Роботизированный комплекс управления производственными процессами, контроля продукции, сырьевых ресурсов
ROBOTIC COMPLEX FOR PRODUCTION PROCESS MANAGEMENT, PRODUCT AND RAW MATERIALS RESOURCES CONTROL

Заявленное изобретение представляет собой комплекс управления производственными процессами, контроля продукции, сырьевых ресурсов, который предназначен для организации объективного роботизированного контроля производственных процессов предприятий, использующих сырьё в виде сыпучих материалов, складывающих готовую продукцию на открытых площадках.
Он эффективен для предприятий, в производственных процессах которых необходимы замеры объемов сырья или готовой продукции отпускаемой по весу или объему. Организует контроль поступления сырья или комплектующих на производственное предприятие, контролирует поступления на склад и складские территории материалов, оборудования. Контролирует отгрузку материалов со склада в производство. Контролирует выход готовой продукции с производства на склад готовой продукции. Контролирует отгрузку готовой продукции потребителям, заказчикам.
Аналогом заявленного изобретения является, выбранного в качестве прототипа является телематический комплекс управления, содержащий центральный диспетчерский пункт (ЦДП), связанный посредством доступного канала связи с по меньшей мере одним периферийным объектом, содержащим соединенные с локальной вычислительной сетью (ЛВС) видеосервер и модуль управления, причем с видеосервером соединена по меньшей мере одна видеокамера, с модулем управления соединен по меньшей мере один датчик, а ЛВС соединена с блоком связи, который выполнен с возможностью взаимодействия с блоком связи ЦДП, связанным с по меньшей мере одним сервером оператора, причем периферийный объект содержит соединенный с ЛВС терминал видеоконференцсвязи (ВКС), а ЦДП содержит соединенную с его блоком связи ЛВС, с которой соединен по меньшей мере один сервер оператора, и соединенные с ЛВС ЦДП коммутатор, видеомультиплексор и по меньшей мере один модуль распределенного архива, причем коммутатор соединен с, по меньшей мере, одним терминалом ВКС ЦДП, соединенным в свою очередь с модулем регистрации, причем общее количество модулей распределенного архива равно сумме количества терминалов ВКС ЦДП и количества серверов оператора (патент на полезную модель № 81358, дата публикации: 10.03.2009 г.).
Основными существенными недостатками прототипа являются низкая эффективность в функциональных возможностях, т.к. он, например, не позволяет отслеживать все процессы на территории производственного предприятия, от ввоза на территорию материалов и оборудования, до реализации готовой продукции и отсутствует возможность взаимодействия с узконаправленными системами, для формирования аналитики для принятия решения по работе предприятия в целом в связи с присутствием «человеческого фактора».
Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков прототипа, а техническим результатом, то, что данный комплекс отслеживает все процессы на территории производственного предприятия, от ввоза на территорию материалов и оборудования, до реализации готовой продукции, комплекс определяет объем и вес ввозимых и вывозимых материалов и готовой продукции в виде сыпучих грузов, выдавая итоги с погрешностью 0,01%, контролирует прибытие грузов, направления перемещения их по территории предприятия и месте их отгрузки, комплекс определяет объем на который увеличилась масса общего отвала и сравнивает с плановым поступлением, при выдаче материалов в производство и выходе готовой продукции происходит автоматический анализ результатов и определяется фактический результат, проводиться сравнения с плановыми показателями, имеет возможность взаимодействия с узконаправленными системами, для формирования аналитики для принятия решения по работе предприятия в целом, отслеживает фактическое исполнение процессов, выявляет нарушение технологических процессов на предприятии, комплекс контроля выполняет все вышеуказанное без участия человека, и оповещает ответственных лиц  о нарушении технологических процессов, предоставляя факты для принятия решения и оповещая старшего руководителя о происшествии, принятых решениях и результатах.
