тренды и перспективы
Автоматизация мусоросортировочных комплексов
По данным Росприроднадзора, общий объем бытовых отходов в стране за 2023 год составил 47,2 млн тонн — это на 1,3 млн тонн больше по сравнению с 2022.
При этом значительная доля мусора по‑прежнему направляется на полигоны, эксплуатация которых не всегда соответствует установленным экологическим нормам.
Серьезной проблемой стало и то, что действующая инфраструктура не справляется с нарастающими объемами отходов. В целях ее оптимизации государство активно внедряет системы раздельного сбора мусора, стимулирует развитие новых перерабатывающих комплексов и внедрение инновационных технологических решений для автоматизации всех процессов.
В статье мы рассмотрим ключевые тенденции в области переработки отходов как в России, так и за рубежом. А также представим новую роботизированную систему, которая в разы повышает качество сортировки и приносит ощутимый экономический эффект.
В статье мы рассмотрим ключевые тенденции в области переработки отходов как в России, так и за рубежом. А также представим новую роботизированную систему, которая в разы повышает качество сортировки и приносит ощутимый экономический эффект.
Особенности утилизации отходов в разных странах
В большинстве развитых государств эта практика подразумевает переработку или сжигание. Причем выбор между двумя вариантами не всегда обусловлен исключительно финансовыми соображениями. Например, в странах Скандинавии ограниченное пространство не позволяет создавать мусорные полигоны, поэтому там преобладают мусоросжигательные заводы. Они не только решают проблему бытовых отходов, но и используют дымовые газы для производства электроэнергии и централизованного теплоснабжения.
В странах центральной Европы отдают предпочтение раздельному сбору мусора и вторичной переработке. Согласно статистическим данным, в Германии около 48% бытовых отходов получают повторное использование в качестве сырья для различных отраслей, 32% утилизируют через сжигание, а оставшиеся экспортируют в другие страны. Такой подход сокращает объемы захоронения и способствует устойчивому применению вторичных ресурсов.
В России и США основной этап сортировки отходов начинается непосредственно на специализированных мусоросортировочных комплексах, где работают либо люди, либо автоматизированные системы. Однако в отличие от роботизированной линии эффективность человеческого ресурса существенно ниже, что обусловлено рядом факторов.
В России и США основной этап сортировки отходов начинается непосредственно на специализированных мусоросортировочных комплексах, где работают либо люди, либо автоматизированные системы. Однако в отличие от роботизированной линии эффективность человеческого ресурса существенно ниже, что обусловлено рядом факторов.
Причины низкой эффективности ручкой сортировки
Рабочих кадров для мусоросортировочных комплексов не хватает
Человеку трудно отличать некоторые отходы — например, разные виды пластика
Ручная работа медленная и сопровождается ошибками, связанными с действиями человека
Одним из наиболее перспективных решений для повышения эффективности сортировки отходов стала автоматизация процессов с помощью роботов. Они используют алгоритмы машинного обучения и оснащены передовой электроникой, что позволяет им производить отбор с большей скоростью и результативностью.
В России проблема обращения с отходами стоит крайне остро: порядка 80% ТБО попадают на полигоны. Для изменения ситуации в последние годы появляются новые мусороперерабатывающие комплексы, что позволяет не только снижать объемы захоронений, но и повышать экономическую эффективность благодаря выборке, вычленению и сортировке вторсырья.
В России проблема обращения с отходами стоит крайне остро: порядка 80% ТБО попадают на полигоны. Для изменения ситуации в последние годы появляются новые мусороперерабатывающие комплексы, что позволяет не только снижать объемы захоронений, но и повышать экономическую эффективность благодаря выборке, вычленению и сортировке вторсырья.
Перспективы отрасли по обращению с отходами в России
Полигонное захоронение, несмотря на использование станций очистки для образуемых отходами фильтратов, остается одним из наиболее опасных. Нарушение целостности защитных слоев может привести к проникновению токсичных веществ в грунтовые воды и масштабному разрушению экологии.
Официально в стране зарегистрировано более 1000 полигонов, но их эксплуатационная емкость быстро истощается: ежегодный прирост бытовых отходов составляет около 3%. В то же время количество незаконных свалок сокращается с каждым годом благодаря активной работе над этой проблемой.
Официально в стране зарегистрировано более 1000 полигонов, но их эксплуатационная емкость быстро истощается: ежегодный прирост бытовых отходов составляет около 3%. В то же время количество незаконных свалок сокращается с каждым годом благодаря активной работе над этой проблемой.
Среднее количество мусора, производимое одним жителем России, составляет около 400 кг в год, или 1,1 кг в день. До 2019 года только 7% этих отходов подлежали переработке, что было связано с отсутствием эффективной системы сбора и сортировки. В настоящее время этот показатель увеличился до 14%.
