«Разработка опытного образца системы компьютерного зрения для контроля геометрических параметров поковок».
Наличие патента: На данный момент патентов нет.
Краткое содержание проекта:

Кузнечно – штамповочное производство является одной из основных отраслей тяжелого машиностроения. Одной из основных задач, стоящих перед кузнечным производством, является экономия металла. Примерно из 160 млн. т годового выпуска стали в нашей стране ежегодно уходит в стружку около 8 млн. т. Хотя эти отходы и образуются в механических цехах, они, по существу, являются отходами кузнечного производства, которое не всегда может обеспечить получение точных поковок без их значительной последующей обработки резанием. На данный момент задача повышения точности осуществляется за счет механизации процесса ковки. В тоже время, измерение геометрических размеров поковок и контроль их формы во время машинной ковки, в большинстве случаев осуществляется при помощи ручных способов и визуального наблюдения, что не позволяет обеспечить дальнейшее повышение точности при изготовлении поковки.

Научно – технической задачей данного проекта является разработка программного обеспечения (на основе  методов компьютерного зрения и лазерной оптической триангуляции), предназначенного для контроля геометрических параметров горячих металлических поковок различных форм и габаритов, в процессе свободной машинной ковки на прессах предприятий тяжелого машиностроения.

Разрабатываемая система позволит устранить недостатки существующих способов измерения и контроля поковок в процессе свободной машинной ковки, тем самым обеспечив получение поковок, форма которых была бы максимально приближена к форме готовой детали и, соответственно, увеличив экономию металла при последующей обработке.

Внедрение данной системы сделает возможным решение задачи непрерывного измерения размеров поковки в процессе ковки, построения её поперечного профиля и трехмерной модели, вычисления времени и необходимого усилия нажатия пресса для получения заданных размеров.

21.jpg 22.jpg
 23.jpg 24.jpg
Рынок сбыта, практическое применение:

Потенциальными покупателями разрабатываемого продукта являются предприятия тяжелого машиностроения, имеющие в своем составе кузнечно-прессовое производство. В число потенциальных покупателей входят около 80 крупных российских производителей отрасли тяжелого машиностроения (заводы и комбинаты), располагающих обширным парком кузнечно-прессового оборудования и не менее 200 малых и средних машиностроительных и металлургических предприятий.

Лидерами в производстве крупных кованых поковок в России являются ОМЗ–Спецсталь (Ижора, г.Колпино), «Красный Октябрь» (г.Волгоград), Уралмаш (г.Екатеринбург), «Мотовилиха» (г.Пермь), ОАО «Тяжпрессмаш» (г.Рязань), ОАО «Русполимет» (Кулебакский металлургический завод).

На территории Рязанской области располагаются семь средних (ООО "Поковка", ООО ПК "Стальной регион", ООО "Оптима", ООО "Р-Стил", ООО «Металлоград», ООО «Рязанский Производственный Центр», ООО «Техноград») и одно крупное предприятие (ОАО «Тяжпрессмаш), осуществляющее производство поковок методом свободной машинной ковки на прессах.

Рынок российского тяжелого машиностроения является перспективным и платежеспособным с точки зрения продвижения на нем высокотехнологичных разработок, предназначенных для повышения качества обработки металла и его экономии. Это связано в первую очередь с существенными темпами роста российской металлургической промышленности, а также с утверждением приказом Министерства промышленности и торговли РФ от 9 декабря 2010 г. № 1150 “Стратегии развития тяжелого машиностроения на период до 2020 года”. Одними их основных целей данной стратегии являются:

1. Cтимулирования процессов глубокого технического перевооружения и модернизации производства, направленного на снижение производственных издержек, сокращение сроков изготовления продукции и повышение ее качества.

2. Cтимулирования отраслевых НИОКР и/или приобретения ключевых «ноу-хау» для разработки и освоения производства новых современных образцов продукции.

Относительно применения ковочных прессов данная стратегия предусматривает “оснащение прессов вспомогательными механизмами для автоматизации технологических процессов”.

Финансирование мероприятий Стратегии в период 2011 - 2020 годы предусматривается осуществлять за счет средств федерального бюджета и внебюджетных источников. Прогнозный объем финансирования мероприятий Стратегии за период до 2020 года в ценах соответствующих лет за счет всех источников финансирования оценивается в размере 71,4 млрд. рублей, в том числе за счет средств федерального бюджета 27,9 млрд. рублей и внебюджетных источников 43,5 млрд. рублей.

Таким образом, можно сделать вывод о наличии в России крупного платежеспособного рынка, способного обеспечить высокую покупательскую способность в области высокотехнологичных систем контроля геометрических размеров поковок.
Коммерциализация:

1 Вариант (с минимальной прибылью на единицу продукции): продается только программное обеспечение системы контроля (“коробочный продукт”). Прочее: видеокамеры, объективы, генераторы лазерных линий, пирометр и компьютер клиент покупает у стороннего продавца. В этом случае, себестоимость на единицу продукции складывается из следующих показателей:

1. Материалы, комплектующие изделия - 800 руб.

