Согласно известному афоризму американского ученого Уоррена Бенниса на заводах будущего понадобятся только двое: человек и собака. Человек кормит собаку, а собака не подпускает человека к оборудованию, которое исправно работает в автоматическом режиме. Эта цитата очень емко описывает то, как должно выглядеть и функционировать идеальное «умное» производство.

Но в обозримом будущем количество людей на заводах и фабриках вряд ли сократится до одного сотрудника. И это даже несмотря на то, что новые технологии сделали автоматизацию доступнее не только для промышленных гигантов, но и для малых и средних фирм. Одно можем сказать точно — значительно увеличится число наших роботизированных коллег. И этому есть ряд причин.

События 2020 года еще больше подстегнули темпы автоматизации в промышленности, а также заставили компании всерьез задуматься об обеспечении непрерывности бизнеса даже в таких сложных условиях. Именно такие решения, как коллаборативные роботы, автономные мобильные роботы и автоматически управляемые транспортные средства вкупе с облачными решениями для удаленной работы и диагностики позволили промышленным компаниям не останавливать производство полностью, при этом соблюдая все антиковидные меры и не подвергая своих сотрудников опасности.

Рост использования роботов, особенно коллаборативных, – это один из основных трендов в развитии «умного» производства сегодня. Коботы из технологической диковинки постепенно превращаются в обязательный атрибут современной фабрики. Даже несмотря на то, что начало пандемии COVID-19 заметно ударило по рынку робототехнических решений, эксперты предсказывают ему светлое будущее. Согласно данным аналитической компании Interact Analysis, с началом пандемии на рынке коллаборативных роботов впервые наблюдался отрицательный рост: выручка снизилась на 11,3%, а объемы поставок – на 5,7%. Это связано с тем, что в первые месяцы эпидемии многие организации стали осторожнее относиться к инвестициям, в том числе и в автоматизацию, что привело к уменьшению объема партий, поставляемых вендорами, и даже к отмене заказов. Но, если верить исследованию Interact Analysis, то у нас есть повод для оптимизма, так как рынок коллаборативных роботов уже с этого года продемонстрирует стабильный и значительный рост. В частности, сейчас мы наблюдаем V-образный отскок, который приведет к росту данного рынка почти на 20% уже к концу этого года, что компенсирует все потери 2020 года. После этого аналитики предсказывают ежегодные темпы роста в районе 15-20% вплоть до 2028 года.

 

 

Сфера использования коботов в скором времени расширится еще больше благодаря совершенствованию ряда технологий. По мнению экспертов Международной федерации робототехники (International Federation of Robotics, IFR) стремительное развитие систем 3D-зрения и программных алгоритмов очень скоро значительно расширит круг задач, которые роботы способны выполнять автономно. Одним из примеров является сбор и сортировка мусора, где ранее использовался преимущественно человеческий труд. Это сложная для робота операция, которая требует от него способности идентифицировать и выбирать конкретную вещь среди других объектов, которые могут быть похожи друг на друга. При этом необходимый объект может быть виден полностью или частично, перекрыт другим мусором и т.д. Как только робот находит необходимый объект, его ПО должно определить оптимальный путь до объекта, а также рассчитать правильно расположение захвата. При этом, благодаря датчикам внутри захвата робота, машина может понять какое давление необходимо приложить, чтобы не повредить объект, при этом надежно его зафиксировав. Кстати, еще одним эффектом от развития систем 3D-зрения станет способность роботов проводить контроль качества продуктов практически «на лету», во время их транспортировки. Таким образом, деталь несоответствующего качества отбраковывается сразу, а не в конце процесса производства, что минимизирует отходы и снижает затраты.

