Одна из сессий международного форума Digital Innopolis Days — 2024, проходившего в октябре в Казани, была посвящена теме реализации сложных инжиниринговых проектов промышленной робототехники в российских компаниях. Ее модератором выступила Ольга Мудрова, исполнительный директор Национальной ассоциации участников рынка робототехники (НАУРР).

 

 

Во вступительном слове Ольга акцентировала внимание участников на двух моментах. Во-первых, в России много промышленных предприятий, которые требуют модернизации мощностей, но осуществлять ее надо деликатно, с умом, учитывая действующее производство. А также она предложила вспомнить, что согласно ГОСТу по инжинирингу привлекательность инжиниринга для бизнеса — это гарантированное сокращение издержек на реализацию и запуск бизнес-­процесса даже с учетом затрат на инжиниринговые услуги. То есть инжиниринг — это про вдохновение, творчество и технологии, но из этого должно получиться то, что технически значимо не только для того, кто реализует проект, но и для того, кто этот проект будет внедрять у себя на производстве.
Представив участников, Ольга задала несколько вводных вопросов.

 

 

Итак, что же ­все-таки представляет из себя сложный инжиниринговый проект, в чем заключается его сложность?

 

Отвечая на вопрос, Анатолий Перепелица, генеральный директор компании «Альфа-­Интех», отметил, что сложность системы характеризуется с точки зрения количества уровней в иерархии, элементов в системе, взаимовлияющих связей. На самом верхнем уровне иерархии робототехническая линия или комплекс, и чем сложнее связи между их элементами, тем они сложнее. Если же смотреть с точки зрения компании-интегратора, то учитываются прежде всего сложность и надежность инжиниринговых конструкций, а также количество технических рисков, связанных с реализацией. Чем больше рисков, тем сложнее проект.

 

Лиана Гареева, коммерческий директор компании Technored, добавила, что в ее компании сложность проектов оценивается в зависимости от количества задач, новизны технологии для отрасли, сроков конструкторской разработки и запуска.
Комментируя выступление коллег, Ольга Мудрова также высказала мнение, что определение «­интегратор» существенно снижает возможности компании, работающей со сложным оборудованием, что правильнее говорить «инжиниринговая компания». И следующие вопросы прозвучали соответственно: «Какие компетенции необходимы, чтобы взяться за сложный инжиниринговый проект? Сложный инжиниринговый проект, когда много технологических процессов, это про завод?»

 

Вадим Ипполитов, генеральный директор АО «Центр роботизированных технологий» госкорпорации «Ростех», согласился с мнением модератора, что, действительно, сложный инжиниринговый проект — это про завод. Он также пояснил, что к функциям АО «Центр роботизированных технологий» как инжиниринговой компании относятся, например, обучение и развитие профессиональных навыков, информационная поддержка, мониторинг и анализ, НИР и ОКР, сервисная поддержка, отработка и внедрение.

 

