Эти устройства сегодня особенно востребованы в народном хозяйстве. Промышленный робот, мало похожий на свой прообраз в книге К. Чапека «Восстание роботов», - отнюдь не питает революционные идеи. Наоборот, он добросовестно выполняет, причем с большой точностью, как основные (сборку, сварку, окраску), так и вспомогательные (загрузку-выгрузку, фиксацию изделия при изготовлении, перемещение).

Применение таких «умных» машин способствует эффективному решению трех важнейших проблем производства:

• - повышения производительности труда;
• - улучшения условий труда людей;
• - оптимизации использования человеческих ресурсов.

Промышленные роботы - детище крупного производства

Роботы на производстве массово распространились в конце XX века в связи со значительным ростом Крупные серии продукции обусловили потребность в интенсивности и качестве такой работы, выполнение которой превышает объективные человеческие возможности. Вместо того, чтобы задействовать многие тысячи квалифицированных рабочих, на современных технологичных заводах функционируют многочисленные высокоэффективные автоматические линии, работающие в режиме прерывного либо непрерывного циклов.

Лидерами в развитии подобных технологий, декларирующих широкое применение промышленных роботов, выступают Япония, США, Германия, Швеция и Швейцария. На две большие группы подразделяются изготовляемые в вышеперечисленных странах современные промышленные роботы. Виды их определяются принадлежностью к двум принципиально разным способам управления:

• - автоматические манипуляторы;
• - устройства, дистанционно управляемые человеком.

Для чего их используют?

О потребности в их создании начали говорить еще в начале XX века. Однако на то время еще не существовало элементной базы для осуществления задуманного. Сегодня, следуя велению времени, роботы-машины используются в большинстве наиболее технологичных производств.

К сожалению, переоснащение такими «умными» машинами целых отраслей промышленности затруднено дефицитом инвестиций. Хотя плюсы от их использования явно превышают первоначальные денежные затраты, ведь они позволяют говорить не только и не столько об автоматизации, сколько о глубоких изменениях в сфере производства и труда.

Применение промышленных роботов позволило эффективнее выполнять непосильные человеку по трудоемкости и точности работы: загрузку/разгрузку, укладку, сортировку, ориентацию деталей; перемещение заготовок от одного робота к другому, а готовых изделий - на склад; точечную сварку и сварку швов; сборку механических и электронных деталей; прокладывание кабеля; разрезание заготовок по сложному контуру.

Манипулятор как составляющая промышленного робота

Функционально состоит такая «умная» машина из перепрограммируемой САУ (системы автоматического управления) и рабочего тела (системы передвижения и механического манипулятора). Если САУ обычно достаточно компактна, визуально скрыта и не бросается сразу в глаза, то рабочее тело обладает настолько характерным видом, что промышленного робота часто называют следующим образом: «робот-манипулятор».

По определению, манипулятором называют устройство, осуществляющее перемещение в пространстве рабочих поверхностей и предметов труда. Эти приборы состоят из звеньев двух видов. Первые обеспечивают движение поступательного характера. Вторые - угловые перемещения. Такие стандартные звенья для своего движения используют либо пневматический, либо гидравлический (более мощный) привод.

Манипулятор, созданный по аналогии с человеческой рукой, для работы с деталями оснащен технологичным захватным устройством. В различных устройствах подобного типа непосредственно захват чаще всего осуществляли механические пальцы. При работе с плоскими поверхностями предметы захватывались с помощью механических присосок.

Если же манипулятор должен был работать одновременно со многими однотипными заготовками, то захват осуществлялся благодаря специальной обширной конструкции.

Вместо захватного устройства манипулятор часто оснащают мобильным сварочным оборудованием, особым технологичным пульверизатором или же просто отверткой.

Как робот перемещается

Автоматы-роботы обычно приспосабливают к двум видам перемещения в пространстве (хотя часть из них можно назвать стационарными). Это зависит от условий конкретного производства. Если необходимо обеспечить движение по гладкой поверхности, то его реализуют с помощью направленного монорельса. Если требуется работать на разных уровнях, используют «шагающие» системы с пневматическими присосками. Движущийся робот прекрасно ориентируется как в пространственных, так и в угловых координатах. Современные устройства позиционирования подобных устройств унифицированы, они состоят из технологических блоков и позволяют обеспечить высокоточное перемещение обрабатываемых деталей весом от 250 до 4000 кг.

Конструкция

Использование рассматриваемых автоматизированных машин именно на многопрофильных производствах обусловило некую унификацию их основных составляющих блоков. Современные промышленные роботы-манипуляторы имеют в своей конструкции:

• -станину, используемую для крепления деталезахватывающего устройства (грейфера), - своеобразную «руку», собственно и выполняющую обработку;
• -грейфер с направляющей (последняя определяет положение «руки» в пространстве);
• -устройства обеспечения, приводящие, преобразовывающие и передающие энергию в виде вращающего момента на оси (благодаря им промышленный робот получает потенциал движения);
• -систему контроля и управления выполнения возложенных на него программ; приема новых программ; анализа поступающих от датчиков информации, и, соответственно, передачи ее на обеспечивающие устройства;
• -систему позиционирования рабочей части, измерения позиций и перемещений по осям манипуляции.

Заря создания индустриальных роботов

Вернемся в недалекое прошлое и вспомним, как начиналась история создания промышленных машин-автоматов. Первые роботы появились в США в 1962 г., и произведены они были компаниями «Юнимейшн Инкорпорэйтед» и «Версатран». Хотя, если быть точными, то раньше все-таки выпустили промышленного робота «Юнимейт», созданного американским инженером Д. Деволом, запатентовавшим собственную САУ, программируемую с помощью перфокарт. Это был очевидный технический прорыв: «умные» машины запоминали координаты точек своего маршрута и выполняли работу согласно программе.

Первый промышленный робот «Юнимейт» был оснащен двухпальцевым устройством для захвата на пневмоприводе и «рукой» на гидроприводе с пятью степенями свободы. Его характеристики позволяли перемещать 12-килограммовую деталь с точностью до 1,25 мм.

