Инновации в промышленности: примеры и перспективы

Внедрение инновационных технологий - это двигатель производственного процесса. Автоматизация, роботизация, переход на цифровые технологии позволяют предприятиям поддерживать конкурентоспособность, расширять горизонты возможностей, вести бизнес, ориентируясь на будущее. Вряд ли сегодня можно найти отрасль или даже её небольшой сегмент, где бы не применялись инновационные технологии. Этот сегмент экономики модернизация затронула сильнее всего. Без постоянного обновления невозможно сохранить конкурентоспособность, повышать качество продукции, разрабатывать её новые виды, сохраняя при этом приемлемые цены. Процессы роботизации и цифровизации уже являются массовым явлением. Машины всё чаще заменяют человека не только на работе, но и в быту. Предприятия также внедряют в обиход всё больше машин, что облегчает труд человека, делает его безопаснее, а производственный процесс более быстрым и надёжным. Однако пока роботы и автоматы нуждаются в контроле со стороны человека. Внедрение инноваций требует постоянного повышения квалификации обслуживающего персонала.

Новаторские решения призваны не только совершенствовать производственные процессы. Переход от простого к сложному часто сопряжён с риском отторжения со стороны тех, кто привык работать по устоявшимся схемам. Не каждый коллектив готов выйти из зоны комфорта и начать переучиваться, осваивать сложный софт или новое цеховое оборудование. Поэтому одним из рисков оптимизации производства нередко становится реакция коллектива. Переход на новое оборудование - дело затратное. Если заменить часть станков, что будет дешевле, может возникнуть ситуация, при которой старое и новое оборудование окажутся несовместимыми. Это вызовет необходимость обновлениия мощностей, а также систем управления.

Инновации можно классифицировать по различным признакам:

• Процессные: направленные на методологическую модернизацию производства. Например, изобретение конвейера в своё время повысило производительность на всех предприятиях, где требовалась сборка однотипных узлов.
• Отраслевые: подразумевают технологическую трансформацию отдельной отрасли.
• Организационные: новшества затрагивают управленческие структуры, способы взаимодействия персонала.
• Маркетинговые.

Рассмотрим конкретные примеры инноваций в различных отраслях.

Преимущества внедрения инноваций

Оптимизация рабочих процессов. Инновации сокращают время, затрачиваемое на выпуск единицы продукции, помогают экономить ресурсы. Применение роботов и автоматов снижает риски брака и аварий вследствие человеческого фактора.

Повышение уровня внутренних коммуникаций. Новаторские решения позволяют наладить более тесный рабочий контакт между разными отделами, департаментами, подразделениями компании. Это особенно важно для корпораций, в которых работают тысячи сотрудников.

Повышение качества условий труда и безопасности сотрудников. Роботы и автоматы берут на себя всё больше функций. В первую очередь на них перекладывают наиболее трудоёмкие, опасные, а также вредные производства.

Повышение уровня защиты компаний от утечки информации, промышленного шпионажа, вредительства.

Инновации в различных отраслях

Промышленность

Роботизация и автоматизация позволили снизить процент брака, уменьшить затраты, значительно повысить производительность. Новые технологии играют важную роль в деле ресурсосбережения, а также защите окружающей среды.

Аграрный комплекс

Аграрный комплекс также берёт на вооружение новейшие научно-технические разработки. В агрохозяйствах уже активно применяют дроны для наблюдения за посевами, а также для проведения иных исследований.

Образование

Применение в учебном процессе компьютерных технологий, интерактивных досок полностью изменило образ привычного урока. Теперь при необходимости обучение можно вести дистанционно.

Медицина

Искусственный интеллект стал мощным подспорьем в работе врачей. Нейросети повышают точность диагностирования, подбирают оптимальную схему лечения, могут вести запись приёма пациентов, оформлять карточки и истории болезни. Применение новаторских медтехнологий значительно повысило качество диагностики: сложная аппаратура умеет замечать незначительные изменения в органах и тканях, что обеспечивает своевременное начало лечения.

Примеры российских компаний, внедряющих инновации

Marvel Mind

Компания, занимающаяся автономной робототехникой. Основатель проекта Максим Третьяков начал свой профессиональный путь в компании Nokia Mobile Phones (Финляндия) в 2005 году, где проработал полтора десятилетия, одновременно занимаясь разработкой собственного бизнеса. Собственную коммерческую деятельность предприниматель начал в 2014 г. К этому времени на его счету уже были несколько разработок. Ноу Хау Marvel Mind - применение ультразвуковых датчиков, роботов снабдили мини процессорами и мощными аккумуляторами для них. Разработка оказалась настолько удачной, что фирма на некоторое время отложила совершенствование роботосистем и полностью сосредоточилась на производстве ультразвуковых маяков. С 2016 г. Marvel Mind участник «Сколково». С этого момента все разработки ведутся на базе инноцентра. Компания получает грантовую и технологическую поддержку, участвует в международных конкурсах, выставках.

