Bogusław Laskowski, Wojciech Chmiel, Stanisław Jędrusik, Michał Turek, Dariusz Pałka, Piotr Kadłuczka

Współczesny przemysł stoi wobec rosnących wymagań w zakresie niezawodności, bezpieczeństwa, powtarzalności oraz efektywności procesów realizowanych w przedsiębiorstwach. Dotyczy to zarówno bieżącej obsługi zadań produkcyjnych, jak i procesów związanych z konserwacją oraz naprawami parku maszynowego.

W odpowiedzi na te potrzeby powstał system INRED® – kompleksowe narzędzie wspierające realizację, zarządzanie i dokumentację procesów wdrożone w przedsiębiorstwie Altrad Babcock Europe S.A. INRED® to zaawansowana platforma, która integruje technologie sztucznej inteligencji (SI), rozszerzonej rzeczywistości (AR), komunikacji bezprzewodowej, zarządzania przepływem pracy (workflow), analizy obrazu oraz uczenia maszynowego. Polski oddział firmy ALTRAD specjalizuje się w kompleksowych usługach dla przemysłu energetycznego, chemicznego, petrochemicznego i budowlanego. Zakres działalności obejmuje m.in.: utrzymanie ruchu i remonty instalacji przemysłowych, serwis i modernizację urządzeń energetycznych, prace konstrukcyjne i montażowe, a także diagnostykę techniczną i kontrolę jakości. Przedsiębiorstwo realizuje projekty zarówno w trybie planowych prac konserwacyjnych, jak i awaryjnych interwencji.

Opracowany przez Altrad we współpracy z Akademią Górniczo-Hutnicza w Krakowie system INRED® (Inteligentny system efektywnej analizy prac diagnostycznych i remontowych urządzeń przemysłowych z zastosowaniem jednostek mobilnych i zaawansowanej analizy obrazów) zapewnia infrastrukturę do automatyzacji złożonych procesów naprawczych i serwisowych. Każda procedura jest modelowana jako proces workflow, składający się z szeregu zadań, wykonywanych przez ludzi, algorytmy lub maszyny. System wspiera pracowników poprzez dostarczanie im szczegółowych instrukcji realizacji poszczególnych kroków procedury. Udostępnia dokumentację, trójwymiarowe wizualizacje w rozszerzonej rzeczywistości, filmy oraz dokonuje automatycznej weryfikacji wykonanych czynności dzięki integracji urządzeń pomiarowych z procesem. INRED® został opracowany w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój przy wsparciu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju i funduszy Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.

Obecnie większość przedsiębiorstw boryka się z rosnącą rotacją kadr, co wymaga szybkiego i efektywnego szkolenia nowych pracowników celem zapewnienia maksymalnego bezpieczeństwa realizowanych prac serwisowych i utrzymaniowych. Jednym z przykładów, w którym błędy operacyjne mogą prowadzić do poważnych konsekwencji jest proces dokręcania połączeń kołnierzowych zaworów przemysłowych, szczególnie w instalacjach wysokociśnieniowych (np. energetyka, przemysł chemiczny) przedstawiony na Rysunku 1.

W erze automatyzacji i zaostrzających się wymagań bezpieczeństwa coraz więcej firm poszukuje rozwiązań, które ułatwią szkolenie pracowników i zagwarantują bezbłędną realizację procedur – bez ryzyka dla ludzi i urządzeń. System INRED®, spełnia te oczekiwania, łącząc zarządzanie procesami, systemy wizyjne i analizę obrazu z technologią rozszerzonej rzeczywistości oraz komunikacją bezprzewodową (Bluetooth/Wi-Fi) integrującą urządzenia pomiarowe. System wspiera pracowników poprzez nadzór nad realizacją procesów (formalna weryfikacja zgodności działań z procedurami) jednocześnie zbierając informacje o sposobie ich wykonania. Ponadto system dostarcza materiały w znacznym stopniu przyspieszające szkolenie personelu.