Другой робот-манипулятор «Версатран», созданный одноименной компанией, загружал и разгружал 1200 кирпичей в час в печь для обжига. Он успешно заменял труд людей во вредной для их здоровья среде с высокой температурой. Идея его создания оказалась весьма удачной, а конструкция - настолько надежной, что отдельные машины этой марки продолжают работать и в наше время. И это несмотря на то, что их ресурс превысил сотни тысяч часов.

Отметим, что устройство промышленных роботов первого поколения в стоимостном выражении предполагало 75% механики и 25% электроники. Переналадка таких приборов требовала времени и обуславливала простои оборудования. Для перепрофилирования их с целью выполнения новой работы производилась замена программы управления.

Второе поколение машин-роботов

Вскоре выяснилось: несмотря на все плюсы, машины первого поколения оказались несовершенными… Второе поколение предполагало более тонкое управление промышленными роботами - адаптивное. Самые первые устройства требовали упорядочения среды, в которой они работали. Последнее обстоятельство часто обозначало высокие дополнительные расходы. Это становилось критичным для развития массового производства.

Новый этап прогресса характеризовался разработкой множества датчиков. С их помощью робот получил качество, названное «очувствлением». Он стал получать информацию о внешней среде и, сообразуясь с ней, выбирать оптимальный вариант действий. Например, обрел навыки, позволяющие взять деталь и обойти с ней препятствие. Происходит такое действие благодаря микропроцессорной обработке полученной информации, которой далее, введенной в переменные управляющих программ, реально руководствуются роботы.

Виды основных производственных операций (сварка, покраска, сборка, различного рода также подлежат адаптации. То есть при выполнении каждой из них инициируется многовариантность для улучшения качества любого вида вышеперечисленных работ.

Управление промышленными манипуляторами в основном осуществляется программно. Аппаратным обеспечением управляющей функции служат промышленные мини-компьютеры PC/104 или MicroPC. Заметим, что адаптивное управление основано на многовариантном программном обеспечении. Причем решение о выборе типа работы программы принимается роботом на основании информации о среде, описанной детекторами.

Характерной чертой функционирования робота второго поколения является предварительное наличие установленных режимов работы, каждый из которых активируется при определенных показателях, полученных из внешней среды.

Третье поколение роботов

Автоматы-роботы третьего поколения способны самостоятельно генерировать программу своих действий в зависимости от поставленной задачи и обстоятельств внешней среды. У них нет «шпаргалок», т. е. расписанных технологичных действий при определенных вариантах внешней среды. Они обладают умением самостоятельно оптимально выстраивать алгоритм своей работы, а также оперативно реализовывать его практически. Стоимость электроники такого промышленного робота в десятки раз выше его механической части.

Новейший робот, осуществляя захват детали благодаря сенсорам, «знает», насколько удачно он это сделал. Кроме того, регулируется сама сила захвата (обратная связь по усилию) в зависимости от хрупкости материала детали. Возможно, именно поэтому устройство промышленных роботов нового поколения называют интеллектуальным.

Как вы понимаете, «мозгом» такого прибора является система его управления. Наиболее перспективным является регулирование, осуществляемое согласно методам искусственного интеллекта.

Интеллект этим машинам задают пакеты программируемые логические контроллеры, инструменты моделирования. На производстве промышленные роботы объединяются в сеть, обеспечивая должный уровень взаимодействия системы «человек - машина». Также разработаны инструменты прогнозирования функционирования таких приборов в будущем благодаря реализованному программному моделированию, что позволяет выбирать оптимальные варианты действия и конфигурации подключения в сеть.

Ведущие мировые компании, производящие роботов

Сегодня применение промышленных роботов обеспечивается ведущими компаниями, среди которых японские (Fanuc, Kawasaki, Motoman, OTC Daihen, Panasonic), американские (KC Robots, Triton Manufacturing, Kaman Corporation), немецкая (Kuka).

Чем известны в мире эти фирмы? В активе Fanuc - наиболее быстрый на сегодняшний день дельта-робот M-1iA (такие машины используются обычно при упаковке), самый сильный из роботов-серийников - M-2000iA, признанные во всем мире роботы-сварщики ArcMate.

Не менее востребованы промышленные роботы на производстве, выпущенные компанией Kuka. Эти машины с немецкой точностью осуществляют обработку, сварку, сборку, упаковку, паллетизацию, погрузку.

Также внушителен модельный ряд японско-американской компании Motoman (Yaskawa), работающей на американский рынок: 175 моделей промышленных роботов, а также более 40 интегрированных решений. Промышленные роботы, на производстве используемые в США, в большинстве своем изготовлены именно этой ведущей в своей отрасли компанией.

Большинство других представленных нами фирм занимают свою нишу путем изготовления более узкого ассортимента специализированных приборов. Например, Daihen и Panasonic выпускают сварочных роботов.

Способы организации автоматизированного производства

Если говорить об организации автоматизированного производства, то вначале был реализован жесткий линейный принцип. Однако он при достаточно высокой скорости имеет существенный недостаток - простои из-за сбоев. В качестве альтернативы была изобретена роторная технология. При такой организации производства по кругу движется и обрабатываемая деталь, и сама автоматизированная линия (роботы). Машины в таком случае могут дублировать функции, и сбои при этом практически исключены. Однако в этом случае теряется скорость. Идеальный вариант организации процесса - гибрид двух вышеупомянутых. Называется он роторно-конвейерным.

Промышленный робот как элемент гибкого автоматического производства

Современные «умные» устройства быстро перенастраиваются, высокопродуктивно и самостоятельно выполняют работы с помощью своей оснастки, обрабатывая материалы и заготовки. В зависимости от специфики использования они могут функционировать как в рамках одной программы, так и варьируя свою работу, т. е. выбирая из фиксированного количества предоставленных программ нужную.