В своей презентации Вадим Ипполитов остановился на основных этапах выполнения сложных инжиниринговых проектов:
• Все начинается с идеи, которая перерастает в компоновочное решение. Его показывают заказчику и вместе с ним составляют техническое задание.
• Следующий этап — формирование команды. Без правильно сформированной команды реализовать сложный проект практически невозможно. Команда должна быть слаженной, необходимы высокие компетенции у специалистов. Состав требующихся специалистов более-­менее стандартный, за редким исключением.
• Далее оцениваются возможные риски. Они включают в себя валютные риски, технические, готовность-­неготовность площадки и многие другие. Все перечисленное выражается в деньгах, поэтому без экономики здесь не обойтись.
• Еще один очень важный момент — анализ стейкхолдеров. Необходимо понимать и учитывать, кто со стороны заказчика состоит в команде реализации проекта, кто и как влияет на его разработку, кем принимаются основные решения и какие вопросы можно решать с конкретными специалистами и руководителями.
• Проектирование и моделирование — также важный момент. Используются различные программные среды для понимания, как в дальнейшем комплекс будет работать, какие есть нюансы, где и что надо поправить в конструкторской документации.
• Закупка оборудования, необходимого для реализации проекта. Для определения необходимого оборудования составляется техническое задание, после чего начинается поиск поставщиков и проведение с ними многочисленных переговоров. Обязательно проводится аудит производства основных поставщиков роботов, основных металлоконструкций, электроники… Работа при госкорпорации предполагает еще одну позицию — разъяснение поставщикам особенностей работы в рамках проектов с государственным финансированием (не все участники рынка готовы работать на этих условиях). На этом же этапе составляется сводный график поставок закупаемого оборудования. В рамках контроля исполнения договоров поставок осуществляется контроль запуска в производство и закупки ПКИ, плановое обновление статуса исполнения договора, промежуточные аудиты производства, контроль за выпуском необходимой документации, предварительная приемка оборудования на территории поставщика, приемка поставляемого оборудования на территории заказчика.
• Проведение монтажных и пуско­наладочных работ (ПНР). На этом этапе важно разграничить задачи и работы между всеми участниками проекта — поставщиками, подрядчиками и заказчиком, что необходимо для слаженного запуска проекта. Составляется общий график проведения работ, определяется их спецификация, последовательность монтажа и ПНР, определяется рекомендуемая техника и план применения, рекомендуемые инструменты для проведения работ, план производства работ.
• В рамках каждого сложного инжинирингового проекта предусмотрено сопровождение работы РТК, а это гарантийное обслуживание, постгарантийное обслуживание, сопровождение работы РТК и вывод оборудования на проектную мощность, удаленная поддержка (горячая линия), обеспечение запасными частями. В итоге, когда оборудование работает на полную мощность и заказчик понимает, что надо дальше развивать эту линию, осуществляется переход к модернизации и масштабированию проекта. При удачном выполнении опыт и наработки используются на других предприятиях.

 

На вопрос модератора о количестве человек, необходимом для выполнения сложного инжинирингового проекта, Вадим Ипполитов ответил, что в центре стараются делать все сами, но для особенно больших проектов привлекают партнеров.

 

Переходя к презентации коммер­ческого директора компании Technored Лианы Гареевой, Ольга акцентировала внимание на ее теме «Упрощая сложное» и спросила, как осуществляется упрощение сложных проектов для крупного бизнеса, допустимо ли это и как используются коробочные целевые решения.

 

Приводя пример, «как было раньше и теперь», Лиана отметила, что раньше, когда компания проходила путь, включающий аудит, сложную RnD-разработку и инжиниринг, выполняла сложные решения под ключ, осуществляла долгий запуск, она формировала компетенции у себя. Сейчас же,  создавая совместно с вузами и партнерами новые отраслевые решения (готовые ячейки — типовые решения), старается формировать компетенции у предприятий и вузов.

 

Как считают в компании, коробочные решения Technored (рис. 1) — отличная возможность для быстрого достижения поставленных целей и получения опыта. Они позволяют максимально четко сформулировать технические задания для будущих кастомных разработок и осуществить разработку новых функций. Реализованные в компании Technored типовые проекты позволяют роботизировать операции нанесения герметика и сборки сенсорных панелей, укладки кирпичей на поддоны и перемещение поддонов, контролировать качество с использованием технического зрения. Типовые ячейки со временем становятся более «умными». И они нужны не только малому и среднему бизнесу, но и крупнейшим компаниям, госкорпорациям.

 

Рис. 1. Коробочные решения

 

 

Следующие вопросы модератора были обращены к Артему Аксенову — директору компании «ВР-мастер». Какой глубины должна быть готовность цифровой инфраструктуры предприятия для того, чтобы руководство задумалось о внедрении инжиниринговых проектов в целом и сложных в частности? Возможно ли осуществлять цифровизацию бизнеса на наших системах или существует проблема импортозамещения?

 

Артем Аксенов пояснил, что крупные предприятия более-­менее готовы к цифровизации, что же касается малых и средних предприятий (МСП), они готовы к цифровизации всего лишь на 5%, а для улучшения ситуации требуется более корректно сформированный рынок. Что касается проблем с применением отечественных платформенных универсальных систем, которые разрабатываются после ухода зарубежных компаний, они не дешевые и вряд ли в ближайшее время будут доступны для МСП. Как вариант для изменений крупным — компаниям и министерствам нужно озадачиться созданием открытых платформ для МСП, чтобы они могли строить на них свою цифровизацию, хотя бы под локальные процессы.

