Проект по технологии - Отечественные промышленные экзоскелеты. Выполнил ученик 10 класса Волков Александр Максимович. 

 

Внедрение и практика применения на производстве, в бизнесе и в быту.

 

Введение

Россия сегодня находится в очень сложной экономической и политической ситуации в связи с огромным количеством введённых экономических санкций, уходом с Российского рынка большинства иностранных производителей, разрывом экономических связей и связанных с нашими иностранных производств. Ответом на всё это стала политика импортозамещения: то есть всё то что теперь стране не продаётся и не предоставляется нужно производить и делать самостоятельно в идеале лучшего качества чем импортное и менее затратно.

Важной составляющей успеха в ускоренном развитии страны и промышленности, поднятия уровня и качества жизни граждан есть поиск нестандартных путей и способов достижения заявленных целей импортозамещения. Критерием развитости любого общества является производительность труда. Сокращение трудо и финансовых затрат предприятий и каждого трудящегося гражданина при сохранении/увеличении качества выполняемых работ, количества производимых товаров и услуг - один из вероятных путей реализации стратегии импортозамещения и развития нашего общества, промышленности, страны.

По данным Росстата, в России более пяти миллионов человек задействовано в работах, связанных с тяжёлым физическим трудом и большую часть из них можно было бы автоматизировать но это технически и экономически не эффективно. Это очень дорого и сложно реализуемо при помощи робототехнических комплексов, автоматов и систем. Бывает что расчёты затрат фирм на покупку роботов, обучение операторов станков с ЧПУ, автоматизированных линий с их обслуживанием и ремонтом намного превышают планируемую от внедрения экономическую и иную выгоду.

Важным фактором является необходимость сохранения рабочих мест ручного труда как гарантии социального принятия рабочими и обществом нового (не допустить протестов и неприятия как в прошлом движения «луддитов»). Решением в таких случаях станет объединение человека, как естественной управляющей системы, и «носимых» рабочих механизмов - «экзоскелетов». Это намного дешевле уже привычных автоматизации и роботизации. При этом выполнится условие сохранения/увеличения качества выполняемых работ и количества производимых товаров и услуг в сравнении с «ручным» трудом, сохранятся рабочие места, максимально будет использован богатый опыт рабочих при эксплуатации и дальнейшем совершенствовании «носимых» средств «малой автоматизации» -. отечественных экзоскелетов, отсутствие сопротивления новому со стороны рабочих.

Массовое практическое применение отечественных экзоскелетов актуально, выгодно, решает множество «узких мест» производства и бизнеса, облегчит быт и жизнь любого человека. Всем этим доказывается актуальность темы проекта. Экзоскелеты сегодня принято делить на две основные категории: «активные» (содержащие электрические, гидроусилительные и прочие моторы/насосы/элементы электропитания) и «пассивные», использующие только упругие элементы/тяжи/жёсткие элементы конструкции не требующих от оператора экзоскелета при работе ничего кроме его мускулов. Только «пассивные» экзоскелеты сейчас впервые стали доступны для покупки всем желающим без ограничений по полу и возрасту. В тексте работы «экзоскелет» следует понимать как «пассивный экзоскелет» если прямо не указано другое.

 

Гипотеза исследования : предполагается, что в исследуемом материале будет доказана выгодность и необходимость всестороннего применения пассивных экзоскелетов на производстве, в бизнесе и в быту именно сейчас. В ходе исследования планируется достижение следующей цели — создать краткий итоговый отчёт по результатам исследования материалов и практики применения «Ultra» под названием: «Экзоскелет — необходимо и выгодно Вам, бизнесу, семье!». Особенностью работы будет обзор личного (членов семьи) практического опыта использования пассивного отечественного экзоскелета «Ultra».

Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

1. Изучить актуальные материалы по современным отечественным экзоскелетам.

2. Изучить законодательную базу по необходимости использования экзоскелетов.

3. Найти производителей и изучить предлагаемые ими модели экзоскелетов.

