Кабель 2.0: отрасль на этапе цифровой трансформации
Учёные Самарского государственного технического университета (СамГТУ) разработали программное обеспечение для кабельной промышленности, которое поможет производителям снижать процент брака уже на этапе выпуска продукции.
На кабельном производстве важно соблюдение таких параметров, как толщина изоляции, сопротивление токопроводящей жилы, геометрические размеры. Несмотря на критическую значимость этих данных, отрасль долгое время испытывала дефицит эффективных инструментов цифрового анализа.
Новая программа учёных СамГТУ интегрирует контрольную карту Шухарта – широко известную в инженерной среде как инструмент отслеживания вариативности процессов – в программную оболочку, создав среду для постоянного наблюдения за состоянием производственной линии. Программа может работать как с реальными данными с производства, так и с симуляционными, моделируя гипотетические процессы. Универсальность программного комплекса делает его перспективным решением для всей кабельной отрасли.
Кабель с «мозгами»
Решение самарских учёных отвечает общероссийскому тренду на рост производства и вывод продукции на новый технологический и качественный уровень. Основными двигателями роста стали модернизация старых и ввод новых производственных мощностей и технологических процессов. Благодаря этим улучшениям российским производителям удалось добиться практически полного импортозамещения в области кабельно-проводниковой продукции, за исключением некоторых специфических наименований, производство которых является экономически нецелесообразным в силу небольшого спроса.
Развивая этот производственный потенциал, отрасль переходит к следующему этапу – внедрению интеллектуальных систем, оснащенных датчиками и связью, интегрированных в цифровые модели (цифровые двойники) и поддерживающих предиктивную диагностику. Цель таких инноваций – повысить надёжность и эффективность электросетей за счёт постоянного мониторинга состояния кабелей, раннего обнаружения неисправностей и оптимизации режимов работы.
Так, одним из передовых примеров использования датчиков в кабельных линиях является новейшая разработка ПАО «Камский кабель» – силовой кабель 6–35 кВ с интегрированным оптоволоконным модулем. Волокно под оболочкой служит датчиком температуры, что позволяет предотвращать перегрузки. Состояние изоляции контролируют датчики частичных разрядов (ЧР) – микроскопических пробоев, предвестников аварий.
ИИ на страже энергосетей
На уровне инфраструктуры страны идея цифровых двойников отражена в стратегии «Цифровая сеть 2030» ПАО «Россети». Крупнейший сетевой холдинг создает единую информационную модель электроэнергетической системы, охватывающую более 500 тысяч объектов, включая подстанции и линии. Кабельные линии – неотъемлемая часть этой модели, оцифровываются их трассы, характеристики, а по мере оснащения датчиками – и текущие состояния.
За последние четыре года доля иностранного оборудования в «цифровых» сетевых проектах «Россетей» снизилась с 40% до 9%, а 99% кабельной продукции теперь поставляется российскими предприятиями. Это означает, что цифровые двойники будут наполняться данными с датчиков, произведенных в России и интегрироваться с российскими системами управления. Таким образом, формируется целая экосистема: кабельные заводы, IT-компании и энергетики совместно создают цифровые модели кабельного хозяйства страны.
С точки зрения инструментария, на рынке появляются комплексные решения предиктивной аналитики для энергетики. Они объединяют датчики, сетевые контроллеры, облачные платформы и AI-модули, которые обрабатывают большие данные. Такие системы часто интегрируются с общим диспетчерским ПО предприятия.
Гарантия надёжности и суверенитета
Рынок кабельной продукции России вышел на качественно новый уровень импортозамещения. Сформировалась устойчивая технологичная отрасль, ориентированная на внутренние вызовы и глобальные тренды.
В ближайшие годы в России ожидается увеличение доли «умных» кабелей. Вероятно появление унифицированных платформенных решений мониторинга кабельных сетей, например, на базе «Ростеха», «Росатома» или частных интеграторов. Ожидается рост рынка программных решений для предиктивного обслуживания – темпы роста глобального рынка predictive maintenance оцениваются в 30–35% ежегодно, и российский сегмент последует аналогичным путём.
В горизонте трёх лет крупные сетевые компании развернут у себя центры (или облачные сервисы) сбора больших данных от сотен датчиков и начнут применять обученные модели для прогнозов: например, когда нейросеть укажет на кабель, который внешне функционирует нормально, но через полгода может выйти из строя – и его заменят превентивно. Благодаря этому метрика SAIDI/SAIFI в регионах с высокой концентрацией «цифровых» сетей начнет улучшаться. Косвенно это будет стимулировать и остальных подтягиваться к уровню «цифровой зрелости».
Таким образом, разработка самарских учёных становится одним из элементов полностью импортозамещённой экосистемы, гарантирующей надёжность энергосетей и защиту данных. Интеграция науки и промышленности укрепляет энергетическую безопасность России, делая её независимой от зарубежных технологий.
