Главная
Кейсы
Завод, шагающий к прогрессу

Завод, шагающий к прогрессу

Промышленные роботы — отрасль, с которой, по сути, и началась робототехника. Первую такую машину собрал американский инженер Джордж Чарльз Девол-младший вместе с Джозефом Фредериком Энгельбергером. Последний сегодня считается одним из «отцов» роботов.

Первый промышленный робот — Unimate — представлял собой манипулятор, который мог вращаться на 220 градусов, подниматься на 60 градусов вверх и вытягиваться вперед. В 1961 году робот начал работать на сборочной линии завода General Motors.

Unimate занимался опасной и однообразной работой. Изначально он вынимал отлитые под давлением детали из станка и складывал их в стопку. Но позднее робота «научили» приваривать детали к кузовам автомобилей.

Робот Девола и Энгельбергера определил сразу несколько глобальных робототехнических трендов. Во-первых, акцент на освобождении человека от опасного и монотонного труда. Во-вторых, ведущая роль промышленности в процессе роботизации в целом. В-третьих, лидирующее положение автомобилестроения с точки зрения глубины внедрения роботизированных комплексов.

Благодаря Unimate появилась и первая в мире компания — производитель роботов Unimation Inc. С момента ее появления в 1962 году рынок робототехники, а особенно промышленной робототехники, постоянно растет. И продолжит расти в ближайшие годы.

Рынок будущего

Вот что говорят исследования: в 2023 году рынок промышленной робототехники оценивался в $17–18 миллиардов. Аналитики Fortune Buisness Insight считают, что в 2030 году он вырастет до $41,02 млрд, эксперты Markets and Markets уверены в увеличении до $32,5 млрд уже в 2028 году. Одну из наиболее впечатляющих картин представляет исследование Allied Market Research. По его данным, рынок уже превышал $38 миллиардов в 2020 году, а к 2032 году достигнет $163 миллиардов.

Несмотря на серьезно отличающиеся оценки и прогнозы, исследователи сходятся в одном: рынок промышленной робототехники будет расти в среднем на 12–13% ежегодно. Future Market Insights вообще предсказывает среднегодовой рост в 18,9% и объем рынка в $220 млрд к концу 2033 года.

Но чем обусловлен такой рост? Удивительно, но многие эксперты сходятся во мнении, что в первую очередь кадровым голодом. Рост спроса на труд (только в США к 2032 году его стоимость возрастет на 20%) и снижение количества соискателей неизбежно ставят вопросы сохранения и повышения производительности труда. На эти показатели также влияют перерывы и простои в работе. Так, определенный уровень роботизации помог некоторым предприятиям пережить период пандемии.

Роботизированные устройства в такой ситуации становятся универсальным решением. По мнению экспертов Fortune Business Insights, ключевыми отраслями, которые помогут росту рынка, станут автомобилестроение, фармацевтика, логистика и электротехническая промышленность. Как отмечается на платформе Statista, именно последняя отрасль станет одним из главных потребителей робототехнических решений. Так, в 2028 году количество роботов в электротехнической промышленности превысит 114 млн, в то время как всего их будет чуть больше 437 миллионов. Отметим, что, по данным Международной федерации робототехники (МФР), сегодня в мире всего 3,9 млн роботов.

Наибольшей популярностью, согласно прогнозам, будут пользоваться так называемые шарнирно-сочлененные роботы. Только в 2022 году этот тип оборудования составлял от 39,8 до 66,9% от всех представленных на рынке устройств. Эти роботы обладают самым высоким количеством степеней свободы и могут выполнять наиболее сложные с технической точки зрения задачи. К 2032 году количество таких машин вырастет более чем в два раза.

Следующие в списке самых востребованных промышленных роботов — роботы с декартовыми координатами (или линейные роботы). Это машины, которые двигаются по трем линейным осям, расположенным под прямым углом друг к другу. Пример декартовой установки — станок ЧПУ. Ключевое преимущество таких машин заключается в способности к очень точному позиционированию. Спрос на них отчасти «предсказывает» растущая роль роботов в процессе обработки материалов и складской работе.