4. Найти примеры успешного использования промышленных экзоскелетов на производстве по публикациям в прессе и интернете.

5. Получить образец одной из моделей для использования в быту членами нашей семьи.

6. Создать итоговый отчёт по результатам исследования и практики применения «Ultra» «Экзоскелет — необходимо и выгодно Вам, бизнесу, семье!» Объект исследования — отечественный экзоскелет компании «ЭКЗО СОЛЮШЕНС» модели ProEXO «Ultra» компании.

 

Предмет исследования — анализ актуальности и целесообразности использования отечественных экзоскелетов различных типов и модификаций на основании практического опыта применения в быту мной и членами моей семьи отечественных экзоскелетов модели «Ultra» компании «ЭКЗО СОЛЮШЕНС». В процессе исследования будут использованы следующие методы: теоретический метод (изучение материалов по данной теме), практический метод (практика освоения и использования ProExo «Ultra»), метод сравнения (опыт выполнения работ с и без использования ProExo «Ultra»), метод анализа (обработка полученных опыта и данных).

 

Результатом работы будет краткий итоговый отчёт по результатам исследования и практики применения отечественного экзоскелета ProExo «Ultra»: «Экзоскелет — необходимо и выгодно Вам, бизнесу, семье!» Экзоскелеты сегодня принято делить на две основные категории: «активные» (содержащие электрические, гидроусилительные и прочие моторы/насосы/элементы электропитания/насосы) и «пассивные», использующие только упругие элементы/тяжи/жёсткие элементы конструкции не требующих от оператора экзоскелета при работе ничего кроме его мускулов. Только «пассивные» экзоскелеты сейчас стали доступны для покупки желающим не в единичных экземплярах (как например экзоскелеты медицинского назначения для восстановления после травм), а всем без ограничений по полу и возрасту.

 

Глава 1. О материалах, использованных в работе над Проектом.

1.1 Критерии отбора материалов, использованных в работе над Проектом. При поиске материалов для Проекта отбирались только те, что наиболее актуальны сейчас. Не были использованы художественные, фантастические и другие материалы далёкие от современного, практического положения дел. Изучая выборки стало очевидно что из отечественных фирм реально вышли на этап розничных/мелкооптовых продаж своих изделий покупателю только две: «ЭКЗО СОЛЮШЕНС» и «Экзорайз». Эти две фирмы не только разработали, совершенствуют но и освоили мелкосерийное производство линейки пассивных экзоскелетов (то есть набора изделий, отличающихся функциональным назначением, рабочими параметрами и конечной стоимостью). Большая часть отобранных материалов для Проекта была взята с сайтов этих фирм или статей и видео в которых эти фирмы и их изделия упоминались.

1.2 Особо интересные и значимые материалы не от разработчиков/производителей экзоскелетов. Первыми стоит упомянуть новые ГОСТы (Государственные Стандарты) которые проходят стадию согласования и подготовки к публикации. Первый ГОСТ - «понятия и определения», второй ГОСТ - «методики определения эффективности».

В первом стандарте будет документально зафиксировано, что экзоскелеты подразделяются на три типа: пассивный, активный, полуактивный. Так же в нём вводятся классификация и определение, что такое экзоскелеты. В ГОСТ промышленные экзоскелеты отнесут в категории СИЗ (средства Индивидуальной Защиты наравне с привычными рукавицами, касками и прочим). Этот новый стандарт разрабатывали в течение двух лет в НИИ медицины труда имени академика Н. Ф. Измерова. Сейчас специалисты заканчивают работу над вторым стандартом, который позволит унифицировать методы испытаний и сертификацию промышленных экзоскелетов. ГОСТы планировалось ввести в конце 2022 года но видимо срок перенесён на конец 2023 года. Промышленные экзоскелеты – включены в перечень типовых норм выдачи СИЗ Приказом Министерства труда и социальной защиты РФ ПРИКАЗ от 29 октября 2021 г. № 767н «ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ЕДИНЫХ ТИПОВЫХ НОРМ ВЫДАЧИ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ И СМЫВАЮЩИХ СРЕДСТВ»

1.3 Анализ доступности и путей приобретения экзоскелетов. В основном желающим предлагается приобретать экзоскелеты он-лайн через сайты этих фирм-производителей но так же есть информация что в СанктПетербурге некоторые модели и расходные материалы к ним продаются в сети магазинов спецодежды и средств защиты, что указывает если не на наличие некоторого спроса то по крайней мере на попытку его формирования и усилия по продвижению изделий, заботу о потребителе.

