Презентация была сделана в рамках конференции "Промышленная роботоехника как фактор конкурентоспособности университета". Она рассказывает о том, с чего начать создание собственной лаборатории промышленной робототехники. Авторы презентации Сергей Михалевич, директор ИНСПАИР и Сергей Байдали, директор по развитию компании ИНСПАИР. Конспект презентации подготовлен редакцией RoboTrends.ru. 

Сергей Байдали: Добрый день, коллеги! Расскажу о практических шагах по созданию научно-образовательной лаборатории. Особо остановлюсь на научно-исследовательской составляющей, которой также можно заниматься в лаборатории. 

Не буду подробно останавливаться на графиках роста продаж промышленных роботов за рубежом и в России. Отмечу, что наблюдается значительная разница в объемах продаж промышленных роботов в мире и в России, что сопровождается значительным кадровым дефицитом специалистов в области робототехники - не хватает и тех, кто может обслуживать роботов, и тех, кто может их программировать, а также тех, кто может их разрабатывать. Не хватает тех, кто может в крупных компаниях вести проектирование цифровизации. Вместе с тем, нет и выраженного спроса на таких специалистов со стороны промышленности. Большинство ВУЗов на сегодняшний день недостаточно технически оснащены для подготовки таких специалистов. 

Остановлюсь только на одном графике, отражающем распределение проданных и внедренных роботов по отраслям (справа). Вполне очевидно, что в последние годы рост показывает не только традиционная для использования промышленных роботов автомобильная промышленность, но и электронная, пищевая и другие. Это подтверждает все большее распространение роботизации, в том числе, появление все новых ниш, новых сфер для внедрения робототехнических комплексов. В том числе, это стало возможно за счет использования современных технологий, когда применяется работа человека совместно с роботом. Это та ниша, где могут особенно эффективно работать университеты. 

Сегодня мы уже говорили про национальные проекты, различные программы в рамках которых можно получить финансы для развития промышленной робототехники. В том числе министр Минобрнауки в одном из последних интервью призвал ВУЗы максимально соответствовать основным трендам Индустрии 4.0, ориентироваться на них в подготовке кадров и при проведении научных исследований, конструкторских работ по цифровизации и роботизации промышленности. В этом случае ВУЗ или университет, который создает такую лабораторию и ее развивает, получает целый комплекс преимуществ, таких, как привлечение и наращивание хоздоговорынх и грантовых средств на проведение НИОКР. Возможность осуществления основных образовательных программ, дополнительных образовательных программ, программ повышения квалификации сотрудников предприятий, возможности расширения участия в национальных и международных исследовательских проектах. И, в том числе, становится точкой притяжения лучших абитуриентов, аспирантов, сотрудников по направлению промышленной робототехники и смежных направлений, связанных с индустрией 4.0. 

Основной целью внедрения РТК (робототехнического комплекса) является решение конкретной актуальной задачи, стоящей перед промышленным предприятием. Следует отметить, что все, более-менее типовые задачи, которые сейчас стоят на производстве, способны решать компании - системные интеграторы робототехнических решений. Для университетов может быть оптимальной немного другое направление - когда случаи не типовые, когда требуется проведение дополнительного НИОКР, каких-то исследований. Кроме того, они могут создавать какие-то новые продукты на базе РТК с использованием других технологий, в который у университета есть компетенции.   

Один из примеров может дать Томский политехнический университет, где десятилетиями развивается школа неразрушающего контроля всех видов: оптического, тепловизионного, ультразвукового, рентгеновского. Специалисты университета успешно проводят исследования, внедряют РТК. Университет стал уникальным разработчиком, производителем и поставщиком конечного продукта в виде РТК неразрушающего контроля. Это тот пример, когда университет работает на стыке возможностей промышленной робототехники и других технологий, в которых имеет высокие компетенции.  

На картинке представлено несколько цифровых моделей реальных РТК, внедренных на промышленном производстве. Видно, что каждый РТК включает в себя не только промышленный манипулятор, но и целый ряд вспомогательного промышленного оборудования, сенсоров, систем безопасности, систем управления и так далее.

Это определяет структуру стоимости тпиовой производственной ячейки, которая внедряется на промышленном производстве. Оценки, конечно, усредненные, процентные доли могут варьироваться в широких пределах. Две основные составляющие любого РТК, наиболее емкие с точки зрения интеллектуальной составляющей и применяемых технологий, которые и создают основную уникальность готового решения, продукта, это проектирование, инжиниринг, монтаж, пусконаладка и обучение, а также системы технического зрения, управления и безопасности. Именно в этих составляющих содержится основное конкурентное преимущество университетов при внедрении РТК.  