Для изменения ситуации власти инициировали «мусорную» реформу, цель которой в значительном увеличении доли перерабатываемых отходов. А в рамках национального проекта «Экология» предусмотрено создание комплексной системы по обращению с ТБО и переработке всех запрещенных к захоронению отходов.
Для изменения ситуации власти инициировали «мусорную» реформу, цель которой в значительном увеличении доли перерабатываемых отходов. А в рамках национального проекта «Экология» предусмотрено создание комплексной системы по обращению с ТБО и переработке всех запрещенных к захоронению отходов.
с 2021 года количество незаконных свалок больше не растет, а быстро уменьшается
К 2030 году в России хотят отправлять на переработку 100% отходов
Положительная динамика уже заметна: если в 2021 году на полигоны поступало 86,7% бытовых отходов, то с января по ноябрь 2023 года — 79,9%. Однако существующие производственные мощности не позволяют обеспечить выполнение поставленных целей на уровне 100%. По расчетам экспертов, к началу 2030 года объем переработки ТБО может достичь лишь 25%.
Чтобы добиться максимального результата, необходимо создать более 800 новых объектов мусороперерабатывающей инфраструктуры. На данный момент в России функционирует всего 262 таких предприятия, причем многие работают с низкой эффективностью из-за преобладания ручного труда. Однако ситуацию могут исправить промышленные роботы, с помощью которых реально вывести сортировку отходов на более качественный уровень с теми же экономическими вложениями. Таким образом, при помощи современных технологий можно не только нарастить мощности мусоросортировочного комплекса и справляться с непрерывно поступающим потоком ТБО, но и выполнить плановые показатели, которые предусмотрены законодательством.
Чтобы добиться максимального результата, необходимо создать более 800 новых объектов мусороперерабатывающей инфраструктуры. На данный момент в России функционирует всего 262 таких предприятия, причем многие работают с низкой эффективностью из-за преобладания ручного труда. Однако ситуацию могут исправить промышленные роботы, с помощью которых реально вывести сортировку отходов на более качественный уровень с теми же экономическими вложениями. Таким образом, при помощи современных технологий можно не только нарастить мощности мусоросортировочного комплекса и справляться с непрерывно поступающим потоком ТБО, но и выполнить плановые показатели, которые предусмотрены законодательством.
Тренды в автоматизации сортировки отходов в 2024
Одно из приоритетных направлений развития отрасли — интеграция роботизированных систем. Темпы их внедрения увеличиваются по всему миру: к 2026 году ежегодный прирост должен составить около 20%.
В России автоматизация тоже набирает обороты, что обусловлено требованиями «мусорной» реформы к увеличению сортировки ТБО. Однако из 262 существующих комплексов лишь незначительная часть предпринимает попытки внедрения роботизированных технологий.
В России автоматизация тоже набирает обороты, что обусловлено требованиями «мусорной» реформы к увеличению сортировки ТБО. Однако из 262 существующих комплексов лишь незначительная часть предпринимает попытки внедрения роботизированных технологий.
1. Техническое зрение.
Человек
2. Центр управления роботом.
3. Робот-манипулятор.
Представляет собой аппаратные средства, то есть камеры и искусственный интеллект, которые эффективно отслеживают мусор на конвейере.
Устройство, которое помещается над конвейером, производит забор вторсырья с помощью захвата и перемещает в соответствующую урну. То есть выполняет те же функции, что и человеческая рука, но в разы быстрее.
Интеграция такой системы значительно повышает эффективность сортировки. Например, техническое зрение отличает упаковки, изготовленные из ПЭТ (полиэтилентерефталат) и ПНД (полиэтилен низкого давления), с точностью в 70%. Это важно, так как два вида пластика несовместимы при переработке.
Интеграция такой системы значительно повышает эффективность сортировки. Например, техническое зрение отличает упаковки, изготовленные из ПЭТ (полиэтилентерефталат) и ПНД (полиэтилен низкого давления), с точностью в 70%. Это важно, так как два вида пластика несовместимы при переработке.
Это связка системы распознавания и программы для назначения команд. Благодаря этому машина определяет, что из ТБО необходимо захватить и перенести в урну по оптимальной траектории. Если роботу не удается выполнить операцию, система снова анализирует данные и сообщает ему новые координаты.
Внедрение робота для сортировки отходов значительно повышает эффективность этого процесса. В результате улучшаются экономические показатели компании. Благодаря этому вложения в установку такой системы могут окупиться всего за несколько месяцев.
