Роботизация производства

Роботизация производства

Уже в ближайшее время ожидается интенсификация внедрения робототехники в промышленное производство, причем в качестве наиболее многообещающей области приложения очувствленных роботов новых поколений рассматриваются сборочные технологии, а критическое осмысление опыта временных неудач и разочарований поможет не повторить ошибок прошлого, выработать более взвешенные и эффективные подходы и научно-технические направления роботизации. Так, профессором Л.И. Волчкевичем рекомендованы общие принципы технической политики при роботизации производства.

Первый принцип – принцип достижения конечных результатов – гласит, что средства роботизации должны не просто имитировать или замещать человека, а выполнять производственные функции быстрее, надежнее и лучше человека, лишь тогда они по-настоящему будут эффективными.

Второй принцип – принцип комплексности подхода – диктует необходимость рассмотрения и увязки в едином комплексе всех важнейших компонентов производственного процесса: объектов производства (изделий), технологии, основного и вспомогательного оборудования, системы управления и обслуживания, кадрового обеспечения, взаимодействия с внешними структурами и др.
Третий принцип – принцип необходимости – определяет применение средств роботизации, пусть самых современных и перспективных, не там, где их можно приспособить, а лишь там, где без них нельзя обойтись.
Четвертый принцип – принцип своевременности, – не допускающий внедрения и тиражирования недостаточно созревших и отработанных технических решений и конструкций. Внедрение дорогостоящих, малонадежных и непроизводительных роботов и других средств автоматизации может привести лишь к их дискредитации.Под технологической подготовкой производства в общем случае понимается комплекс работ по обеспечению технологичности конструкции изделия, проектированию технологических процессов и средств технологического оснащения, расчету технически обоснованных материальных и трудовых нормативов, необходимого количества технологического оборудования и производственных площадей, внедрению технологических процессов и управлению ими в производстве, обеспечивающих возможность производства нового изделия в заданных объемах.

Техническая подготовка и оптимизация производства

Технологическая подготовка роботизированного производства имеет свои специфические особенности, обусловленные использованием принципиально новых методологических основ, широким применением новейших типов высокопроизводительного оборудования, работающего по переналаживаемым гибким программам, роботов и робототехнических комплексов, использованием на ряде этапов технологической подготовки производства экономико-математических методов проектирования, всесторонней автоматизацией инженерного труда, применением ЭВМ для инженерных расчетов и управления роботами и робототехническими системами.

На оптимизацию технологического процесса и его структуры оказывает существенное влияние большое число исходных данных и факторов, затрудняющих в большинстве случаев  анализ технологических процессов с позиций сравнения конкурирующих вариантов.

В основном технолог осуществляет выбор окончательного варианта технологии на основании опыта. Анализ комплекса технологических мероприятий, связанных с подготовкой производства, производится традиционными методами, в большинстве случаев вручную.

Обратите внимание

В связи с этим системный подход к проектированию технологических процессов затруднителен, а в условиях много вариантности практически не может быть одновременно обеспечена оптимизация процесса, требуемый уровень качества выпускаемой по нему продукции и высокие показатели экономичности проектных работ.

В определенной степени преодолеть эти трудности удается в условиях роботизации производства, когда для технологической подготовки производства (расчета программ, траекторий перемещения схвата манипулятора и составления технологических карт) и непосредственного управления роботами, группой роботов или робототехнического комплекса широко используются ЭВМ совместно со средствами автоматизации инженерно-технических работ.

Системы управления

Информационно-управляющая система, структурно состоит из системы управления (СУ), информационно-измерительной системы (ИИС) и системы связи (СС).

 Функциональные возможности робота – его универсальность и гибкость, быстрота перепрограммирования (обучаемость), число позиций, обслуживаемых рабочим органом, точность позиционирования, быстродействие и ряд других качеств в значительной мере определяются его информационно-управляющей системой.

Основой управляющего устройства робота является система управления, обеспечивающая выработку закона управления исполнительными устройствами робота и формирование управляющих сигналов.

Поскольку система управления является главной составной частью информационно-управляющей системы робота, в первую очередь, определяющей его возможности, понятия “система управления” и “устройство управления” в литературе зачастую не разделяются, а употребляются как синонимы.

При выборе типа системы управления важное значение имеют следующие критерии: универсальность ПР, суммарная продолжительность технологического цикла, количество точек обслуживания и точность . позиционирования,    себестоимость,    наличие    помех.

Стоимость устройства управления составляет значительную часть стоимости самого промышленного робота (до 60 %), что определяет важность правильного выбора типа системы управления, обеспечивающего при минимальной сложности и стоимости полную реализацию, промышленным роботом требований конкретного технологического процесса.

На стоимость системы управления существенное влияние оказывают ее универсальность, количество обслуживаемых точек, точность их позиционирования, продолжительность цикла.

Важно

Наиболее дешевыми являются цикловые и аналоговые системы управления с небольшим количеством (до 50) точек позиционирования. Следующую ступень занимают позиционные и числовые системы управления.

Наиболее дорогими являются контурные и адаптивные системы управления.

Практика эксплуатации ПР свидетельствует, что при массовом и крупносерийном производствах, когда число перепрограммирований невелико, промышленные роботы следует оснащать цикловыми или аналоговыми системами программного управления с незначительной универсальностью.

При мелкосерийном или индивидуальных производствах ПР должны комплектоваться позиционными и числовыми системы управления с максимальной универсальностью и переналаживаемостью. Контурные и адаптивные системы управления следует применять лишь для наиболее сложных технологических процессов: контурной сварки, окраски, сборки, разборки и т.

п. и при необходимости высокой универсальности промышленных робота.

В нашей стране серийно выпускаются системы программного управления различных типов и разных функциональных возможностей.

Построение сиситем управления. Программирование роботов

Управление промышленными роботами включает в себя следующие этапы: программирование цикла работы, запоминание управляющей программы, воспроизведение управляющей программы и ее отработка.

Программирование представляет собой совокупность действий, необходимых для занесения в память СУ управляющей программы. В системах управления промышленных роботов используются два метода программирования – аналитический и обучения.

