Почему коллаборативные роботы "оккупируют" предприятия в ближайшие десять лет
В августе нынешнего года ассоциация Robotics Industries опубликовала сообщение, в котором утверждалось: за последнее время в несколько раз возросло количество коллаборативных роботов, используемых на производстве. Коботы (так называют индустриальных роботов), способные выполнять рутинные задачи на высшем уровне, - наше будущее, говорят эксперты. Так это или нет, разберемся в материале.
Как коботы спасли компанию от кризиса
All Axis Machining, компания по механообработке в Техасе, купила несколько коботов для производства в августе 2018 года, рассказывает информационное агентство Reuters. С того момента продуктивность выросла в два раза, а количество сотрудников осталось на том же уровне.
Компания инвестировала в коботов $85 000 и покрыла расходы за пять месяцев. При этом, один из коботов - разработка лидера данной индустрии, датской организации Universal Robots, подразделения Teradyne Inc., стоит $35000, и производитель гарантирует окупаемость в период от трёх до пяти месяцев.
Когда разразилась эпидемия коронавируса, в All Axis Machining работало восемь коботов. Глава компании Гари Кузмин перевёл сотрудников на режим удаленной работы, оставив два человека в качестве наблюдателей за коботами. Так удалось сохранить темпы производства - и даже увеличить количество потребителей.
Другой пример - из сферы медицины. Некоммерческая организация Aurolab, часть офтальмологической ассоциации Aravind Eye Care System, находится в Индии. Интраокулярные линзы (иначе говоря, "искусственные хрусталики") доставляются в страну из-за границы по баснословным ценам. Специалисты Aurolab искали решение, которое позволит снизить себестоимость и вывести такие линзы на индийский рынок.
В итоге, руководство компании провело эксперимент на производстве при помощи одного кобота, затем, довольное результатом, закупило ещё семь. Что интересно, оказалось: для того, чтобы управлять коботами, персоналу Aurolab (где, в основном, работают женщины) не понадобилось супер-продвинутой технической подготовки, достаточно владеть базовыми знаниями и четко следовать инструкциям. Кроме того, коботы легко программировались, а значит, их эксплуатация не вызывала вопросов.
Теперь компания Aurolab является главным производителем интраокулярных линз в Индии (10 тысяч штук в день), и все это - благодаря коботам.
Предпосылки и тренды: почему производство предпочитает коботов
Развитие e-commerce, где сейчас применяются коботы, в настоящее время определяется пандемией и последовавшим мировым карантином.
Так, в феврале 2020 Министерство торговли США сообщило, что за первый месяц года на онлайн-шоппинг потрачено 16% от всех средств, израсходованных в 2019. И это неудивительно: находясь в самоизоляции, люди научились решать бытовые вопросы виртуально, через Интернет. Обратимся к дальнейшей статистике: в начале лета 10 тысяч владельцев малого и среднего бизнеса сообщили о том, что продажи в сфере электронной коммерции выросли на 40% с 26 мая по 1 июня, по сравнению с картиной, наблюдавшейся до пандемии.
Маркетологи по всему миру, которые занимаются исследованием рынка, считают, что потребители и после пандемии не вернутся к прежнему состоянию, а значит, в e-commerce стоит ожидать настоящий "бум". В частности, представитель Digital Commerce 360 высказался об этом так: "Чем дольше длится кризис, спровоцированный COVID-19, тем больше вероятности, что люди и в будущем будут держаться подальше от некогда привычных магазинов и продолжат покупки онлайн, ведь на сегодняшний день это абсолютно безопасно, что подтверждает невероятный рост в сфере e-commerce".
Нынешнее состояние рынка непосредственно влияет на то, что у производителей появляется спрос на робототехнику. Так, Марк Мюро, руководитель программы Metropolitan Policy в Бруклинском институте, выдвигает тезис: "Как правило, адаптация роботов происходит не шаг за шагом, а, напротив, резко и порой непредвиденно, особенно в кризисные времена, когда экономика находится в состоянии "шока", и определяется тем, что человеческий труд становится более дорогим, а прибыль падает".
Компании хотят оставаться конкурентоспособными, а значит, они должны производить и доставлять товар потребителям быстро и качественно. В то же время, человеческий фактор не исключает, что в налаженной системе производства может случиться сбой. Отсюда - желание прибегнуть к услугам... коботов. Тем более что производители описывают их в достаточно привлекательной манере.
Например, новый продукт IAM Robotics - коллаборативный робот Bolt - способен заменить человека, когда нужно крайне быстро перевезти материалы. Грузоподъемность кобота - 300 кг, скорость передвижения - 2 метра в секунду, может поднять и положить на место товар за 5 секунд. Работает 20 часов на единственной зарядке, способен выполнять операции 24/7, если поменять батарейку, что занимает не более десяти секунд. Кроме того, есть возможно автономной зарядки, без человеческого вмешательства.
Таким образом, можем выделить следующие характеристики, которыми обладают коботы:
- подсчитано, что внедрять коллаборативных роботов на производство можно даже на уровне старт-апа, это не содержит никаких рисков, а напротив, выводит компанию на новый уровень в течение полутора месяцев;
- коботы достаточно мобильны и обучены общению с людьми, а значит, в отличие от сложных производственных машин, которые, ввиду поломки или других факторов, могут тормозить производство, коботы, наоборот, ускоряют любой процесс;
- руководствам компаний больше не нужно нанимать так много людей на рабочие специальности, это значительно снижает риск смертности на производстве.
