–70% рынка закрывается именно такой продукцией», — указывает он.
При этом Максим Лопатин рассуждает: если продукция соответствует показателям, обозначенным в ГОСТе, продукцию может выпускать любая линия.
Новый стандарт актуален не только для крупных предприятий с непрерывным производством, но также для мелких — подразумевается производство любыми способами. Именно к небольшим предприятиям было много претензий. А их около 30% рынка.
Как рассказала Светлана Галынская, руководитель обособленного подразделения СЗФО компании «Техностиль», качественная продукция требует комплексного подхода — это не только автоматическая линия, но и качественное сырье, контроль на всех этапах приемки сырья и производства, наличие лаборатории. На ручной линии известны случаи использования общестроительной ваты, которая значительно дешевле. Один из основных критериев качества сэндвич-панелей — это показатель адгезии. Высокие показатели адгезии зависят от многих параметров, и в первую очередь от уровня и класса оборудования, клеевой системы, от вида пресса, от температурного режима в клеевой камере и пр.
По ее словам, маленьких линий в регионах достаточно. Как правило, на сайтах таких компаний не выкладывают фотографий оборудования. «Использование продукции, изготовленной на таких линиях, допустимо лишь на самых неответственных объектах — мелких объектах сельскохозяйственного и промышленного назначения. Если заказчик хочет качественные панели, то надо знакомиться с производством (экскурсии очные, экскурсии виртуальные и т. д.) и контролировать используемое сырье. Особенно серьезно заказчики должны относиться к кровельным панелям. Причинами протечек и обрушения кровли является не только некачественный монтаж, но и технология производства панелей и качество используемого сырья, прежде всего наполнителя панелей», — добавила Светлана Галынская.
Плюсы и минусы ГОСТ
Как у любого документа, у ГОСТ 32603-2021 есть свои преимущества и недостатки.
«Первое что дает новый ГОСТ, — это возможность для покупателя не погружаться в технические тонкости, выбирая сэндвич-панели. С внесением изменений в ГОСТ и потребитель, и надзорные органы могут легко проверить, соответствует ли класс качества примененных панелей ответственности объекта, так что безопасность здоровья и жизни людей будет обеспечена», — полагает Максим Лопатин.
В частности, покупатель сможет сориентироваться благодаря обязательной классификации панелей, которая подтверждается маркировкой. «Это неизбежно снизит риски и последующие издержки, к которым приводит использование панелей низкого качества», — подчеркнул Максим Лопатин.
По его мнению, наличие маркировки облегчит жизнь всем: покупателям и подрядчикам. Поможет проектировщикам в согласовании проектов, даст возможность оптимизировать расходы там, где это допустимо.
«На мой взгляд, главное преимущество нового ГОСТа в том, что он учитывает уровень ответственности зданий и сооружений. Согласно новому ГОСТу, все ограждающие конструкции делятся на два класса. Например, кровельные панели и сэндвич-панели, используемые для противопожарных перегородок, по новому ГОСТу могут быть только 1-го класса. Для производства продукции 1-го класса должны соблюдаться определенные требования к оборудованию и сырью. Металл не может быть толщиной менее 0,5 мм и массой цинка не менее 140 г/кв. м. Минераловатный наполнитель должен быть плотностью не менее 110 кг/куб. м и определенной марки. Сэндвич-панели 1-го класса невозможно изготовить в гараже и «слепить из того, что было». И это защищает ведущих производителей от ценовой конкуренции с мелкими производителями», — указала Светлана Галынская.
Плюсы стандарта существенны, но и минусы серьезны.
«Главный недостаток нового ГОСТа — его необязательность. Мы искренне надеемся, что сертификация трехслойных сэндвич-панелей станет все-таки обязательной для всех производителей. Это в первую очередь вопрос безопасности. Обновленный ГОСТ 32603-2021 — элемент движения к регулированию строительного рынка, шаг в сторону введения обязательной сертификации продукции, которая занимает значительную долю рынка строительных материалов», — убежден Максим Лопатин.
Светлана Галынская указывает еще на одно упущение в содержании стандарта: «Новый ГОСТ разделил продукцию на премиум- и эконом-классы. В нем не нашлось места для сегмента "средняя цена, среднее качество". Допущения для 2-го класса будут иметь малоприятные долгосрочные последствия. Пятнадцать лет назад было редкостью использование металла с цинком менее 275 г/кв. м. По прошествии 10–15 лет объекты нас радуют яркостью красок. Новый ГОСТ поощряет использование металла, оцинкованного электролитическим способом. Его толщина до 43 г/кв. м. Это грозит тем, что уже через 2–3 года появятся здания с признаками коррозии. То есть новый ГОСТ допускает снижение качества продукции».
Она подчеркивает: очень многое зависит от выбора заказчика. Если выбор будет неверным, мы получим еще больше уродливых непривлекательных объектов, и не только в промышленных зонах.
