Kyiv IT Outsourcing Forum 2017 — встигни купити Early Bird квитки до 1 травня!

DOU Проектор: G.MIAN — система отбора зерна, которая сэкономит Украине миллиарды гривен

В рубрике DOU Проектор все желающие могут презентовать свой продукт (как стартап, так и ламповый pet-проект). Если вам есть о чем рассказать — приглашаем поучаствовать. Если нет — возможно, серия вдохновит на создание собственного made in Ukraine продукта. Вопросы и заявки на участие присылайте на editors@dou.ua.

Идея

Всем привет, меня зовут Виктор Егоров, я руководитель научно-исследовательской лаборатории Мехатроники и робототехники при Одесской национальной академии пищевых технологий. По направлению Автоматизация процессов управления в конце 2013-го года защитил кандидатскую диссертацию и теперь работаю над докторской.

Философия и стратегия нашей лаборатории — это изучение, разработка и интеграция робототехники во все сферы деятельности человека, освобождая ресурсы последнего в пользу творчества. Лаборатория сегодня является одним из крупнейших научно-исследовательских некоммерческих образований в Украине, на базе которого располагаются второй тренинговый центр компании «Camozzi» в Украине, единственный тренинговый центр компании «Festo» в Украине, одна из трех IoT-лабораторий «Microsoft». Одним из основных направлений научных исследований в нашей лаборатории являются системы автоматического управления и мехатроника зерноперерабатывающих производств.

В ходе выполнения научных исследований по направлению автоматизации комбикормовых заводов выявился существенный недостаток, из-за которого собственники заводов несут колоссальные убытки.

Порядка 1,2 миллиарда гривен в год только в рамках Украины.

Недостаток связан с действующей системой технохимического контроля. В настоящее время практически на всех комбикормовых предприятиях отбор проб сырья в потоке осуществляется вручную. Это влечет за собой существенную проблему — неактуальности данных. Учитывая, что система ориентирована для применения на относительно крупных комбикормовых заводах производительностью более 30 т/час, дискретность получения данных о ходе технологического процесса в 3 часа существенно повышает риск производства некачественной продукции, либо вообще риск аварийной остановки линии. Важно заметить, что простой в результате аварийной остановки всего одной линии приводит к убыткам порядка 4 млн. грн (30 т/час * 24 часа * 5600 грн з тонну). Мы с командой решили усовершенствовать данный узел путем автоматизации и полной реорганизации процесса отбора проб с помощью установки автономных пробоотборников, что, в свою очередь, мы уверены, станет огромным прорывом в комбикормовой отрасли.

Мы создали продукт — систему автоматических пробоотборников для анализа качественных характеристик зерносмесей на всех стадиях его производства — G.MIAN (Grain Mix Analyzer).

Кроме меня в команду проекта входят еще трое специалистов нашей академии (слева направо на фотографии): Аркадий Шипко (механик — старший лаборант лаборатории, студент 4-го курса факультета энергоменеджмента, технологического оборудования и технического дизайна ОНАПТ), Юрий Мацканюк (программист-студент 1-го курса факультета информационных технологий и кибербезопасности) и Наталия Батиевская (технолог-аспирант кафедры технологии комбикормов и биотоплива).

Реализация

Концепция системы опробована на Раздельнянском комбикормовом заводе (Раздельная, Одесская область) и на Мироновском заводе по производству круп и комбикормов (Мироновка, Киевская область).

В ходе стажировки на базе Мироновского завода по производству круп и комбикормов группы компаний «Мироновский хлебопродукт» мы предложили внедрение инновации — автоматического пробоотборника. Идея системы была представлена на конференции для разработчиков и интеграторов ІТ и других хай-тек секторов «Connecting IT & OT 2016» и получила ряд положительных отзывов от специалистов ассоциации предприятий промышленной автоматизации Украины. В конце 2016 года разработка победила в конкурсе Одесского городского совета на лучший инновационный проект.

Однако настоящим прорывом для стартапа стало наше участие в национальном конкурсе IT-проектов в сфере электронной демократии EGAP Challenge. Пройдя отбор в пре-инкубацию в рамках второго цикла, мы получили возможность поработать с ведущими специалистами по направлению бизнес-стратегий, маркетинга, оперативного планирования и искусства презентаций, в общем по всем тем направлениям, где мы как «технари» не имели совершенно никакой экспертизы.