 

Выступая с собственной презентацией, Артем Аксенов привел пример этапов, которые проходит инжиниринговая компания при роботизации МЛД (машин для литья под высоким давлением), и трудностей, с которыми приходится сталкиваться в этих сложных проектах.

 

Основная проблема, например, в случае МЛД — это серийность: одна современная машина выпускает 2000 заготовок в день, то есть ориентировочно 500–600 тысяч заготовок в год. Предприятия, работающие в этой сфере, имеют от 2 до 20 машин, и все проблемы автоматизации и роботизации этих предприятий сводятся к решению большого количества рутинных задач на каждом этапе техпроцесса, проработке конкретных рисков внедрения. 

 

К рутинным процессам относятся сортировка и подача закладных, загрузка и выгрузка, контроль качества полноты отливки, перекладка, охлаждение, смазка, охлаждение, смазка, постобработка (обломка), транспортировка, упаковка, палетирование.

 

Основные сложности, которые существуют:
• Срок реализации МЛД — два года.
• Типы и размеры оборудования — невозможность отладить у себя техпроцесс заранее.
• Модернизация таких предприятий сложна, поскольку машины МЛД требуют различных коммуникационных подводов, и предприятие на стадии модернизации должно быть готово к полному пересмотру своей энергоподводной коммуникационной системы на всем производстве.
• Форм-фактор отливки ­изделия. Машины МЛД сами по себе универсальные, но предусмотреть все типы изделий, которые будут производиться на предприятии через 3–5 лет, невозможно.
• Регламент предприятия. Есть предприятия, где существуют нормо-часы работы и обслуживания оборудования. Плановый останов линии для роботизации приводит к увеличению сроков внедрения.
• Человеческий фактор. По факту оператор МЛД должен обладать знаниями оператора, технолога, мастера по ремонту, программиста РТК, программиста ПЛК, сотрудника лаборатории, энергетика.

 

Продолжая тему, затронутую в презентации Вадима Ипполитова, Артем Аксенов также коротко озвучил этапы выполнения сложного проекта, к которым относятся: подготовка (предпроектные работы, определение лиц, принимающих решение, технико-­экономическое обоснование), циклограмма (определение этапов, взаимосвязь, тайминги), спецификация (подбор оборудования, энергоподводы, синхронизация), внедрение (монтаж, программирование, тестирование), проект (конструирование, проектирование, симуляция), обучение (эксплуатация, обслуживание, техника безопасности).

 

Следующий вопрос Ольга задала Константину Толстому, директору по развитию компании «Робопро», и попросила его рассказать о том, что же такое коллаборативная робототехника, и пояснить, чем коллаборативный робот отличается от промышленного. Можно ли реализовать с ним проект сложно, качественно и быстро?

 

По мнению Константина, коллаборативный робот — это тот же промышленный робот, который способен работать с человеком или без него. И с коботами, действительно, возможна реализация сложных проектов быстро.

 

Где применяются коботы? Основное их применение — завинчивание, сборка, нанесение герметика и клея, наплавка, сварка, обслуживание прессов, штампов, работа с гибочными станками, загрузка и разгрузка станков с ЧПУ, укладка продукции, контроль качества, проведение медицинских исследований. Примерами эффективных кейсов роботизации, выполненных компанией, стали: создание тубы для рулона кровельного материала, сборка ионизаторов воздуха, восстановление лопаток турбин ГРЭС (рис. 2),
восстановление кожного покрова человека (биопечать живых клеток на открытой ране). Кроме того, в компании коллаборативный робот рассматривается как один из главных компонентов для обучения студентов, с помощью которого можно с легкостью отрабатывать большое количество задач.

 

Рис. 2. Восстановление лопаток турбин ГРЭС

 

 

Отвечая на вопрос модератора, есть ли в случае коллаборативного робота место НИОКРам или отдается предпочтение коробочным решениям, Константин отметил, что место для НИОКРов есть, но стремление к коробочным решениям преобладает, поскольку в первую очередь надо использовать роботов в наиболее эффективных приложениях. Хотя надо понимать, что всегда необходимо ­что-то добавлять, адаптировать под конкретное применение, конкретный продукт.

