Заголовок идеи:

Интеллектуальная платформа мониторинга электроинструмента и средств малой автоматизации

Тема идеи:

«Открытый разговор»: прочие предложения для развития страны по треку «Национальная технологическая инициатива»

Описание проблемной ситуации:

Руководство промышленных предприятий, эксплуатирующих ручной электроинструмент и средства малой автоматизации, испытывает нехватку оперативной информации о фактически затраченной работе для выполнения поставленных планов перед производством и чтобы ее получить, вынуждено содержать штат специалистов, которые занимаются сбором, анализом и презентацией данной информации.

Гипотеза подтверждается: а) поддержкой Министерства промышленности и энергетики Саратовской области проекта решающего данную проблему, выбрав его для внедрения на территории региона (Протокол №3-12-31/51 о проведении регионального этапа Форума "Сильные идеи для нового времени" от 21.10.2020г.); б) мнением специалистов группы компаний ООО "Архимед", занимающейся эксплуатацией водонапорного оборудования и восстановлением дебета водяных скважин, о возможности взаимовыгодной реализации проекта, посвященного решению обозначенной гипотезы [электронные копии документов приложены к описанию проекта]

Описание идеи:

​Мы предлагаем подключать электрооборудование (насосы, ручной электроинструмент, станки и т.д.) к электрической сети через специальный переходник, содержащий в себе датчики тока и напряжения, а также микроконтроллерную плату определяющую, на основании обработки результатов замеров и настроек пользователя, произведенную электродвигателем именно полезную работу, а также регистрирующую факт аварийного режима. Сбор и обработка информации в едином центре позволит создать у частного пользователя комфортную, интеллектуальную среду эксплуатации электроприводного оборудования и сократить в 3…20 раз вероятный ущерб от аварии, а промышленным предприятиям получить экономию при эксплуатации собственного парка электроприводного оборудования величиной порядка 5 %.

Цель реализации идеи:

​Согласно разработанной концепции, структурно, целевой продукт будет состоять из:

1. Датчики тока и электрического напряжения;

2. Процессор, выполняющий сбор и обработку информации от датчиков, передачу информации в центральный сервер сбора информации (ЦССИ), андроид-устройства пользователей;

3. ЦССИ;

4. Силовая плата, обеспечивающая отключение электрооборудования пользователя (ЭОП) в заданных пользователем случаях.

5. Программная среда, реализующая на ЦССИ:

5.1. заполнение базы данных о фактических параметрах работы ЭОП;

5.2. обработку базы данных в целях формирования отчетов;

5.3. расчет и направление конечным пользователям отчетов о работе эксплуатируемого парка ЭОП (оценку фактического состояния (степень загрузки, вероятность входа из строя, наличие/отсутствие дефектов и т.д.));

5.4. предоставление конечным пользователям информационного сопровождения эксплуатации парка ЭОП;

6. Программа конечного пользователя (устанавливаемая на стационарных ЭВМ и/или андроид-устройствах) обеспечивающая:

6.1. Удаленное управление ЭОП (включение, выключение, изменение параметров аварийной или штатных операций требующих автоматической реакции);

6.2. Сбор и первичную обработку информации, поступающей с управляющего процессора (п. 2):

- о фактическом состоянии ЭОП;

- об энергетическом балансе при работе отдельных ЭОП;

6.3. Передача информации в ЦССИ;

6.4. Прием и предоставление пользователю информации поступающей из ЦССИ.

Конструктивно продукт будет состоять из аппаратной части со стандартными разъемами подключения цепей питания ЭОП. На компьютере пользователя и/или его андроид устройстве должно быть установлено специализированное программное обеспечение реализующее функционал продукта.

Конкурентные преимущества:

1. Возможность удаленного контроля за фактическими результатами работы электрооборудования (важно: не объемами электропотребления, а именно выполненной механической работы. В настоящее время, без применения специализированных датчиков, устанавливаемых на механический вал электропривода это невозможно. Проект позволяет произвести оценку фактически выполненной механической, полезной работы​, без вмешательства в механическую подсистему электропривода, по результатам анализа электрических токов и напряжений  Решение данной проблемы стало возможным по результатом научной работы автора проекта);

2. Возможность определения аварийного или предаварийного состояния;

3. Возможность организации автоматического выполнения эксплуатируемым оборудованием требуемой полезной работы (например, остановить насос после перекачки заданного объема воды);

4. Возможность анализа и оценки эксплуатационных расходов;

5. Возможность передачи функции управления сторонним специалистам или автоматическим алгоритмам.