При аналитическом методе управляющая программа предварительно рассчитывается, отлаживается и заносится в память СУ. Достоинством метода является сокращение простоя робота, связанного с его программированием, а недостатком – необходимость корректировки управляющей программы при уточнении параметров робота или технологического   процесса,   требующей   значительного   времени.

Широко применяется программирование промышленных роботов методом обучения, когда управляющая программа оперативно подготавливается непосредственно на рабочем месте, для чего используют так называемый пульт обучения, входящий в состав пульта управления.

При этом соответствующие исполнительные звенья ПР вручную или с пульта управления перемещаются в заданные точки рабочего пространства, а в память СУ заносится информация о текущем положении отдельных осей координат исполнительных звеньев и необходимая технологическая информация.

Такое программирование является более простым, чем аналитическое, не требующим специальной подготовки оператора. Однако оно достаточно трудоемко.

Наиболее перспективной и экономичной является комбинация двух рассмотренных методов, когда методом обучения программируются положения звеньев механизмов робота только в определенных точках его рабочего пространства, а все другие параметры заранее рассчитываются и вводятся непосредственно в память СУ.

Запуск роботизированного производства является заключительной стадией подготовки производства, предшествующей переходу предприятия на выпуск новой продукции (или старой продукции на новом техническом уровне производства).

Всю совокупность работ по внедрению ПР можно условно разбить на три части: предпроектные работы; подготовительные работы; собственно внедрение.
Предпроектные работы в свою очередь состоят из двух стадий— предварительной и исследовательской.

Совет

На предварительной стадии разрабатывается план организационно-технических мероприятий предприятия, в который в качестве основных технологических позиций включаются работы по внедрению промышленных роботов и робототехнических систем.

Планом мероприятий устанавливаются источники финансирования работ и круг ответственных исполнителей.

Распоряжением по предприятию назначается руководитель работ, а при больших объемах внедрения в составе технологической службы создаются группа, бюро и отдел.

На предварительной стадии производится обследование объектов роботизации и предварительный выбор моделей роботов и других технических средств.

Последнее обстоятельство имеет чрезвычайно важное значение, так как в случае неудачного выбора моделей роботов можно обречь идею роботизации на провал и потребуются долгие годы, чтобы на данном предприятии созрел необходимый психологический климат для новых практических действий по роботизации.

На предварительной стадии выполняются также предварительные технико-экономические обоснования намечаемых вариантов внедрения и разрабатываются план графики создания и внедрения промышленных роботов и робототехнических систем.

робототехника

Автоматизация и роботизация производства промышленными роботами

Автоматизация и роботизация производства промышленными роботами и роботизированными комплексами позволяет значительно повысить производительность труда, обеспечить стабильное качество выпускаемой продукции, сократить долю рабочих, занятых в различных сферах производства, прежде всего, в тяжелых условиях.

Автоматизация и роботизация производства

Описание робота манипулятора Gelios 20

Преимущества робота манипулятора Gelios 20

Применение робота манипулятора Gelios 20

Технические характеристики робота манипулятора Gelios 20

Автоматизация и роботизация производства:

Автоматизация и роботизация производства — это процесс развития машинного производства, при котором рабочие функции, ранее выполнявшиеся человеком, в т.ч. с использованием механизмов, передаются приборам, автоматическим устройствам и роботам.

До внедрения средств автоматизации и роботизации замещение физического труда происходило посредством механизации основных и вспомогательных операций производственного процесса.

Введение автоматизации и роботизации на производстве позволяет значительно повысить производительность и техническую вооруженность труда, обеспечить стабильное качество выпускаемой продукции, сократить долю рабочих, занятых в различных сферах производства, прежде всего, в тяжелых условиях.

В основе автоматизации и роботизации производства лежит использование роботов манипуляторов, выполняющих различные производственные функции.

На основе роботов манипуляторов создаются роботизированные комплексы различного назначения:

– лазерной резки и сварки,

– резки водой высокого давления,

– дуговой резки и сварки,

– воздушно-плазменной резки и сварки,

– погрузочно-разгрузочного назначения,

– и пр.

Описание робота манипулятора Gelios 20:

Робот манипулятор Gelios 20 — это антропоморфный 6–ти степенной робот отечественной конструкции с отечественной системой управления и грузоподъемностью 20 кг.

– быстрая окупаемость,

– исключение влияния человеческого фактора на конвейерных производствах, а также при проведении монотонных работ, требующих высокой точности,

– повышение точности выполнения технологических операций и улучшение их качества,

– рациональность использования производственных помещений,

– исключение воздействия вредных факторов на персонал на производствах с повышенной опасностью.

Применение робота манипулятора Gelios 20:

Робот манипулятор Gelios 20 может применяться для управления пространственным положением заготовок и инструментов в рамках технологических процессов:

– лазерной сварки сложных пространственных конструкций из тонкого металлического листа,

– дуговой и плазменной сварки металлических заготовок не более 20 кг,

– манипулирования, разгрузки и погрузки,

– и пр. технологических процессов.

Характеристики:
Значение:

Нагрузка, кг
полезная нагрузка 20

дополнительная нагрузка на 3–е звено — 35 кг

Число степеней подвижности
6

Вариант монтажа
напольный

Вес (ориентировочно), кг
365

Тип кинематики
антропоморфная

Максимальная погрешность повторяемости, мм
±0,5

Максимальный вылет руки от 1–й оси, мм
1576

Тип фланца инструмента
DIN/ISO 9409–1–A100

Углы поворота степеней подвижности
1–я – 350°

2–я – 30°,+90°

3–я – ± 61° 30′

4–я – ±350°

5–я – ± 130°

6–я – ± 360°

Система управления включает
высокоскоростной вычислительный блок

встроенный контроллер PLC со стандартом программирования МЭК61131

Сервоусилители
с высокоскоростным интерфейсом EtherCAT

Программирование
в G–кодах, стандарт DIN 66025

Команды высокого уровня
подпрограммы, циклы, счетчики…

Интерполяции
линейная, круговая, цилиндрическая

Перемещение
контурное и двухточечное

Примечание: описание технологии на примере робота манипулятора Gelios 20.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ

ЗВОНИТЕ: +7-908-918-03-57

либо воспользуйтесь поиском аналогов технологий:

ПОИСК АНАЛОГОВ ТЕХНОЛОГИЙ

или пиши нам здесь…

карта сайта

Войти    Регистрация

Andrey-245

Не совсем понятно. Эту батарейку можно вообще не заряжать что ли? Сколько вольт она выдает? И где ее купить? И можно ли такие соединить последовательно-параллельно, собрав нормальный аккумулятор, например, для электромобиля?