Nowatorskie podejście, technologie i moduły systemu INRED®

System INRED® wpisuje się w kluczowe filary koncepcji Przemysł 4.0. Można tu wymienić istotne jego cechy:

1. Integracja systemów i cyfryzacja procesów – przez połączenie wielu technologii w jedną spójną platformę (AR, SI, workflow, komunikacja bezprzewodowa, analiza obrazu, urządzenia pomiarowe), automatyzuje zbieranie i przetwarzanie danych z różnych źródeł, eliminując potrzebę ręcznego raportowania.
2. Internet Rzeczy (IoT) – wykorzystanie mobilnej infrastruktury do komunikacji bezprzewodowej (Bluetooth/Wi-Fi) z urządzeniami pomiarowymi i systemami sterowania oraz platformą. Dane z czujników trafiają do systemu natychmiast, umożliwiając bieżący nadzór nad procesem.
3. Sztuczna inteligencja i analiza danych – zastosowano algorytmy uczenia maszynowego do rozpoznawania wzorców, analizy obrazu i automatycznej weryfikacji poprawności wykonania zadań. Może wspierać predykcyjne utrzymanie ruchu (predictive maintenance).
4. Wsparcie człowieka przez technologie immersyjne – rzeczywistość rozszerzona (AR) dostarcza pracownikom instrukcji, wizualizacji 3D i materiałów wideo w miejscu pracy. Zmniejsza ryzyko błędów i skraca czas szkolenia nowych pracowników.
5. Elastyczność i personalizacja procesów – każdy proces modelowany jest jako workflow w bazie danych, który można łatwo dostosować do zmieniających się wymagań, specyfiki zadania, a także obszaru zastosowania. System wspiera zarówno zadania wykonywane manualnie, jak i w pełni zautomatyzowane.
6. Formalna zgodność i bezpieczeństwo – umożliwia weryfikację zgodności z procedurami, co zwiększa bezpieczeństwo pracy i minimalizuje ryzyko awarii. Analizuje także zachowanie pracownika (np. wykrycie upadku, stosowanie środków ochrony osobistej) oraz jego otoczenie (np. wykrywanie ognia, parametry powietrza, włączenie urządzeń).

Architektura systemu INRED® (rysunek 2 i 3) składa się z szeregu modułów i wyspecjalizowanych komponentów:

• System zarządzania przepływem pracy – centralny silnik koordynujący procesy; definiuje kolejność zadań i wspiera ich realizację.
• Baza wiedzy o procesach – automatyzuje przepływ informacji pomiędzy Centrum Kompetencyjnym a jednostkami serwisowymi.
• System zarządzania komunikacją – tworzy samokonfigurującą się sieć bezprzewodową, zapewniając niezawodną wymianę danych.
• Moduł I3D – umożliwia wizualizację urządzeń i procesów w czasie rzeczywistym.
• Repozytorium wiedzy – przechowuje kompletne dane z procesów serwisowych, w tym multimedia, pomiary i dokumentację.
• INRED® Mobile – system zarządzania urządzeniami bezprzewodowymi – kontroluje urządzenia, typy gromadzonych danych oraz uprawnienia użytkowników.
• System rozpoznawania obiektów i zagrożeń – wykorzystuje algorytmy sztucznej inteligencji do analizy obrazu i identyfikacji ryzyka.
• System komunikacji wideo – umożliwia przesyłanie i rejestrowanie obrazu między Centrum Kompetencyjnym a pracownikami realizującymi zadania w terenie.
• Mapa dynamiczna lokalizacji pracowników i urządzeń – pozwala na bieżący monitoring położenia personelu i sprzętu.
• Semantyczna wyszukiwarka (SE) – umożliwia inteligentne wyszukiwanie treści w repozytorium wiedzy.

Innowacyjną i unikalną cechą systemu INRED®, niespotykaną w innych rozwiązaniach tego typu na świecie, jest możliwość integracji oraz przesyłania danych z urządzeń bezprzewodowych posiadających komunikację w standardzie Wi-Fi lub Bluetooth bezpośrednio do procesu.

