Экзоскелеты: как сделать труд в транспортной отрасли более лёгким?

Деньги — важный стимул для выполнения работы, хотя и не единственный. Но зарабатывать их бывает тяжело как в переносном, так и в прямом смысле. На рынке вакансий всё большим спросом пользуются не только приемлемые финансовые условия труда, но и физические. Изменение условий работы влияет и на её доступность для потенциальных соискателей. Так, в своё время изобретение и внедрение гидроусилителя руля позволило расширить аудиторию водителей тяжёлой техники — грузовых автомобилей и автобусов.

В последнее время для смягчения нагрузок на часть занятых в транспортном секторе работников начали применять экзоскелеты. Приспособления призваны облегчить труд специалистов, связанный с поднятием, перемещением, удержанием тяжестей и выполнением других операций.

Экзоскелеты уже тестируют железнодорожники, для которых освоение и внедрение новых устройств поможет сохранить здоровье работников и повысить эффективность работы в предстоящий весенне-летний ремонтно-путевой сезон — например, при сборке или разборке рельсошпальной решётки, стрелочных переводов, погрузочно-разгрузочных работах.

Начали применять экзоскелеты и в транспортном машиностроении на производстве подвижного состава и железнодорожной техники — их уже можно встретить на «КамАЗе» и Муромском стрелочном заводе.

Однако использование приспособлений, уменьшающих нагрузку на критические узлы организма человека, может приводить к другим нежелательным последствиям. О плюсах и минусах, а также перспективах использования экзоскелетов изданию TR.ru — Транспорт в России рассказали на кафедре беспилотной робототехники и эргономики Российского нового университета (РосНОУ).

В помощь железнодорожникам

Путевые работы на железной дороге выполняются вручную с применением средств малой механизации и относятся к категории тяжелых, оказывая большую статическую нагрузку на все части тела работников. По отзывам железнодорожников, промышленные экзоскелеты на 30% уменьшают нагрузку на мышцы спины и до 44% — на различные группы мышц рук, что особенно важно в условиях сложных трудовых операций.

Каждый экзоскелет весит около 3 кг и состоит из пояса, нагрудных манжет и рамы с креплениями, которая прилегает к спине работника через перфорированный смягчитель. Набедренные и наручные манжеты соединены с общей конструкцией рамы через компенсаторы веса, что позволяет равномерно распределить нагрузку и снизить ее негативное влияние на организм работника. В частности, при переносе груза массой до 50 кг на 10 метров экзоскелет защищает позвоночник от компрессии, и на 90% разгружает мышцы спины. А при подъёме с пола груза массой до 50 кг на уровень пояса экзоскелет берёт на себя половину этого веса.

На Куйбышевскую железную дорогу в феврале поступила первая партия из 14 промышленных экзоскелетов. Их будут использовать работники путевых машинных станций в процессе подготовке инвентарных рельсов при их резке рельсорезным станком и сверлении болтовых отверстий с помощью рельсосверлильного станка. Первыми инновационное оборудование протестировали работники путевой машинной станции №148 станции Раевка в Башкортостане.

Также в феврале 20 комплектов устройств начала тестировать на 10 предприятиях путевого комплекса Московская железная дорога.

По данным Октябрьской железной дороги, за рабочий день специалист путевой машинной станции поднимает и переносит свыше 100 путевых накладок массой почти 30 кг, а вес используемых им инструментов превышает 20 кг. Экзоскелет берёт на себя треть веса, защищая здоровье сотрудников при работе с тяжелой техникой и деталями.

Подспорье для заводчан

Официальный Telegram-канал ассоциации «Объединение производителей железнодорожной техники» (ОПЖТ) отметил, что промышленные экзоскелеты внедрены на АО «Муромский стрелочный завод» для работников, деятельность которых связана с перемещением тяжёлых грузов.

В марте о внедрении экзоскелетов в своём логистическом центре сообщило ПАО «КамАЗ». Предполагается, что активное использование специального пояса повысит производительность операторов логистических работ, улучшит эргономику и снизит тяжесть труда на складе. Большую часть времени оператора логистических работ занимает перетаривание комплектующих, которые партиями отправляются в цеха заводов и на главный сборочный конвейер автомобильного завода. При этом нагружаются, конечно, руки, но больше всего поясничный отдел спины. Использование передовых технологий позволит избежать травм, перегрузки позвоночника и мышечного перенапряжения.