Роботы Vs Коботы: сходства и различия
Коботы спроектированы для того, чтобы работать вместе с людьми на производстве, в цехах, заниматься логистикой, а также применяться в сфере здравоохранения. Коботы обладают некоторыми характеристиками, которыми не могут похвастаться роботами. Поговорим об этом подробнее.
Во-первых, на этапе создания роботов, производители не ставили задачу научить их общаться с людьми. Роботы запрограммированы на выполнение специфических задач на рабочем месте, и у них не появляется необходимость взаимодействовать с сотрудниками. А значит, и в вопросах безопасности на производстве роботы - не лучший вариант.
В отличие от роботов, коботы проходят тренинги, где учатся, глядя на людей. Например, компания Rethink Robotics обнародовала видео, в котором показала, как сотрудники контролируют кобота, перемещая его в пространстве, заставляя запоминать "шаги" - и повторять движения, оптимизируя их.
Во-вторых, кобот более пластичен и легок на подъём, чем робот. Коботов несложно транспортировать на новое место, чего не скажешь о неподъемных роботах.
Возьмем пример кобота Veloso - это чудо техники способно находить локацию в автономном режиме и использовать навигацию при помощи Wi-Fu, LIDAR или сенсора Kinect. Коботы ориентируются в пространстве, определяя стены и соотнося их с тем, что они ранее видели на карте здания. Другие объекты оцениваются как "препятствия", поэтому перемещение коботов безопасно и для них самих, и для сотрудников. Что ещё интересно, работники заметили, что коботы даже поправляли примятый ковёр, на который наступали.
В-третьих, коботы гораздо умнее своих металлических собратьев, потому что наделены сенсорами, связывающими их с IoT или системами менеджмента в цехах. Как правило, именно сенсоры обеспечивают "интеллектуальность" коботов: машины могут определить сотрудников, локацию и тип задач в зависимости от происходящего. Допустим, на завод въезжает грузовик, и кобот мгновенно определяет, что в нем и какие ресурсы понадобятся, чтобы выполнить работу.
Цифры и факты
Исследовательская компания Markets and Markets обнародовала статистику, утверждающую право коботов на жизнь. Поделимся некоторыми тезисами:
-по состоянию на 2020 год, рынок коботов в США приносит суммарную прибыль в размере $981 млн, а к 2026 году этот показатель возрастет до $7972 млн;
-в среднем, нужно полгода, чтобы компания покрыта расходы на приобретение коботов;
-в настоящее время коботы производятся следующими компаниями: Universal Robots (Дания), Techman Robot (Тайвань), FANUC, YASKAWA, Kawada Robotics, Kawasaki Robotics (Япония), KUKA, Franka Emika, Robert Bosch (Германия), Doosan Robotics, Hanwha Precision Machinery (Южная Корея), AUBO Robotics, Precise Automation, Rethink Robotic, Productive Robotics, ST Robotics, Carbon Robotics (США), ABB, MABI Robotic, Staubli (Швейцария), Comau (Италия), Siasun, Han's Robot (Китай), Automata (Великобритания);
- коботы с меньшей производительностью стоят меньше - и не требуют столько пространства, сколько необходимо более мощным коботам, - примером служат такие модели, как COBOTTA (Denso, Дания), Panda Powertool (Franka Emika, Германия), EVA (Automata, США), ;
- производители и IT-компании (например, Energrid из США и Vention из Канады) внедряют программное обеспечение, позволяющее управлять коботами с мобильных приложений.
Исследование, опубликованное в MIT Technology Review, частично объясняет, почему руководителям предприятий по душе взаимоотношения человека и робота. На примере производства BMW, учёные выявили, что время, которые сотрудники тратят на разговоры не по теме (что тормозит рабочий процесс), сократилось на 85% после внедрения коботов. Прогресс налицо.
Что касается прогнозов, учёные Business Wire считают, что к 2025 году производство коботов составит 35% всей работы в области робототехники. А эксперты Loop Ventures на основании анализа работы коботов на сегодняшний день выдвигают предположение, что к 2030 году производство коллаборативных роботов увеличится на 175%.
Коботы нуждаются в защите?
В случае с коботами, большое внимание уделяется как системам автоматизированной безопасности, так и кибербезопасности. Ведь разработчики прекрасно знают, что коботы являются частью промышленного Интернета вещей, а значит, нужно установить защитные механизмы, такие как VPN, чтобы избежать кибератак.
Неужели совершенная система даёт сбой, спросите вы? Как бы удивительно это ни звучало, коботы так же подвержены хакерским атакам, как и наши домашние девайсы. Этот факт стал известен благодаря экспертам компании IO Active, которые проанализировали дизайн, программное обеспечение и род деятельности коботов. Было выявлено 50 критических ситуаций, даже в случае с такими лидерами в сфере робототехники, как Rethink Robotics и Universal Robots. Среди основных недочетов - проблемы с аутентификацией, небезопасный транспортный протокол, использование "уязвимой" платформы ROS, проблемы с сенсорами, отвечающими за память и коммуникацию.
К счастью, компании-производители, получив отчёт о проблемах, сразу же принялись за устранение ошибок. Но, если вы закупаете коботов на производство, подумайте и о кибербезопасности, ведь наличие идеальной машины не снимает с вас ответственности за положение дел на предприятии.
Ася Шкуро, Techwarn, США
Еще больше новостей и статей про электронику, микроэлектронику и передовую технику: https://industry-hunter.com/
Наш телеграм-канал: https://t.me/IndustryHunter