2018-08-23 10:09:48Виктор Потехин 2018-08-24 08:33:25SergeyShef

Добрый день! Интересна вышеописанная установка. Как можно её заказать ? Какие условия сотрудничества у автора?

2018-08-27 17:07:42Виктор Потехин

Сергей, кидайте сюда ссылку на установку. Или пишите мне vnp1@ya.ru

2018-08-27 18:52:14SergeyShef

Я у Вас спрашивал, как и где её можно купить?

2018-08-27 21:07:41SergeyShef

Кто изготовил тот образец, который у Вас на фото и могут ли изготавливать на заказ?

2018-08-27 21:10:05Виктор Потехин

не могу понять, что за установка. скиньте сюда ссылку

2018-08-27 23:15:16Виктор Потехин

не обладаем такой информацией

2018-08-28 21:45:17npc-sesОбратите внимание

Добрый день! SergeyShef изделие подобное тому, что изображено в заголовке, да и в принципе любое изделие по технологии LTCC можно изготовить на нашем производстве АО “НПЦ “СпецЭлектронСистемы”. Находимся в г. Москва. Можете написать мне на электронную почту vag_av@npc-ses.ru

2018-08-29 18:41:34npc-ses

На нашем производстве имеется пожалуй самый полный комплект оборудования в России, который позволяет производить 3D микросборки, в том числе по технологии LTCC, в замкнутом цикле, начиная от входного контроля материалов, всех промежуточных производственных процессов…

2018-08-29 18:47:20Djahan

КРИОГЕЛЬ ДЛЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ В НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ. кто производит, как найти, чтобы купить?

2018-08-30 23:48:23Виктор Потехин

купить можно у производителя

2018-09-01 20:58:09Andrey-245

Здравствуйте, Виктор. Я задавал вопрос (2018-08-23) имелось в виду про углеродную батарейку, которая служит более 100 лет.

2018-09-18 12:15:33Виктор Потехин

вся информация, что есть по батарейке, написана в соответствующей статье.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Роботизация производства – это не просто замена рабочих машинами, повторяющими их действия. Для того чтобы конечный эффект был максимален, нужно всю технологию перестраивать ( или проектировать) на более высокий уровень, предельно оптимизировать производство.

Создание и внедрение роботизированных технологических комплексов ( РТК) позволяет наиболее эффективно использовать роботы и манипуляторы в том или ином производстве.

При определении возможности применения ПР и создания на их основе РТК необходимо знать все производственные взаимосвязи и характеристики производственного процесса для обоснования целесообразности и возможности создания РТК. С этой целью проводят обследование производства.

На первом этапе выявляют наиболее перспективные в отношении внедрения ПР производственные звенья. На втором этапе подготавливают данные для разработчиков РТК и для определения экономической эффективности их внедрения.  [1]

Роботизация производства является составной частью автоматизации и развития предприятий.  [2]

Прироботизации производства следует применять сборку по принципу полной взаимозаменяемости. Менее удобна сборка по принципу ограниченной и групповой взаимозаменяемости, неудобна сборка по методу регулирования с использованием жестких или подвижных компенсаторов и недопустима сборка по методу пригонки.  [3]

На этапероботизации производства как никогда большое значение приобретает создание групповых технологических процессов изготовления деталей и сборки изделий, что позволяет существенно уменьшить прерывистость производственных процессов, улучшить загрузку рабочих мест.

Важно

Применение прогрессивного режущего инструмента и новых методов обработки позволяет получить малые значения основного ( машинного) времени обработки на большинстве основных операций.

Анализ структуры использования рабочего времени оборудования в серийном производстве показывает, что собственно время обработки деталей занимает не более одной трети – одной четверти рабочей смены, остальное время уходит на переналадку оборудования, смену инструмента и приспособлений, снятие деталей и установку заготовок, на контрольные операции и выполнение целого ряда вспомогательных действий. В этих условиях даже многократное увеличение скорости резания или иной обработки приводит к малозаметному повышению фактической производительности труда, если вспомогательное время в каждой операции остается неизменным. Поэтому помимо технических мероприятий, направленных на совершенствование самих операций обработки и сборки, необходимо осуществить организационные мероприятия по сокращению времени на выполнение вспомогательных работ по переналадке и обслуживанию оборудования. Наибольшего уменьшения непроизводительных потерь рабочего времени в серийном производстве удается достичь применением групповой технологии изготовления и сборки изделий.  [4]

К негативным факторамроботизации производства могут быть отнесены: отсутствие положительного экономического эффекта; недостаточно высокая надежность роботизированных комплексов; значительные затраты труда на создание математического и программного обеспечения.  [5]

Это усложняет процессроботизации производства, приводит к значительным дополнительным затратам и существенно снижает экономический эффект от внедрения РТК. Тем не менее в условиях массового и крупносерийного производства соответствующие затраты оправданы.  [6]

При решении задачроботизации производств РТИ необходимо учитывать особенности этих производств. Они характеризуются огромным ассортиментом выпускаемых изделий, применяемых в различных областях народного хозяйства ( свыше 600 000 наименований и типоразмеров), частой сменой номенклатуры выпускаемых изделий.

Большинство предприятий, цехов и участков отличаются выпуском мелкосерийных изделий, недостаточно высоким техническим уровнем и низкими технико-экономическими показателями.