Промышленный робот является составляющим элементом гибкого автоматизированного производства (общепринятое сокращение - ГАП). В последнее также входят:

• -система, осуществляющая автоматизированное проектирование;
• -комплекс автоматизированного управления технологическим оснащением производства;
• -промышленные роботы-манипуляторы;
• -автоматически работающий производственный транспорт;
• -устройства, осуществляющие загрузку/выгрузку и размещение;
• -системы контроля над производственными технологическими процессами;
• -автоматическое управление производством.

Подробнее о практике применения роботов

Настоящими промышленными приложениями являются современные роботы. Виды их различны, и они обеспечивают высокую производительность стратегически важных сфер промышленности. В частности, во многом экономика современной Германии обязана своим растущим потенциалом их применению. В каких отраслях трудятся эти «железные работники»? В металлообработке они функционируют практически во всех процессах: литье, сварке, ковке, обеспечивая высочайший уровень качества работы.

Литье как отрасль с экстремальными условиями для человеческого труда (имеются в виду высокие температуры и загрязнение) в значительной мере роботизировано. Машины от Kuka монтируют даже в литейных цехах.

Пищевая промышленность также получила от Kuka оборудование для производственных целей. «Пищевые роботы» (фото представлены в статье) в большинстве своем замещают людей на участках с особыми условиями. Распространены на производствах машины, обеспечивающие в нагревающихся помещениях микроклимат с температурой, не превышающей 30 градусов по Цельсию. Роботы из нержавеющей стали виртуозно обрабатывают мясо, участвуют в производстве молочных продуктов, а также, конечно, укладывают и упаковывают продукты оптимальным образом.

Трудно переоценить вклад таких приборов в автомобилестроительную промышленность. По признанию специалистов, самыми мощными и производительными машинами на сегодняшний день являются именно «куковские» роботы. Фото таких устройств, осуществляющих весь спектр автосборочных операций, впечатляют. При этом действительно пора говорить об автоматизированном производстве.

Обработку пластмасс, выпуск пластика, изготовление сложнейших по форме деталей из разнообразных материалов обеспечивают роботы на производстве в действительно вредной для здоровья человека загрязненной среде.

Еще одной важнейшей сферой применения «куковских» агрегатов является деревообработка. Причем описываемые устройства обеспечивают как выполнение индивидуальных заказов, так и налаживание крупного серийного производства на всех стадиях - от первичной обработки и распиловки до фрезеровки, сверления, шлифовки.

Цены

В настоящее время на рынке России и стран СНГ востребованы произведенные компаниями Kuka и Fanuc роботы. Цены их колеблются в пределах от 25 000 до 800 000 руб. Такая внушительная разбежка объясняется существованием различных моделей: стандартных малой грузоподъемности (5-15 кг), специальных (решающих особенные задачи), специализированных (работающих в нестандартной окружающей среде), большой грузоподъемности (до 4000 т).

Выводы

Следует признать, что потенциал использования промышленных роботов все еще не задействуется в полной мере. При этом стараниями специалистов современные технологии позволяют реализовывать все более смелые идеи.

Потребности в увеличении производительности мирового хозяйства и максимизация доли интеллектуального человеческого труда служат мощными стимулами развития все новых и новых типов и модификаций промышленных роботов.

Роботизация и автоматизация производства могла бы существенно повысить качество продукции, ускорить жизненный цикл изделий, выведя российскую промышленность на новый уровень производительности. Однако пока отечественный рынок промышленной робототехники развивается очень медленно. Потенциальные потребители плохо осведомлены о возможностях современных роботов и не спешат инвестировать в это направление. В свою очередь невысокий спрос вкупе с рядом других факторов тормозит развитие отечественного производства робототехнических комплексов. Есть ли выход из создавшейся ситуации?

Преодолеть зависимость от автопрома

В России, как и во всем мире, основными потребителями промышленных робототехнических комплексов (РТК) выступают автомобилестроительные предприятия. Вплоть до 2015 г. серийным производством роботов в нашей стране занимался «Волжский машиностроительный завод» (г. Тольятти), он выпускал до 200 единиц оборудования в год для «АвтоВАЗа», однако впоследствии был закрыт. Альтернативного российского серийного производства роботов для автопрома не появилось. На сегодняшний день значительная часть РТК импортируется, при этом объем рынка по зарубежным меркам очень и очень скромен: всего несколько сотен роботов в год.

За рубежом вслед за автопромом роботизацией активно занимается средний и малый бизнес из других отраслей. Правда, здесь роботы выполняют не основные, а вспомогательные технологические операции. Например, загружают детали в станки или занимаются паллетированием (упаковка грузов в компактные транспортировочные единицы). В России такие вспомогательные операции зачастую не автоматизируются в принципе.

Вопрос в том, будет ли меняться ситуация в будущем? С учетом того, что отечественный рынок автомобилей сегодня переживает не лучшие времена, спрос на робототехнику в других отраслях мог бы стать существенным подспорьем для производителей и интеграторов РТК. Однако пока российские компании, работающие на рынке промышленной робототехники, не ждут радикальных перемен.

«До сих пор основным потребителем роботов в России остается автопром, — отмечает Вадим Ипполитов, коммерческий директор холдинга Белфингрупп (г. Ижевск). — В этом отношении ничего не изменилось. Но есть и позитивные моменты. Другие отрасли понемногу начинают включать в свои программы перевооружения роботизированные технологии. Мы предполагаем, что в ближайшем будущем внедрять РТК начнут предприятия оборонно-промышленного комплекса, железнодорожного машиностроения, судостроения, производители товаров народного потребления, пищевой промышленности, представители нефтегазовой отрасли, производители строительных металлоконструкций. В целом рынок робототехники в РФ имеет огромный потенциал».

«На наш взгляд, автопром был, есть и еще долго будет оставаться основным потребителем промышленной робототехники, как в мире, так и в России, — считает Анатолий Перепелица, директор УРТЦ «Альфа-Интех» (г. Челябинск). — Однако российские интеграторы в настоящее время в значительной степени отстранены от этого рынка, так как приходящие в российский производственный сектор иностранные автомобильные бренды имеют давние связи с крупными зарубежными интеграторами, которым и «отрезают больший кусок пирога» роботизации своих предприятий. У российских интеграторов пока немного примеров реализации достаточно крупных проектов для автопрома.

