Как видеоаналитика и нейросети оптимизируют производство и снижают издержки

Машинное зрение распознает действия работников, соотнося полученные данные с заданными правилами и бизнес-логикой

Требуемый уровень контроля наладить непросто: слишком много факторов на промплощадках нужно отследить, чтобы нужное количество задач можно было решать расширением штата проверяющих/контролирующих сотрудников. Выход: применение цифровых инструментов, в данном случае систем видеоаналитики.

Системы видеоаналитики эффективны для задач как людей, так и оборудования. Сегодня оборудование в большинстве случаев уже имеет «на борту» большое количество датчиков для учета и контроля, но есть множество ситуаций, когда нужно обеспечить внешний дополнительный контроль, причем желательно бесконтактный. Это позволит реализовать механизмы снижения издержек – от уменьшения процента брака до контроля трудовой дисциплины, от снижения травматизма до барьеров на пути воровства сотрудниками.

Задачу контроля строповки – крепления грузов для их последующего поднятия и перемещения краном – сложно решить установкой датчиков, но ее решили видеоаналитикой. Систему, повышающую безопасность и эффективность работ, связанных с подъемом грузов, предложила компания «ВидеоМатрикс». Решение распознает текстильные стропы и цепи, определяя их число, угол между ними, время выдержки груза, отслеживает движение захвата, крана и людей, находящихся рядом и т.д.

Для этого процесса требуется только одна камера. Остальное сделает математика, проведя реконструкцию ситуации в трехмерном пространстве на основе анализа двумерной картинки с сенсора и тут же предупредив оператора о попытке поднять неправильно закрепленный груз. Такая система позволяет предотвратить финансовые потери (груз не сорвался и не разбился) и опасные ситуации (от рухнувшего груза и последствий инцидента никто не получил травм).

Главное предназначение решения Vmx SILA: TP — распознавание и анализ взаимодействия человека с оборудованием и с другими работниками

Развитию национальной экономики мешает дефицит рабочей силы, с течением времени действие этого фактора становится все более выразительным. Проблему низкоквалифицированных сотрудников можно решить привлечением мигрантов, но с квалифицированным персоналом все существенно сложнее, а его нехватка для компаний создает серьезные риски.

Дефицит квалифицированных сотрудников усугубляет ряд факторов: имеющиеся стареют, а зачастую переходят на более высокооплачиваемые позиции, подготовка молодых специалистов зачастую недостаточна. Пока молодые сотрудники будут повышать квалификацию и нарабатывать опыт, за ними нужен повышенный контроль, что и повышает актуальность систем видеоаналитики.

«Человеческим фактором» обусловлено большинство проблемных ситуаций, которые ведут к нарушению технологических норм, выпуску брака, порче имущества и прочим неприятностям, а также к травматизму. Ошибки работников могут быть разными: случайными или намеренными игнорированием правил техники безопасности, нарушением технологий, инструкций и т.д. Контроль персонала способен обнаружить потенциально опасную ситуацию на ранней стадии, зачастую до ее возникновения.

Но реализовать такие системы непросто. Распознавание в данном случае — задача высокой сложности, поскольку необходимо обеспечить инвариантность. «Система должна корректно определять действия, независимо от того, выполняются ли они левой или правой рукой, одной рукой или обеими сразу, одним движением или в несколько приемов», — говорит Фарид Нигматуллин, генеральный директор «ВидеоМатрикс». И это лишь один из множества параметров, также важно учитывать правильную позу сотрудника, его местоположение, порядок действий, используемые инструменты и множество других факторов. «Точность распознавания и минимальное количество ложных срабатываний здесь критичны, так как от контроля ручных операций зависят не только производственные показатели отдельного сотрудника, но и финансовые издержки компании, связанные с браком или задержками на производстве», – напоминает Фарид Нигматуллин.

Решения, соответствующие этим требованиям на российском рынке есть. Создание таких систем, отвечающих современным требованиям, заняло много лет работы профильных специалистов, стало возможным после большого количества внедрений на предприятиях с разных вертикальных рынков и наработок как в базовой математической составляющей, так и в создании интерфейсов. Например, «ВидеоМатрикс» работала над созданием и развитием своей системы промышленной видеоаналитики более четверти века, применяя классические математические методы в сочетании с машинным зрением и искусственным интеллектом.

Система видеоаналитики Vmx SILA, созданная для отслеживания движущихся объектов и их поведения, легла в основу технологической платформы «ВидеоМатрикс». Машинное зрение системы Vmx SILA распознает действия работников, соотнося полученные данные с заданными правилами и бизнес-логикой. При обнаружении несоответствия система подает сигнал оператору, ведущему мониторинг, а также сохраняет данные в базе для последующего расследования или анализа.

