13 мая в рамках международной выставки Металлообработка состоялась кейс-сессия «Масштабирование промышленной робототехники: от успешных кейсов внедрения к новым возможностям рынка». В рамках деловой программы с докладом «Роботизация производства: кейсы, экономика и точки роста для промышленных предприятий» выступил генеральный директор компании Роботех - Алексей Павлович Падучев.
Сегодня промышленная автоматизация находится в той точке развития, когда с одной стороны роботы уже доказали свою эффективность (сварка, паллетирование, покраска, обслуживание станков — это давно зрелые технологии), а с другой стороны есть много заказчиков, которые по-прежнему считают, что робот — это дорого, сложно и подходит только для крупносерийного производства. В нашей стране не так много предприятий, где есть по-настоящему крупносерийное производство (такое, как автомобилестроение, электроника, фарма) и в какой-то степени опасения заказчиков справедливы, ведь завтра у них может измениться номенклатура выпускаемой продукции и роботизированный комплекс превратится в памятник. Но эти опасения справедливы в большей степени про автоматизацию прошлого поколения, которая не имела значительной гибкости и технологий, которые ее обеспечивают.
Главный вызов сегодняшнего рынка — не только автоматизация, но и гибкость, потому как современное производство меняется слишком быстро: сокращается серийность, растет номенклатура, меняются логистические цепочки, запуск новых продуктов требует меньших сроков для получения конкурентных преимуществ. В таких условиях выигрывают не те предприятия, которые имеют максимальную автоматизацию, а те, у которых роботизированные системы способны быстро адаптироваться под новые задачи.
В этой связи главным вопросом сейчас становится вопрос о том, как превратить роботизированный комплекс из строго запрограммированной машины в универсальный производственный инструмент, способный работать в изменяющемся контексте с учетом своих технических ограничений. Для решения данной задачи в настоящее время стремительно развивается ряд технологических направлений.
Техническое зрение с искусственным интеллектом
Само по себе техническое зрение – технология достаточно зрелая и применяется давно, но в настоящее время данная технология развивается как в сторону анализа 3D объектов (различной глубины), так и в сторону интеграции с алгоритмами искусственного интеллекта. Если раньше изменение положения объекта на несколько миллиметров, или изменение его типа могло остановить роботизированный комплекс, то с применением систем технического зрения мы уходим от требований по высокоточной оснастки, дорогой механики и высокого качества заготовительного производства. С использованием технического зрения робот начинает понимать текущий контекст, а алгоритмы искусственного интеллекта позволяют скорректировать управляющую программу робота в реальном времени.
Современный робот может: распознавать тип детали, ее положение и ориентацию, адаптировать траекторию (что особенно важно для сварки), контролировать качество, работать с неструктурированной средой. Еще несколько лет назад задача захвата деталей из навала считалась крайне сложной, сегодня это уже становится промышленным стандартом.
Упрощение программирования робота
Дефицит квалифицированных технологов по роботизированным комплексам и программистов в настоящее время является существенной проблемой для предприятий, двигающихся в сторону автоматизации. Потеряв специалиста, который умеет управлять роботизированным комплексом, можно на долго остановить производство на каком-то участке. Пока для перенастройки робота нужен редкий специалист — автоматизация никогда не станет массовой.
В этой связи практически все производители роботов двигаются по пути создания low-code и no-code интерфейсов, визуальному программированию, обучению робота через демонстрацию, цифровым двойникам и автоматической генерации траекторий. Данные технологии позволяют снять риск потери уникального специалиста, т.к. средней квалификации технологи или инженеры смогут перенастроить роботизированный комплекс без глубокой экспертизы в программировании. Это радикально снижает стоимость владения и ускоряет внедрение роботизированных комплексов.
Модульность и быстрая переналадка
Раньше роботизированная линия создавалась под одну задачу на 10–15 лет вперед. Сегодня такой подход уже неприемлем для заказчиков, т.к. становится для них экономически опасным. В текущей рыночной конъюнктуре предприятиям нужны системы, которые можно быстро масштабировать, реконфигурировать, переносить между участками, быстро адаптировать под новый продукт.
Для решения данной задачи разработчики роботов и интеграторы роботизированных комплексов двигаются в сторону создания модульных роботизированных комплексов, применения мобильных платформ, создания стандартизированных интерфейсов и протоколов обмена данными, применения plug-and-play оборудования и унификации компонентов. Применение таких решений позволяет быстро переконфигурировать роботизированный комплекс, либо разукомплектовать несколько и на их базе собрать новый более сложный. Фактически робототехника сейчас двигается в сторону IT-подхода, где применяются не монолитные системы, а гибкие модульные конструкции.
В нашей стране данное направление испытывает определенные сложности в развитии, т.к. сейчас наиболее популярным оборудованием, является оборудование, произведенное в КНР, где каждый производитель делает все по-своему, что существенно затрудняет возможность масштабирования комплексов с оборудованием от разных производителей.
Интеграция роботизированных комплексов в цифровую экосистему предприятия
Сам по себе робот или роботизированный комплекс не являются ценностью для производства. Ценность возникает тогда, когда роботизированный комплекс обеспечивает работу в едином производственном цикле всего предприятия. И, если раньше роботизированные комплексы работали с фиксированным производственным тактом, что при изменении тактности всего производства предприятия приводило, либо к созданию бутылочного горлышка, либо к перепроизводству, то теперь роботизированные комплексы имеют возможность адаптироваться к условиям производства всего предприятия. Для этого роботизированные комплексы интегрируются в MES и ERP системы предприятий, получают задания автоматически, позволяют оптимизировать производство в реальном времени, в отличие от ручного труда.
Данное направление – это, по сути, переход от отдельных роботизированных операций к интеллектуальному цифровому производству, имеющему большую гибкость, предсказуемость и способность к большей оптимизации.
К чему движется роботизация
На мой взгляд, сейчас мы движемся к очень важному переломному моменту, когда роботизация переходит от инструмента снижения стоимости операции, к инструменту повышения, гибкости и устойчивости бизнеса, скорости реакции на рыночные изменения и компенсации кадрового дефицита. И именно перечисленные ранее технологии позволяют обеспечить указанную гибкость роботизированных решений, а также снизить стоимость их жизненного цикла за счет простоты внедрения, масштабирования, обслуживания.