Глобальный рынок автоматизированных домов, в которых используются «умные» технологии, быстро растет: в 2023 году он достигнет объема 84,9 миллиарда долларов, а к 2030-му его совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 12,0%, прогнозируют аналитики агентства GlobalData. Интеллектуальные технологии в зданиях, автоматизирующие процессы от вентиляции до сигнализации, делают пребывание в них комфортнее и безопасней, а заодно помогают решать глобальные проблемы, например, снижать потребление электроэнергии и создавать инклюзивную среду – именно это делает их все более востребованными в современном обществе, убежден инженер-робототехник Сергей Провалихин, технический директор компании «Софи», который уже более 20 лет успешно занимается автоматизацией процессов как в жилых домах, так и на производствах. Его уникальный опыт стал основной авторского проекта «умного дома» с использованием искусственного интеллекта и самообучающихся систем. О выгодах и социальных эффектах современных технологий для жилья и производства – в интервью с Сергеем Провалихиным.
* Сергей Провалихин – инженер и технический директор компании «Софи», в прошлом технический директор НИИ «Экологический текстиль» и компании «Анапа-центр». Автор научных работ, опубликованных в журналах «Перспективы науки» (статья «Проблемы и их решения в области автоматизации технических процессов»), «Вестник современных цифровых технологий» (статья «Технологии умного дома для повышения качества жизни людей с ограниченными возможностями здоровья»), «Международный научно-исследовательский журнал» (статья «Современные адаптивные технологии в `Умном доме`»).
Сергей, вы как инженер более 20 лет занимаетесь автоматизацией процессов в жилых и нежилых помещениях, и за это время реализовали много успешных проектов для разных заказчиков: заводов, отелей, владельцев жилых домов. Почему эти услуги сегодня так востребованы?
Благодаря развитию технологий мы пришли к возможности делегировать автоматизированным устройствам множество функций по управлению системами жизнеобеспечения и производства. Сегодня реально создавать практически полностью автоматизированные дома и производства, в которых все процессы идут с минимальным участием человека. В жилых домах это дает нам такие преимущества, как улучшение качества жизни, повышенная безопасность, инклюзивность, возможность экономного использования ресурсов. Если мы говорим о производствах, то заказчик получает изделия лучшего качества и экономическую выгоду. Я работаю в обоих направлениях, результатом чего и стал проект «Предоставление услуг в области автоматизации процессов жилых и нежилых помещений с инфраструктурой умного дома и элементами искусственного интеллекта».Рынок ИТ-услуг в России: оценки, тренды, крупнейшие участники. Обзор и рейтинг TAdviser 
Для жилых помещений в этом проекте вы предлагаете широкий комплекс уникальных решений – от интеграции отдельных устройств до комплексного проектирования и монтажа инженерных систем «умный дом», которые помогают существенно экономить ресурсы. На что еще они способны?
Здания с системой «умный дом» делают повседневную жизнь гораздо комфортнее, поскольку позволяют полностью автоматизировать вентиляцию, обогрев, другие процессы вплоть до полива растений и кормления домашних животных, а также дают жильцам возможность управлять мультимедийными устройствами и электроприборами из любой точки дома. Есть важные преимущества в отношении безопасности: даже если вы находитесь за тысячу километров, «умный дом» в любую минуту предоставит вам актуальную информацию о состоянии помещений и находящихся в них людей, при угрозе вторжения позволит немедленно вызвать группу реагирования, а при опасности пожара или взрыва газа предотвратит их. Такие системы позволяют существенно экономить ресурсы и личные финансы, например, экономия электроэнергии за счет более рационального расходования может доходить до 40%.
В своем проекте предлагаете и авторские решения, которые включают адаптивные системы управления с элементами искусственного интеллекта. Такую систему вы успешно построили во время модернизации одного из отелей и с тех пор используете в других проектах. Как это работает?
Это часть автоматизированной системы управления зданием, в которой заключен целый спектр функций, связанных с контролем и управлением различными аспектами: освещением, вентиляцией, отоплением, кондиционированием, системами безопасности. Я назвал эту систему «Дворецкий». У него есть своего рода «мозг» – адаптивный блок принятия решений, мини-компьютер, который содержит математическую модель здания и входные и выходные интерфейсы. Это позволяет системе гибко реагировать на внешние изменения. Например, «Дворецкий» может автоматически регулировать освещение в зависимости от уровня естественного света и отключать электропитание в случае обнаружения пожара. Система позволяет человеку-оператору корректировать работу системы управления, система запоминает все изменения и принимает их во внимание при дальнейшем принятии того или иного решения. В итоге мы получаем персонализированный и гибкий подход к управлению зданием. Это также выражается в значительной экономии финансов: от внедрения адаптивной системы регулирования отопления - в среднем 20%, от внедрения рекуператора с интегрированным тепловым насосом - 80%.