Затем, победив на EGAP Challenge Ideathon и, соответственно, пройдя отбор в основную инкубацию проекта, работа над проектом вышла на еще более серьезный уровень.

Изначально пробоотборники системы планировались как автономные устройства, передающие на облако готовые данные по таким качественным характеристикам: крошимость гранул, содержание мелкой фракции, влажность, содержание жира, белка и клетчатки.

В ходе инкубации в проекте было изменено очень многое. Прежде всего произошел ребрендинг: от старого формата названия системы Feemian (Feed Mix Analyzer) пришлось отказаться по целому ряду причин. Во-первых, мы убедились, что мы можем действовать шире, т.к. наша разработка актуальна для абсолютно всех предприятий зерноперерабатывающей промышленности, а не только для комбикормовых заводов.

Во-вторых, название Feemian в результате опроса фокус-группы у большинства вызывал устойчивую ассоциацию с феминистическим движением. Кроме того, в ходе инкубации мы изменили концепцию системы: от изначальной идеи анализа качественных характеристик непосредственно «на борту» мы пришли к анализу инфракрасного спектра пробы и передачи самой фото на облако, где стационарный мультиспектральный анализатор, также будучи подключенным к облаку, уже проанализирует кадр путем сопоставления его со своей наработанной базой данных.

В результате такого изменения концепции работы системы мы ушли от необходимости сверхдорогостоящей калибровки устройства.

В ходе инкубации мы также изменили и приоритеты в монетизации проекта. Отказавшись от прямых продаж на зерноперерабатывающие предприятия в пользу продажи лицензии компаниям-производителям специализированного оборудования для зерноперерабатывающей промышленности, мы ушли от необходимости дорогостоящих регистраций и дальнейшего сопровождения авторских прав на территории стран Европейского Союза и США. Следует также отметить, что инкубация в EGAP Challenge для нас не только возможность работать с различными специалистами, но и прямая финансовая поддержка — каждый из проектов на этой стадии инкубации получает бюджет в 54 тыс. грн + возможность получить в финале конкурса грант на развитие проекта, сумма которого будет зависеть от занятого места на demoday.

Результаты

На данном этапе мы имеем MVP (Minimum Value Product или прототип) пробоотборника и предзаказы на поставки системы в пределах Украины. Анализаторы нашей системы легко интегрируются в различные машины и линии производства комбикорма в виду полного соответствия с форм-фактором широко распространенных лопаток для отбора проб. Интеграция позволяет исключить временную задержку времени необходимого ранее на анализы в лабораторных условиях.

Существующие в мире аналоги потокового измерения качественных характеристик биополимера крайне дорогостоящие (более 80 тыс. евро) и предполагают для интеграции существенные изменения в оборудовании, т.к. их приходится натурально «врезать» в технологический процесс. Существенное уменьшение линейных размеров и удешевление анализаторов удалось добиться за счет разделения структуры мультиспектрального анализатора на две его принципиальных составляющих: снимок в инфракрасном спектре с использованием фильтров и анализ готового снимка на предмет совпадений с базой данных анализатора.

На данный момент мы ведем активную работу по завершению пробной серии пробоотборников для проведения запланированной промышленной апробации всей системы G.MIAN. Кроме того, для защиты авторских прав поданы все необходимые соответствующие заявки на патенты (на устройство и на способ).

До конца 2017 года мы планируем:

  1. Провести все необходимые промышленные апробации и по их результатам внести коррективы в продукт с позиции промышленного дизайна.
  2. Презентовать разработку на Hannover Messe 2017.
  3. Достойно представить инновационный проект на финальном Demo Day EGAP Challenge и посоревноваться за финансирование от 50 до 250 тысяч гривен.
  4. Презентовать разработку на Black Sea Summit 2017.
  5. Заключить первые сделки по продаже лицензии на производство системы с компаниями-производителями оборудования для зерноперерабатывающей отрасли.

24 комментария

Подписаться на комментарииОтписаться от комментариев Комментарии могут оставлять только пользователи с подтвержденными аккаунтами.

Интересный проект, молодцы!
А какой NIR-анализатор используете?