CaterWil

Специализация компания Ивана Невзорова «Катэрвиль» - производство инвалидных колясок повышенной комфортности. CaterWil была основана в 2012 году. В первую разработку И. Невзоров вложил 2 млн руб. Спустя два года на рынке появилась первая модель - колёсно-гусеничная коляска-трансформер, которая по ровной местности передвигалась на колёсах, а ступени преодолевала при помощи гусеничного хода. Пассажиру достаточно нажать кнопку, чтобы перейти из режима колёс в режим гусениц. После победы в конкурсе «Сколково» «Качество жизни» CaterWil получила статус резидента Фонда, что значительно расширило технологические и финансовые возможности предприятия. В новом статусе CaterWil представил своё изобретение на бионической Олимпиаде в Швейцарии - спортивном мероприятии, организованном для людей, использующих бионические приспособления для передвижения. 85% комплектующих, включая электронику, российского производства, что делает оборудование уникальным, а также импортонезависимым. При этом «Катэрмили» вызвали большой интерес у зарубежных предпринимателей. Ещё в 2019 разработка получила сертификаты о соответствии безопасности медицинского изделия в ЕС и Саудовской Аравии. Это открыло возможности для экспорта.

ГемаКор

«ГемаКор» - это гематологическая корпорация, созданная для внедрения в клиники медицинского прибора для лабораторной диагностики системы свёртывания крови. ООО «ГемаКор» был зарегистрирован в 2010 г., однако методология, которую предполагалось доработать и наладить серийное производство, разрабатывалась ещё в 90-е годы на физическом факультете МГУ группой аспирантов под руководством профессора МГУ Фазли Атауллаханова. Одним из аспирантов был будущий основатель компании Игорь Пивоваров. Результатом экспериментов команды молодых учёных стал прибор, который умел моделировать процесс свёртываемости крови в лабораторных условиях и фиксировать процесс. Однако работать с ним могли только его разработчики. Возродить работы над ним И. Пивоварову удалось спустя почти 15 лет, когда предпринимателю и владельцу HemaCore удалось заручиться поддержкой «Роснано» и «Сбербанк капитал». Суммарные инвестиции в проект составили 640 млн рублей. Система включает прибор-регистратор, набора реактивов и ПО, которое обрабатывает полученные данные. Кровь помещают в кювету, затем точечно (как в живом организме) добавляют реактив и засекают время образования сгустка. Под дальнейшее развитие проекта разработчики получили ещё несколько гантов от Роснано, ФСИ, а также Фонда «ВЭБ Инновации». ООО «ГемаКор» - участник «Сколково». В 2020 г. О том, какое значение инновация от «ГемаКор» имеет для пациентов, можно судить по данным статистики. Только в России от заболеваний, связанных с болезнью крови, страдает около 700 тысяч человек. В мире одной из главных причин инвалидности и смертности являются лёгочная тромбоэмболия, инфаркт и инсульт. Первая модель была продемонстрирована в 2013 г.

ExoAtlet

75% комплектующих производится в России, затем они поступают на сборочное предприятие в город Раменское, где собирают модель, тестируют каждую деталь и узел, оснащают ПО, подключают электронные модули. В год здесь собирают до 100 экзоскелетов для взрослых и детей. Модели легко настраиваются под анатомию пациента и позволяют передвигаться по ровной местности или ступеням. Первые испытания медицинской инновации были проведены в отделении реабилитации Центра им. Н. И. Пирогова. ExoAtlet получил ещё несколько грантов от Сколково, Биофонда Российской венчурной компании (РВК), а также Moscow Seed Fund. Интерес к разработке постоянно растёт.

DRD

Экспресс-гемотесты, производством которых занимается компания DRD, - это ещё одна медицинская инновация. С её помощью облегчается диагностика ишемического, а также геморрагического инсульта, наличие черепно-мозговых травм, болезни Альцгеймера, эпилепсии, лёгких поражений спинного мозга. Процедура не требует подключения специального оборудования, занимает не более пяти минут и стоит всего 3 доллара. Разработка участвовала в нескольких российских конкурсах и везде занимала призовые места, а в июне 2016 года заняла второе место на международном конкурсе Asian Entrepreneur Award. Денежный приз составил всего 250 тысяч рублей, но главной наградой стал бесплатный доступ к работе в коворкинге 31 VENTURES Office в Токио в течение трёх лет. Второе направление международного сотрудничества - Латинская Америка. Руководитель DRD А.