Отбирает всего 5% отходов, пригодных для вторичного использования
Отбирает до 55% таких отходов, при этом неподходящих пропускает всего 2%
Робот-манипулятор
Роботизированные системы для сортировки мусора состоят из нескольких элементов:
Во время среднестатистической сортировки производство теряет около 639 млн рублей на каждые 100 000 тонн выходящего потока. Робот позволяет сократить количество пропущенного вторсырья до 1%
Манипулятор лучше справляется с потоком ТБО, может выполнить до 150 операций в минуту и заменяет четырех человек. К тому же автоматизированное производство не требует специальных мер защиты для обслуживающего персонала, так как операторы управляют системой удаленно.
Наконец, манипулятор способен работать круглосуточно без потери производительности — точность сортировки составит более 90%.
Наконец, манипулятор способен работать круглосуточно без потери производительности — точность сортировки составит более 90%.
Проблемы в автоматизации сортировки мусора
Зарубежные системы фактически неприменимы на российских производствах: они обучены на анализе других видов упаковок и больше ориентированы на чистый мусор без каких‑либо загрязнений. Для эксплуатации этих решений в российских условиях требуется создание специализированных потоков и полное переобучение нейросетей, что приводит к удорожанию процессов и увеличению сроков внедрения.
Дополнительно к этому интеграция импортных роботов крайне проблематична из-за того, что они разработаны под производственные стандарты европейских стран. Также свою роль играют наложенные санкции, которые привели к прекращению обслуживания ПО и уходу зарубежных поставщиков с российского рынка.
На этом фоне в России началось активное развитие собственных технологических решений. Отечественные роботы разрабатываются с учетом специфики локальных заводов: они адаптированы под сортировку материалов, соответствующих российским реалиям, а также способны интегрироваться в существующую инфраструктуру. Последнее существенно сокращает финансовые и временные затраты на переоснащение производств.
Дополнительно к этому интеграция импортных роботов крайне проблематична из-за того, что они разработаны под производственные стандарты европейских стран. Также свою роль играют наложенные санкции, которые привели к прекращению обслуживания ПО и уходу зарубежных поставщиков с российского рынка.
На этом фоне в России началось активное развитие собственных технологических решений. Отечественные роботы разрабатываются с учетом специфики локальных заводов: они адаптированы под сортировку материалов, соответствующих российским реалиям, а также способны интегрироваться в существующую инфраструктуру. Последнее существенно сокращает финансовые и временные затраты на переоснащение производств.
Как робот от L-Labs автоматизирует сортировочные комплексы
Наша компания входит в число ведущих разработчиков роботизированных систем в России. А одним из ключевых и самых перспективных наших продуктов является робот-манипулятор RAM 3.0.
Проект реализуется благодаря нашим собственным разработкам и успешному взаимодействию с отечественными производителями компонентов. Эти партнерства обеспечивают L–Labs всем спектром высокотехнологичных деталей, критически важных для разработки и настройки роботов.
Проект реализуется благодаря нашим собственным разработкам и успешному взаимодействию с отечественными производителями компонентов. Эти партнерства обеспечивают L–Labs всем спектром высокотехнологичных деталей, критически важных для разработки и настройки роботов.
1. Система технического зрения.
2. Механическая часть.
Конструкция RAM 3.0. состоит из двух ключевых модулей:
Работает при помощи RGBD-камеры и нейросети, которая определяет тип отхода по его внешнему виду и форме. Благодаря камере глубины обеспечивает высокую точность в анализе ТБО по цвету, внешнему виду и форме — это позволяет определить габариты и оптимальное место для хватания роботом.
Представлена самим роботом-манипулятором с интегрированным захватом-зажимом для захвата объектов на конвейерной линии. Устройство разработано для обеспечения высокой точности отбора фракций.
Как устроена система сортировки RAM 3.0
Камера, установленная над конвейерной лентой, сканирует поступающий мусор
Нейросеть определяет тип объекта и передает координаты контроллеру
Контроллер преобразует координаты в команды для осей и хвата робота, при этом определяя оптимальную траекторию из всех возможных
Робот получает команду и мгновенно захватывает нужный объект, после чего переносит его в соответствующую тару для сортировки. Если робот промахнется или предмет сдвинется, система сразу рассчитывает траекторию и передает новые координаты для захвата
Наша система способна непрерывно обучаться распознаванию любых типов твердых бытовых отходов, поступающих на производство. На текущем этапе развития технология L-Labs определяет более 50 видов вторсырья, что расширяет возможности комплекса.
Макулатура для дальнейшего производства бумаги, картона и печатных изделий
Пластик для изготовления потребительских товаров, а также одежды и обуви
Древесина для создания топливных брикетов и строительных материалов
Жесть и металл для применения в производстве металлоконструкций
Биоразлагаемые пищевые отходы для переработки в компост и удобрения
RAM 3.0 распознает нужный тип бытового мусора с точностью до 99%
Робот-манипулятор RAM 3.0. в стандартном режиме способен заменить двух человек одновременно или четырех за счет 20-часовой смены. Энергопотребление составляет не более 5,5 кВт, при этом устройство эффективно заменяет работу четырех сотрудников.