Для промпредприятий создано два решения на этой платформе: Vmx SILA: TP, ориентированное на контроль производственных процессов, и Vmx SILA: HSE, предназначенное для контроля соблюдения техники безопасности и технологической дисциплины. Решения дополняют друг друга и могут работать в комплексе, в том числе и с другими продуктами семейства Vmx, хотя, по желанию заказчика, может быть внедрен только один из них.

Главное предназначение решения Vmx SILA: TP — распознавание и анализ взаимодействия человека с оборудованием и с другими работниками. Автоаудит последовательности действий как при ручной сборке, так и в процессах техобслуживания помогает предотвращать ошибки и аварийные ситуации. Vmx SILA: TP в автоматическом режиме оценивает техпроцессы с участием человека на соответствие регламентам и технологическим требованиям, определяя последовательность действий, детализируя время выполнения операций и т.д. Машинное зрение распознает инструменты, используемые работниками, а выбор правильного инструмента — лучший способ избежать повреждения оборудования и обеспечить безопасность сотрудников.

Решение Vmx SILA: HSE распознает форму одежды работника и сигнализирует при ее несоответствии правилам, в автоматическом режиме определяя наличие/отсутствие каски, перчаток, жилета, респиратора и других элементов. Распознает система и «неуставное» положение элементов: например, защитные очки есть, но они сдвинуты на лоб, жилет надет, но расстегнут, комбинезон соответствует требованиям, но закатаны рукава, и т.д. Системе доступен контроль физического состояния сотрудников: от определения положения «лежит неподвижно» до бесконтактного измерения пульса. Также система позволит выполнить определение местоположение работников и занятость на рабочем месте.

Задачи контроля сотрудников зачастую требуют применения фундаментальной математики. Например, в Vmx SILA: HSE недавно научилась определять высоту, на которой находится сотрудник. Система оценивает высоту объекта, используя множество параметров, но в первую очередь ориентируясь на пропорции человеческого тела. Система фиксирует подъём на лестницы и конструкции, отмечает Фарид Нигматуллин, может автоматически предупреждать о работе на высоте без страховки, информировать оператора спецтехники о нахождении человека в котловане и сигнализировать о других потенциально опасных ситуациях до того, как они приведут к последствиям.

Автоматизированный контроль, реализованный на платформе «ВидеоМатрикс», помогает соблюдать стандарты выполнения операций и требования техники безопасности

Автоматизированный контроль, реализованный на платформе «ВидеоМатрикс», помогает соблюдать стандарты выполнения операций и требования техники безопасности. И то, и другое выгодно для компании-заказчика. Автоматический мониторинг значительно улучшает эффективность работы, предотвращает выпуск брака, увеличивает производительность, сокращает издержки промышленного предприятия и т.д.

Система также фиксирует поведение работников, включая длительные простои и действия, не связанные с должностными обязанностями (например, использование личного смартфона в рабочее время), что способствует повышению дисциплины и снижению непроизводительных затрат компании. Разумеется, на основании полученных данных доступна аналитика: можно провести хронометраж операций, рассчитать эффективность сотрудников или, предположим, оценить время простоя по объективным причинам или в результате умышленного бездействия. На основании этих данных можно оптимизировать производственный процесс и принять обоснованные управленческие решения.

Некорректное выполнение сотрудниками технологических операций — как намеренное, так и случайное — создает проблемы и напрямую влияет на экономические показатели. Все это может обойтись предприятию очень дорого: привести к ошибкам сборки, выпуску бракованной продукции, а также стать причиной аварийной ситуации.

Применение средств контроля снижает ряд рисков. Спектр достаточно широк: от снижения травматизма до уменьшения вероятности судебного преследования директора.

Травматизм на предприятиях, к сожалению, растет. Причины все те же: высокий процент низкоквалифицированных работников, нарушения технологии, игнорирование правил ТБ. Травмами все не ограничивается, происходят и несчастные случаи. «Top five» отраслей по количеству несчастных случаев открывают обрабатывающие производства (на них приходится 31,2% от общего количества таких ситуаций, по данным Росстата), потом идет сфера транспортировки и хранения (15%), дальше – здравоохранение и оказание социальных услуг (13,8%), замыкают антирейтинг строительство (9,1%) и агропром (7,8%).

Заметим, что травматизм может привести к нарушениям производственных цепочек, повышенному вниманию проверяющих, а также к дополнительным затратам. Регистрация несчастных случаев увеличивает расходы предприятия уплату взносов «на травматизм», попытка скрыть – к административным делам. За несчастные случаи на производстве руководство предприятия несет ответственность вплоть до уголовной – прецедентов достаточно много.