Выпуск однотипных изделий рассредоточен по многим предприятиям, что отрицательно сказывается на производительности оборудования и возможности механизации и автоматизации производства.  [7]

К основным проблемам в областироботизации производства электроустановочных устройств относятся разработка исполнительных механизмов стандартных систем роботов, совершенствование их привода, как правило, гидравлического или электромеханического, программирование и управление робототехнологическими комплексами, повышение эффективности автоматизации производственных процессов на основе роботов.  [8]
Совет

С развитием вычислительной техники связана ироботизация производства. Роботы заменяют человека на тяжелых, монотонных, вредных работах и др. Без них немыслимы многие технологические процессы.  [9]

Много проблем возникает и в процессероботизации производства. Роботов в стране изготавливается в общем-то немало.  [10]

Возьму на себя смелость утверждать, чтороботизация производства переживает сейчас серьезный кризис, который выражается в явном несоответствии между затратами сил и средств, с одной стороны, и реальной их отдачей – с другой. И кризис вызван не какими-то вдруг открывшимися недостатками промышленных роботов, а допущенными просчетами в осуществлении технической политики в области роботизации.  [11]

На предприятиях резинотехнической промышленности также ведется большая работа пороботизации производства.  [12]

Половина из указанных фирм объявила о прекращении работ пороботизации производства.  [13]

Указанные тенденции в сварочном производстве в сочетании с процессами комплексной автоматизации, механизации ироботизации производства позволяют создавать сварные конструкции с необходимым уровнем качества и надежности.  [14]

В начале 1980 гг. выполнен ряд удачных конструкторских разработок, сформулированы два комплексных направленияроботизации производства формовых РТИ, включая перезарядку прессформ, подачу изделий на отделочные операции, переноску и упаковку. Намечена программа организации промышленного производства роботов.  [15]

Страницы:      1    2    3

Безлюдные производства

Решить проблему низкой производительности труда могла бы роботизация промышленности, но она явно не находится в фокусе государственной политики. Об этом говорит принципиальное отставание России в этой сфере не только от лидеров, но даже от середнячков.

По данным Национальной ассоциации участников рынка робототехники (НАУРР), в настоящее время в России установлено около 4000 промышленных роботов, при этом ежегодно в течение последних пяти лет закупалось в среднем 460 роботов.

Для сравнения: в Германии, по экспертной оценке, к настоящему моменту инсталлировано более 130 тыс. роботов и в дополнение к этому только в 2016 году было закуплено еще около 20 тыс. роботов; Китай в 2016 году закупил 87 тыс. роботов, США — 31 тыс.

, Франция — 4 тыс., а Россия — только 359 штук.

Относительный показатель, называемый плотностью роботизации, ежегодно рассчитываемый International Federation of Robotics, выглядит еще более печально: в 2016 году в России количество роботов на 10 тыс.

Обратите внимание

работников составило два, в то время как этот же показатель у лидирующей Южной Кореи — 631, у Германии — 309, у не имеющей выдающихся промышленных мощностей Сербии — более 100, а в среднем по миру — 74.

Таким образом, Россия отстает от среднего уровня, включая страны с низким уровнем развития промышленности, в 37 раз! Однако это обстоятельство не принимается в расчет при выработке среднесрочной государственной промышленной политики.

Между тем роботизация необходима и для обеспечения глобальной конкурентоспособности российской экономики. По оценкам оксфордских исследователей из Martin School, изложенным в Programme on the Impacts of Future Technology, в ближайшие 20 лет до 45% существующих рабочих мест в развитых странах будут заменены роботами и компьютерными программами.

Нарастающее отставание России может быть преодолено только с помощью комплексной автоматизации всех производственных отраслей: промышленности, сельского хозяйства, транспорта. В качестве первого шага необходимо определить центр компетенций в области промышленной робототехники.

Очевидно, что это задача не для органов власти, а скорее, для одного из университетов (например, МГТУ им. Н.Э.Баумана или МГТУ «Станкин») или ведущих промышленных предприятий.

Центр, созданный на базе одной из этих организаций, мог бы поддерживать государственную политику в части автоматизации, а также действовать как отраслевой институт развития, выступающий провайдером лучших практик и технической экспертизы.

Далее для фокусировки усилий целесообразно (при участии органов власти, центра компетенций и ведущих бизнес-объединений) определить перечень предприятий, на которых в первую очередь будет осуществляться господдержка комплексной автоматизации. В первую очередь в перечень стоит включить предприятия ВПК и предприятия, производящие продукцию массового или устойчивого спроса. Разумеется, не исключается и поддержка производств, находящихся в частной собственности.

Начинать работу стоит не по полному перечню отобранных предприятий, а на ограниченном числе площадок, например 10–15. А опыт и алгоритмы действий, полученные на базе пилотов, центр компетенций будет тиражировать на всех остальных предприятиях, включенных в перечень.

Важно

При этом на всех вовлеченных в модернизацию предприятиях будет проводиться технологический аудит, разработка проектов комплексной автоматизации при участии центра компетенций и специалистов предприятия и только после этого будет предоставляться необходимая государственная поддержка.

Встает справедливый вопрос об объемах и источниках финансовой поддержки программы роботизации.

По нашим предварительным оценкам, за пять лет реализации программы с постепенным увеличением числа модернизируемых предприятий суммарные расходы на модернизацию, как из бюджетных, так и из внебюджетных источников, могут составить до 80 млрд руб.

, что эквивалентно введению в эксплуатацию до 16 тыс. промышленных роботов на более чем сотне предприятий. При этом расходы федерального бюджета ориентировочно составят до 50 млрд руб.

Такие средства можно выделить за счет переориентации уже имеющихся ресурсов, направляемых государством на поддержку промышленности и зачастую не позволяющих получить общесистемные эффекты. Например, на техперевооружение предприятий ВПК до 2020 года в рамках соответствующей долгосрочной программы направляется 3 трлн руб.

, большая часть из которых уже израсходована на проекты точечной модернизации производств. В рамках госпрограммы развития авиационной промышленности на развитие производств в 2018–2025 годах будет направлено 156 млрд руб.

, при этом в качестве первого ожидаемого результата обозначено «снижение расходов на производство поставляемых самолетов на основе повышения производительности труда и увеличения серийности производства».

В рамках госпрограммы развития судостроения на обновление производственных мощностей гражданского судостроения в 2018–2030 годах планируется направить более 50 млрд руб. Эти примеры показывают, что привлечь необходимые средства для комплексной автоматизации существенного числа крупных предприятий вполне возможно.

Помимо указанных шагов целесообразно реализовать и ряд мер, стимулирующих предприятия проводить роботизацию.