1.4 Получение образцов Ultra для использования в быту членами нашей семьи. Для реализации получения практического опыта использования была выбрана модель пассивного экзоскелета Ultra разработки и производства компании ProEXO как наболее простая, универсальная, и самая дешёвая (одиннадцать тысячь рублей за экземпляр на момент начала работы над Проектом, в отличии от других моделей стоимостью в десятки тысячь рублей). Были заказаны он-лайн и получены доставкой транспортной компанией (за три дня с момента оплаты!) два экземпляра Ultra. С целью проверки реального спроса и готовности потенциальных пользователей арендовать на время работ экзоскелеты обратились к службе поддержки сайтасервиса аренды вещей (их существует несколько но был выбран наиболее развитый и имеющий большее количество пользователей). Поддержкой был добавлен в каталог целый раздел «Экзоскелеты» и размещено тестовое обьявление о возможности аренды экзоскелета Ultra. За два месяца было только одно обращение заинтересовавшегося но тому потребовались свойства экзоскелета которые могли бы предоставить только более дорогие модели чем Ultra (статичная поддержка поднятых рук с электроинструментом), поэтому опыта аренды не получилось. Но пусть и одно обращение доказывает, что хотя спрос на использование экзоскелетами есть но он крайне мал и тому есть две основные причины: очень высокая стоимость изделий (их аренды соответственно) и малая информированность людей о современных пассивных экзоскелетах и всём что с ними связано. Главным же в рамках Проекта стал опыт практического использования членами семьи двух экземпляров Ultra в повседневной жизни и занятиях.

  

Глава 2. Обзор личного (членов семьи) практического опыта использования пассивного отечественного экзоскелета «Ultra».

Основными носителями экзоскелета стали папа и я. Разработчики указывают что носить Ultra можно как поверх рабочей одежды так и под верхней одеждой.

Папа решил что будет носить экзоскелет максимально часто кроме самих работ по возможности целый день в помещении, на улице, в транспорте. Надевать и снимать привычка появляется быстро, в этом помогают обучающие видеоролики фирм. Носить поверх повседневной одежды напоминает ношение штанов с подтяжками и внешне спереди очень похоже, а вот под куртку или пальто выше лопаток немного торчит каркас спины. Ultra отличается от продающихся в аптеках «корректоров осанки» тем что помимо осанки и защиты позвоночника ещё и на 10-15% снимает нагрузку с позвоночника и рук и передаёт её на пояс. Осанка при ношении действительно выправляется «сама собой» но спинная пластина при сидении на любом стуле/кресле машин или транспорте делает их по ощущению «эргономическими» (включая появившееся спинки для «прислониться стоя» в автобусах) и очень комфортными. Лежать же в экзоскелете неудобно, разве только ненадолго на боку если очень нужно. Просто стоя в экзоскелете всегда можно чуть подавшись вперёд дать отдохнуть пояснице — это особо чувствуется и радует носящего.

Окружающие на улице и в транспорте очень редко замечают под пальто экзоскелет, а если в помещении снять верхнюю одежду обращают внимание почти всегда но думают что это лечебный корсет для повреждённой спины что, конечно, немного неприятно. Раньше первые миниатюрные наушники и гарнитуры первых сотовых телефонов окружающие принимали за слуховые аппараты. Но с ростом популярности наушников и распространения гарнитур люди перестали обращать на них внимание. Можно предположить что с ростом массового использования пассивных экзоскелетов произойдёт то же самое и дискомфорт от излишнего внимания окружающих пропадёт. Снимать/одевать в течении дня при постоянной носке экзоскелет нетрудно если есть куда положить или повесить за плечевые тяжи, «петелька» была бы удобнее но это наверняка доработают.