Przykładem może być mikrometr, który automatycznie przekazuje wynik pomiaru do systemu zarządzania procesem. Wynik ten jest natychmiast analizowany i porównywany z wartościami referencyjnymi. Pomiary wykonane w ten sposób są powiązane zarówno z konkretnym procesem, jak i z osobą, która je przeprowadziła.

Jest to możliwe dzięki opracowaniu zaawansowanego modułu INRED® Mobile – systemu zarządzania urządzeniami mobilnymi (rysunek 4), który pozwala przypisać dane urządzenie do konkretnego pracownika. Dzięki temu żaden pomiar nie jest anonimowy, a odpowiedzialność i dokładność działań są w pełni kontrolowane. Złożona struktura mostków pośredniczących w komunikacji z urządzeniami mobilnymi (najczęściej urządzenia pomiarowe BT), wynika ze specyfiki wdrożenia. Często procedura naprawy lub remontu realizowana jest poza siedzibą firmy (w elektrowni), w oparciu o własną, mobilną infrastrukturę komunikacyjną w środowisku o podwyższonym poziomie zakłóceń elektromagnetycznych (EMI).

Inteligentne procedury z automatycznym nadzorem

Możliwość łatwego definiowania procedur w oparciu o dedykowany edytor jest istotną cechą systemu. Pozwala on na podzielenie procesu na zadania (o określonej strukturze logicznej), ze szczegółowym opisem, rysunkami technicznymi i plikami multimedialnymi, prezentacjami w rozszerzonej rzeczywistości, dodanie urządzeń pomiarowych, podanie wartości tolerancji dla pomiaru i warunków akceptacji kroku, działań alternatywnych, zgłoszenie problemów itp.

Cechą systemu jest możliwość łatwej integracji zewnętrznego oprogramowania, zawierającego w sobie algorytmy przetwarzania obrazu, sztucznej inteligencji i algorytmy decyzyjne. Każda z nich może zostać zintegrowana z innymi komponentami i działać jako niezależny, inteligentny moduł wspierający decyzje.

W trakcie realizacji procedury może być przesyłany strumień wideo, pozwalający na jej śledzenie on-line przez nadzorcę systemu i uruchomienie algorytmów automatycznego wykrywania określonej sytuacji. Może to być algorytm wykrywania sytuacji zagrażających zdrowiu lub życiu w oparciu o analizę obrazów lub stan urządzeń (włączone napięcie, niezamknięty zawór).

System INRED® może wykorzystywać zarówno stacjonarne, jak i mobilne kamery do dokumentowania oraz korygowania działań. Przykładowo, jeśli system wizyjny wykryje, że śruby zaworu zostały dokręcone w niewłaściwej kolejności, natychmiast poinformuje o błędzie i zasugeruje odpowiednią korektę. Tego rodzaju automatyczna kontrola jakości stanowi przełom w uniezależnianiu procesów od czynnika ludzkiego.

Wszystkie działania są rejestrowane, tworząc pełny audyt realizowanych zadań. Pozwala to nie tylko na analizę przebiegu każdego procesu, ale także na generowanie raportów, prowadzenie szkoleń oraz optymalizację procedur.

INRED® jest nie tylko narzędziem bieżącego wsparcia, lecz także platformą przygotowaną na przyszłość. Umożliwia integrację nowych urządzeń, aktualizację algorytmów uczenia maszynowego oraz rozbudowę repozytoriów wiedzy. Planowany rozwój obejmuje m.in. wdrożenie silnika semantycznego oraz zintegrowanej platformy zarządzania danymi wideo.

System łączy ludzi, maszyny i algorytmy w jednolity ekosystem wspierający niezawodność, bezpieczeństwo i jakość. To przyszłość serwisów przemysłowych, dostępna już dziś.

