В современном мире робототехника является одним из ключевых направлений научно-технического прогресса, в котором внедрение новых технологий взаимосвязано с использованием искусственного интеллекта. Для России вопрос производства роботов на сегодняшний день является особенно важным в связи с активно происходящим последние два с половиной года импортозамещением и теми задачами, которые поставил президент страны.

 

Последние тенденции и тренды в развитии промышленной робототехники обсудили в Университете Иннополис во время визионерской лекции «Роботизация в России и мире: тенденции и тренды». С докладами выступили Сергей Даллада, директор Центра развития промышленной робототехники Университета Иннополис; Ольга Мудрова, исполнительный директор Национальной ассоциации участников рынка робототехники; Артур Шимановский, заместитель директора Центра робототехники Университета Иннополис. Модерировал мероприятие Алексей Овсянников, методист по олимпиадной робототехнике Университета Иннополис. В статье приведена обобщенная информация, представленная спикерами.

 

Алексей Овсянников

 

Сергей Даллада

 

Ольга Мудрова

 

Артур Шимановский

 

 

Цели и задачи российской робототехники

 

 

В 2022 году лидером по количеству роботов на 10000 рабочих была Южная Корея с показателем 1012 роботов, на втором и третьем месте находились Сингапур и Германия. Российская Федерация занимала место в конце рейтинга с показателем 10 роботов на 10000 рабочих. Президент Владимир Путин поставил перед страной задачу к 2030 году вой­ти в топ-25 стран по плотности роботизации. 25 место в рейтинге на момент 2022 года занимала Великобритания с показателем 98 роботов на 1000 человек.

 

Роботизация актуальна для любой страны в первую очередь потому, что количество роботов на производстве влияет на производительность труда. На данный момент в развитых странах Европы, Соединенных Штатах Америки и некоторых странах Средней Азии производительность труда больше, чем в России, в два раза, и это самым прямым образом связано с внедрением роботов в промышленность.

 

Для России актуальность роботизации обусловлена еще и демографическими проблемами, которые нет возможности решить благодаря миграции, как это делают США и страны Европы. Это ставит страну в еще более сложные условия.

 

Последние годы в России происходил ежегодный линейный рост количества роботов в производстве, около 10% в год, но этих темпов недостаточно для того, чтобы к 2030 году достигнуть необходимых показателей. В 2023 году ситуация для России несколько улучшилась, плотность роботов составила 19 штук на 10000 рабочих, занятых в промышленности, однако для достижения поставленной цели к 2030 году нужно увеличить количество внедренных роботов в 8 раз и повысить плотность роботизации с 19 до 145. Общее количество внедренных роботов необходимо увеличить с 12 841 (показатель 2023 г.) до 99 325 штук (ожидаемый показатель к 2030 г.)

 

Позитивной тенденцией является распространение роботизации в России. Около 19% предприятий в настоящее время используют роботов, этот показатель превышает распространение роботизации в европейских странах, который составляет 16%.

 

Для выполнения плана президента перед российскими производителями стоят следующие цели — повысить плотность роботизации в промышленности и повысить производительность труда. Достижение этих целей повлечет за собой повышение качества продукции, уменьшение количества брака, оптимизацию производства, увеличение объема выпускаемой продукции, уменьшение себестоимости продукции, а также перераспределение трудовых ресурсов.

 

Среди вызовов, с которыми российская робототехника сталкивается в ходе выполнения поставленных целей, следует отметить отсутствие стабильного спроса на роботов, недостаточная популяризации робототехники, дефицит квалифицированных специалистов. Необходимо стабилизировать спрос на роботов, популяризировать робототехнику, оказать влияние на образовательные программы и обучить кадры, помочь предприятиям с внедрением роботов в производство, объяснив экономическую выгоду. Правительство Российской Федерации оказывает со своей стороны помощь специалистам по робототехнике для преодоления сложностей, которые неизбежны при внедрении новых технологий. Весной 2022 года правительство согласно федеральному проекту выделило субсидии для создания центров робототехники.