Моторика

Продукция этой компании - это электромеханические протезы верхних и нижних конечностей для взрослых и детей. Принцип действия протезов заключается в электронном считывании с нервов импульсов, идущих к отсутствующим мышцам, и передаче их протезу. В итоге искусственной частью тела можно управлять на уровне рефлекса. С каждым пациентом работают индивидуально: сначала делают образец культи, затем погонят под него механизм. После установления протеза с пациентом работают реабилитологии и тренеры. Не забыли разработчики и о дизайне. «Моторика» - резидент биомедицинского кластера Фонда «Сколково». Свои разработки регулярно выставляет на международных выставках. Вся продукция имеет сертификаты и декларации соответствия.

ВижнЛабс

Продукция «ВижнЛабс» - софт и облачные сервисы для распознавания лиц. Общее название системы распознавания лиц - LUNA. Но она имеет ряд модификаций. Например, LUNA ASE - это биометрический терминал контроля и управления доступом. Предназначен для банков, жилых комплексов, учебных и медицинских учреждений, бизнес-центров. Нейросети распознают лица при засветке или плохом освещении, при изменении внешних данных человека (наличии или отсутствии бороды, очков, медицинской маски), исключают возможность распознавания фотографий или видеоизображений с других устройств. LUNA Cars - система интеллектуальной видеоаналитики для распознавания транспорта, предназначенная для мониторинга ситуаций на дороге, управления трафиком, автоматизированного пропуска на автостоянки и парковки. LUNA SDK точно распознаёт и анализирует лица на изображениях и в видео потоке, может работать на разных ОС и платформах. Облачный сервис LUNA_iS предназначена для розничных магазинов.

Genotek

Это высокотехнологичная медицинская компания, предоставляющая услуги по диагностике редких наследственных заболеваний на основе генетического тестирования. Точность тестирования составляет 99,8%. Срок выполнения анализа от 12 недель до 80 дней в зависимости от цели исследования. В настоящее время Genotek совместно с РНИМУ, клиникой им. Н. И. Пирогова, а также Российским кардиоцентром изучает проблему влияния генетики на риск развития инсультов. Пока по статистике лишь 8% пациентов после инсульта могут вернуться к нормальной жизни, 20% навсегда остаются прикованными к инвалидном креслу и ещё 30% нуждаются в постоянном уходе.

УЦБТ

УЦБТ разрабатывает противовирусные препараты. Так, например, препарат «Триазавирин» обязан своим появлением именно Уральскому центру. Здесь возникла идея (ещё 10 лет назад), здесь же лекарственное средство было разработано, протестировано и запущено в серийное производство. Однако исследовательские работы продолжаются.

Спутникс

Это отечественная частная компания, которая начиная с 2011 г. производит высокотехнологичные спутниковые компоненты, технологии, а также сервисы для космических аппаратов. Orbix - это это учебный конструктор, созданный инженерами «Спутникс», предназначенный для изучения принципов спутниковой инженерии, а также управления космическими аппаратами. Это проект, направленный на подготовку будущих космических инженеров. С помощью Orbix школьники и студенты, интересующиеся проблемами космоса и вопросами освоения его ресурсов, учатся собирать малые космические аппараты. Обучающий курс всегда заканчивается запуском модуля и дальнейшей работой над проектом.

Информация и материалы, представленные на сайте: skolkovo-resident.ru взяты из открытых источников, расположенных в сети «Интернет».

Обзор инновационных проектов в Сколково

Инновации в угольной промышленности

Предприятия угольной промышленности в России активно внедряют новые технологии и разработки ученых для повышения эффективности, снижения негативного воздействия на экологию и гарантий устойчивого развития отрасли.

Утилизация угольного шлама

Сжигать угольный шлам, образующийся при добыче твердого топлива, довольно сложно из-за его физических свойств (для шлама характерна большая задержка воспламенения, низкая степень сгорания и высокий уровень выбросов). Новый способ его утилизации предложили ученые Томского политехнического университета. Их разработка основана на добавлении к сырью газовых гидратов, улучшающих характеристики горения отходов и снижающих уровень выбросов. Чтобы проверить на практике свои расчеты, специалисты вуза сделали котельный агрегат с форсуночным устройством для подачи сырья в камеру сгорания и выполнили 50 экспериментов. Оценивая полученные результаты, они пришли к выводу, что созданная ими технология композиционного топлива из угольного шлама и газовых гидратов может использоваться в удаленных поселениях для обогрева помещений. Ученые посчитали расход топлива, требуемый для отопления коттеджного поселка на основе предложенной ими системы с котельной мощностью в 1 МВт. Получилось, что расход гидратного газа составит около 18 м³/ч, а расход угольного шлама - примерно 84 м³/ч.