Прогнозируемый срок окупаемости, в отличие от аналогичных автоматизированных систем, составляет всего 8 месяцев. Благодаря этому вложения можно вернуть менее чем за год эксплуатации.
Прогнозируемый срок окупаемости, в отличие от аналогичных автоматизированных систем, составляет всего 8 месяцев. Благодаря этому вложения можно вернуть менее чем за год эксплуатации.
Внедрение не требует полного обновления производства. Робот совместим с любыми уже существующими автоматизированными системами
Все данные о рабочих процессах формируются в понятные отчеты. Это позволяет ежедневно отслеживать производительность робота
Отбор фракций вторичного сырья с эффективностью до 1,3 захвата в секунду
При необходимости робота можно научить распознавать другие виды вторсырья в сжатые сроки
Устранение неисправностей, перепрограммирование и техническое обслуживание происходит при помощи удаленных систем контроля
Простая интеграция
Систематический сбор данных и аналитика
Высокая производительность
Возможности дальнейшего обучения
Удаленный мониторинг и управление
Вариативность установки
Робот может быть установлен как с возможностью перемещения объектов вдоль всей линии, так и локально перед сортировочной кабиной
Другие преимущества роботизированной системы RAM 3.0
Автоматизация линии ручной сортировки с полной заменой людей роботами.
1.
4.
5.
6.
2.
3.
Подготовка потока ТБО для оптического сепаратора. Она включает удаление посторонних элементов, на распознавание которых устройство не настроено.
Сортировка выходящего потока. Итоговая проверка элементов из оптического сепаратора на предмет пропущенного вторсырья.
Чистовая сортировка на предприятиях по переработке вторсырья после приема.
Проверка выходящего потока, отправляющего на захоронение, и выборка вторсырья, которое было упущено на предыдущих этапах.
Помимо выделения мощности 5,5 кВт, для установки робота-манипулятора также необходимо подготовить место над конвейерной лентой размером 3,2 × 3,2 × 2,6 метра и организовать доступ к интернету не менее 5 мбит/сек для поддержки удаленного управления, мониторинга и обновления программного обеспечения.
Наша команда предлагает комплексный подход к внедрению системы: мы не только устанавливаем робота и выполняем его настройку, но и берем на себя обязательства по техническому и программному обслуживанию в течение 1 года.
Наша команда предлагает комплексный подход к внедрению системы: мы не только устанавливаем робота и выполняем его настройку, но и берем на себя обязательства по техническому и программному обслуживанию в течение 1 года.
Поиск конкретной фракции на специализированных линиях. Сортировка на предмет посторонних включений: металла, макулатуры или пластика.
Варианты установки робота RAM 3.0 на производстве:
Воздушных фильтров раз в 2–3 месяца
1.
1.
2.
3.
2.
Техническое обслуживание включает замену:
Программное обслуживание включает обновление:
3.
Кабель-каналов в сборке раз в 3–6 месяцев
Направляющих рельс через 1 год
Прочих деталей, а также устранение неполадок
4.
ПО для повышения стабильности робота и лучшего захвата объектов
Сторонних библиотек, которые используются для работы RAM3.0
Системы безопасности для предотвращения кибератак
4.
Обновление происходит не чаще одного раза в месяц и загружается автоматически через интернет.
Нейросети для распознавания мусора и повышения эффективности детекции объектов
Предоставим гарантийное обслуживание на 1 год
В течение этого времени наши специалисты полностью возьмут на себя программное и техническое обслуживание процесса
Реализуем интеграцию готового робота на сортировку в короткие сроки
От первого посещения комплекса до полной интеграции робота проходит всего один месяц
Предоставим гарантийное обслуживание на 1 год
От первого посещения комплекса до полной интеграции робота проходит всего один месяц
В течение этого времени наши специалисты полностью возьмут на себя программное и техническое обслуживание процесса
Обеспечим высокую точность сортировки
Наши гарантии
Роботизированная система RAM 3.0. значительно увеличивает эффективность процесса сортировки, что открывает новые перспективы перед мусороперерабатывающим заводом благодаря продаже вторичных материалов.
Таким образом, интеграция технологии на сортировочную линию поддерживает устойчивое экономическое развитие, а также экологическое благополучие региона, в котором расположен комплекс.
Таким образом, интеграция технологии на сортировочную линию поддерживает устойчивое экономическое развитие, а также экологическое благополучие региона, в котором расположен комплекс.
Стремитесь к повышению производительности вашего предприятия? Посетите официальный сайт L-Labs и запишитесь на экскурсию в лабораторию, чтобы изучить все возможности робота-манипулятора RAM 3.0.
Заявка
Политика конфиденциальности