Перспективными же отраслями для внедрения промышленной робототехники в России мы считаем небольшие предприятия по производству компонентов для автопрома и предприятия пищевой промышленности (в части упаковки, маркировки, паллетирования). Большой потенциал роботизации имеется на предприятиях военно-промышленного комплекса, что, прежде всего, связано со значительными объемами финансирования данной отрасли со стороны государства».

Здесь возникает второй вопрос: если робототехника перестанет быть прерогативой автопрома и придет в другие отрасли промышленности, какими будут требования новых потребителей?

Не вместо человека, а вместе с ним

«До недавнего времени в мире существовало только одно серьезное направление — промышленная робототехника, — отмечает Альберт Ефимов, руководитель робототехнического центра фонда «Сколково». — Как правило, это дорогостоящие решения для крупного бизнеса, предполагающие, что роботы выполняют основные производственные операции за человека. Сейчас в силу различных технологических причин (появление дешевых сенсоров, повышение мощности процессоров) началось активное развитие сервисной робототехники. Сервисные роботы оказывают людям какие-либо услуги — повышают их физическую силу, транспортируют предметы или общаются с человеком. Самый простой пример — робот - пылесос, уже сегодня продаваемый миллионами по всему миру».

Многие считают, что сервисная робототехника больше ориентирована на потребительский рынок, однако на деле это совсем не так. Роботы могут оказывать людям услуги не только в быту, но и на производстве. Более того, сама грань между понятиями «промышленная» и «сервисная робототехника» постепенно стирается. Более актуальным становится деление на заменяющую и помогающую робототехнику. При этом маржинальность сервисной робототехники намного превышает маржинальность промышленной робототехники — один медицинский робот может стоить несколько миллионов долларов.

«Сегодня стоит обратить внимание на рынок ассистивной (помогающей) робототехники: по мнению экспертов «Сколково» это наиболее перспективное направление, — уверен Альберт Ефимов. — Ассистивный робот помогает повысить производительность и снизить трудоемкость операций; он работает не вместо человека, а вместе с ним. Общая оценка мирового рынка ассистивной робототехники свыше 5 трлн долларов».

Действительно, ведущие мировые производители роботов — к примеру, Fanuc и Kuka — сегодня активно продвигают новые модели коллаборативных роботов — машин, способных работать с человеком рука об руку. Эти роботы могут привезти сборщику необходимые комплектующие со склада или подать тяжелую деталь. Благодаря чувствительным сенсорам коллаборативные манипуляторы ощущают малейшее препятствие на пути и безопасны для человека. Однако такие машины стоят достаточно дорого, и в нашей стране пока не слишком популярны.

«Похоже, что российская промышленность не готова к внедрению коллаборативных роботов, — считает Анатолий Перепелица. — На сегодняшний день в РФ поставлены считанные единицы таких машин, да и то в основном в учебные заведения. Хотя сама по себе технология доступна на нашем рынке, как минимум, три года».

«В настоящий момент российская промышленность только знакомится с обычными промышленными роботами, поэтому начало внедрения коллаборативных роботов затянется на неопределенный срок, — соглашается с коллегой Вадим Ипполитов. — Думаю, первыми пользователями коллаборативных роботов будут автопроизводители: они станут использовать их для выполнения тех операций, где необходима физическая сила и точность. Со временем коллаборативные роботы, несомненно, будут набирать популярность в различных отраслях».

Говоря о других трендах российского рынка, Вадим Ипполитов прогнозирует развитие роботизированных аддитивных технологий и расширение списка «профессий» промышленных роботов.

По мнению Анатолия Перепелицы, уже сегодня явно обозначилась такая тенденция, как рост гибкости применения РТК и обусловленное этим увеличение числа приложений, где требуется не повторение исполнения одной программы множество раз (как на массовом производстве), а исполнение множества программ ограниченное число раз (средне- и мелкосерийное производство с широкой номенклатурой продукции).

«Вследствие этого возрастает роль программного обеспечения, сенсорики, машинного зрения, а программное обеспечение движется в сторону интеллектуализации алгоритмов, — подчеркивает руководитель «Альфа-Интех». — В этом же тренде находится и распространение коллаборативной робототехники. Полагаю, в ближайшие годы все больше и больше будут распространяться алгоритмы самопрограммирования роботов для определенного круга задач, а так же параметрические программы для роботов».

Избавиться от устаревших стереотипов

Развитию российского рынка робототехники для промышленности препятствует несколько факторов. Но наши эксперты сходятся во мнении, что один из главных — низкая осведомленность потенциальных потребителей о возможностях современных РТК.

«Рынок пока не понимает, в чем преимущества и экономическая привлекательность роботизации, — отмечает Марко Делаини, генеральный директор Fanuc в России. — Но это не новая проблема. Подобную ситуацию мы уже видели некоторое время назад в Европе. Сейчас европейские компании знают, что с помощью роботов можно существенно поднять производительность и качество продукции, улучшить экономические показатели в целом. С целью продвижения идеи роботизации в этом году мы вместе с НАУРР (Национальная ассоциация участников рынка робототехники) проводим чемпионат роботов. Причем это не бои, а соревнование по созданию ячеек автоматизации».

«Практически у каждого интегратора есть пул инновационных идей, которые могут быть толчком к развитию роботизации, есть квалифицированный персонал и опыт решения рискованных задач, — отмечает Анатолий Перепелица. — Но тормозит процесс низкий уровень осведомленности потребителей. Даже на продвинутых предприятиях «Роскосмоса» и «Росатома» нередко ошибочно полагают, что робот — это машина, стоящая на конвейере и выполняющая массовые операции. Считаю, что необходима организация кампании по продвижению робототехники под эгидой НАУРР».

Есть и другие причины, препятствующие активной роботизации производств. Это низкий уровень автоматизации многих российских производств. Нехватка у предприятий средств на глобальные проекты по техническому перевооружению и отсутствие удобных финансовых инструментов для поддержки тех, кто внедряет РТК.