Контроллер робота, контроллер промышленного манипулятора - это, по-сути, промышленный контроллер, работающий на базе ОС Windows. Можно говорить о том, что те технологии, которые разрабатываются на базе персональных компьютеров после некоторой адаптации могут исполняться и на контроллере промышленного манипулятора. Это касается, в частности, машинного обучения, технического зрения, которые все активнее применяются в различных технологических процессах на базе РТК, в сварке, в сортировке, паллетировании, например. Это и технологии интернета вещей, когда в робототехнической ячейке присутствует большое количество сенсоров, исполнительных механизмов, вычислительных устройств. Все это - те технологии, которые в той или иной степени развиты в университетах и могут быть имплементированы в конечное решение в виде РТК. 

 

Это формирует потенциальные тематики хоздоговорных работ, грантов, научных публикаций, посвященных применению конкретных технологий - механообработки, фрезерной обработки, сварки, новых технологий резки, 3D-печати и так далее для выполнения конкретных задач промышленного предприятия, либо исследовательских проектов. Это и написание специализированного уникального ПО для реализации алгоритмов предиктивной аналитики, машинного обучения и целого ряда других. Разрабока устройств захавата - они, как правило, уникальные, для решения той или иной задачи с максимальной производительностью и безопасностью. В том числе для мониторинга и управления работой нескольких РТК. Это те задачи, которые успешно может решать университет, где может себя найти то или иное подразделение ВУЗа. 

Компания ИНСПАИР совместно с компанией KUKA разработала комплексное предложение. Оно включает в себя базовые компоненты научно-образовательного центра, - базовые ячейки, которые наиболее востребованы в промышленности (сварка, механообработка, нанесение различных покрытий, паллетирование, решения, связанные с мобильной робототехникой, коллаборативные и т.п.). Все это включает и методические материалы, материалы для проведения стажировки сотрудников, а также все, что необходимо для получения статуса образовательного партнера компании KUKA. 

На картинке показаны возможные практические пошаговые действия, необходимые для того, чтобы создать научно-образовательную лабораторию в учебном заведении. Мы готовы направить базовое описание лаборатории, которое включает расширенное описание типовых ячеек, представленных на предыдущей иллюстрации, с визуализацией всех компонентов и необходимыми спецификациями. Совместно проводится анализ сильных сторон, компетенций университета для выявления возможностей интеграции этих компетенций в РТК. Нашими силами проводится коррекция типового предложения, которое безусловно не может подходить всем университетам без такой "тонкой настройки" под возможности и потребности конкретного университета. 

Далее общаемся с промышленными партнерами, заинтересованными в решении тех или иных производственных задач. Это не обязательно какие-то крупные холдинги, это могут быть какие-то региональные предприятия. У которых можно получить те или иные технологические задачи в области роботизации производства, требующие решения. Это важно сделать на ранней стадии, чтобы сразу же настроить лабораторию под решение каких-то конкретных практических задач. Важно начать формировать и воспитывать коллектив на понятных практических задачах, когда есть эксперт со стороны промышленности, со стороны производства. 

Далее формируется видение лаборатории в университете, с учетом нашего опыта, с учетом опыта KUKA и понимания того, как в целом развивается робототехническая отрасль в России и в мире. На выходе получаем проект, включающий визуализацию всех основных составляющих, спецификацию оборудования, планировки, а также программу развития лаборатории, исходя из пожеланий, возможностей университета на несколько месяцев или лет. Которая включает увязку со всеми теми программами, о которых мы говорили выше, включая нацпроекты, программы стратегического развития, основными показателями развития университета, наукометрией, образовательными и другими KPI. 

То есть проходим путь от своего рода "черновика", с которого начинается обсуждение, до конкретной, уникальной для каждого университета лаборатории. 

 

Коротко о программе Цифровая экономика Российской Федерации, в которой роботы и роботизация занимают немалое место. 

Для решения этих задач формируются специализированные ячейки, позволяющие не только проводить или участвовать в региональных и федеральных чемпионатах WorldSkills, но также проводить подготовку кадров, НИОКР, решать реальные задачи предприятия. 

При этом возможна поставка ячейки и ее внедрение для формирования основных навыков в области программирования промышленных роботов...

... с базовым набором заданий, которые при кажущейся их простоте, позволяет сформировать все необходимые умения и навыки для того, чтобы перейти к решению реальных прикладных задач. 

Большое спасибо! 

--

Видео презентации "Создание научно-образовательного центра по промышленной и коллаборативной робототехнике"

--