 

Один из этих центров уже существует в Университете Иннополис, два других будут открыты в 2025 и 2026 году соответственно. В настоящее время правительством рассматривается Национальный проект по производству робототехники, который предполагает увеличение количества подобных центров.

 

Среди регионов России по плотности роботизации сейчас лидируют Москва, Санкт-­Петербург, Республика Татарстан и Уральский регион. На использование роботов в том или ином регионе страны влияют такие факторы как экономическое и географическое положение региона.

 

Например, для Калининградской области как для региона с развитым туризмом характерно внедрение сервисных роботов, которые дополняются промышленным сегментом.

 

По прогнозам экспертов, в результате процесса автоматизации роботы станут заменой для низкоквалифицированного серийного труда, а для их функционирования потребуется увеличить количество высококвалифицированных специалистов, таких как инженеры, программисты, люди, умеющие создавать роботов, внедрять роботов и управлять ими.

 

 

Тренды и тенденции робототехники

 

 

Робототехника в целом делится на две категории — промышленную и сервисную. Однако в связи с постоянным развитием отрасли и интенсивными темпами этого развития грань между двумя категориями постепенно стирается. В свою очередь промышленные роботы делятся на такие категории как манипуляторы, дельта-­роботы, коллаборативные роботы, линейные роботы и роботы типа Scara. Первые промышленные роботы, созданные в 30‑х годах XX века управлялись с помощью бумажных перфокарт, с начала 60‑х годов управление осуществлялось путем точечного программирования по координатам. В 2000‑х годах система управления роботами стала основываться на методе вычислений в реальном времени. Именно с этого момента в области робототехники происходит тот этап эволюции, который продолжается и сейчас.

 

Среди мировых трендов робототехники в современных условиях выделяются несколько категорий, а именно, 1) ИИ и машинное обучение, 2) коботы в новых сферах применения, 3) мобильные манипуляторы, 4) цифровые двой­ники и 5) человекоподобные роботы.

 

Потребность роботизации на мировом рынке растет и по прогнозам в 2028 году прибыль от промышленной робототехники составит 3,3 триллионов руб­лей, от сервисной робототехники 4,2 триллионов руб­лей, общая же прибыль должна составить 8,7 триллионов руб­лей. Стоит отметить, что прирост промышленной робототехники по сравнению с предыдущим годом составляет 10%, прирост сервисной робототехники, которая имеет более широкий спектр применения, достигает 45%.

 

Для промышленной робототехники все более актуальными становятся применение машинного зрения и искусственного интеллекта, которые устанавливаются в производственные процессы роботизированных комплексов. В свою очередь, коллаборативные роботы будут использоваться при выполнении более мелких задач. Кроме того, промышленные манипуляторы начинают устанавливаться на мобильные платформы, что позволяет сказать, что промышленная робототехника становится ближе к окружающей среде. Интересной тенденцией является активное использование цифровых двой­ников в промышленной робототехники для проектирования систем, для контроля и управления производством. Они позволяют сформировать технический процесс без установки и запуска промышленного робота и настроить оборудование так, чтобы оно приносило максимальный экономический эффект. Вершиной технологического развития робототехники на сегодняшний день можно назвать создание человекоподобных роботов. Данный тренд объединяет промышленную и сервисную робототехнику в части киберфизических систем и систем управления.

 

Исходя из этих трендов, можно назвать 10 главных тенденций и инноваций в робототехнике в 2024 году. Больше всего для промышленности используются автономные мобильные роботы (24%), интеллектуальная робототехника и коботы (20%), бизнес-­модель робототехника как услуга (16%). К менее значимым тенденциям относятся кибербезопасность (6%), дроны (5%), интернет роботизированных вещей (4%), а также автоматизированные управляемые транспортные средства, гуманоидные и вспомогательные роботы (2%).

 

Стоит отметить, что в настоящее время развивается сегмент компонентной базы для промышленной робототехники, который создает новые устройства, которые используются в промышленности.