Это сокращение сроков амортизации вновь закупаемых роботов; разработка системы лизинга отечественной робототехнической продукции с целью снижения налоговой нагрузки на предприятия-потребители; развитие финансовых инструментов поддержки, например предоставление льготных займов Фондом развития промышленности не только на этапе создания новых производств, но и в рамках текущей деятельности предприятий.

Безотлагательные поддержка и стимулирование роботизации позволят получить ряд системных эффектов: повышение производительности труда, создание высокопроизводительных и высококвалифицированных рабочих мест, сокращение объемов незавершенного производства и складских запасов.

От того, найдет ли комплексное развитие российской промышленности, в том числе в части автоматизации и роботизации, достойную поддержку в новом политическом цикле, по сути, зависит, будет ли у нас конкурентоспособная промышленность в средне- и долгосрочной перспективах или нет. Точка невозврата уже близко, но шанс пока есть.

Почему внедрять роботов на производстве выгодно

28.08.2017 в 16:40

Для промышленных предприятий и их бизнеса такие показатели, как качество продукции и производительность являются основополагающими. И, соответственно, чем выше требования к ним, тем более актуальным становится внедрение современных методов автоматизации производства.

В современном индустриальном мире использование промышленной робототехники уже является одним из ключевых факторов, позволяющим не только выживать, но и динамично развиваться в условиях жесткой конкуренции.

Внедряя роботов, компании любого масштаба не просто следуют моде автоматизации с помощью новейших технологий — они получают высокоэффективное и гибкое производство, повышают его надёжность и универсальность.

Совет

Давайте рассмотрим основные причины, почему внедрять промышленных роботов на предприятии выгодно:

Улучшение условий труда, то есть фактически избавление рабочих от монотонного, тяжелого и опасного труда, который в больших объемах присутствует на любых заводах. По сути, роботы в первую очередь и были созданы для того, чтобы освободить человека от опасной и сложной работы, которая может причинить вред здоровью, и перевести его на более творческие участки, где робот не справится.

Повышение качества выпускаемой продукции. Высочайшая точность современных промышленных роботов и повторяемость действий способны обеспечивать высокое качество изделий постоянно.

Исключение человеческого фактора позволяет добиться минимизации возникающих ошибок, что также положительно отражается на качестве работы.

Сокращение накладных расходов, несмотря на стоимость самого робота и затраты на его интеграцию. При расчете экономической эффективности здесь часто забывают о таких «человеческих» расходах, как больничные, отгулы и отпуска, обучение, повышение квалификации, спецодежда, обеспечение специальных условий труда (освещение, вентиляция и пр.) Роботу они не нужны — он будет работать в соответствии с регламентом без опозданий, без длительных перерывов на отпуск и коротких на перекуры и «кофе».

Повышение производительности — один из самых значимых факторов. Повышение будет происходить за счет выходных дней, ночных смен, уменьшения ошибок, более эффективного использования рабочего материала и времени.

Привлечение молодежи на производство — важный вопрос, о котором часто забывают. Многие молодые специалисты не идут на заводы — они тянутся к инновациям и не хотят работать на устаревшем производстве. Когда появляются задачи по управлению промышленным роботом, это меняет дело, и работа на производстве становится гораздо более привлекательной.

Коротко обобщая, можно указать основные выгоды от роботизации производства:

• экономия на расходах;
• повышение качества продукции;
• повышение производительности.

И все эти выгоды не зависят от масштаба производства — если вы знаете, что именно можно автоматизировать, как встроить робот в технологический процесс, как масштабировать производство в режиме 24/7, то смело можете доверять промышленным роботам, которые будут трудиться со стабильной скоростью и качеством.

Но что, если у роботизации есть более привычный аналог, который также способен автоматизировать часть работы? Может ли такой вариант быть более выгодным?

Предлагаем рассмотреть гипотетический, но очень распространенный пример работы по паллетированию — такого рода задач всегда много на любых предприятиях. Это тяжелый, монотонный труд, поэтому он одним из первых просится на внедрение автоматизации.

Допустим, по конвейеру едут коробки с готовой продукцией (мешки, ящики с бутылками, строительные материалы — что угодно). Рабочая задача — необходимо складывать их определенным образом на европаллеты.

Предположим, скорость движения конвейера такая, что эту работу могут выполнять два человека.

А если необходимо увеличить производительность и, соответственно, скорость? Варианта только два: надо или увеличивать количество персонала, или внедрять автоматизацию, освобождая людей от тяжелого и травмоопасного труда.

Автоматизировать процесс паллетирования можно двумя способами:

Внедрить привычный, традиционный паллетайзер. Какие плюсы можно получить из этого внедрения: пожалуй, кроме того, что автоматизация состоялась и есть возможность увеличения скорости и производительности больше никаких. Да и эти в скором времени станут спорными. Почему? Традиционные паллетайзеры очень громоздкие, занимают много места, требуют сложной настройки. Но это не самое страшное. Главный минус в том, что при изменении типоразмера коробок требуется дорогостоящая переналадка под новый размер. И она будет требоваться каждый раз, когда вы будете изменять параметры паллетирования и размеры коробок.

Второй путь — внедрение роботов-паллетайзеров. По сравнению с традиционным паллетайзером они более компактные, гибкие, их легче перестроить на новый типоразмер продукции, к тому же их можно использовать гораздо эффективнее традиционных паллетайзеров. Кроме того, при соответствующем обучении персонал вашей компании сможет самостоятельно перепрограммировать робота-паллетайзера, не прибегая к услугам сторонних специалистов, а вот с традиционным большим паллетайзером так не получится.

Надеемся, что наша статья поможет вам принять решение в пользу роботизации вашего производства. Ведь в современном мире, который активно движется к реализации концепции Индустрия 4.0, для большей части компаний роботизация и автоматизация производства должны быть лишь вопросом времени.

Полезные ссылки:

Автоматизация и роботизация как одно из направлений инновационного развития экономики

Пономарева Г. Т., Рафикова А. Р. Автоматизация и роботизация как одно из направлений инновационного развития экономики // Вопросы экономики и управления. — 2018. — №4. — С. 1-8. — URL https://moluch.ru/th/5/archive/97/3383/ (дата обращения: 27.02.2019).