Достигаемый технический результат обеспечивается за счет того, что роботизированный комплекс управления производственными процессами, контроля продукции, сырьевых ресурсов, состоящий из центрального сервера с программным обеспечением, системы видеонаблюдения, системы контроля веса, системы активного мониторинга, отличающийся тем, что центральный сервер выполнен с возможностью располагаться в любом удобном для работы месте, при условии наличия устойчивого кабельного канала связи с автоматическим комплексом обслуживания геликоптера,  при этом сервер осуществляет функции приема, накопления и хранения информации, обеспечивает постоянную аналитику получаемой информации, осуществляет рассылку содержащую сведения аналитики сотрудникам и ответственным лицам, формирует сводную справку о результатах контроля и анализа происшествий и состояния контролируемых объектов, оборудования, сырья, материалов, готовой продукции, осуществляет доступ сотрудников к архивам и базам данных;
система видеонаблюдения, состоит из группы видеокамер въезда и выезда с территории предприятия, группы видеокамер контроля потоков грузов по территории, группы видеокамер контроля цехов, производственных объемов, группы видеокамер контролирующих складские площади, при этом в системе используются видеокамеры двух типов, стационарные обзорные камеры и стационарные поворотные видеокамеры с вариофокальным объективом, при этом видеокамеры устанавливаются в местах перемещения потоков грузов, места загрузки и выгрузки, при этом система совмещена посредством программы ЭВМ, с геликоптером;
система контроля веса, представляет собой группу автомобильных весов, подключенных к центральному серверу, весы устанавливаются на въезде, выезде с территории, на въезде выезде из цехов, въезде, выезде со складских территорий, система контроля веса активно взаимодействует, при взвешивании система видеонаблюдения формирует видеоархив момента взвешивания, определяя вид транспорта и характер загрузки, сведения с системы весов и системы видеонаблюдения поступает в аналитическую программу, которая формирует базу событий и архивирует их,  с системой видеонаблюдения и активного мониторинга, при этом на каждом месте установки весов устроено удаленное рабочее место, все сведения, полученные оборудованием, передаются, и обрабатываются на центральном сервере;
система активного мониторинга, состоит из двух всепогодных геликоптеров, системы связи и передачи информации, автоматизированного комплекса обслуживания.
Заявленное изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен центральный сервер.
На фиг. 2-4 представлены камеры системы наблюдения.
На фиг. 5 представлена система активного мониторинга.
Комплекс состоит из:
1) Центрального сервера с программным обеспечением.
2) Система видеонаблюдения
3) Система контроля веса.
4) Системы активного мониторинга (геликоптер).
-
Центральный серверможет располагаться в любом удобном для работы месте, при условии наличия устойчивого кабельного канала связи с автоматическим комплексом обслуживания геликоптера. Сервер осуществляет функции приема, накопления и хранения информации. Обеспечивает постоянную аналитику получаемой информации. Осуществляет рассылку содержащую сведения аналитики сотрудникам и ответственным лицам , в соответствии с назначением. Формирует сводную справку о результатах контроля и анализа происшествий и состояния контролируемых объектов, оборудования, сырья, материалов, готовой продукции. Осуществляет доступ сотрудников к архивам и базам данных.