Семейные дела многообразны и в любое время года и в городе, и загородом, и на работе всегда находятся «дела» которые Ultra облегчает. Переноска пакетов и сумок, уборка, передвинуть мебель, переложить что то — всегда найдётся повод оценить «разгрузку поясницы» от экзоскелета. А тут ещё пришла пора косметического ремонта в нашей квартире — тут папа считает без Ultra было бы намного тяжелее и дольше всё делать. Летом за городом работа для Ultra точно будет и много. Я то же попробовал носить экзоскелет но взрослым легче не замечать пристальное внимание окружающих да и кататься на трюковом самокате и велосипеде не очень в нём мне удобно, я проверил. А вот помогать папе с ремонтом и по дому когда мы вдвоём в Ultra переносим/таскаем и другое делать это конечно легче, удобнее, быстрее чем без них — мы сравнивали. После полугода использования один из Ultra уже требует замены манжеты на одной из ног (липучки сносились) но замена расходных элементов предусмотрена разработчиками и можно дозаказать детали на замену дополнительно.

 

Вывод: для семейных дел и работ Ultra реально помогает, а излишнее внимание окружающих в будущем наверняка прекратиться. По результатам практического использования Ultra в семье в течение года будет написано и отправлено письмо-отчёт, включающий пожелания доработок конкретной модели экзоскелета. С «ЭКЗО СОЛЮШЕНС» у нас договорённость об этом есть. Вывод главы в том что использование пассивных экзоскелетов типа Ultra в быту и для множество распространённых работ и занятий оправдано и имеет перспективы.

  

Глава 3. Оценка возможного практического использования пассивного отечественного экзоскелета «Ultra».

3.1 Возможное использование пассивных экзоскелетов в зоне СВО.

По телевизору показывали репортаж из зоны СВО в котором корреспондент рассказывал что для наших тяжёлых крупнокалиберных пушек снаряды весят под сто килограмм и для их перезарядки предусмотрена отдельная заряжающая машина. Часто из соображений скрытности на «работу» заряжающую машину не берут и тогда расчёты на руках заряжают тяжеленные снаряды. Наверняка вот там бы пассивные экзоскелеты (но не Ultra, а более мощно «разгружающие» руки и спины до 50% как указано на сайте разработчиков) могли бы очень пригодиться и бронежилеты тяжёлые было бы легче носить — но видимо всё это впереди ещё, да и дороговаты они. Наверняка Министерство Обороны и военные знают об этих изделиях и разработках, сами разрабатывают подобное. Но со стороны кажется что процесс появления нового в войсках очень и очень долог. Наверняка это оправдано и есть правила и процедуры рассмотрения новинок и принятия на вооружение. Но как и во Вторую Мировую войну солдаты сами использовали всё что могло помогать и приближать победу. Такой информации в Интернете нет но вполне возможно что некоторое количество пассивных экзоскелетов подобных Ultra частным порядком применяется бойцами СВО.

3.2 Возможное использование пассивных экзоскелетов коммунальными службами и в торговле. Наблюдая за работниками коммунальных служб и торговли (дворниками, грузчиками, уборщицами и другими) сразу видно что их занятия как раз с такими нагрузками и операциями для облегчения которых и разрабатываются экзоскелеты. Перенос тяжестей, работа ручным инструментом в неудобных позах, многочисленные наклоны и прогибы с грузами, копка, перебрасывание лопатами снега/песка/прочего и другое.