Очистка воды с использованием золошлаковых отходов

Ученые Красноярского научного центра создали керамические композиты, применяемые в мембранах для очистки воды, использовав для этого золошлаковые отходы - побочный продукт работы угольных электростанций. Спекание при температуре выше 1000 градусов Цельсия промышленных отходов от сжигания угля (фракция дисперсных микросфер летучей золы) и измельченного перлита (природное сырье вулканического происхождения) позволило специалистам получить пористые кремниевые композиты. Испытание показало, что при фильтрации твердые частицы успешно отделялись, а вода очищалась почти на 100% и становилась прозрачной. Еще одним преимуществом новинки является тот факт, что твердые частицы оседают не внутри мембраны, а на ее поверхности. Это дает возможность повторного использования фильтров после прочистки.

Получение глинозема из угольной золы

Из угольной золы также можно получать глинозем - соответствующую технологию подготовили ученые из Института геохимии и аналитической химии РАН, Уральского федерального университета и университета Тунцзи (Китай). На «выходе» они смогли получить металлургический глинозем - оксид алюминия, химический состав которого соответствует техническим стандартам, действующим в РФ и КНР.

Инновационный комбинированный способ разработки сложноструктурных пластов

Такое направление в горнодобывающей отрасли, как взрывные работы, постоянно находится в поле зрения ученых, которые ищут и совершенствуют способы их ведения. Такой подход позволит повысить интенсивность ослабления массива горных пород на большей части взрываемого блока. Для разработки сложноструктурных пластов, сложенных плотными, полускальными и легко разрабатываемыми скальными горными породами, ученые ФГБУН «Хабаровский федеральный исследовательский центр дальневосточного отделения РАН» предложили инновационный комбинированный способ. Он включает извлечение рабочим органом карьерного комбайна пласта полезного ископаемого невысокой прочности без предварительного разупрочнения одновременно с формированием выемок в виде горизонтальных щелей в нижележащем прочном породном прослое дисковыми фрезами. Применение метода повышает производительность и технологическую эффективность разработки сложноструктурного массива горных пород карьерными комбайнами за счет расширения их функциональных возможностей.

Повышение эффективности и производительности оборудования

В перечень перспективных научно-технических разработок для ТЭКа входят различные виды оборудования, использование которого позволяет увеличить эффективность и производительность. Так, сотрудники Магнитогорского ГТУ им. Г.И. Носова проанализировали надежность подъемных машин, оснащенных различными системами приводов, используемых при подземном способе добычи полезных ископаемых и проходке стволов строящихся шахт, что является актуальной задачей в связи с постоянно увеличивающимися глубинами и протяженностью подземных выработок, связанными со снижением концентрации полезного компонента в рудах.

Выемочно-погрузочный драглайн

Интересное изобретение - выемочно-погрузочный драглайн - предложили в Тувинском госуниверситете. Речь идет о землеройной технике, применяемой при освоении месторождений полезных ископаемых открытым способом, в частности о экскаваторах-драглайнах.

Мельница с цикличным торможением электродвигателя

Есть перспективы и у мельницы с цикличным торможением электродвигателя - изобретения Донского ГТУ. С его помощью измельчаются материалы в угольной, рудной, металлургической промышленности. Принцип работы устройства состоит в том, что через определенный период происходит последовательное затормаживание и пуск в работу после некоторой паузы застоя электродвигателя. Кусковой материал, находящийся в цилиндрическом корпусе, полностью заполнит его пространство. За счет сил инерции кусковой материал начнет двигаться, что приведет к росту частоты соприкосновений между кусками и частицами.

Обеспечение безопасности труда

Важнейший аспект в деятельности угледобывающих предприятий - обеспечение безопасности труда. Ученые Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачева предложили способ проведения ответвления от подземной выработки в зоне скопления воды, который может быть использован при разработке пологих и слабонаклонных угольных пластов, например, для проведения сбоек между спаренными штреками.

Газификатор переработки твердого низкосортного углеродсодержащего сырья

Газификатор переработки твердого низкосортного углеродсодержащего сырья - изобретение специалистов Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II. Оно основано на переработке сырья путем газификации с получением генераторного газа, содержащего оксид углерода и водород, для последующего использования в качестве силового газа в транспортных и энергетических установках.

Отрасль	Пример инновации	Описание
Промышленность	Роботизация и автоматизация	Снижение брака, уменьшение затрат, повышение производительности
Аграрный комплекс	Использование дронов	Наблюдение за посевами, проведение исследований
Образование	Интерактивные доски и дистанционное обучение	Изменение формата урока, возможность обучения на расстоянии
Медицина	Искусственный интеллект и нейросети	Повышение точности диагностики, подбор оптимальной схемы лечения
Угольная промышленность	Утилизация угольного шлама	Добавление газовых гидратов для улучшения горения и снижения выбросов