Моделирование хранилища топливных оболочек реактора (PFCS), одного из старейших хранилищ отходов и одного из самых опасных объектов на площадке «Селлафилд» в Великобритании, помогает безопаснее модернизировать роботов, работающих с отходами внутри хранилища.
Хранилище топливных оболочек реактора (PFCS) было построено в 1950-х гг. и основано на простой конструкции зернохранилища. Железобетонная конструкция имеет длину 29 м, ширину 10 м и высоту 18 м и разделена на шесть высоких отсеков. Внутри хранятся оболочки облученных топливных элементов, извлеченные из топливных сборок, которые использовались в некоторых первых реакторах Великобритании в Виндскейле и Чапелкроссе. Прием отходов был прекращен в начале 1970-х гг., и сейчас в хранилище хранится более 3 200 м3 отходов среднего уровня активности.
Изначально PFCS проектировалась как герметично закрытая установка, но теперь в ней установлено оборудование, позволяющее безопасно извлечь отходы, чтобы объект можно было вывести из эксплуатации. Внутри хранилища расположена установка для обращения с контейнерами – бетонное помещение, где роботы работают с контейнерами с отходами.
Один из таких роботов – большая шестиосная промышленная роботизированная рука, которая открывает (отворачивает болты) пустые контейнеры, направляет их на наполнение отходами, а затем прочно завинчивает их для транспортировки. Манипулятор также берет мазки с наружной поверхности контейнеров для проверки их на наличие радиоактивного загрязнения и помещает их в боксы для анализа.
Выполнение заранее запрограммированных задач – обычное дело. Однако, когда возникает необходимость физической модернизации, например добавление новых инструментов для забора мазков, операторы вынуждены полностью выводить робота из эксплуатации, надев полный комплект спецзащиты, и только после этого вносить изменения. Каждое вмешательство вызывает необходимость множественных тестовых запусков, часто требующих повторных вмешательств операторов для корректировки настройки. Каждое вмешательство сопряжено с риском для здоровья людей и повреждения робота, а пробные запуски приводят к простоям. Даже обновление программного обеспечения приводит к простоям, пока новая программа запускается на роботе под видеонаблюдением и наблюдением персонала на объекте.
В рамках проекта PFCS (Operational Simulator – OpSim) команда из отдела робототехники и искусственного интеллекта RAICo разработали симуляцию, позволяющую протестировать и верифицировать любые аппаратные изменения или эксплуатационные процедуры в виртуальной среде до их внедрения на площадке. После проверки обновления программное обеспечение передается в цифровом формате роботу практически без простоя, а для внесения физических изменений требуется гораздо меньше действий персонала.