Многие производители не торопятся заменять рабочих роботами в силу относительно низкой стоимости ручного труда в стране. Однако они забывают, что роботизация влияет также и на показатели качества, производительность и по итогу все равно оказывается более выгодной.

Быть готовым к кооперации

«В соответствии с приказом Минпромторга к 2020 г. не менее 30 % продаваемых в России промышленных роботов должно производиться на территории страны, — рассказывает Владимир Серебренный, заместитель генерального директора по технологическому развитию ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ» (НИИ в области развития автомобилестроения). — Это предпосылка к тому, чтобы в России было налажено собственное производство промышленных роботов, либо локализовано производство мировых производителей. Однако пока приход инвесторов тормозит малый объём продаж и таможенная политика, устанавливающая нулевую пошлину за ввоз готового робота и до 20 % пошлины на комплектующие».

«Это неудивительно, — считает Альберт Ефимов, — экономикой невозможно управлять на основе приказов. Если роботов невыгодно производить и покупать, то их никто не будет делать».

Анатолий Перепелица указывает, что парадоксальная ситуация складывается и в части налогообложения. Так в Налоговом кодексе есть статьи, которые позволяют разработчикам программного обеспечения не платить НДС. От налога могут быть освобождены организации, ведущие НИР и ОКР. При этом производителям и интеграторам в сфере робототехники, которые по сути занимаются тем и другим, сложно доказать свое право пользоваться этими льготами.

Изменения в сфере политики налогообложения и таможенных пошлин помогли бы изменить ситуацию к лучшему. Что касается малого объема рынка, выходом может стать создание производств роботов, изначально ориентированных на экспорт.

При этом важно не оставаться в изоляции, а быть открытым к достижениям мирового прогресса. Не смотря на санкции и прочие геополитические сложности, наши эксперты уверены, что создать в России собственное производство роботов с нуля невозможно, да и не нужно.

«На наш взгляд, не так важно иметь производство роботов полного цикла внутри страны, но важно участвовать в международной кооперации, быть создателем тех или иных технологий, — считает Марко Делаини. — В этом смысле потенциал России очень велик. К примеру, здесь создается мощное программное обеспечение. А софт — это наиболее дорогой компонент в составе роботизированного комплекса по сравнению с «железом». Так сегодня манипулятор составляет в среднем не более 20-30 % от общей стоимости продукта».

Аналогичного мнения придерживается и Альберт Ефимов: «Сегодня весь мир находится в состоянии глобальной кооперации. Нельзя отгораживаться от этого процесса. Напротив, способность России встроиться в эту глобальную кооперацию — наш шанс уверенно занять свою нишу этого впечатляющего рынка. Да, в России есть определенные проблемы с дизайном, с производством «железа». Но конкурентные преимущества роботов будут основаны в первую очередь на программном обеспечении — а это то, что у нас очень хорошо получается. Между прочим, ПО — третья статья по объему российского экспорта после углеводородов и вооружений».

По наблюдениям эксперта из «Сколково», именно готовность к кооперации — признак профессионализма и зрелости компании. Только начинающие производители роботов стремятся все делать сами, а более опытные — находят профессионалов, создающих конкурентный дизайн и «железо». Это позволяет предложить продукт, который интересен не только в России, но и за рубежом.

«Это миф, что в России нет производства роботов, — говорит Альберт Ефимов. — На самом деле наши компании не только производят роботов для внутреннего рынка, но и продают их за рубеж, к примеру, в Японию и Китай. Только речь идет о сервисных, а не промышленных роботах. Этот сегмент развивается без господдержки, не считая грантов «Сколково». И развивается весьма активно, обгоняя промышленную робототехнику. Впрочем, лет через пять такое деление вообще не будет актуальным. Постепенно условно «сервисные» роботы придут и в промышленность. Они возьмут на себя часть операций и помогут оптимизировать нагрузку, ложащуюся на человека. Главный тренд сегодня — конвергенция продукта и услуги в промышленности. А это будет означать конвергенцию промышленной и сервисной робототехники.

Думаю, в перспективе флагманом российского рынка робототехники будет бизнес и государственные структуры, а не частные лица. Хотя в диапазоне от 30 до 50 лет стоит ожидать воплощения в жизнь фантазий из голливудских фильмов: к этому времени роботы станут привычным явлением не только в промышленности, но и в повседневной жизни обычного человека».

Екатерина Зубкова

Фото «Белфингрупп» и «Альфа-Интех»

Please enable JavaScript to view the

Но и одним из важнейших средств для глубоких социально-экономических изменений в сфере труда. Разработка и внедрение промышленных роботов уже позволили перейти на новый, более высокий научно-технический уровень решения задач по комплексной автоматизации на промышленных предприятиях, перераспределить функции между человеком и машиной и значительно повысить производительность труда.

Произошло это благодаря компаниям, которые уже много лет выпускают промышленных машин для разнообразных сфер деятельности Robohunter расскажет вам о 10 самых успешных из них и познакомит вас с их продукцией.

1. (Япония)

Компания FANUC - один из лидеров мирового рынка промышленной автоматизации, станкостроения, числового программного управления и робототехники. Производитель появился в 1956 году, и уже в 1972-м представил своего первого промышленного робота. У FANUC есть собственные лаборатории и исследовательские центры, производства, а также испытательные площадки, локализированные у подножия японской горы Фудзи.

FANUC Robotics является робототехническим подразделением компании, с собственной широкой сетью представительств. Всего в мире можно насчитать свыше 200 000 роботов FANUC, 30 000 из которых находятся в Европе и России.

Продукция FANUC отличается высоким качеством, ей свойственна интеллектуальность, сверхточность и высокая функциональность.

Линейка роботов FANUC включает:

• FANUC M-1iA - одного из самых быстрых дельта-роботов в мире;
• FANUC M-2000iA - самого «сильного» из серийно выпускаемых промышленных роботов в мире, с максимальной грузоподъемностью 1350 кг.
• FANUC ArcMate - высокоточных и скоростных сварочных роботов.
• FANUC M-410iB - серию грузоподъемных роботов с возможностью паллетизации и упаковки готовой продукции.