В декабре прошлого года центром непроизводственных закупок «КамАЗа» было предоставлено для испытаний восемь поясничных экзоскелетов. Часть из них была направлена на испытания логистам, завешивающим и снимающим детали с подвесного толкающего конвейера, часть — на центральный склад.

Получив обратную связь от пользователей, в логистическом центре решили открыть проект с масштабированием опыта в подразделениях компании. В этом году планируется закупить 68 пассивных экзоскелетов, которые будут направлены для работы сотрудникам логистических зон, расположенных на заводе двигателей, прессово-рамном, литейном и автомобильном заводах ПАО «КамАЗ». Присматриваются в этом подразделении и к другим моделям экзоскелетов, в том числе роботизированных.

Ещё раньше, летом 2023 года пассивные промышленные экзоскелеты российского производства закупили и запустили в опытную эксплуатацию на заводе двигателей «КамАЗа». Они состоят из з гибкого основания повышенной прочности, распределённой системы эластомеров и корсета. Один из экзоскелетов передали на участок подсборки турбокомпрессоров цеха № 417, где в течение смены рабочим приходится переносить больше двух тонн турбокомпрессоров от места хранения до рабочего стола и обратно за смену (один турбокомпрессор весит около 25 кг). При этом на операции подсборки пользоваться различными приспособлениями, например, кран-балками, нельзя из-за хрупкости турбокомпрессоров и риска их повреждения. Поэтому без ручного труда здесь не обойтись.

Второй экзоскелет передали работникам термогальванического производства, на котором постоянно нужно загружать в термоагрегаты детали весом до 15кг — шестерни и валы. За смену через руки одного сотрудника проходит больше тонны груза.

Как сообщают заводчане, после внедрения экзоскелетов работникам нет необходимости делать частые перерывы на отдых, производительность труда выросла.

Плюсы и минусы экзоскелетов

Промышленные экзоскелеты не всегда могут комплексно решать проблему перегрузок. Ряд  существующих моделей экзоскелетов, которые находят применение на строительстве, производстве и иных физически тяжёлых работах, уменьшая нагрузку на мышцы, перераспределяют её на суставы и кости. Как следствие, нагрузка может перераспределяется на другие части организма, которые до поры до времени не дают знать о себе. Особенно страдает при этом позвоночник. Одна проблема решается за счёт создания других.

Сложившуюся ситуацию с применением промышленных экзоскелетов прокомментировал для TR.ru — Транспорт в России Илья Таратонов — руководитель программы «Беспилотная робототехника и эргономика» РосНОУ, создатель и руководитель компании по производству экзоскелетов повседневного ношения «ТСР».

— Насколько перспективным является использование промышленных пассивных экзоскелетов для облегчения ручной работы на производстве и в строительстве и насколько доступным для массового распространения является это приспособление по цене?

— Это очень перспективная тема. В будущем станет незаменимым элементом во всех сферах, где задействован человеческий труд. Доступность таких решений будет определяться масштабом их распространения.

— Какие есть побочные последствия использования промышленных пассивных скелетов на организм человека?

— При правильном проектировании экзоскелетов негативные последствия отсутствуют. Напротив, они способны защитить пользователя от травм и снизить утомляемость. Однако некоторые команды, демонстрирующие свои разработки, создают устройства без учета анатомических особенностей и законов биомеханики. В таких случаях возникает риск отложенных побочных эффектов.

— Как можно улучшить конструкцию экзоскелетов для уменьшения вреда применяющим их работникам?

— Если устройство спроектировано с антропоцентричным подходом (учетом человеческого фактора), оно не нанесет вреда здоровью. Улучшения будут касаться только общей эргономики.

Ранее Минтранс России опубликовал информационно-статистический бюллетень за 2024 год. Наряду с другими показателями в нём были отражены изменения количества сотрудников, занятых в транспортной отрасли и их зарплат.

Анонсы новых материалов TR.ru — Транспорт в России ежедневно публикуются в нашем Telegram-канале.