 

Сегодня промышленная робототехника используется в самых разных областях человеческой жизнедеятельности, таких как обрабатывающее производство, обслуживание клиентов (система ресторанов, кафе и массажных салонов), освоение космоса, подводные исследования, охрана и безопасность, здравоохранение (хирургия и диагностика), сельское хозяйство (выращивание и сбор урожая), приготовление пищи, военные действия и развлечения.

 

В металлообрабатывающей промышленности перспективы использования роботов особенно востребованы в дефектоскопии, в контроле качества и решении ремонтных задач крупногабаритной техники.
Коллаборативная робототехника используются в электронной промышленности, мебельных производств, перерабатывающих, химических и диагностических производств.

 

Среди производств, в которых сегодня нуждается российская робототехника, выделяются разработки в области мобильной робототехники, которые должны решить проблемы автономности, разработки в области голосового направления, а также в области кибербезопасности, которая актуальна в связи с защитой от кибератак.

 

В целом, инновации в робототехнике направлены на повышение автономности устройства и повышения уровня обучаемости робототехнических систем. Для решения этих задач необходимо формировать цифровое производство. Внедрение роботов в промышленное производство является новым витком цифровизации, когда информационные технологии совмещаются с операционными с помощью промышленных роботов, которые дополняются системами искусственного интеллекта. Использование цифрового производства позволит снизить затраты производственной энергии, оптимизировать производственные процессы, эффективно использовать производственное оборудование и повысить безопасность сотрудников.

 

 

Технико-­технологический аудит как комплексное решение задач роботизации и производства

 

 

Сегодня в России существует мало предприятий с высоким уровнем автоматизации производства. К таким можно отнести завод по переработке мясной продукции Черкизово, на котором максимально исключено участие человеческого фактора на всех стадиях производства.

 

Для увеличения числа роботов на предприятии существует технико-­технологический аудит. Эта методология была создана с целью выявления точек роботизации на предприятиях и разработки предложений по экономически и технически обоснованному применению роботизации в производственном процессе на предприятии. Технико-­технологический аудит актуален для всех производственных предприятий с любым объемом бизнеса, которые заинтересованы в повышении производительности и качества выпускаемой продукции, а кроме того в оценке уровня безопасности производства. К возможным объектам технико-­технологического аудита относятся производственное оборудование и машины, технологические процессы, системы управления качеством, логистические системы, безопасность и охрана труда.

 

В результате использования методики техно-­технологического аудита повышается выпуск качественной продукции, уменьшается количество неисправимого брака, повышается уровень безопасности и снижается риск травмоопасности на производстве. При проведении аудита предприятие может получить рекомендации по автоматизации и роботизации, технико-­коммерческое предложение по каждой точке роботизации, финансово-­экономическое обоснование применения предложенных роботизированных комплексов, инвестиционную оценку внедрения предложенных решений, рекомендации по применению механизмом государственной поддержки в реализации проектов по роботизации, рекомендации по возможным исполнителям проектных решений по роботизации.

 

По сути технико-­технологический аудит является страховым полисом для предприятий от неправильных инвестиций.

 

Для работы с различными предприятиями было создано три типа технико-­технологического аудита, компанией может быть использован любой из них, в зависимости от ее стратегических целей и текущих задач. Самый быстрый и самый дешевый аудит, проведение которого занимает не больше недели, называется «Экспресс аудит». Он выявляет точки возможной роботизации и автоматизации производства и дает предприятию рекомендации по их применению в технологических процессах. В том случае, если предприятие захочет узнать стоимость оборудования, какой будет срок окупаемости и экономический эффект, проводится базовый аудит, который предоставляет предприятию технико-­коммерческие предложения и финансово-­экономические обоснования на каждую из точек роботизации. Если предприятие в настоящий момент не обладает необходимыми финансовыми средствами для внедрения необходимых для роботизации компонентов, тогда проводится расширенный аудит. Он проводит глубокую оценку возможности применения технологий роботизации производства с описанием экономического эффекта и информационным анализом программ финансовой поддержки. По сути расширенный аудит позволяет предприятию получить информацию о том, где и при каких условиях можно получить средства для автоматизации и роботизации от государственных или коммерческих структур. Базовый и расширенный аудит занимает от двух до трех месяцев и требует от заказчика значительного финансового вложения.