Инновации в экономике связаны с разработкой новых технологий, которые приводят к повышению эффективности производства, появлению новых товаров и услуг, создают комфортную среду обитания человека. Одним из направлений инновационного развития экономики является автоматизация и роботизация производственных процессов.

Ключевые слова: инновации, автоматизация, роботизация, малое и среднее предпринимательство, экономическая эффективность.

Innovations in the economy are bonded with the development of new technologies, which lead to increased production efficiency, the emergence of new products and services, the creation of a comfortable human environment. One of the directions of innovative development of the economy is the automation and robotization of production processes.

Key words: innovation, automation, robotics, small and medium entrepreneurship, cost-effectiveness.

Инновации в экономике связаны с передовыми идеями и технологиями, созданием новых продуктов и услуг, внедрение которых приводит к развитию национальной экономики: увеличению объемов ВВП, росту эффективности производственных процессов, снижению себестоимости, повышению уровня жизни населения. Внедрение инновационных технологий помогает решать проблемы экологии, ресурсосбережения и обеспечивает комфортную среду для жизни.

Инновации связаны с новыми технологиями и разработками, направлены на решение насущных проблем производства и экономики в целом. Однако не все достижения науки и техники могут быть реализованы в рамках своего времени. Например, прототип паровой машины был изобретен ещё в 1-м веке н. э.

греческим математиком и механиком Героном Александрийским［1］. Во времена Римской империи, когда производство было полностью основано на использовании труда рабов, данные технологии оказались не востребованными.

И только с началом Промышленной революции в 17–18 веках паровая машина стала активно внедряться в производство. В 19 веке её применение распространилось на область железнодорожных перевозок и судоходство.

Обратите внимание

Внедрение инновационного оборудования на промышленных предприятиях в 18–19 веках привело к повышению производительности труда в несколько десятков раз по сравнению с механическими станками и стало одним из важнейших факторов промышленного переворота.

В настоящее время роль инновационных технологий в жизни общества и развитии экономики особенно актуальна.

Современные предприятия непрерывно внедряют в производство высокотехнологическое оборудование, а также целые системы, позволяющие автоматизировать процессы, управлять ими с компьютера через коммуникационные каналы. В состав таких систем входит сложное техническое оборудование и специально разработанное программное обеспечение.

С развитием электроники и распространением микропроцессоров широкое применение в производстве нашли станки с числовым программным управлением (ЧПУ): токарно-фрезерный станок с ЧПУ, высокоскоростная машина для резки с ЧПУ, гравировальный станок с ЧПУ и т. д.

В систему числового программного управления входят следующие структурные компоненты: дисплей (операторская панель), пульт с клавиатурой, программируемый логический контроллер (ПЛК), преобразователь частоты, сервопривод или шаговый двигатель, сенсорное устройство контроля и др. устройства.

Для передачи данных и сигналов между системой управления и исполнительными механизмами используется промышленная сеть. Наиболее распространенные виды сети: Modbus, Profibus и др.

Для работы на станке с ЧПУ предъявляются более высокие требования к навыкам, умениям и компетенциям рабочего персонала.

Оператор оборудования с ЧПУ должен уметь выполнять компьютерное моделирование деталей, составлять и редактировать управляющую программу, контролировать правильность работы станка, выполнять контрольно-измерительные операции, производить установку заготовок и съём готовых деталей. Таким образом, оператор станка совмещает функции программиста и рабочего.

Важно

Ещё одна область, где успешно и широко применяется автоматизация — это складское хозяйство. В автоматизированных складских системах подъемно-транспортные устройства под управлением компьютера закладывают и извлекают предметы на складе.

Такая организация складского хозяйства исключает ручной труд, ускоряет рабочие процессы, экономит площади, улучшает контроль за материальными запасами и позволяет отслеживать точное местонахождение каждого предмета.

Автоматизация производства предполагает замещение не только физического труда, но и интеллектуального.

Комплексная автоматизация производства способствует интенсификации производства, росту производительности труда, облегчению и улучшению условий труда, снижению трудоемкости продукции. Автоматизация производства означает применение технических средств в целях полной или частичной замены участия человека в процессах получения, передачи и использования материалов, информации, энергии.

Повышение эффективности предприятия часто связывают с его инновационной деятельностью, которая сопряжена с высокой степенью риска и требует значительных финансовых затрат. В связи с этим возникает необходимость выявления и обоснования методики оценки экономической эффективности инновационной деятельности и её финансирования ［4, 7］.

Для оценки инновационной деятельности компаний используется показатель удельного соотношения собственных и приобретенных разработок. Доля собственных разработок в общем числе внедренных технологий рассчитывается по формуле:

,

где Квс — коэффициент использования собственных разработок,

Рвср — количество собственных разработок, внедренных в производство,

Р в.общ — общее количество внедренных разработок на предприятии в данном периоде.

Чем ближе данный коэффициент к единице (максимальному значению), тем выше инновационная активность компании［4, 7］.

Внедрение и производство новой конкурентоспособной продукции самым тесным образом связано с обновлением технологических процессов, являющихся самостоятельным направлением инновационной деятельности предприятий.

Совет

Оценку технического уровня технологических процессов предприятия можно осуществлять с помощью коэффициента обновления технологий:

Кобн.техн=(Пн.техн)/(Побщ.техн),

где Кобн.техн — коэффициент обновления технологии;

Пн.техн — количество вновь введенных технологических процессов, ед;

Побщ.техн — общее количество технологических процессов, ед. ［5］.

Активно происходит процесс роботизации промышленности. В настоящее время все больше предприятий применяют в производстве робототехнику. Под промышленным роботом понимается запрограммированный манипулятор. В основном данный способ производства используется в автомобильной промышленности, в сфере электроники, пищевой, мебельной и других отраслях.

Россия по уровню роботизации отстает не только от развитых стран, но и от среднемировых значений. На графике ниже приведены данные Национальной ассоциации участников рынка робототехники (НАУРР), демонстрирующие плотность роботизации в разных странах за 2015 год［6］.