SocTrade — наши друзья и партнёры (www.soctrade.in.ua)

Да, Diode Array — хорошая машина :)

Как рекламная статья интересно.
Но очень мало технических деталей, чтобы было что здесь обсудить, поспорить, так что с этой точки зрения статья не интересна.

Устройство простое как двери))) потому и как таковых подробностей нет, но при этом очень нужное для нашей комбикормовой промышленности в частности и зерноперерабатывающей в целом. По сути это трубка с шнеком, скорость и направление вращения которого управляется контролером, каждая отобранная проба в специальном спектре фотографируется и отправляется на облако, там стационарный анализатор сопоставляет фоту со своей наработанной базой данных и выдает качественные характеристики.

Тут уже был подобный вопрос. А зачем так наворачивать с пробами, а просто не включить подсветку нужную и фотографировать собственно поток на ленте или чем там?
Система сильно упрощается, но возможно усложниться математика по обработке полученных образов.
Аналог сканера картинок получается.
Уже не нужно отвечать. Ниже я прочитал.

Отдельный вопрос — зачем нужен точечный датчик? Что мешает сделать по принципу обычного сканера (для бумаги) — длинный линейный датчик, и расположить его к примеру на конвейре, а вместо цветофильтра — датчик широкого спектра (без разделения на цвета), и самим делать нужную засветку трубчатой лампой или мощными диодами, чтобы многократно превышала фон. Мне кажется, производительность такого устройства будет дешевле, а вот затраты на софт резко упадут — из-за того что сканеры популярный продукт, соответственно должны быть контроллеры, способные захватить сырые данные и передать их на USB, и готовые драйверы чтобы этим воспользоваться в нормированном виде с нужной калибровкой.

Если можно, прокомментирую тут сразу 3 ваших вопроса.
1. Отдельные датчики нужны из-за специфики архитектуры построения технологических процессов на комбикормовых и других зерноперерабатывающих заводов. Конвейера там конечно присутствуют но крайне мало, чаще продукт движется в нориях. Поточные анализаторы конечно существуют но в том-то их недостаток, что для их интеграции необходимо частично переделывать участок техпроцесса ну и стоимость (от 50 тыс. евро);
2. Почему нужен шнек. Их 6-ти характеристик которые мы меряем 5 поддаются анализу мультиспектралкой, а один нет (крошимость гранул, а это очень важный показатель). Шнеком производится физическое воздействие на отобранную пробу, в результате мы можем проанализировать содержание мелкой фракции до воздействия и содержание мелкой фракции после. То, на сколько этой самой мелкой фракции станет больше и характеризует пробу по крошимости;
3. На счет сепарации. В зернопереработке сепарация от металлических примесей например конечно присутствует, мы же решаем другую задачу. По качеству продукта там не бывает «ложки дегтя», процесс либо идет неверно и тогда вся партия в потоке с нарушением качественных характеристик либо идет правильно..
4. На счет облаков. Наши анализаторы вставляются в уже существующие унифицированные отверстия в оборудовании (там установлены старые лопатки для визуального контроля технологом), таких на каждый линии порядка 10, на заводе обычно до 3 линий, т.е. порядка 30 анализаторов на завод. Учитывая что мы автоматизируем отбор пробы но ее анализ все равно должен проводится на стационарном анализаторе стоимость которого как подчеркивалось ранее зашкальная, для собственников, у которых чаще всего несколько комбикормовых заводов в разных концах Украины, целесообразнее иметь один такой анализатор связанный с облаком, на которое стекаются фоты от всех пробоотборников.

А не думали этот анализотор самим сделать, и поставлять его?

Затея намного сложнее но подъемная. Дело в том, что эти анализаторы работают сопоставляя кадр в спектре с наработанной базой данных, а ее готовую не подарит никто, свою же — это тысячи анализов надо делать часто стоимость каждого варьируется в пределах 100 у.е.. Потому — то они стоят таких денег, сам анализатор простой, но разработчику Б.Д. обходится больших денег и они пытаются это отбить через продажи.

Понятно. Это как обычно.
Но у вас в Украине подобных заводов много. Ну и база картинок у вас сейчас будет набираться. Так что вы сами получите такую базу.
И основываясь на результатах имеющегося анализатора (он сделает первичную разметку вашей базы) вы можете написать свои алгоритмы, которые могут быть и лучше тех, что сейчас используются.