 

Таким образом, техно-­технологический аудит является предварительным вариантом для инвестиционного плана развития предприятия с точки зрения автоматизации и роботизации.

 

 

Проблемы и перспективы российской робототехники

 

 

Одной из основных сложностей внедрения робототехники для различных предприятий является вопрос экономической целесообразности этого процесса. В связи с этим важной ступенью в ходе роботизации является комплексный подход, который включает в себя анализ предприятия не только с точки зрения автоматизации производственных процессов, но и с точки зрения бизнес процессов, которые происходят внутри него. Кроме того, комплексный подход должен учитывать энергоэффективность, энергобезопасность, различные социальные факторы, демографические факторы, безопасность труда и травматизм. Для предприятий, которые будут автоматизированы, важной задачей будет способ применения робототехники в новых условиях. На сегодняшний день не все предприятия готовы принять робототехнические устройства, которые будут работать 24 часа в сутки и 7 дней в неделю по той причине, что у них нет возможности справиться с таким большим объемом продукции.

 

Другой важной проблемой является нехватка человеческих кадров для внедрения необходимого числа промышленных роботов на российских предприятиях. По предварительным расчетам требуются порядка 20000 специалистов различного уровня подготовки для работы с тем количеством роботов, которое, согласно плану, будет увеличиваться в ближайшие годы. Стоит отметить, что в будущем это число может сокращаться по мере изменения процесса управления роботизированными комплексами. Среди этих кадров должны быть инженеры робототехники, операторы роботизированных систем и люди различных профессий, которые при выполнения своих профессиональных обязанностей, могут использовать промышленных роботов. Для российской робототехники будет хорошим знаком увеличение числа специалистов инженеров, с другой стороны избыточное количество специалистов может привести к переизбытку рынка, снижению зарплат и падению привлекательности профессии.

 

Сегодня качественных специалистов по робототехнике для осуществления нужных планов катастрофически не хватает. Для этого есть несколько причин. Во-первых, каждому предприятию обычно требуется высококвалифицированный специалист с опытом роботы и грамотными навыками управления роботами. При этом отрасль робототехники активно развивается и эволюционирует, поэтому у выпускников ВУЗов отсутствует не только опыт работы, но и фундаментальные знания и практические навыки. Таких работников приходится обучать на месте, и они становятся специалистами лишь спустя несколько месяцев после приема на работу. Более того, часто студенты, которые учатся на инженера робототехники, бросают учебу на 3–4 курсе из-за отсутствия практики и переходят в сферу IT технологий. Это связано с недостатками образования, не все вузы обеспечены учебными роботами, с помощью которых студенты могут получать необходимую практику. Подобным сотрудникам предприятия не готовы предложить высокую зарплату, поэтому образуется дефицит кадров.

 

Для решения этой проблемы в университетах должны быть сформированы площадки индустриального пользования, центры коллективного доступа, малые технологические инжиниринговые компании и другие варианты, которые позволят обучающимся получить необходимый практический опыт под руководством опытного старшего робототехника. В связи с возросшей необходимостью практического использования роботов, структура обучения специалистов должна претерпеть изменения. В случае позитивного итога этих изменений, проблема дефицита кадров на рынке российской робототехники будет решена в ближайшие годы.

 

Сегодня в России имеется 8 производителей отечественных роботов-­манипуляторов. Они находятся в Москве, Челябинске, Перми, Самаре и республике Татарстан.