Затраты и ресурсы:

1. Финансовые затраты на производство первой   партии (100 ед.) целевого продукта:

1.1. Оборудование (персональный компьютер, осциллограф, паяльная станция, 3d принтер, инструменты): 510 тыс. руб.;

1.2. Расходные материалы (радиоизделия, пластик, крепеж): 200 тыс. руб.;

1.3. Расходы на аренду помещения (при необходимости): 180 тыс. руб.;

1.4. Услуги программиста, инженера-электронщика, юриста: 600 тыс. руб.;

1.5. Маркетинг (выставки, командировки): 440 тыс. руб.;

1.6. ИТОГО: 1930 тыс. руб.

2. Временные ресурсы:

2.1. Производство первого образца целевого продукта: 8 месяцев с начала проекта;

2.2. Производство первой партии целевого продукта (100 ед): 12 месяцев;

2.3. Начало продаж: 12 месяцев с начала проекта.

3. Человеческие ресурсы:

3.1. Программисты:

3.1.1. микропроцессора встроенного в целевой продукт;

3.1.2. программы удаленного сервера обработки данных;

3.1.3. андроид-приложения.

3.2.  Инженер-электронщик (разработка и отладка аппаратной части целевого продукта).

3.3. Юрист (заключение договоров с партнерами по проекту, клиентами, патентными поверенными, исполнителями).

В настоящее время имеются: специалисты, готовые участвовать в проекте при наличии финансирования. Степень проработанности технологии: опубликовано 50 научно-технических статей (включая 2 патента, обзорные статьи приложены). Разработаны и апробированы математические модели алгоритмов работы целевого продукта. Определена заинтересованность промышленных предприятий в развитии технологии проекта (ООО «Golden Motor Russia», ООО «Группа компаний «Архимед», НПО «Чистая энергия», АО «Сарапульский электрогенераторный завод» - письмо приложены)

Прогнозируемый социально-экономические эффекты:

​Удельная стоимость общепромышленного электродвигателя на рынке, в зависимости от производителя, составляет от 1500 рублей за кВт установленной мощности общепромышленных электродвигателей мощностью до 75 кВт. Исходя из срока эксплуатации электродвигателя равного 15 годам, норма амортизации составит порядка 100 рублей в год на каждый кВт мощности электродвигателя. Исходя из того, что затраты на амортизацию составляют от 5 до 30 % от затрат на производство некоторой продукции на промышленном предприятии, можно утверждать что вероятный ущерб при остановке производства вследствие поломки электродвигателя составляют от 100*100/30=333 до 100*100/5=2000 рублей на каждый кВт электроприводной мощности, при единичном случае аварии в течение года. Таким образом, для частного домохозяйства при использовании на нем до 10 кВт электроприводного оборудования (миксеры, насосы, открывание дверей и т.д.) ущерб от выхода критически важного электродвигателя может составить от 333*10=3330 до 2000*10=20000 рублей. Для промышленных предприятий, с конвейерным, единым процессом производства и мощностью электроприводного оборудования, достигающей 10 МВт, вероятный ущерб может составлять от 333*10000=3330000 до 2000*10000=20000000 рублей в год.

1) В сегменте В2В, потенциальный объем рынка составляет от 5*3,33 [млн. руб.]=16,65 млн. руб. до 10*20 [млн. руб.]=200 млн. руб.

2) В сегменте В2С потенциальный объем рынка составляет от 0,5 [млн. домохозяйств]*3330 [руб.]=1665 млн. руб. до 0,5 [млн. домохозяйств]*20000 [руб.]=10000 млн. руб.

Рост рынка разрабатываемой технологии можно определить равным CARG отечественного рынка электромашиностроения и систем автоматизации, который составляет с 2014 года порядка 11 %.