Технические характеристики
1) Процессор Intel Xeon Silver 4214R (12-ядерный (24-потоковый), 16.5M Cache, 2.40 GHz, 100W) x 2
2) Система охлаждения Supermicro SNK-P0070APS4 4U активный охладитель для Socket P x 2
3) Оперативная память 64GB PC4-23400 2933MHz DDR4 ECC Registered DIMM x 4
4) Слоты расширения 4x PCI-E x16; 2x PCI-E x8;
5) Интегрированный RAID Intel C621 10-портовый SATA3 (6Гбит/с) программный RAID 0, 1, 5, 10
6) Жесткие диски 1 Seagate 1Тб SATA3 6Гбит/с 7.2krpm 128Mb Exos 7E2 3.5" HDD (512n) ST1000NM0008 x 2
7) Жесткие диски 2 Seagate 16Тб SATA3 6Гбит/с 7.2krpm 256Mb Exos X16 3.5" HDD (512e/4Kn) ST16000NM001G x 8
8) Интегрированная сетевая карта 2-х портовый 1Гбит/с (2x RJ-45)
9) IPMI Интегрированный IPMI 2.0 + KVM-over-LAN с выделенным LAN-портом
10) Интегрированное видео Aspeed AST2500 (1x VGA)
11) GPU PNY NVIDIA GeForce GTX 1070 Blower 8Gb GDDR5 (1xDVI, 1xHDMI, 3xDP) x 1
12) Операционная система Microsoft Windows Server 2016 Standard (24-core) Rus DSP OEI DVD
13) План гарантии Стандартная гарантия 3 года с обслуживанием в техническом центре
14) Технические характеристики платформы:
15) Основные области применения Рабочая станция для рендеринга, прототипирования, анимации, проектирования, CAD
16) Поддерживаемые процессоры До двух процессоров Intel Xeon серии Scalable
17) Особенности IPMI 2.0 + KVM с выделенным LAN-портом
18) Серверная материнская
19) плата/Чипсет
20) SuperMicro X11DAi-N
21) Чипсет Intel C621
22) Оперативная память До 1ТБ 2666MHz Reg ECC DDR4 Load Reduced DIMM в 16 DIMM слотах
23) Слоты расширения 4х PCI-Express 3.0 x16 для GPU
24) 2х PCI-Express 3.0 x8
25) Интегрированный
26) рэйд-контроллер
27) Intel C621 для 8 SATA3 (6Гбит/с) портов; RAID 0,1,5,10
28) Сеть/Видео/Аудио 2x 1Гбит/с сетевых порта (2x RJ-45)
29) Интегрированное видео AST2500 (1x VGA)
30) Управление IPMI 2.0 + KVM с выделенным LAN портом
31) Intel Node Manager, SUM, SPM, SSM
32) SuperDoctor 5, Watchdog
33) Корзины для ЖД 8x 3.5" корзин Hot-Swap SAS3/SATA3
34) Периферийное оборудование Опционально DVD-ROM привод
35) 3x 5.25" отсека для дисков
36) Блок питания Высокоэффективный БП 1200Вт
37) Система охлаждения 5 вентиляторов с контролем скорости вращения
38) Форм-фактор 4U Rackmountable / Tower452 x 178 x 648мм (17.8" x 7" x 25,5")
Программное обеспечение будет представлять единый массив, включающий в себя управление и взаимодействие всего оборудования объекта и взаимодействие с программами логистики склада и учета. Полученная информация со всех устройств будет сводиться в файловые базы, обеспечивающие постоянный анализ ситуации. Архив позволит получить сведения об общем перемещении автомашин и лиц, срезы по дням, времени и событиям – поступление, перемещение, выход готовой продукции.
Система видеонаблюдения:
Состоит из:
1. группы видеокамер въезда и выезда с территории предприятия.
2. Группы видеокамер контроля потоков грузов по территории.
3. Групп видеокамер контроля цехов, производственных объемов.
4. Групп видеокамер контролирующих складские площади.
В системе используются видеокамеы двух типов, стационарные обзорные камеры и стационарные поворотные видеокамеры с вариофокальным объективом. Видеокамеры устанавливаются  в местах перемещения потоков грузов, места загрузки и выгрузки. Система совмещена с геликоптером. Система берёт под постоянный видеоконтроль территорию (или использует, при наличии видео с комплекса охраны) Отслеживает перемещение материальных ценностей по территории и перемещение между цехами предприятия. Формирует отчеты о месте нахождения материальных ценностей.
Технические характеристики
Разрешение максимальное: 5мп: 2592x1944, 25-30 кадров\сек.
Сенсор: 6мп 1/1.8" SONY IMX178 Starvis CMOS прогрессивной развертки.
Объектив: по умолчанию 3.6-11мм варифокальный моторизированный.
Кодирование видео: до 3 потоков H.264 (BP, MP, HP) / H.264+ (BP, MP,
HP) /H.265 / H.265+ / MJPG.
Функционал кратко: WDR~120Db, детекция движения, антисаботаж,
Приватные маски, BLC, HLC, антитуман, LDC, 2/3DNR, ROI 4 зоны, коридорный
режим, детектор разрыв сети, пересечение линии, вторжение в область,
оставленные предметы, подсчет посетителей, обнаружение лиц, закрытие объектива, отключение сети.