 

Не смотря на неизбежные сложности, перспективы российской робототехники скорее позитивные. Этому способствует целый ряд мер поддержки, которые отрасли обеспечивает государство. Среди них субсидии из федерального бюджета, субсидии на финансовое обеспечение мероприятий, льготные кредиты, включение робототехники в перечень российского высокотехнологического оборудования, предоставление скидок и другое. Для того, чтобы производитель имел возможность воспользоваться ­какой-либо мерой поддержки, его устройство должно получить сертификат о том, что оно произведено на территории Российской Федерации.

 

Можно уверено сказать, что в ближайшие годы отрасль российской робототехники ждут большие изменения, которые поспособствуют выполнению поручения президента России о достижении необходимых для страны показателях к 2030 году.
 

 

Видеозапись представлена в группе Центра развития промышленной робототехники ВКонтакте: https://vk.com/prom_robotics?utm_source=email&utm_medium=rassilka

 

Использованы фотографии с ресурсов Центра развития промышленной робототехники

 

 

Мнение эксперта:в погоне за количеством не должно пострадать качество

 

 

Сергей Моршанский, директор ООО «Тесвел»

 

 

Несмотря на то, что мы находимся в не самом хорошем экономическом положении, и на Россию оказывают политическое давление, мы все сейчас наблюдаем бум роботизации и интереса к ней со стороны производственников любых уровней. Это очень хорошо накладывается на программу развития, которую транслируют президент, правительство и отраслевое министерство — Минпромторг РФ. Все это вселяет здоровый оптимизм. Мы стоим на пороге великого события для нас — революции в сфере робототехники.
Развитию роботизации способствуют не только компании-­интеграторы (коих в России, по официальным данным, насчитывается больше 100), но и сами производственные предприятия, которые своими силами осваивают роботизированную технику и создают для этого у себя отделы по автоматизации производства. Все это стимулирует развитие отрасли в целом.

 

Также мы видим нацеленность власти на развитие российских производств по выпуску различных видов умной техники: мобильных роботов для складских задач, коллаборативных и промышленных роботов. Для этого предусмотрены многочисленные меры поддержки и развития, которые будут утверждены и опубликованы в рамках нацпроекта. Такие действия приносят результат. На данный момент в России насчитывается уже более 12 компаний, которые официально декларируют себя производителями робототехники.
Однако у меня есть некоторые опасения, что в погоне за количеством внедренных роботов может пострадать качество. Сейчас на волне хайпа в сферу промышленной робототехники активно начинают заходить крупные цифровые гиганты и экосистемы. Это команды, которые очень хорошо умеют создавать новые цифровые продукты, работать с искусственным интеллектом, способны создавать успешные коммерческие продукты. В этом мы все убедились и знаем, как это работает. А вот промышленная робототехника для них — совершенно новое направление. Чтобы качественно выполнять проекты, нужно хорошо разбираться во множестве нюансов, связанных с внедрением промышленных роботов. Нужно понимать, что внедрение роботизированного комплекса на площадке заказчика может быть не таким простым, как кажется. На этом этапе многое зависит от проработки технологии, качественной оснастки, особенностей конструктивных элементов, которые интегратор надстраивает на самом промышленном роботе. И у меня есть опасения, что не все команды, которые сейчас берутся за проекты в промышленной роботизации, имеют соответствующие компетенции и опыт. Успех кроется ­все-таки в умении работать с технологиями, для которых эти роботы предназначены.

 

Такие мероприятия, как форум Digital Innopolis Days и AI IN 2024, позволяют подобную проблематику подсветить. Мы с командой компании «Тесвел» второй раз участвуем в этом мероприятии: первый раз — в качестве партнера, а в этом году выступили одним из спонсоров форума. Этот формат привлекает огромный интерес, тематика очень разнообразная. На мой взгляд, это отличная площадка, на которой органы власти, производители роботов, интеграторы и заказчики могут обменяться мнениями, высказаться, задать друг другу вопросы. Мы видим, насколько органы власти заинтересованы в решении проблем конкретной отрасли, в частности в сфере роботизации.

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 6-2024