2. Упаковка и полиграфия – 1000 руб.

3. Заработная плата (в расчете на единицу произв. продукции) – 20000 руб.

4. Внепроизводственные расходы – 2000 руб.

Итого, себестоимость составит: 23800 руб.

Ориентировочная цена: 450000 руб.

Планируемая прибыль на единицу продукта: 426200 рублей.

2 Вариант (с максимальной прибылью на единицу продукции): продается программное обеспечение системы контроля и комплекс технических средств: видеокамеры, объективы, генераторы лазерных линий, пирометр и компьютер. В этом случае, себестоимость на единицу продукции складывается из следующих показателей:

 

1. Материалы, комплектующие изделия - 1100800 рублей

2. Упаковка и полиграфия – 1000 руб.

3. Заработная плата (в расчете на единицу произв. продукции) – 20000 руб.

4. Внепроизводственные расходы – 2000 руб.

Итого, себестоимость составит: 1123800 руб.

Ориентировочная цена: 1800000 руб.

Планируемая прибыль на единицу продукта: 676200 рублей.

Принцип ценообразования: цена систем машинного зрения в металлургии: от 3 млн. руб., цена прессов: от 10 млн. руб., окупаемость при максимальной цене: 0,5 г

Следует отметить, что дополнительную прибыль принесет проведение работ по установке и настройке системы компьютерного зрения на объекте (прессе или молоте) – как правило, 3-5% от стоимости поставляемого оборудования и ПО, а также последующее научно – техническое сопровождение установленной системы (по истечении срока гарантийного обслуживания).
Конкуренты:

Российских разработок систем бесконтактного измерения геометрических параметров поковок, производимых способом свободной машинной ковки, на внутреннем рынке не представлено.

Аналогичных разработок на внешнем рынке не представлено. Системы для измерения параметров (профиля и т.п.) «горячих» изделий, разрабатываемые и поставляемые на российский рынок западными производителями ориентированы на контроль горячекатанного металлопроката и не предусматривают применение в кузнечно – штамповочном производстве. Примерами систем, предназначенных для измерения профиля «горячего» металлопроката, являются: «ProScan optical profile measurement» (Siemens VAI Metals Technologies GmbH, Германия) и оптико – электронная система бесконтактного автоматического измерения профилей «SIRIUS» (JOANNEUM RESEARCH, Австрия). Обе представленные системы не ориентированы на контроль поковок.
Возможность импортозамещения:

С точки зрения перспектив внедрения на российском рынке зарубежные разработки систем машинного зрения металлургии имеют ряд недостатков. Во-первых, это высокая цена. Во-вторых, компании – разработчики “привязывают” покупателя программного обеспечения системы к своему оборудованию. В-третьих - ограниченная функциональность. В-четвертых, следует отметить, что разработка систем контроля “горячих” изделий является задачей мультидисциплинарного характера (вследствие непростой физики многофакторных производственных процессов, связанных с горячим и холодным металлом) и требует научно-технического авторского сопровождения. Зарубежные компании, пытаясь продать в России весьма дорогостоящее оборудование, как правило, не могут обеспечить требуемый уровень последующего научно-технического сопровождения.

Продукция, разрабатываемая нашей компанией, будет лишена данных недостатков, позволяя работать как с импортными, так и с отечественными видеокамерами, промышленными контроллерами и лазерами. Помимо этого клиенту предоставляется полное и своевременное авторское сопровождение всех этапов внедрения.
Этапы реализации проекта:

1 год (2014-2015) - Разработка опытного образца системы компьютерного зрения для контроля геометрических параметров поковок

2 год (2015-2016) - Разработка серийного образца системы компьютерного зрения для контроля геометрических параметров поковок

3 год (2016-2017) – Разработка программных модулей для расширения возможностей системы компьютерного зрения для контроля геометрических параметров поковок.

 На данный момент приобретено основное оборудование для реализации программной составляющей продукта: промышленные видеокамеры высокого разрешения, штативы, генераторы лазерных линий, крепеж для генераторов лазерных линий, блок питания лазерных линий, соединительные кабели. На основе данного оборудования собран первичный испытательный стенд.

Планируется закупка материалов для создания полнофункционального опытного образца с возможностью имитации нагретой поковки.

Разработано программное обеспечение, позволяющее осуществлять непрерывный захват, выделение области и первичную обработку полученного с камер изображения.
Финансово-экономические показатели:

1 год – реализация: 0 рублей (т.к. это этап разработки)

2 год – реализация: 700000 руб. (пилотный проект)

3 год – реализация: 3200000 руб.
Кооперация с другими предприятиями: В течение первого года планируется привлечение сторонних организаций к сборке стенда опытного образца системы. По окончании первого года реализации проекта планируется испытания опытного образца в условиях действующего производства на ОАО “Тяжпрессмаш” (г.Рязань).
Финансовые источники (используемые, планируемые):

Бюджетные средства: Финансирование со стороны ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» (Фонд содействия инновациям);

Внебюджетные инвестиции: собственные и заемные средства.