 

 

Следующим на сессии выступил Айрат Фасхутдинов — директор департамента по проектированию новых производств и моделированию технологий, главный конструктор Технологического центра ПАО «КАМАЗ», которого Ольга попросила высказать мнение о том, как выглядит сложный инжиниринговый проект с точки зрения производственной компании.
По мнению Айрата, основные проблемы на производстве заключаются в роботизации старого производственного оборудования, когда установить связь робота со станком бывает затруднительно.

 

Далее Айрат рассказал о самых ярких проектах, выполненных на предприятии. Например, на прессово-­рамном заводе ПАО «КАМАЗ» (ПРЗ) компанией Kuka systems успешно была реализована роботизированная сварка топливных алюминиевых баков (рис. 3). В результате была достигнута мощность 35000 баков в год всего четырьмя роботами, которые обслуживаются шестью операторами. Уникальность проекта в том, что осуществляется полный цикл изготовления бака: гибка, сварка, проверка на герметичность, а в итоге получается готовый к использованию на 100% топливный бак. Еще один проект, реализованный известной турецкой компанией Altinay на ПРЗ, — сварка каркасов панелей приборов. Были установлены три ячейки с четырьмя роботами, обслуживают их три оператора. Достигнутые результаты очень высокие — ни одного некачественного каркаса. На заводе сварки каркасов кабин уже установлено 117 роботов, уровень автоматизации составляет 80%. Мощность завода — 55 каркасов в год, на производстве работает всего 223 человека. Эти примеры показывают уровень роботизации 80–95%, к которому нужно стремиться.

 

Рис. 3. Сварка алюминиевых топливных баков

 

Сейчас в качестве концепции на старом оборудовании ПРЗ разрабатывается проект по межоперационному роботизированному перемещению между прессами. Прессы ранее обслуживались рабочими, выполнявшими тяжелую монотонную работу, двухсторонняя компоновка роботов позволила полностью освободить 12 человек. Для этого понадобилось 8 роботов. В качестве концепт-проектов на ПРЗ также разработаны роботизированные ячейки сварки бортов, роботизированные ячейки для сварки стоек и кронштейнов, роботизированный участок сварки деталей К5 и прочих кронштейнов.

 

 

Продолжая обсуждение, Ольга обратилась к следующему собеседнику — Сергею Моршанскому, директору компании «Тесвел» (ГК «Волгаэнергопром»), отметив, что заказчик ждет быстрой роботизации, а сложный инжиниринговый проект — это несколько месяцев подготовки и столько же месяцев реализации. Как объединить желаемое с возможностями?

 

Отвечая на поставленные вопросы, Сергей подчеркнул, что сложный проект — это, как правило, наличие большого количества роботов, сложная технология производства и заказчик, который любой простой проект с удивительной легкостью может значительно усложнить из-за своих компетенций или особых взглядов. Когда разрабатывается сложный проект, к этому должны быть готовы обе стороны.

 

Кроме того, проект может превратиться из простого в сложный в свете ­каких-либо событий, как, например, уход с рынка привычных поставщиков, что и произошло в феврале 2022 года. И тут в глазах заказчика возрастает ценность интегратора, если он умеет держать удар. У него приходит понимание, что с данной компанией можно решить и простую, и сложную задачу роботизации. Все ошибки, которые случаются при внедрении, можно переложить как на интегратора, так и на заказчика, а на самом деле они общие. Компания «Тесвел» достойно вышла из проблемной ситуации при поддержке и понимании своего заказчика (рис. 4).

 

Рис. 4. Сварка кузовов, прицепов в автоматическом режиме

 

 

В свою очередь Анатолий Перепелица, генеральный директор компании «Альфа-­Интех», по просьбе модератора поделился опытом, как инжиниринговой компании сориентироваться на рынке, выбрать подходящие технологические решения, чтобы выполнить поставленные заказчиком задачи.