(по данным за 2014 год)

2. (Германия)

Деятельность ведущего немецкого производителя промышленных роботов сосредоточена на производстве роботов, применимых в различных отраслях: от автомобильной и металлургической до пищевой.

Немецкая компания KUKA (Keller und Knappich Augsburg) была основана в 1898 году в Аугсбурге. Первый промышленный робот FAMULUS появился в 1973-м. У него было шесть осей с электромеханическим управлением. Сегодня в ассортименте компании есть много видов роботов, выполняющих различные задачи. Роботов KUKA используют во всем мире на заводах: для операций по сварке, погрузке, паллетизации, упаковке, обработке, сборке и др.

Машины KUKA классифицируют по уровню грузоподъемности: малый (5-16 кг), средний (30-60 кг) и большой (90-300 кг). Причем их можно использовать не только на предприятиях. В это ролике видно, как устройство играет партию с чемпионом по теннису Тимом Боллом.

(по данным за 2014 год)

3. (Швеция, Швейцария)

Специализация ABB (Asea Brown Boveri Ltd.) — электротехника, энергетическое машиностроение, робототехника, а также информационные технологии. ABB появилась в 1988 году в результате слияния двух компаний: шведской ASEA и швейцарской Brown, Boveri & Cie и сегодня занимает лидирующие позиции в производстве промышленных роботов (общее количество превышает 20 000).

Компания производит промышленных роботов, специальное оборудование и инструменты, программное обеспечение для моделирования робототехнических комплексов, специальное программное обеспечение для сварки и обработки пластика, производственные ячейки, комплексные системы для автомобильной промышленности.

4. (Япония)

Японская корпорация была создана в 1896 году и сегодня известна как один из крупнейших в мире промышленных концернов. Первоначально Kawasaki специализировалась на судостроении. Сегодня же линейка продукции состоит из промышленных роботов, гидроциклов, тракторов, поездов, мотоциклов, двигателей, оружия, легких самолетов и вертолетов, а также деталей для самолетов.

Роботы от Kawasaki предназначены для выполнения различных производственных задач. В ассортименте — универсальные промышленные машины (грузоподъемность до 1500 кг), роботы специализированного назначения (например, покрасочные K-серии, машины для стерильных помещений N- и T-серии и пр.)

В линейку Kawasaki robotics входят манипуляторы специального взрывобезопасного исполнения, роботы, трудящиеся в агрессивных средах, конструкции для металлургических производств, для которых характерна высокая температура заготовок, а также паллетайзеры.

5. (Yaskawa) (Япония, США)

Motoman Robotics - подразделение японской компании Yaskawa, занимает одну из ведущих позиций среди производителей робототехники в Северной и Южной Америке. Motoman Robotics была основана в августе 1989 года, сегодня количество выпускаемой продукции превышает 30 тысяч единиц.

Модельный ряд Motoman состоит из 175 роботизированных моделей и 40 полностью интегрированных готовых решений, применимых для специфических задач (в том числе оборудование для безопасности).

6. OTC Daihen ()

Специализация компании - , машины для дуговой сварки и резки, компоненты для автоматизации технологии сварки и обработки материалов.

Изначально OTC поставляла сварочное оборудование для других компаний, но за короткий промежуток времени стала лидером японского автомобильного рынка газовых и металлических компонентов для машин дуговой сварки. Первое поколение роботов OTC Daihen было разработано в конце 1970-х годов и предназначалось для дуговой сварки. С этого момента активно совершенствует автоматизацию сварки на собственной линии роботов. В состав OTC DAIHEN, Inc. входит ряд дочерних компаний, функционирующих в сферах автоматизации сварки и робототехники.

Роботы OTC Daihen используются для разных видов сварки и плазменной резки (в частности мягкой и нержавеющей стали, алюминия, титана, другие экзотических металлов).

7. (Япония)

Panasonic - это не только известная во всем мире японская машиностроительная корпорация, которая производит бытовую технику и электронные товары, но и один из лидеров рынка промышленной робототехники и сварочного оборудования. В частности, робот для сварки от Panasonic - это технологии «все в одном», без дополнительного интерфейса между роботом и сварочным источником. У робота нет необходимости настраивать сварочные функции, а программирование производится с одной панели управления. Закономерно, что продажи сварочных роботов Panasonic сегодня достигли отметки 40 000. Компания также выпускает универсальные манипуляторы для многих видов производственных задач.

8. KC Robotics (США)

KC Robotics, Inc - инновационная компания, которая предоставляет решения в области робототехники, с 1990 года являясь единым источником широкого спектра промышленных роботов, продуктов и услуг.

Услугами KC Robotics пользуются многие бренды, среди которых Yaskawa Motoman, Kuka, Fanuc, Mitsubishi, OTC, Panasonic. Предприятие обслуживает все отрасли использования промышленных роботов, а также занимается производством и обработкой материалов, включая пакетирование и сварочные работы.

9. Triton Manufacturing (США)

Сфера деятельности американской компании — гибкие системы питания, а также пользовательские обработанные шины и паяные электрические компоненты, которые применяются в разнообразных электро- и теплоприложениях. Устройства Triton обеспечивают передачу мощности для компьютеров, распределение электроэнергии для транспорта, распределительных устройств, телекоммуникаций и аэрокосмической промышленности.

10. Kaman Corporation (США)

В состав американской холдинговой компании, которая присутствует на рынке больше 40 лет, входят три предприятия, основанные авиаконструктором Чарльзом Каманом:

• Kaman Aircraft (вертолётостроение, 1945 г.);
• Kaman Aerospace (авиационные комплектующие, боеприпасы, военно-технические исследования);
• Kaman Industrial Distribution (поставки и складская логистика).

В настоящее время Kaman Corporation насчитывает более чем 200 филиалов и распределительных центров, а также носит статус одного из крупнейших промышленных дистрибьюторов Северной Америки. Компания производит подшипники, механические и электрические устройства для электропередачи и управления движением, обработки материалов и жидкостей, а также другие устройства, применяемые в промышленной и военной робототехнике.