Третий по популярности тип роботов — SCARA. Классический SCARA-механизм состоит из двух рычагов, соединенных в одной точке, и двух независимых приводов, один из которых установлен в сочленении рычагов и вращает их друг относительно друга, а второй — в основании первого рычага и вращает его относительно рабочей плоскости. Такие машины применяются для сборки мелких деталей, выдачи лекарств, сортировки и размещении различных предметов.

Четвертое место займут цилиндрические роботы. Это, по сути, самый редкий, но самый первый вид промышленных роботизированных комплексов. Цилиндрическим был и Unimate, о котором мы писали выше. Ключевое преимущество машин этого типа — простота сборки, интеграции и обслуживания. Цилиндрические роботы прекрасно справляются с легкими однотипными задачами. Ожидается, что именно этот сегмент покажет наиболее высокий совокупный среднегодовой темп роста к 2032 году.

Fortune Business Insights также выделяет группу малярных роботов, которые будут востребованы в автомобильной, аэрокосмической и стекольной промышленности. Markets and Markets, в свою очередь, обращает внимание на возможный рост популярности роботов грузоподъемностью от 60 до 225 килограммов. Такие машины будут пользоваться популярностью в сельском хозяйстве, логистике, металлургии и машиностроении.

Согласно прогнозам Zion Market Research, в ближайшие несколько лет самые высокие темпы роста рынка ожидаются в Азиатско-Тихоокеанском регионе, в частности в Китае и Индии. Mordor Intelligence также прогнозирует, что самую большую долю на рынке в период 2019–2024 гг. займет Азиатско-Тихоокеанский регион, чему во многом будут способствовать технический прогресс в целом и быстрая индустриализация.

В России плотность роботизации, по словам президента страны, составляет 10 машин на 10 тысяч работников. При этом глава государства отметил, что в ближайшей перспективе этот показатель должен увеличиться в 100 раз. Для сравнения, в 2019 году в США на 10 тысяч сотрудников приходились более 200 роботов, а в Сингапуре эта цифра вообще приближалась к тысяче.

По мнению ряда экспертов, российский рынок промышленной робототехники отстает от рынков других, более развитых в этом вопросе стран примерно на 30 лет. Это обусловлено фундаментальными причинами, прежде всего, большим сроком окупаемости робототехнических решений. В целом стоимость роботизации является сдерживающим фактором во всех отраслях во всем мире.

Кроме того, Россия очень поздно активно включилась в процесс автоматизации производств. Первый цикл роботизации в других странах прошел в последние два десятилетия XX века, когда в нашей стране происходили кардинальные изменения общественного и экономического укладов жизни.

Согласно исследованию Академии Technored ООО «Технорэд» — участника Консорциума робототехники и систем интеллектуального управления, более чем 20% предприятий в России не готовы к модернизации. Только 15,8% компаний имеют высокий уровень автоматизации, 36,8% — средний.

При этом некоторые ученые отмечают, что старт с низкой базы — скорее плюс с точки зрения открывающихся возможностей для разработки собственных технологических решений. Понимают это и разработчики: согласно данным МФР, в мире всего 889 компаний — разработчиков промышленных роботов. 73 из них — российские.

Важно также отметить, что в России в последнее время было принято множество программ поддержки технологических компаний, а работа по объединению усилий государства и бизнеса обещает создать устойчивый спрос на российские решения.

Большие перспективы

Долгое время российский рынок находился в полной власти ключевых мировых производителей промышленных роботов. Свою продукцию активно продвигали шведско-швейцарская ABB, которая еще в 2022 году контролировала 21% всего этого сектора мирового рынка, немецкая KUKA, японские Kawasaki и FANUC.

Другие крупнейшие международные игроки рынка — Yaskawa Electric, Mitsubishi Electric, Nachi-Fujikoshi, Denso и Omron. Все эти компании являются уроженками Страны восходящего солнца. Неожиданно встретить в этом списке итальянцев Comau, которые специализируются в первую очередь на производстве SCARA-роботов.