Необходимо и достаточно
На первый взгляд кажется, что новый стандарт должен усложнить работу производителей сэндвич-панелей. Однако участники рынка полагают, что работать станет легче. «Добросовестные производители, даже если они не работают на непрерывных линиях (а таких порядка 25% рынка!), получат возможность доказать, что их продукция соответствует ключевым параметрам прочности, а значит, безопасная и качественная. Те, кто производил ТСП по ГОСТу, ничего не потеряют и даже не поменяют, они просто продолжат производить высококачественную продукцию. Те, кто производил продукцию только по ТУ, также продолжат ее производить, но только если она не ниже минимальных показателей качества. И четко обозначая, для каких целей, зданий и сооружений предназначен продукт», — рассуждает Максим Лопатин.
Вадим Денисов объясняет: «ГОСТ 32603-2021 упорядочивает производство и сбыт сэндвич-панелей. Некоторые методики стали четче, требования, предъявляемые к сэндвич-панелям, стали достижимыми и не сдерживают развития технологий. Более того, новый стандарт позволит потребителям делать обоснованный выбор сэндвич-панелей в зависимости от их характеристик, а производителю применять и совершенствовать разные технологические процессы по изготовлению продукции».
«На наш взгляд, все требования рынка в новом ГОСТе отображены, осталось только сделать его обязательным. Понятно, что в течение времени, возможно, появятся корректировки, но сейчас нам пока добавить нечего», — резюмировал Максим Лопатин.
Группа компаний «КВС», один из ведущих застройщиков Санкт-Петербурга, 28 сентября запустила необычный просветительский проект — Центр современного строительства. По замыслу инициаторов, основной задачей проекта должна стать популяризация строительных профессий.
«На наш взгляд, популяризация — важная на сегодня вещь, — отмечает генеральный директор Сергей Ярошенко. — Мы все видим проблемы с профориентацией, с утратой престижа строительного образования, с набором в отраслевые вузы, поэтому создание Центра — это вклад компании в решение этих вопросов».
Официальное открытие посетили вице-губернаторы Санкт-Петербурга Николай Линченко и Ирина Потехина, президент СРО А — Объединение строителей СПб Александр Вахмистров, начальник Госстройнадзора Санкт-Петербурга Владимир Болдырев, представители профильных вузов, колледжей, а также школ, в которых организованы специализированные строительные классы.
«Это первый в городе Центр, который призван не только обучать, но и показывать жизненный цикл любого здания начиная от задумки и выбора оптимальных технических решений, — поделился впечатлениями Николай Линченко. — Здесь максимально представлены все решения, которые сегодня используются в строительстве: отделка, окна и двери, инженерные системы. Показано, как происходит процесс эксплуатации объекта недвижимости».
Вице-губернатор напомнил также, что цифровое проектирование набирает обороты. Именно в Петербурге впервые в России с помощью BIM-технологий был запроектирован, прошел экспертизу и уже построен детский сад, а на основе 3D-модели создается полноценный жизненный цикл этого объекта. Благодаря Центру современного строительства можно получить представление о формировании такого жизненного цикла.
По мнению Ирины Потехиной, подобные обучающие центры помогают как можно раньше приобщить детей к высоким технологиям и сформировать увлеченных специалистов, ведь «будущие инженеры и конструкторы рождаются за школьной партой». Кроме того, в работе центров заинтересованы родители — они уже не поспевают за изменениями на рынке труда и не могут подсказать ребенку, куда пойти учиться.
Действительно, Центр современного строительства создан как образовательное пространство для самого широкого круга посетителей — от детей до профессионалов, которым предлагаются разные по сложности лекции аудиогида и занятия в классе-трансформере. «Студентов можно привести на стройку, а школьников — еще нет, — пояснил в ходе экскурсии Сергей Ярошенко. — Зато здесь им все разрешается трогать руками». На 800 квадратных метрах разместились сотни единиц оборудования и конструкций, фотографий и чертежей, которые очень подробно, шаг за шагом показывают весь современный строительный процесс, начиная с предпроектных и геодезических работ.
Посетитель может посмотреть на стройплощадку из кабины крановщика, разглядеть и пощупать все слои кровельного «пирога», разобраться, как работает ИТП, из каких компонентов состоит система водоснабжения и почему входная дверь считается противопожарной. О многих этапах строительства рядовой горожанин, скорее всего, даже не подозревал, а благодаря центру может познакомиться с работой лаборатории качества, организацией благоустройства и безопасности придомовых территорий, а также особенностями управления жилым комплексом.
Приятно, что при всей устремленности к цифровизации создатели этого уникального пространства не забыли об истории: отыскали настоящий чертежный кульман и деревянные сваи, рассказывая о системах вентиляции и кондиционирования, упомянули об идеях Фарадея, а хронику создания подъемного оборудования начали от лифта Архимеда.
Одним словом, в «КВС» постарались сделать все, чтобы визит в Центр современного строительства смог составить конкуренцию семейному походу в музей.
Остается добавить, что оснащение центра — это те самые материалы, оборудование и решения, которые применяет компания при строительстве ЖК. Поэтому в конце экскурсии посетителя ждет результат представленных технологий — уютная квартира и вид на действующий подземный паркинг.