За последние 2 года ситуация в России в этом плане не улучшилась. В 2016 году объемы закупок промышленных роботов в России упали на 40 % (данные международной практической конференции по робототехнике «РобоСектор-2017»). Спад закупок связан с трудностями в автопроме, который является самой автоматизируемой отраслью в России［6］.

Однако, несмотря на низкие показатели, специалисты прогнозируют в ближайшем будущем в России взрывной рост установок промышленных роботов. Это будет способствовать решению проблемы нехватки трудовых ресурсов в нашей стране.

По данным НАУРР, в России сейчас работает около 60 компаний-интеграторов робототехники. В основном это малый и средний бизнес. И это не случайно, ведь именно представители малого и среднего предпринимательства (МСП) быстрее реагируют на новые тенденции, смелее экспериментируют и внедряют новые технологии.

Специалисты считают, что разработка роботов будет происходить на малых и средних предприятиях. Одной из таких фирм является НПО «Андроидная техника». Данная компания занимается разработкой и производством человекоподобной робототехники.

В 2021 году разработанный НПО робот FEDOR отправится на космическом корабле «Федерация» на орбиту с целью оказания помощи космонавтам в работе.

Инновационная компания Speereo Software создает системы речевого управления роботом, которая позволяет отдавать команды с расстояния 1,5–3 метра. В прошлом году их разработка, Speereo Voice Assistant, заняла первое место на международном конкурсе по прохождению теста Тьюринга. В тридцати процентах разговоров ей удалось выдать себя за человека.

Обратите внимание

Главный конструктор НПО «Андроидная техника» Алексей Богданов считает, что через 10–15 лет технологии массовой роботизации прочно войдут в нашу повседневную жизнь, т. к. государство активно интересуется робототехническим сектором и финансирует его［6］.

Экономическая целесообразность использования роботов — это не единственное преимущество, в некоторых случаях только робот может выполнять операции с высокой точностью и необходимым качеством. Данные Британского Центра экономических и деловых исследований (CEBR) выявляют положительное влияние роботизации на экономический рост и снижение затрат на производство.

Тема автоматизации и роботизации производства вызывает неоднозначное отношение в обществе, т. к. с повышением производительности труда такое производство приводит к сокращению рабочих мест или к технологической безработице. Однако многие эксперты считают, что тотальная безработица обществу не грозит.

По подсчетам ученых, в Евросоюзе автоматизация производства привела к потере 9,6 млн рабочих мест, но в то же время было создано 8,7 млн новых рабочих мест за счет роста спроса на товары［3］.

Исследования ученых Утрехтского университета и Центра европейских экономических исследований ZEW в Германии объясняют это тем, что автоматизация позволяет снижать издержки на производство, вследствие этого цены на выпускаемый товар снижаются, в результате растет объем продаж, что приводит к появлению новых рабочих мест в других сферах, например, в сфере продаж, маркетинга, оказания услуг, т. е. в областях, где нет монотонного, тяжелого физического труда.

Практика также показывает, что чаще всего роботизация и автоматизация замещает низкооплачиваемый труд и рутинные операции, делает производственные процессы более эффективными, исключает фактор человеческой ошибки и помогает людям выделять время на более творческую работу.

Обществу ещё предстоит решать социальные последствия автоматизации производства. В круг данных проблем входит изменения в сфере образования, т. к. многие рабочие профессии уходят в прошлое, при этом возникает необходимость подготовки кадров с совершенно новыми компетенциями.

Ключевая роль инноваций сводится к цели обеспечения современного экономического роста страны. Данная политика развития роботизации и автоматизации обеспечит подъем конкурентоспособности малых и средних предприятий, которые будут гарантом развития экономики страны и составят конкуренцию зарубежным предприятиям.

Важно

Определение наиболее значимых предложений технико-экономического развития в рамках робототехники и автоматизации производства должно вестись исходя из закономерностей долгосрочного экономического роста, глобальных направлений инновационного развития и национальных конкурентных преимуществ.

Перечень приоритетных направлений технико-экономического развития страны:

‒ освоение современных информационных технологий;

‒ развитие нанотехнологий, инновационных технологий, в том числе автоматизации и роботизации, позволяющих в максимальной степени увеличить конкурентоспособность отечественных малых и средних предприятий.

Российские предприятия в условиях спада производства в период экономического кризиса столкнулись с проблемой в области инновационного развития. Основные сложности были вызваны снижением объемов финансирования, что затормозило этот вид деятельности.

Привлечение компаниями отечественных и иностранных инвестиций, а также поддержка со стороны государства оживило инновационную деятельность.

Кроме того, руководители предприятий все больше сознают, что инновации являются основополагающим элементом повышения эффективности в сложных условиях рынка.

Литература:

Дильс Г. Античная техника. М.-Л.: ГТТИ, 1934.

Кантышев П. Роботы не приживаются на российских заводах [Электронный ресурс]// газета «Ведомости» 13.11.2016. URL: https://www.vedomosti.ru/technology/articles/2016/11/14/664697-roboti-ne-prizhivayutsya

Люди vs роботы. Угроза или возможности?

Люди задумались о возможном вреде от роботов почти век назад. В далеком уже 1942 году известный американский фантаст Айзек Азимов сформулировал первый закон робототехники, который гласил, что робот не должен приносить человеку вред своим действием или бездействием.

Эта мысль не одно десятилетие казалась бесполезной, пока вдруг не началось стремительное развитие технологий, связанных с искусственным интеллектом.

Еще пятнадцать лет назад чуть ли не роскошью считался обычный кнопочный мобильный телефон с цветным экраном, а сегодня смартфон общается с вами, решает, по какому пути вы будете вести свой автомобиль и когда вам ложиться спать.

То, что недавно было совершенно нереальным, стало обыденным и привычным.

Роботы проникают абсолютно во все сферы нашей жизни, включая работу. Даже сами слова «робот» и «работа» в нашем языке звучат похоже, не так ли? Многие считают, что грядущая роботизация производства, которая уже активно идет в развитых странах, приведет к тому, что человеческий труд обесценится, а значительная часть населения останется без дела и, соответственно, зарплаты.