Напомним, что регуляторы проявляют все более пристальное внимание к вопросам охраны труда. Относительно недавно был обновлен ГОСТ Р ИСО 45001-2020 (ISO 45001:2018), который является новым стандартом по охране здоровья и безопасности труда на рабочем месте. Охрану здоровья и безопасность труда теперь рассматривают в контексте устойчивого развития, что влияет на инвестиционную привлекательность бизнеса.

Оптимальный вариант для радикального смягчения ситуации все тот же: внедрение средств автоматизированного контроля. Vmx SILA: HSE обеспечивает контроль за соблюдением ТБ и технической дисциплины — причем, с минимизированной скоростью реакции на инциденты, — позволяет снизить риск травматизма. Это позволит работникам сохранить здоровье – а зачастую, и жизнь – а руководство избавит от лишних рисков, в частности, позволит избежать судебных разбирательств и повышенного внимания регуляторов.

DX идет непросто. Картина зависит от вертикального рынка. Например, только половина российских металлургических предприятий дос­ти­гает пла­новых це­лей по «циф­ро­вой трансформации», как отмечают в открытых исследованиях, однако, корпоративные заказчики демонстрируют оптимизм: до­ля ком­па­ний сектора, пла­нирую­щих уве­личить эф­фект от DX в сле­дую­щие два-три го­да, в 2024 вы­рос­ла поч­ти в че­тыре ра­за по срав­не­нию с 2023 г. – с 15% до 55%. Для такого оптимизма есть объективные основания. Прошлый год стал ростом прибыли по внедрению цифровых решений, как показывает статистика. Учитывая циклы сделок по крупным проектам, которые в среднем составляют девять месяцев, эффекты должны возникнуть в 2024 г. и последующие годы.

Значительно вырастет количество внедрений решений на основе видеоаналитики. Предприятия все лучше учатся считать деньги, поэтому проявляют особый интерес к гибкости таких решений.

Платформенный подход, практикуемый «ВидеоМатрикс», упрощает как внедрение систем на предприятиях, так и ее дальнейшее масштабирование. Платформа «ВидеоМатрикс» послужила основой как для упомянутых Vmx SILA: TP и Vmx SILA: HSE, так и для других решений корпоративного уровня: Vmx Qualex разработан для учета и прослеживаемости продуктов на конвейере, Vmx MarkerID — для работы с системами промышленной маркировки, а Vmx Dequs — для контроля качества продуктов, техпроцессов или состояния оборудования. Все эти решения базируются на классических математических методах, современных технологиях машинного зрения и искусственном интеллекте, легко сопрягаясь с бизнес-логикой на предприятиях заказчика.

Системы «ВидеоМатрикс» отличаются гибкостью настроек, которые могут выполнить и/или расширить сотрудники компании-заказчика, которые не являются специалистами в области ИИ-технологий и даже не знают традиционного программирования. В Vmx SILA: TP реализован LCNC-инструментарий (LCNC – Low-Code No-Code), позволяющий, составлять регламенты/сценарии/правила. Пользователь самостоятельно выбирает операции и инструменты, которые система уже знает, и может конструировать из них новые правила взаимодействия. «Вариативность, доступная на разных этапах жизненного цикла, — одно из важных преимуществ развитых решений, которое присутствует и у рассматриваемого нами продукта». – говорит Фарид Нигматуллин.

Системы, созданные компанией «ВидеоМатрикс» для российских корпоративных заказчиков — разумеется, санкционно-устойчивые и внесенные в Единый реестр отечественного ПО, — призваны стать инструментом повышения эффективности предприятий, помочь снизить временные и финансовые затраты, обеспечить безопасность и качество выполнения технологических операций. Вариативность Vmx SILA позволяет использовать систему в различных отраслях: от агропромышленного комплекса (например, для анализа работы с животными) до транспортных и логистических предприятий. За время существования наработан широкий спектр кейсов практического применения: контроль за работой сотрудников, поведением клиентов; подсчет и контроль состояния животных; контроль эффективности использования спецтранспорта. Кроме того, как правило, на производствах уже установлены камеры видеонаблюдения, за которыми следит человек. Это позволяет развернуть систему с минимальными затратами на дополнительное оборудование. 

Экономическую выгоду от цифровизации производства на данном этапе готово подсчитать не каждое предприятие, тем не менее большинство корпораций нацелены на автоматизацию производственного контроля, так как это позволяет избежать брака, простоев и перерасхода материалов.