Одна из важных социальных проблем, которую вы решаете с помощью систем автоматизации – создание доступных условий для людей с особенностями здоровья. Судя по тому, что вы пишете об этом в своих научных публикациях, эта тема представляет для вас особую значимость. Расскажите, каким образом ваш проект с использованием технологий «умного дома» помогает улучшать качество жизни людей.
Системы «умного дома» помогают решать многие проблемы пожилых людей и людей с ограниченными возможностями. Для большинства из нас возможность включать свет, не прикасаясь к выключателю, открыть входную дверь из спальни или настроить термостат с помощью голосовой команды – всего лишь удобство. Но для людей с ограниченными возможностями эти технологии значат гораздо больше – они позволяют им жить полноценной независимой жизнью. В моей практике есть проекты по автоматизации помещений, предназначенные именно для этой категории людей. Например, мне приходилось заниматься автоматизацией процессов в гостиничных номерах, в которых я устанавливал систему голосового управления, например на базе станции «Алиса». При этом мы сохранили в номерах и привычные выключатели для механического управления.
В своем проекте вы также предлагаете услуги автоматизации нежилых помещений. Вы много работаете на производствах: от автоматизации отдельных технологических процессов и оборудования до комплексной автоматизации. И в этом направлении у вас тоже есть собственные разработки с применением искусственного интеллекта, например, блок приоритетов решений, который `подсказывает` человеку правильные решения. Что это такое?
Блок приоритетов решений – это программно-аппаратный модуль, контроллер, в который я внедрил узел «симуляции ситуаций». В нем реализована математическая модель управляемой системы или ее части. Это позволяет моделировать поведение системы в ответ на те или иные воздействия. Данные, полученные от узла «симуляции ситуаций», обрабатываются блоком приоритетов решений, который, в свою очередь, реализуя алгоритм, подобный алгоритму самообучающейся системы, выдает наиболее подходящее решение (команду). Блок может применяться на любом производстве – от производства бетона до производства изделий из полиуретана. Скажем, оператор, работающий на производстве, меняет состав смеси в узле смешивания компонентов, а система подсказывает, как в результате изменятся характеристики изделия (продукта). Если новые характеристики выходят за пределы допусков, то система блокирует действие оператора.
Уникальные разработки, которые являются составной частью вашего проекта, – важное преимущество на все более конкурентном рынке, но у вас как инженера есть и другая сильная сторона – большой опыт. Как часто он вас выручает?
Довольно часто. Например, довольно распространенная ситуация, когда при автоматизации производств и зданий мы сталкиваемся с тем, что на объекте есть старое оборудование, которое нужно интегрировать в новую систему. Как правило, это оборудование несовместимо с новым или не имеет необходимого уровня автоматизации: отсутствуют нужные датчики, сервоприводы и так далее. Для многих инженеров эта ситуация представляет собой действительно неразрешимую проблему, но мой опыт позволяет решать подобные задачи. Так, у меня был проект модернизации производственной линии на заводе, который занимается выпуском инновационных защитных кейсов. Требовалось согласовать интерфейсы двух разных систем – робота и заливочной системы. Мне удалось решить это и произвести модернизацию автоматики пресса. Для заказчика это выразилось в том числе в заметной экономии ресурсов: потребление электроэнергии прессовым оборудованием на заводе снизилось на 70%.
Впечатляющие цифры. Ваша работа в области автоматизации помещений выглядит очень актуальной еще и благодаря включенности в глобальную экологическую повестку. Инновационные методы оптимизации энергопотребления, дающие экономическую выгоду и улучшающие качество жизни, все более востребованы в мире. Насколько для вас это важно?
Действительно, все больше людей в мире задумываются о необходимости внедрения умных технологий – на это влияет и повышение осведомленности о проблемах окружающей среды, и рост затрат на электроэнергию. Технологичные решения в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которые входят в инфраструктуру автоматизированного интеллектуального здания, помогают решить проблему избыточного потребления энергии. Наиболее перспективным в этом отношении является американский рынок. В 2021 году Министерство энергетики США объявило о выделении 61 миллиона долларов США на финансирование десяти пилотных проектов с использованием новых технологий по модернизации тысяч домов и рабочих мест в передовые энергоэффективные системы. Поэтому свой проект «Предоставление услуг в области автоматизации процессов жилых и нежилых помещений с инфраструктурой умного дома и элементами искусственного интеллекта» я создавал прежде всего для использования в США. Хотя он универсален и может применяться везде, где вопросам зеленых технологий, сокращения энергопотребления и устойчивого развития уделяется то внимание, которого они заслуживают.
Автор: Дмитрий Каминский