Регион/территория реализации идеи:

Саратовская область

Описание целевой аудитории:

1) Сегмент B2В. Инжиниринговые предприятия и интеграторы реализующие проекты по автоматизации производства, создающие системы электропривода для различных применений (сегмент В2В). Целевой рынок можно оценить количеством от 200 до 500 организаций. При этом достижимый объем рынка определится на первом году выпуска продукции предварительно можно оценить в данном сегменте на уровне 5…10 организаций, так как предлагается продукт, требующий изменения у инжиниринговых предприятий наработки опыта применения ("технологического доверия").

2) Сегмент В2С. Частные лица, эксплуатирующие электроприводную технику различного предназначения (сегмент B2C). Потенциальный объем отечественного рынка ограничивается количеством домохозяйств, то есть величиной, приблизительно равной 52 млн. в каждом из которых применяется хотя бы одно устройство с электрическим приводом (стиральная машина, насос). Учитывая, что порядка 10% населения России имеют доход вдвое выше, чем средняя заработная плата по стране, объем целевого рынка можно оценить в 5 млн. домохозяйств. Доступный объем рынка оценивается в 10 % от целевого, то есть порядка 0,5 млн. домохозяйств.

Возраст целевой аудитории:

14 и более лет

Какая поддержка нужна Вашей идее?

Для реализации проекта необходима:

1. Помощь в поиске партнера проекта и сопровождении заключения с ним договора для реализации пилотного проекта;

2. Помощь в заключении договора на выполнение НИОКР по внедрению разрабатываемой автором проекта технологии мониторинга электроприводного оборудования в интересах АО «РЖД», ГК «Росатом», ГК «Ростех», электрогенерирующих компаний, АО «Газпром» и иных промышленных предприятий. Внедрение разрабатываемой технологии в форме результатов НИОКР позволит заложить базу для реализации прорабатываемого проекта.

3. Административная поддержка со стороны региональной администрации в виде писем (протоколов совещаний) в поддержку реализации проекта.

Обложка идеи:

Информация о лидере / команде:

...

Специалист в области электромеханического преобразования энергии (к.т.н., автор 50 статей, патентов, монографии). Вошел в топ 100 технологических лидеров 2018 г. ГК "Ростех" по программе "Вектор" проводимой Академией Ростех (проектная деятельность, управления интеллектуальной собственностью, реализация инновационных проектов).

Образование:

...

Проектные работы:

ОАО «ВЭЛКОНТ» (2023, г. Кирово-Чепецк) - математическое моделирование моментного электродвигателя

ООО "Завод Газпроммаш" (2020, г. Саратов) - проектирование и разработка КД на электромагнитный дозировочный клапан;

ООО "Техавтоматика" (2014, г. Казань) - проектирование электромагнитной системы моментного электродвигателя для управления рулем сельскохозяйственного трактора;

ОАО "Нефтемаш-САПКОН" (2012, г. Саратов) - эскизное проектирование электромагнитного привода дозировочного насоса;

Ответственным исполнителем НИОКР по созданию программной среды управления парком электродвигателей промышленного предприятия (2008, Заказчик: Вагонное депо ТЧ-11, Приволжская железная дорога);

Опыт работы:

...

Опишите опыт реализации социально-значимой идеи / проекта и эффекты, пользу от её реализации:

Разработка и внедрение интеллектуальной платформы мониторинга электроинструмента и средств малой автоматизации позволит распространить системы автоматического управления на сегмент частных домохозяйств, так как технология имеет относительно невысокую себестоимость, по сравнению с промышленными решениями. Социально значимым эффектом будет являться сокращение ущерба от аварийных ситуаций, повышение комфорта эксплуатации электроприводного оборудования, формирование единой торговой платформы услуг по оптимизации электропотребления и эксплуатации современного электроинструмента и средств малой автоматизации.

Для промышленных предприятий, как составляющих народного хозяйства, эффект будет определяться повышением эффективности рабочих процессов и снижением вероятного ущерба от аварийных ситуаций.

С научной точки зрения, реализация проекта откроет новые возможности в управлении данными об эксплуатации электроинструмента, позволит найти точки оптимизации и унификации технологических решений в рассматриваемой области народного хозяйства.