Obecnie realizowane prace nad rozszerzeniem funkcjonalności systemu obejmują:

• analizę 3D i rozpoznawanie gestów,
• integrację z chmurą obliczeniową i systemami MES/ERP,
• dodanie kolejnych modułów AI – predykcja błędów i uczenie modeli na podstawie danych historycznych.

Efekty wdrożenia

Wdrożenie systemu INRED® wymusiło podejście procesowe do wszystkich realizowanych pod jego nadzorem procedur, co skutkuje lepszym ich przygotowaniem, realizacją i dokumentacją. Efekty wdrożenia są widoczne w wielu aspektach:

1. Bezpieczeństwo

• Poprawa bezpieczeństwa pracowników i zmniejszenie ryzyka wypadków, dzięki wykrywaniu sytuacji zagrażających ich zdrowiu i życiu.
• Kontrola prawidłowości realizacji procesów, skutkująca większym bezpieczeństwem późniejszej eksploatacji urządzeń.

2. Techniczne

• Automatyzacja zbierania danych pomiarowych i eliminacja błędów wynikających z ręcznego wprowadzania.
• Integracja różnych źródeł danych (pomiarowych, wizyjnych, dokumentacyjnych) w jednej platformie.
• Możliwość pracy w środowiskach o utrudnionej propagacji fal radiowych (konfigurowalna sieć dla urządzeń Wi-Fi i BT).
• Szybka analiza i porównanie wyników pomiarów z wartościami referencyjnymi.
• Rejestracja pełnej historii działań, w tym przypisanie pomiarów do konkretnych pracowników i procesów.

3. Organizacyjne

• Skrócenie czasu realizacji procesów serwisowych i naprawczych.
• Ujednolicenie procedur i standaryzacja dokumentacji.
• Łatwiejsze szkolenie nowych pracowników dzięki instrukcjom AR, multimediom i prezentacji realizowanych w przeszłości procesów workflow.
• Zmniejszenie liczby błędów operacyjnych dzięki weryfikacji krok po kroku.
• Lepsza komunikacja między zespołami terenowymi a centrum kompetencyjnym.

4. Biznesowe

• Zwiększenie niezawodności i dostępności parku maszynowego.
• Obniżenie kosztów przestojów i napraw awaryjnych.
• Budowanie przewagi konkurencyjnej poprzez wykorzystanie technologii Przemysłu 4.0.
• Możliwość oferowania klientom usług premium opartych na nowoczesnych narzędziach diagnostycznych.

Zastosowanie systemu INRED® ma zarówno wpływ lokalny w przedsiębiorstwie, jak i szerszy w obszarze gospodarki, państwa, a nawet globalnym. Dla pracowników oznacza to wyższy poziom bezpieczeństwa pracy, lepsze szkolenia oraz podniesienie kwalifikacji, co przekłada się na wzrost efektywności i potencjalne zwiększenie wynagrodzeń. Kadra zarządzająca zyskuje narzędzie do skuteczniejszego planowania, koordynowania i nadzorowania pracy zespołów, a także rozwija kompetencje w obszarze wdrażania nowoczesnych technologii. Przedsiębiorstwa z sektorów przemysłowych – w tym energetyki, inżynierii, budownictwa i przemysłu maszynowego – dzięki wdrożeniu INRED® zwiększają konkurencyjność, wdrażają podejście procesowe w systemie zarządzania jakością oraz osiągają lepszą powtarzalność i kontrolę procesów. System wspiera remonty infrastruktury energetycznej, podnosząc ich jakość i niezawodność.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa i obronności państwa INRED® wzmacnia bezpieczeństwo energetyczne, istotne zarówno w czasie pokoju, jak i w sytuacjach kryzysowych. W obszarze ochrony środowiska przyczynia się do zmniejszenia awaryjności systemów energetycznych i poprawy ich efektywności, co skutkuje ograniczeniem emisji zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych. Tym samym system wspiera transformację w kierunku czystszych i bardziej zrównoważonych źródeł energii, co jest już wpływem globalnym.