Технические характеристики:
Разрешение максимальное: 5мп: 2592x1944, 25-30 кадров\сек.
Сенсор: 6мп 1/1.8" SONY IMX178 Starvis CMOS прогрессивной развертки.
Объектив: по умолчанию 3.6-11мм варифокальный моторизированный.
Кодирование видео: до 3 потоков H.264 (BP, MP, HP) / H.264+ (BP, MP,
HP) /H.265 / H.265+ / MJPG.
Функционал кратко: WDR~80Db, детекция движения, антисаботаж,
Приватные маски, BLC, HLC, антитуман, LDC, 2/3DNR, ROI 4 зоны, коридорный
режим, детектор разрыв сети, пересечение линии, вторжение в область,
оставленные предметы, подсчет посетителей, обнаружение лиц, закрытие
объектива, отключение сети.
Технические характеристики.
Скоростная внешняя поворотная камера PTZ с ИК-подсветкой
(опционально Лазерной подсветкой или тепловизором).
Дворник очиститель объектива.
360° горизонтальный поворот, 90°+15° вертикальный поворот,
автоматический вертикальный разворот.
3D позиционирование От 1 до 128 пресетов.
Питание: AC24V/2500 mА.
Интерфейсы: Audio In/Out, Alarm
In/Out, RS-485, RESET, RJ45, AC24V, BNC.
Рабочий диапазон: -40°С ~ +60°С.
Встроенный отопитель для уличной эксплуатации.
Увеличенное разрешение до 5мп, сенсор 1/1.8"CMOS SONY IMX178 Starvis.
Разрешение: 2065*1553 до 30 кад/сек., 3072*1728 до 30 кад/сек.
Чувствительность: 0.005 Lux/0.001 Lux
Группа видеокамер контроля ввоза и вывоза материалов и продукции.
Видеокамеры контроля въезда и выезда устанавливаются с целью определения типа транспортного средства, определения характера загрузки, с равнения текущих изображений с эталонными изображениями, загруженными на центральный сервер. При взаимодействии с системой контроля веса определяет соответствие заявленного груза и его объемов в сопровождающих документах, с реально ввозимыми, или вывозимыми.
Группа видеокамер контроля перемещения грузов по территории
Для контроля перемещения грузов по территории определены типовые маршруты перемещения грузов по территории в соответствии с их видом , и назначением в производственных процессах. Система отслеживает неизменность объемов груза от момента взвешивания и определения объемов груза, до прибытия на склад или передачи в производство. Нарушения маршрутов, или внеплановая остановка, расцениваются как нештатная ситуация, возможность нарушения технологии. Нарушение фиксируется, оповещаются ответственные лица. К контролю события подключается средство активного мониторинга. При прибытии груза на место назначения проверка веса и объема груза проводиться дополнительно.
Группа камер контроля цехов производства и складских площадей
При поступлении материалов в цех (производственные площади) производиться его контроль по аналогии въезда и выезда. Определяется его вес и объем. На центральный сервер загружены нормы расхода материалов в соответствии с технологией производство с указанием объемов входящего сырья и выхода готовой продукции, которые и берутся на контроль при проведении аналитики.
Кроме контроля оборота материалов и выхода готовой продукции система контроля цеха отслеживает этапы производства, с целью предоставления информации о характере нарушения технологии и контролирует соблюдение мер безопасности работниками цехов. В случае выявления нарушений информируются ответственные лица, в случае возникновения угроз жизни и здоровью может останавливаться, и обесточиваться оборудование, а затем информироваться ответственные лица.
Группа камер контроля складских площадей
При прибытии материалов, или готовой продукции на складские территории происходит их проверка по аналогии с проверкой грузов на въезде и выезде на территорию. Кроме того определяются места хранения различных материалов, сыпучих грузов, готовой продукции. Нарушение установленного порядка складирования автоматически фиксируется, и оповещаются ответственные лица. Любое изменение порядка использования складских площадей предваряется загрузкой плана хранения материалов на сервере, через удаленное рабочее место склада. Кроме контроля площадей системой видеонаблюдения и контроля веса, объемы хранящихся грузов контролируются системой активного мониторинга.