Давайте разберемся, насколько основательны эти риски и действительно ли роботизация профессий может привести к таким печальным последствиям. А заодно попытаемся понять, каково же оно – будущее труда, роботизация, искусственный интеллект и автоматизация?

Стимул развиваться

Для начала приведу пару примеров из сферы журналистики, копирайтинга и написания текстов, которая для меня предельно близка.

В 2016 году в Японии на литературной премии имени Хоси Синъити рассказ, который написал робот, дошел до финала. В конкурсе участвовало 1450 текстов, из них 11 были составлены искусственным интеллектом.

Жюри не знало, что некоторые рассказы писал ИИ, потому оценивало все произведения непредвзято.

Совет

Да, человек помогал роботу: были заданы определенные исходные данные, определены основные персонажи, их имена, пол, некоторые детали сюжета и перечень ключевых предложений и ситуаций, которые должны были присутствовать в готовом рассказе. Все остальное делал робот. И, как вы понимаете, успешно, раз его произведение удостоилось высоких оценок.

А недавно я прочитала страшную для себя новость: в Китае какой-то интернет-магазин решил в ближайшем будущем отказаться от труда копирайтеров и задействовать для составления описаний товаров искусственный интеллект. Решение, в общем-то, предсказуемое.

Описания товаров пишутся по шаблону, особого ума там не надо: перечислил ключевые характеристики, сказал, что «в нашем интернет-магазине можно недорого купить Х по выгодной цене» – и делу конец, это ведь не продающие тексты, где важно учитывать психологию читателя и так далее. Но все-таки тенденция выглядела для меня тревожно, и я решила копнуть глубже.

После изучения кучи материалов я пришла к однозначному выводу: мир изменится, автоматизация вкупе с роботизацией профессий скажется на жизни людей, некоторые профессии канут в Лету, но человек все равно останется важным звеном в любой трудовой цепочке.

Роботы будут выполнять всю механическую, физическую и опасную роботу, а мы займемся контролем, наблюдением, наладкой технологических процессов, обслуживанием техники и, самое главное, всем, что связано с творчеством. Наша задача – вовремя переквалифицироваться.

Роботы не просто умеют готовить еду, они делают это лучше многих людей

Уже сейчас в развитых странах на 10000 сотрудников приходится 100-200 роботов, так или иначе участвующих в производстве.

В Индии, как одной из наименее развитых стран, этот показатель составляет 3 робота на 10000 людей.

В ближайшие несколько десятилетий по разным прогнозам автоматизация сферы услуг продолжится, и соотношение людей и роботов в производстве может прийти к равенству или пропорции 2:1.

Плюсы и минусы

В чем плюсы роботизации? Давайте начнем с главного: люди смогут экономить время и здоровье. Косить пшеницу, собирать овощи и фрукты в жаркие летние дни, работать в горячем цеху на металлургическом комбинате, заниматься спасением людей из затопленных пещер и другими сложным и опасными для нашей жизни задачами будут роботы.

Кроме того, они ускорят выполнение различных процессов.

Зачем, к примеру, нужны люди-грузчики, которые за раз уносят максимум 50-100 кг, если робот поднимет и 200, и 500 кг, а главное – не устанет после нескольких часов труда? Или повар-человек, режущий в минуту три огурца, тогда как робот способен сделать ровные дольки из десяти (ста) огурцов за то же время? Роботизация производственных процессов повысит КПД предприятий и снизит стоимость товаров.

Обратите внимание

Даже травмоопасные операции – и те будут выполняться искусственным интеллектом. Человек-сварщик может лишиться зрения или получить тяжелые ожоги. Робот же отделается в худшем случае косметическим повреждением корпуса, которое впоследствии легко устранят в процессе сервисного обслуживания.

Минусы роботизации немногочисленны – их всего два. Первый: люди некоторых профессий останутся без работы. Второй: есть риск восстания роботов и других проблем, которые описаны фантастами. Можно, конечно, относиться к этому скептически или даже с легким смешком, но ведь и сами роботы когда-то выглядели глупой фантазией.

Что будет дальше?

Есть ли смысл учиться на профессии, представителей которых теоретически можно заменить роботами? Да, но только когда вы уверены, что это произойдет не скоро. Например, робот-адвокат. Или робот-журналист.

Определенно сохранятся специальности, в которых есть элемент творчества. Например, взять тех же художников. Робот может изобразить определенную картину, составляющие которой задаст человек. Он проведет идеально ровные линии, подберет цвета на основе всех современных теорий и трендов, но… он не способен придумать что-то идейно новое.

Самую идею закладывает человек. Потому рядовой художник, который способен рисовать только стандартные пейзажи с деревом у реки, рано или поздно потеряет работу. А вот мастер, изобретающий что-то новое, останется востребован. Так что роботизация и безработица – не тождественные понятия.

Дилеммы «робот или человек» не будет – искусственный интеллект дополнит нас

То же самое будет касаться профессионализма.

Без сомнений, робот-повар может идеально ровно нарезать овощи, фрукты и мясо, идеально соблюсти пропорции ингредиентов в блюде и даже четко по инструкции наложить готовое яство на тарелку.

Но он никогда не придумает самостоятельно новое блюдо или приправу, не поймет, что «в этот раз мясо жестковато, а перца нужно класть чуть меньше – слишком остро получается».

Качество труда искусственного интеллекта в некоторых специальностях даже по мере развития технологий не шагнет выше «опытного стажера», а значит, толковые специалисты из плоти и крови останутся в строю.

Кроме того, появятся все новые профессии, связанные с роботизацией производства. Нужно будет контролировать роботов, их исправность, качество выполнения работы.

Важно

Если некорректно настроить искусственный интеллект, он будет выдавать брак. Также робот может не заметить, что, к примеру, ему предоставили некачественное сырье.

Во всех этих случаях человек должен сперва задать верные алгоритмы работы машины, а потом следить за тем, чтобы не было программных сбоев.

В конце концов, робот – он как маленький ребенок: ему нужно менять пеленки… то есть, простите, собирать, чистить от пыли, ремонтировать, заряжать аккумуляторы. Какие-то из этих задач роботы смогут выполнять самостоятельно или помогать друг другу, но без человека они все же не обойдутся. А значит, работы хватит всем!