 

Он отметил, что любой интегратор отлично знает поставщиков, работающих на рынке, у него заранее сформированы предпочтения для работы с тем или иным оборудованием. Основные трудности в выборе возникают лишь на сложных проектах. Но и в этих случаях есть методы, которые стандартно используются: вместе с техническим заданием предполагается выработка технических предложений, где рассматриваются различные варианты. В компании «Альфа-­Интех» рекомендуется заказчику заключить договор на эскизное проектирование, в рамках которого варианты проработаны подробно, составляется так называемая карта выбора технического решения. Это простой инструмент управления, который известен многим. Каждый вариант оценивается по ряду критериев, выставляется их оценка, а в результате проводится сравнительный анализ и делается окончательный выбор.

 

Сложность проектов в компании рассматривают прежде всего через призму рисков. Это связано с тем, что выполнялось довольно много рисковых проектов и все они были связаны с определенной новизной. Докладчик привел несколько примеров.

 

Одним из первых проектов была сборка и сварка силовых строительных конструкций. Его сложность заключалась в том, что была достаточно широкая номенклатура изделий и требовалось огромное количество программистов для обработки большого количества различных деталей. Решили классифицировать изделия по принципу общих параметров. В итоге появилось параметрическое программное обеспечение, когда необходимые параметры заготовки можно считывать прямо с чертежа, вводить их с пульта управления роботом и программа сама генерирует технологическую программу для робототехнической системы, состоящей из двух частей — робота-­сборщика и робота-­сварщика. Для переворачивания изделия использовался кантователь, а положение самого изделия определялось с помощью специальных датчиков. Отсутствие оснастки в железе обеспечило достаточно хорошую гибкость процесса.

 

Еще пример — РТК, разработанный для нанесения разнородных и многофункциональных покрытий на изделия в форме тел вращения. В том числе были роботизированы сложные операции: процессы обезжиривания поверхности и грунтование, бесконтактный контроль толщины покрытий, бесконтактный контроль расслоений (с участием Томского политехнического университета), построение карты толщин и отслоений, контроль работы комплекса.

 

Также были приведены примеры для машины литья под давлением при производстве батарей отопления, РТК для изготовления шара камеры взаимодействия перспективной установки термоядерного синтеза — массивный объект высокой точности (рис. 5).

 

 

Рис. 5. Роботизирование процесса фрезерования

 

В результате исполнения большого количества проектов в компании выработался общий подход к разработкам, который предполагает стандартные шаги, несмотря на то, что проект может быть нестандартным. Был разработан шаблон календарного плана работ, применяется проектное управление, заложена возможность классификации рисков и управления рисками. 

 

Заключительное слово было предоставлено Игорю Семакову, директору по развитию компании «Эйдос-­Робототехника», который привел примеры сложных проектов компании. Например, примером нетривиального решения может стать линия по производству резиновых перчаток (рис. 6) с регулируемым производственным процессом, позволяющим обеспечить необходимое качество.

 

Рис. 6. РКТ по изготовлению перчаток

 

А своеобразной визитной карточкой компании стал проект, реализованный для японского заказчика во время ковида, когда стояла задача в кратчайшие сроки разработать и представить концепт промышленной линии по производству чипов для установок ПЦР-тестирования, осуществляющих экспресс-анализ. В результате в одном проекте реализовали огромный пласт компетенций. 

 

В частности, с помощью системы управления «Эйдос-Робототехника» осуществляется работа пяти роботов компаний «Эйдос-Робототехника» и Fanuc, поворотных столов, микродозинга твердых и жидких компонентов, технического зрения и др. Эта линия установлена вблизи Токио, и такая же линия-близнец стоит в Казани.

 

 

В целом разговор получился очень серьезным и показательным, отразившим возможности роботизации сложных проектов, подходы, этапы, инструменты решения нетривиальных задач, а также готовность отечественных инжиниринговых компаний к реализации смелых замыслов своих заказчиков.

 

Модератор Ольга Мудрова своими наводящими вопросами виртуозно поддержала тему сессии, что позволило рассмотреть различные аспекты роботизации.

 

 Использованы фото из презентаций участников сессии

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 1-2025