3.3 Краткие результаты опроса потенциальных пользователей («носителей», «операторов») пассивных экзоскелетов и выводы из них. Для эксперимента при случае в разговорах с людьми, заинтересовавшихся необычным видом экзоскелета, задавались вопросы стали бы они использовать в быту, покупать, работать в таких основными препятствиями назывались высокая стоимость и отсутствие обязательности к применению (законов, ГОСТов и штрафных санкций за неприменение работниками. Примеры их высказываний: « - Как то всегда работали без всех этих экзоскелетов и дальше будем(будут) работать!», « - Мне дешевле ещё десяток или два гастарбайтеров нанимать чем вкладываться во все эти экзоскелеты!», « - Ну и в чём мне выгода? Не факт что выработка больше будет, а травматизма на производстве и выплат по больничным и травмам у нас и так нет — строго соблюдаем технику безопасности!». Вывод третьей главы: Экзоскелеты у людей вызывают интерес, они готовы попробовать поработать в них но совершенно не готовы платить большую цену тем более пока нет принятых законов и документов обязывающих руководство предприятий внедрять и обеспечивать своих работников экзоскелетами как и другими СИЗ — Средствами Индивидуальной Защиты.

  

Заключение

Данная работа посвящена изучению теоретически и на практике возможности приобретения и использования отечественных экзоскелетов в быту и производстве. Отобранные материалы позволили сделать вывод что сегодня такая возможность не только появилась но и цены на некоторые базовые, простые модели пассивных экзоскелетов опустились ниже десяти тысяч рублей на момент сдачи Проекта (цена на модель ProEXO «Ultra»). Для получения практического опыта использования и повседневного ношения были заказаны и приобретены в семью два экземпляра пассивных экзоскелетов модели «Ultra». В процессе работы над Проектом проводились мини-опросы в свободной форме у заинтересовавшихся экзоскелетом, собирались их высказывания на основе которых и были сделаны выводы о том что для обычного человека главным препятствием является цена изделий. Для уточнения так ли это была предпринята попытка при помощи интернетсервиса предоставить желающим возможность краткосрочной аренды экзоскелета для тяжёлых работ. Результатом стало одно обращение желающего, так и не арендовавшего Ultra, показавшее что вторым препятствием является малая осведомлённость людей о экзоскелетах (помимо их стоимости). . – «Результаты нашего Проекта показали, что внедрение в быт и производство отечественных экзоскелетов не смотря ни на что началось и развивается.

 

Все выявленные препятствия не носят непреодолимого характера и будут преодолены практикой внедрения и использования, снижением стоимости единицы экзоскелета за счёт крупносерийного производства, получаемой экономией, выгодой и конкурентными преимуществами, а так же правовой и регламентирующей поддержкой (введение ГОСТов и законов). Практические результаты работы состоят из нескольких выводов.

Первое — экзоскелеты очень скоро (с принятием новых ГОСТ) станут обычной и во многих случаях обязательной «защитной экипировкой работника» которую фирмы будут ОБЯЗАНЫ закупать и обеспечивать использование своими работниками.

Второе — доказано что разработка и производство отечественных пассивных экзоскелетов не выдумка и существует как минимум два отечественных их разработчика и производителя, а так же возможность приобретения экзоскелетов при желании и возможности.

Третье - массово производятся и доступны к приобретению только «пассивные» экзоскелеты, а «активные» ещё не стали настолько доступны но продолжают разрабатываться, развиваться и совершенствоваться. Это проверено «контрольной покупкой».

Четвёртое - применение в семье и быту экзоскелетов стало финансово доступно, облегчает многие работы и сохраняет здоровье использующих. Предотвращает травмы и разгружает поясницу с руками. Для более серьезных и тяжёлых работ всё же стоит использовать более сложные (и дорогие) пассивные экзоскелеты облегчающие нагрузку не на 10-15% как Ultra, а до 50% но в настоящее время такие модели всё ещё очень дороги.

Пятое — на производство отечественные экзоскелеты поступают и закупаются Российскими компаниями но пока это не носит массового и всеобщего характера.

 

Краткий итоговый отчёт по результатам исследования материалов и практики применения «Ultra» под названием: «Экзоскелет — необходимо и выгодно Вам, бизнесу, семье!» будет составлен в конце годового срока опытной эксплуатации не только в условиях города но и за городом.