(по данным за 2014 год)

Тема промышленной роботизации актуальна сегодня во всех развитых странах. В России же вопросы роботизации производства стоят еще более остро. О том, как поддержать отечественных производителей промышленных роботов и ускорить роботизацию производства у нас в стране мы разговаривали с заместителем генерального директора компании ООО «Торговый дом «АРКОДИМ» Артёмом Барахтиным.

сайт: Здравствуйте, Артём! Расскажите, пожалуйста, о Вашей компании: когда и с чего все начиналось, почему была выбрана именно эта отрасль?

Артём Барахтин :Добрый день! История создания российских промышленных роботов ARKODIM – это история двух компаний.

Компания «АРКОДИМ-Про» была основана в 2013 году в Казани и изначально производила станки с ЧПУ. Затем запустили литьё пластика под давлением и начали производить гибкий кабельный канал используемый для станкостроения.

В Новосибирске в это же время успешно работала компания «АвангардПЛАСТ» – уже более 10 лет она поставляла в Россию различное импортное промышленное оборудование, в том числе и для производства «АРКОДИМ-Про».

Идея освоить производство роботов пришла весной 2014 года. Анализируя рынок станкостроения в России, мы пришли к выводу, что роботов у нас никто не производит, а вот производителей станков с ЧПУ предостаточно. В результате всерьёз задумались разработать собственного промышленного робота.

Плюс ко всему, к этому времени как раз сформировались явно выраженные предпосылки. Курс рубля к основным мировым валютам упал и в результате всё импортное оборудование стало дорогим, а некоторое просто нерентабельным. Это дало толчок развития российскому станкостроению. Так же немало повлияла политическая обстановка в мире, в связи с которой российское правительство взяло курс на импортозамещение, а промышленных роботов в России, как я уже писал, никто не производил. Ну и конечно же основную роль во всём этом сыграло то, что основной костяк нашей компании состоит из молодых и при этом опытных инженеров-конструкторов с огромным желанием развиваться и покорять новые высоты. В итоге, эта на первый взгляд очень сумасбродная идея была всеми нами принята на ура.

Разработка и производство промышленных роботов дело не простое. Для этого две фирмы, а именно «АРКОДИМ-Про» и «АвангардПЛАСТ» решили объединить свои усилия в этом направлении и был создан «Торговый дом «АРКОДИМ» целью которого было разработка, производство и внедрение российских промышленных роботов, имя которым мы дали ARKODIM.

Перво-наперво мы начали изучать опыт других стран. Для этого мы отправились на крупнейшую в мире выставку робототехники в Китае, затем посетили ещё ряд выставок в разных странах. Изучили мировой рынок роботов, ознакомились с предложениями компаний занимающихся поставкой компонентов для робототехники. Набрав багаж информации, мы приступили к разработкам и уже в 2015-м году у нас был первый экспериментальный образец, а в начале 2016-го года мы стали поставлять наших роботов ARKODIM заказчикам и внедрять на их производствах.

На сегодняшний день наши производственные мощности размещены в двух городах – в Казани и в Новосибирске. И несмотря на то, что нас разделяет большое расстояние, это не мешает делать нам одно общее дело.

сайт: В каких сферах можно применять Ваших роботов и в каких они уже применяются?

А. Б. : Применять наших роботов можно практически во всех сферах, где имеется рутинный монотонный труд человека.

На сегодняшний день мы выпускаем декартовых линейных роботов-манипуляторов. Роботы данной архитектуры нашли широкое применение в производствах занимающихся литьём пластика под давлением. Робот-манипулятор монтируется на станок термопластавтомат, захват робота заныривает в створ раскрывшейся пресс-формы, достаёт готовое изделие и кладёт его на конвейр. Так же он может осуществлять вкладывание в пресс-форму закладных деталей. Эту работу робот выполняет гораздо быстрее человека, тем самым снижая цикл производства и как следствие уменьшая себестоимость готового изделия.

Роботы ARKODIM широко применяются вкупе с различными конвейерами, где они захватывают подаваемые конвейером детали и укладывают их в упаковку. Если робота оснастить разрабатываемой нашей же компанией системой машинного зрения, то он сможет выполнять ещё ряд дополнительных функций. Робот с искусственным зрением сможет определять положение и скорость перемещения объекта и тем самым корректировать своё движение для захвата данного объекта. Так же роботу можно будет поручить выбраковку, сортировку изделий.

Ещё одной из сфер применения наших роботов является сварка. Роботизация сварочного процесса позволяет ускорить этот процесс и добиться постоянно высокого качества сварного шва.

сайт: Первый промышленный робот Вашей компании - где он применялся, как это было?

А. Б. : Первым промышленным роботом ARKODIM – был наш экспериментальный образец. Он и до сих пор используется у нас на участке литья пластика под давлением. Как я и писал ранее, изначально мы занимались литьём пластика под давлением, производя гибкий кабельный канал. Первый созданный нами робот испытывался у нас же на заводе на наших же станках термопластавтоматах.

сайт: Что нам ждать от роботов ARKODIM? Может покорения мирового рынка?

А. Б. :Как говориться, покорить мировой рынок невозможно, но стремиться к этому надо!
Ну а если серьёзно, то сейчас мы работаем над созданием антропоморфного промышленного робота и в ближайшие пару лет запусти его серийное производство.

Так же мы постоянно работаем над расширением функционала системы машинного зрения ARKOVISION. На сегодняшний день программа используется для контроля процесса работы термопластавтомата. Система позволяет отслеживать возникающие коллизии и обеспечивать безопасную работу оборудования без участия человека. В будущем она получит дополнительные функции, которые будут оформлены в виде отдельных функциональных модулей. Не менее важным и значимым, является работа по универсализации данной системы, позволяющей использовать её не только с роботами нашего производства, да и вообще не только с промышленными роботами, а, например, ещё для управления беспилотными транспортными средствами.

