Металлургия и горнодобывающая отрасль — одни из самых опасных сфер в мире. Больше всего рискуют работники, которые трудятся на участках с высокими температурами и опасностью обрушения. Именно их в первую очередь могут заменить роботы. О том, как современные устройства делают работу безопаснее, как внедряют роботизацию в одной из старейших отраслей промышленности и какие перспективы у роботов в металлургии — рассказали в статье.
Как роботы попали на производство
Первый в мире промышленный робот появился в начале 1960-х годов и начал свою «карьеру» на литейном заводе. Он умел поднимать тяжелые предметы и перемещать их с достаточной точностью и скоростью. А роботизация металлургии началась с устройства, которое первым выполнило отливку жидкого металла. С тех пор роботов стараются все чаще задействовать для работ на труднодоступных и опасных участках.
Сегодня роботизация уже меняет производственные процессы в металлургии, повышая эффективность и безопасность работы.
Почему роботизация так важна в металлургии
Роботизация помогает решить несколько важнейших задач, которые всегда актуальны для металлургической отрасли.
- Усилить безопасность. Металлургия до сих пор остается одной из опасных отраслей. Роботы могут брать на себя задачи, связанные с высоким риском для здоровья человека: переливать горячий металл, трудиться в условиях высокой температуры, с риском воздействия токсичных веществ или поднимать тяжести. Здесь роботизация уменьшает риски травм и других последствий для здоровья работников.
- Повысить эффективность. Роботы работают быстрее и с минимальными ошибками, что повышает качество продукции.
- Снизить затраты. Автоматизация сокращает расходы на оплату труда, оборудование реже простаивает.
- Повысить конкурентоспособность. Роботизация позволяет компаниям оставаться конкурентоспособными, особенно в условиях роста требований к качеству и экологичности продукции.
Тем не менее внедрить роботизацию повсеместно не так просто. Она требует значительных инвестиций, что может быть барьером для небольших предприятий. Именно поэтому в первую очередь роботизацию внедряют на крупных производствах. Также для обслуживания и программирования роботов требуются специалисты с высокой квалификацией, то есть нужно время для их обучения и подготовки. Кроме того, многие предприятия нуждаются в модернизации оборудования для интеграции роботизированных систем.
Как крупные компании роботизируют производства
Есть несколько областей, в которых роботы могут помогать людям или смогут это делать в ближайшем будущем.
- Монотонные задачи — их проще всего роботизировать. Это, например, сортировка, сварка, сборка и другие похожие работы, которые роботы выполняют с неизменным качеством из раза в раз. Скорее всего, в будущем машинам передадут все рутинные задачи, не требующие глубоких знаний.
- Сложные высокотехнологичные процессы. Например, 3D-печать металлических деталей, которая уже применяется и позволяет оптимизировать производство. Сюда же можно отнести обработку деталей, требующую высокой точности.
- Сервисные направления. Роботы-доставщики, уборщики и другие помощники смогут заменить людей в сфере обслуживания, в том числе и на предприятиях.
- Операции погрузки-разгрузки и транспортировки материалов. Здесь широко применяют манипуляторы и роботизированные комплексы.
- Контроль выбросов и утилизации отходов, что особенно важно, учитывая тенденции того, как ужесточаются экологические нормы.
- Анализ данных, которые получают с помощью сенсоров. Информация, которую собирают промышленные роботы, помогает сортировать продукцию, выявлять брак, вести разведку и создавать карты местности.
Все больше робототехнических комплексов оснащают искусственным интеллектом, из-за чего они могут выполнять все более сложные задачи не хуже людей. Роботы помогают автоматизировать все основные производственные процессы: литье, прокат, обработку металлов, сварку, покраску, упаковку и другие. Широко используют и коботов, или коллаборативных роботов: такие устройства работают вместе с людьми, помогая в сложных операциях. Они оснащены специальными датчиками или компьютерным зрением, что помогает им контролировать положение человека и оберегать его от травм. Коллаборативные роботы могут заниматься и другими задачами, например, сортировать или перевозить продукцию. Но всегда — в связке с человеком, делая его работу легче и безопаснее.
Практически все металлургические компании — и в мире, и в России — так или иначе роботизируют свои производства. Например, на Надеждинском металлургическом заводе (это флагманское предприятие «Норникеля») в масштабном ремонте технологической линии участвовали роботы-разрушители, краны-пауки, поднимающие грузы до 17 тонн, и сварочные роботы. Мощность гидромолота робота-разрушителя — 1500 джоулей: это больше, чем у любого отбойного молотка. Машины для разрушения отправлялись в зоны, опасные для людей: с высокой температурой или риском обрушения конструкций, а операторы управляли ими с дистанции 100−150 м. Одна такая выполняет работу, которую раньше делали 30 человек.
Роботов-сварщиков внедряли и на заводе строительных материалов «Норникеля», входящего в состав Норильского обеспечивающего комплекса. Используемый промышленный робот умеет выполнять все виды сварки и резки, в том числе лазерную. Его преимущества — высокая точность, повышение безопасности и экологичности работ. При этом производительность выросла почти в три раза. Норильск — самая северная точка России, где внедрили роботизированную сварку. Также в «Норникеле» применяют коллаборативные модели — в частности, робота-манипулятора, повторяющего функции человеческой руки. Он нужен, чтобы складывать тяжелые металлические листы в стопку перед транспортировкой. При этом он легко отличает их от других предметов с помощью компьютерного зрения.
Есть у «Норникеля» и собственные разработки. Например, промышленный робот-маркшейдер для помощи горным инженерам на труднодоступных и опасных участках. Машина оснащена камерой для получения трехмерных изображений и локатором, чтобы определять расстояние до объектов. Благодаря гусеницам робот будет передвигаться по любым поверхностям. Оператор сможет управлять им, находясь в тысячах километров от шахты.
Как продвигается роботизация в России и что ждет отрасль в будущем
Роботизация — ключевой тренд в металлургической промышленности. В России эта тенденция пока распространяется медленнее, чем в других странах. Лидерами в этой области считаются страны Юго-Восточной Азии. Ключевой показатель, отражающий развитие роботизации, — количество роботов на 10 000 человек занятого населения. По миру он в среднем составляет 150 единиц на 10 000 сотрудников, но в Южной Корее превысил 1000, в Сингапуре 700. В РФ это число 19 на 10 000 человек, а всего в стране порядка 13 000 промышленных роботов.
Причина такой разницы в том, что некоторые производства недостаточно модернизированы.
Сейчас перед Россией стоит задача к 2030 году войти в группу из 25 стран-лидеров по числу промышленных роботов.
По оценкам Оксфордской экономической группы, в ближайшие 5−10 лет доля роботизированных систем в металлургии вырастет на 20−30%, а рынок до 2030 года будет расти на 10% ежегодно. В более далекой перспективе отрасль может перейти к созданию полностью автоматизированных цехов — так называемых «темных фабрик», на которых люди практически не будут задействованы.