Система контроля веса
Представляет собой группу автомобильных весов, подключенных к центральному серверу. Весы устанавливаются на въезде, выезде с территории, на въезде выезде из цехов, въезде, выезде со складских территорий. Система контроля веса активно взаимодействует с системой видеонаблюдения и активного мониторинга. На каждом месте установки весов устраивается удаленное рабочее место. Все сведения, полученные оборудованием, передаются, и обрабатываются на центральном сервере. Это позволяет в режиме реального времени производить анализ и сравнивать показания на различных участках производства.
Система активного мониторинга:
Cостоит из двух всепогодных геликоптеров, системы связи и передачи информации, автоматизированного комплекса обслуживания.
Технические характеристики:
Время полета (АКБ LiPo 6S 16000)
60+ мин
Максимальная скорость
90+ км/ч
Вертикальная скорость: подъем
6 м/c
Вертикальная скорость: снижение
4,5 м/c
Точность удержания точки (режим GPS), горизонт
±2.5 м
Точность удержания точки (режим GPS), вертикаль
±0.8 м
Максимальный угол наклона
35°
Максимальная скорость поворота
150°/с
Макс. допустимая скорость ветра
12 м/с
Диапазон рабочих температур
-20...+45° C
Геликоптер несет подвес до пяти килограмм, возможное расстояние перелета за один вылет до пятидесяти километров, скорость 90 км/ч, или зависание на одном месте на сорок пять минут. При этих характеристиках аппарат может перемещать подвешенное оборудование, по заданному маршруту автоматически патрулируя объект, при зависании на месте наблюдать за всей территорией используя широкоугольную камеру.  Подвес видеокамера высокого разрешения позволит контролировать перемещения автотранспорта и лиц по территории с распознанием перевозимого, перевозимого груза. Третья видеокамера специализированная для определения объемов материальных ценностей на открытых площадках складирования, определяет количество изделий, упаковок или объемы сыпучих грузов, фиксирует изменение объемов сырьевых запасов.  На любой точке маршрута он может получать внеплановые, дополнительные команды и после их выполнения перейдет к выполнению планового облета. В случае внештатных ситуаций геликоптер зависает над местом события, и используя видеокамеру высокого разрешения, дает подробную картину событий. Видеокамера геликоптера является частью системы распознания лиц, и поэтому в случае нештатной ситуации геликоптер выдаст информацию по признаку свой-чужой и если свой то кто именно. Один из геликоптеров всегда на наблюдении со сменой на месте, так же смена пройдет и в случае чрезвычайных обстоятельств, обеспечивая непрерывное наблюдение за местом события.
Система связи и передачи информации состоит из комплектов автономного оборудования установленных на объекте, образующих безшовное поле wi fi, по всему маршруту полета. Комплекты соеденены между собой радиомостами и обеспечивают передачу информации со скоростью не менее 100 Мб. Этого достаточно для управления и контроля работы геликоптера и приема информации с трёх устройств подвеса в режиме реального времени.
Автоматический комплекс обслуживания устанавливается в месте недоступном для свободного посещения. Комплекс обеспечивает прием геликоптера, анализ технического состояния, дозарядку. Скачивает информацию накопленную за время полета на внутренние носители. Обеспечивает вылет геликоптера по графику облета. Передает информацию на центральный сервер. На комплексе установлено конечное оборудование радиомостов и переход на кабельные каналы связи. Комплекс работает автономно, обслуживается в соответствии с регламентом.
Все системы рассчитаны на обычного пользователя, глубокого знания системы пользователем не требуется. Комплекс самостоятельный и не нуждается в привлечении дополнительных, специально подготовленных кадров.
В 2019 году прошли испытания комплекса на заводе производящем асфальт, железобетонные конструкции. Комплекс позволил выявить нарушения технологии изготовления продукции, в результате которых существенно понижалось качество асфальта и бетонных конструкций и позволяло образовываться на складских территориях, не учтенных излишек, из которых в дальнейшем изготавливалась продукция для не законной реализации.