И это далеко не все наши проекты…

сайт: Артём, подтвердите или опровергните такое мнение: использование промышленных роботов в нашей стране связано не столько с повышением производительности труда, сколько обусловлено нехваткой квалифицированных кадров.

А. Б. :Данное заявление нельзя не подтвердить ни опровергнуть, ибо оно верно и в том и в другом случае.

Не буду вдаваться в пространные рассуждения, а перейду сразу к примерам.

Использование промышленных роботов при литье пластика под давлением связано исключительно с повышением производительности труда. Основная задача робота в данном технологическом процессе это извлечение из пресс-формы готового изделия и перемещения его на конвейер. Это может делать абсолютно неквалифицированный человек, имеющий квалификацию не выше «принеси-подай-отойди-не мешай». Но робот эту же работу сделает во много раз быстрее.

Абсолютно другая ситуация при использовании роботов в сварочном производстве. В данной области часто принятие решений о роботизации технологического процесса обусловлено нехваткой квалифицированных кадров. Хороших опытных сварщиков мало и работать круглые сутки они не могут. Возможно руководство предприятия и не пошло бы на дорогостоящую роботизацию производства, если бы смогли нанять требуемое количество сварщиков с требуемой квалификацией.

сайт: Давайте попробуем вывести ТОП-3 критических проблем низкой автоматизации предприятий в России. Можно ли говорить о том, что основная сфера влияния поделена иностранными компаниями, и в связи с этим развиваться отечественным производителям становится крайне сложно?

А. Б. : Низкий уровень автоматизации российских производств имеет ряд причин. Попробую выделить 3 основные, на мой взгляд.

Низкий уровень автоматизации российских производств имеет ряд причин. Попробую выделить 3 основные на мой взгляд.

Первая причина – это конечно же преобладание зарубежных производителей на рынке. А сейчас всё зарубежное дорого стоит.

Вторая причина – малый объём производства российских производителей, делающий нерентабельным дорогую автоматизацию производства.

Третья причина - сложившаяся политика государства по поддержке малого и среднего бизнеса.

Как видим, все три причины тесно переплетены между собой.

Попробую более подробно разобрать выше написанное.
Предприятие, желающее увеличить объём выпускаемой продукции, должно обеспечить сбыт этой продукции. Высокий сбыт обуславливается конкурентными преимуществами в цене и качестве продукции. И именно это и должна решить автоматизация производства. Далее возникает вопрос - какими средствами? В виду преобладания на рынке иностранных производителей, автоматизация становится очень дорогим мероприятием. В результате дорогостоящей автоматизации не удастся получить существенного снижения себестоимости выпускаемого товара, а как следствие увеличение сбыта. Получаем некий замкнутый круг, разорвать который под силу далеко не всем.

Хотя, начиная с 2014 года, ситуация в стране начала меняться и стали создаваться благоприятные условия для развития российского бизнеса, проблемы далеко не все ещё решены.

В первую очередь, для увеличения автоматизации российских производств конечно же надо развивать отечественного производителя средств автоматизации. Российский производитель даст рынку продукт не уступающий по характеристикам зарубежным аналогам, но с меньшей стоимостью. Это позволит снизить затраты на автоматизацию производства и как результат уменьшить стоимость выпускаемой продукции, увеличив её конкурентные преимущества.

Чтобы развить отечественного производителя требуется государственная поддержка. Уже начаты первые шаги в этом направлении, но они пока ещё недостаточные, чтобы кардинально изменить обстановку. Пока ещё доступ к финансовым ресурсам, в том числе субсидиям и грантам, весьма ограничен для малых предприятий. Но именно малые предприятия, на мой взгляд, и являются авангардом данного движения. Большие и средние предприятия малоповоротливые. У них чаще всего дела идут и так не плохо, чтоб отвлекаться на какие-то там новые разработки, все силы направлены на поддержание уже созданных производственных процессов. Малые же предприятия постоянно находятся в поиске, они более гибкие в принятии тех или иных решений. Но именно малым предприятиям труднее всего получить грант, субсидии от государства или на худой конец банальный кредит от банка. Не смотря на обилие программ поддержки малого бизнеса, ситуация кардинально не меняется. Всё кроется в условиях получения грантов и субсидий. Одним из важных условий получения субсидии, гранта являются финансовые показатели предприятия. К примеру, по неписанным правилам, чтобы получить субсидию в размере 20 млн. рублей на разработку чего-либо (проведение НИОКР) предприятие должно иметь выручку за последний год предшествующей заявке в 2, а то и 4 раза больше, запрашиваемой суммы. Такими выручками далеко не все малые предприятия могут похвастать. Вот и получается, что гранты и субсидии получают предприятия, которые по существу не очень-то в них и нуждаются.

сайт: Артём, давайте помечтаем и пофантазируем) Мир через 40 лет - каких перспектив развития рынка промышленных роботов и робототехники в целом нам ждать?

А. Б. : Фантазия у меня буйная и всего озвучивать, дабы не шокировать, не хотелось бы.

Если всё же более приближённо к реальности, то ожидаемо, что роботы возьмут на себя практически все функции человеческого труда связанного с обслуживанием тех или иных станков, а так же людей выполняющих функции контролёров ОТК. Так же могу предположить, что будет роботизирована межцеховая логистика деталей и заготовок.

Если говорить о не связанных с производством функциях, то это беспилотная доставка грузов, курьерская доставка заказов из магазинов и ресторанов. Немалая роль будет отведена роботам в сельском хозяйстве. В общем всё то, что уже начало развиваться сегодня, будет доведено до ума и широко применяться.

Так же хотелось бы увидеть роботов работающих в медицине. Особенно я надеюсь, что появятся роботы малых размеров, способные путешествовать по кровеносным сосудам человека и решать ряд медицинских задач. Но это уже ближе к разделу «мечты».

И конечно же, как не прискорбно об этом говорить, широкое развитие получат боевые роботы. Но об этом даже рассуждать не хочется. Существует и так много бестселлеров на эту тему.

сайт: Благодарим Вас за интересное интервью! Желаем дальнейшего успешного развития компании и осуществления новых проектов.