Развитие семантического интеллекта промышленных роботов в ближайшие десять лет позволит им все лучше оценивать и адекватнее реагировать на окружающую среду. Например, робот не только распознает, что объект перед ним – это именно человек, а не машина, но и сможет предсказать его дальнейшие действия. Если сотрудник направляется к двери и траектория его движения пересекает траекторию движения робота, то последний соответствующим образом перестроит свой путь в реальном времени и продолжит движение вместо остановки. Также эксперты IFR предсказывают значительное развитие технологий распознавания роботами речи и жестов человека, что позволит технике более адекватно реагировать на окружающую среду, становясь еще более безопасной для человека.

Кроме того, рост использования промышленных роботов подстегивает и новая ситуация на рынке. Запросы потребителей меняются, сегодня они предпочитают приобретать уже высококастомизированную продукцию, а значит размер партий становится все меньше. При этом жизненный цикл продукции только сокращается. Все это оказывает серьезное давление как на производителей, так и на логистические компании, поскольку требуется регулярно отгружать небольшие партии заказов в относительно короткие сроки. Коллаборативные роботы дают производству необходимую гибкость, так как их легко перепрограммировать и переоснащать для выполнения новых задач, они не требуют возведения барьеров безопасности в месте установки, обладают малыми габаритами, их легко передислоцировать на новые участки производства.

Гибче производство делает также использование автономных мобильных роботов (Autonomous Mobile Robot, AMR), например, для перемещения грузов по территории фабрик, поскольку пути их движения легко изменить в режиме реального времени, в отличие от автоматически управляемых транспортных средств (Automatic Guided Vehicle, AGV). На заводах некоторых автопроизводителей AMR понемногу заменяют даже конвейерную ленту, бывшую незыблемой глыбой в основе производства автомобилей еще со времен Генри Форда. 

Неудивительно, что связка кобота и AMR выглядит очень перспективной. При сохранении всех преимуществ коботов, мобильные платформа дает им новые возможности, например, еще больше расширяет спектр задач, которые они способны выполнять, особенно в сфере транспортировки объектов, освобождая квалифицированные кадры для более важных и сложных работ. Кроме того, мобильный кобот может передислоцироваться на другой участок производственного цеха самостоятельно, без участия человека, тем самым еще более сокращая время простоя оборудования.

 

 

 

Еще одним неочевидным плюсом от применения коботов на производстве может стать снижение углеродного следа предприятия. Во-первых, точность работы коллаборативных роботов позволяет снизить количество отходов при производстве, а малые габариты и универсальность позволяют оптимизировать пространство производственных цехов, тем самым экономя энергию для освещения и отопления помещений. Повышение энергоэффективности производств – еще один тренд, который будет становиться все популярнее в ближайшее время. Это необходимо, в первую очередь, для снижения издержек и стоимости конечной продукции, чтобы оставаться конкуретноспособными. К счастью, многие вендоры оснащают коллаборативных роботов энергосберегающими функциями, в то же время совершенствуя конструкцию коботов для повышения их энергоэффективности. Например, они все чаще изготавливаются из легких композитных материалов и используют энергоэффективные двигатели, а также шестерни с уменьшенными потерями на трение.

Как показывает практика, опасения того, что роботы заменят нас на рабочих местах, были сильно преувеличены. Куда как более эффективной оказывается совместная работа людей и промышленных роботов, особенно это показали события прошлого года, когда для производителей стало очевидным, что коллаборативные роботы становятся незаменимым инструментом для обеспечения непрерывности производства и создания устойчивых цепочек поставок. Дальнейшее развитие коботов сделает их способными выполнять еще больше задач почти полностью автономно, позволив людям освободить силы и время для выполнения важных функций, доступных только человеку с его аналитическим умом и творческой энергией. В то же время, точность работы коботов и другие их преимущества позволят нам создавать меньше отходов, меньше вредить окружающей среде, значительно сократить количество травм не производстве и лучше заботиться о здоровье персонала. Все это является важной частью «умных» производств, где новые технологии работают не только для максимизации продукции, но и для повышения комфорта человека. 

Андрей Садовский, менеджер по развитию партнерской сети на территории России и стран СНГ компании Universal Robots

--