Однако за последнее время в России сформировался собственный устойчивый класс компаний–производителей промышленных роботов. Одну из лидирующих позиций среди них занимает уже упоминавшаяся ранее ООО «Технорэд». Компания предлагает широкий выбор промышленного оборудования, исполненного на базе их коллаборативного шарнирного робота линейки REDS.

Линейные решения собственной разработки представляет компания «Аркодим». Эксперты также разрабатывают манипуляторы и роботизированные производственные линии. Первый экспериментальный образец манипулятора компания выпустила в 2015 году. Роботы производятся в Казани и Новосибирске.

Модель робота-манипулятора А-12 есть у компании АО «Эйдос Робототехника». Решения программируются на универсальном языке Python. Благодаря этому базовая версия робота может быть тонко настроена и оснащена дополнительными модулями.

Первого в России дельта-робота, которые сегодня выполняют функции главных «вьючных животных» промышленности будущего, в 2014 году сделала московская компания «Битроботикс». В 2019 г. четыре таких робота применялись на хлебозаводах «Простор» и «Черемушки». Компания разрабатывает проекты роботов для кондитерской, молочной и мясоперерабатывающей промышленности, бытовой химии, парфюмерии и косметики; разрабатывает программное обеспечение, проектирует и производит роботов, конвейерные системы, рамы.

Свои роботизированные промышленные решения предлагают такие российские компании, как AripixRobotics, «АвангардПласт», «Рекорд-Инжиниринг» и многие другие.

Новый рабочий

Отдельно стоит рассмотреть тему, которой мы касались в первом в 2024 году номере журнала «Мир робототехники». В промышленности растет спрос на антропоморфных роботов. Один из ключевых плюсов этих машин — простота интеграции, так как человекоподобные машины могут свободно работать в инфраструктуре, изначально предназначенной для человека.

Среди главных российских игроков в этой отрасли можно выделить НПО «Андроидная техника». При этом важно подчеркнуть, что компания специализируется на производстве широкого спектра технологий, а не только антропоморфных. Решения НПО применяются в таких отраслях, как медицина, образование, исследование космоса и промышленности.

Пожалуй, самое интересное именно промышленное решение «Андроидной техники» — проект «Каньон». Этот мобильный роботизированный манипулятор создан специально для работы в сильных радиационных полях. Кроме того, компания производит коллаборативные робототехнические комплексы (КРТК) серии CR. Они предназначены для автоматизации циклических производственных процессов и задач с учетом выполнения технологических операций в кооперации с человеком.

Ключевые тренды

Следует отметить, что ключевой тенденцией развития робототехники в целом и промышленных технологий в частности является внедрение машинного обучения и искусственного интеллекта. Эти технологии, очевидно, выведут промышленную роботизацию на новый уровень, повысят эффективность использования машин, упростят взаимодействие с роботом для человека.

Автомобилестроение наряду с логистикой останутся крупнейшими потребителями роботизированных решений, но при этом продолжит расти спрос на роботов и в других отраслях промышленности. В частности, в электротехнической, фармацевтической и пищевой.

В целом, очевидно, что рынок промышленных роботов будет неуклонно расти. Это обусловлено в первую очередь кадровым голодом. При этом роботизация неизбежно изменит структуру рынка труда.

Главными трендами станут внедрение ИИ-технологий и коллаборативных шарнирных роботов. Андроиды вместо рабочих пока останутся скорее пилотными проектами, чем реальными образцами автоматизации. Однако переход к антропоморфным решениям продолжится в связи с удобством их интеграции в существующие производственные процессы.

Позитивно выглядит и ситуация в России. Несмотря на старт с низкой базы, наша страна вполне может стать одним из лидеров промышленной роботизации. В частности, этому поспособствуют достижения российских разработчиков в области искусственного интеллекта и машинного обучения.

#промышленные

Аркадий Гончаров

Фото: Музей Генри Форда, Kawasaki, Kuka, НПО «Андроидная техника», Technored, Midjourney