Не вижу проблем в тысяче анализов. Отправить своего лаборанта «в поле» у нас, или сотрудничать с предприятием где есть возможность эту базу наработать. Тогда будет ключевая капитализация у себя, и тогда уже «облако» своё, которое можно поднять сервером непосредственно на предприятии.

Понимаешь ли, корпорации ненавидят отправлять что-то «в облако». На развитых рынках с этим вообще полный песец.

А вот для анализов в набивку базы можно воспользоваться анализатором. Он подскажет, какая конкретно проба должна быть взята за эталон, это позволит радикально сократить число проб.

Отдельная непонятка по шнеку — что мешает погружать всё устройство непосредственно в точку пробы, и моментально получать на выходе сырые данные?

Идиотский вопрос — а в чём необходимость именно проб, что мешает собрать полноценную систему оптической сепарации? Такие системы уже есть, и как по мне — себя окупают. Потому что ложка дёгтя портит бочку мёда, а вот способность разделить мёд от дёгтя — самое то что надо.

Так же необходимость «облака» под сомнением, явно можно поднять систему локально и не зависеть от облака. Если речь идёт именно о сравнении, без сложных вычислений, то это классика встраиваемых систем, с той лишь поправкой что нужно достаточно оперативки для снижения потребности в энергии и производительности.

Подскажите, а какая точность и повторяемость такого экспресс анализа? Заменяет ли он рутинные исследования или он больше позиционируется как датчик?

Частота проведения анализа регулируема, но все же желательно не чаще чем каждые 10 мин. Точность зависит от того на какой стационарный мультиспектральный анализатор будут стекаться данные, но около 0,7%

Выглядит интересно)
Скажите, пожалуйста, предпологается что они будут нерерывно брать пробы (или с заданной частотой)? По каким параметрам определяется качество зерна?

Непрерывно брать пробы не получится, поэтому в любом случае процесс будет дискретным, про этот шаг дискретизации выходит значительно меньше чем ранее, 10 минут скажем против 3 часов. Параметры определятся такие: крошимость гранул, содержание мелкой фракции, влажность, содержание белка, жира и клетчатки..

Как таковое производство нами не планируется. Разработку планируем продать в виде лицензии на производство компаниям-производителям оборудования.

А комплектующие закупаются извне или будут производиться где-то?

Все хорошо, но, если есть опыт работы к комбикорм заводами, то я сначала бы начал с паспортизации прототипа, получения документарного отзыва (заключения) от специалистов заводов (можете им помочь в написании), оформления патентирования, прохождения сертификации (если требуется на такое оборудование), а тогда уже с отзывами, технической документацией, сертификатом и рабочими прототипами можно и продавать и на презентации и куда угодно, удачи

Согласен на счёт паспортизации и рекомендаций от заводов, этим сейчас активно и занимаемся..

Ух ты, интересный проект! Молодцы.

Меня только смущает количество «презентаций» в планах. :-) По моему опыту, 100500 презентаций имеют меньше ценность, чем одна продажа. И чем дольше ездишь рассказываешь ах какой у нас продукт, тем меньше тебе верят. А время идет, которое можно было бы потратить на R&D и продажи.

Если аналоги стоят 80 тыс евро и их покупают, то что мешает продавать вам свой продукт за 10-20% стоимости? Это мне кажется ключевой вопрос. На него стоит тратить силы. Если вы сможете его решить, значит вы нашли действительно что-то ценное для рынка. Если нет — продукта нет, это самообман и никакое количество побед на конкурсах стартапов это увы не исправит.

Удачи в любом случае!

Согласен.. Из планируемых правда 3-х презентаций ничем жертвовать не хочется. Выступить на финале EGAP — возможность получить доп финансирование к реализации проекта. Выступить на Hannover MESSE оооочень надо, это единственная возможность выйти на прямую на таких воротил промышленности как Buller, Sprout Matador, Andritz, Amandus Khal и т.д. Выступить на Black Sea Summit важно хотябы просто потому что в Одессе)))) ехать никуда отдельно не надо будет, а мероприятие знают далеко за пределами Украины. Других ивентов для себя не держим, Вы правы, все усилия кидаем на доводку продукта и на переговорах с компаниями-производителями по вопросу продажи лицензии.

Подписаться на комментарии