Podsumowanie

System INRED®, opracowany przez firmę Altrad Babcock Europe S.A przy współudziale zespołu badawczego Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, to unikalne rozwiązanie klasy Przemysł 4.0 do zarządzania procesami produkcyjnymi, remontowymi, diagnostycznymi i kontrolnymi. Integruje zaawansowany system zarządzania procesami (workflow), algorytmy sztucznej inteligencji, bezprzewodowe urządzenia pomiarowe oraz rozszerzoną rzeczywistość (AR), zapewniając pełną zgodność działań z procedurami, bieżącą kontrolę każdego etapu pracy oraz automatyczne dokumentowanie przebiegu procesów.

Wdrożenie systemu w innych, międzynarodowych spółkach grupy Altrad pozwala zebrać doświadczenie wszystkich oddziałów w pełnym zakresie ich działalności. Najważniejszym osiągnięciem jest znacząca poprawa bezpieczeństwa pracowników, optymalizacja procesów, redukcja kosztów. Know-how przedsiębiorstwa utrwalone jest w formie procedur wspartych animacjami 3D w AR. System wspiera i nadzoruje pracowników w czasie rzeczywistym, umożliwia wykrywanie i analizę źródeł usterek oraz zarządzanie urządzeniami i narzędziami pomiarowymi.

Korzyści z wdrożenia systemu obejmują:

• poprawę bezpieczeństwa i higieny pracy, w tym automatyczne reagowanie na zagrożenia,
• pełną przejrzystość i powtarzalność procesów,
• lepsze planowanie, kontrolę i szkolenie kadr,
• wzrost konkurencyjności na rynku międzynarodowym,
• wsparcie rozwoju czystych technologii energetycznych.

Altrad Babcock Europe S.A. uzyskał kontrakt od firmy Fusion for Energy (F4E) na projekt i produkcję kolektora chłodzącego typu Blanket Cooling Manifold w ramach projektu ITER – międzynarodowego eksperymentu termojądrowego realizowanego w Saint Paul-lez-Durance przez Fusion for Energy (F4E). W ramach tego projektu zastosowane systemu INRED® umożliwi dotrzymanie wysokich standardów jakości i bezpieczeństwa.

INRED® stanowi nie tylko pomost między człowiekiem a inteligentną fabryką przyszłości, ale również realne narzędzie wzmacniające bezpieczeństwo pracowników, rozwój technologiczny i pozycję Polski w międzynarodowych projektach high-tech.

Literatura

1. W. Chmiel, S. Jędrusik, P. Kadłuczka, J. Kwiecień, Z. Mikrut, D. Pałka, M. Turek, Integration of image analysis component with industrial workflow management system, Multimedia Communications, Services and Security: 11th international conference, MCSS 2022: Kraków, Poland, November 3–4, 2022
2. W. Chmiel, J. Derkacz, S. Jędrusik, P. Kadłuczka, Z. Mikrut, M. Niemiec, D. Pałka, G. Rogus, I. Skalna, M. Turek, Workflow management system with smart procedures, Multimedia Tools and Applications 81 (7), 9505–9526 (2022). [https://doi.org/10.1007/s11042-021-11658-6](https://doi.org/10.1007/s11042-021-11658-6)
3. W. Chmiel, J. Derkacz, A. Dziech, S. Jędrusik, P. Kadłuczka, B. Laskowski, Z. Mikrut, D. Pałka, P. Rajchel, I. Skalna, M. Turek (2020), Workflow Management System with Automatic Correction, Multimedia Communications, Services and Security – MCSS 2020. Communications in Computer and Information Science, vol 1284. Springer, Cham. [https://doi.org/10.1007/978-3-030-59000-0\_14](https://doi.org/10.1007/978-3-030-59000-0_14)
4. [https://uk.altradservices.com/](https://uk.altradservices.com/)… (dostęp: 23/09/2025)

Bogusław Laskowski – Altrad Babcock Europe S.A.
Wojciech Chmiel, Stanisław Jędrusik, Michał Turek, Dariusz Pałka, Piotr Kadłuczka – Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie