Директор Андрей Карцев

3 ноября 2020 в Сколково прошла практическая онлайн-конференция про современные технологии в металлообработке «День технологии 2020». Я на ней выступил с докладом о влиянии коллаборативных роботов на современный уклад в машиностроении. Итак, отсюда по порядку.

Проект «БелАЗ»

Начну издалека. 20 лет назад наша компания занималась переоборудованием БелАЗа. Белорусский промышленный гигант, который производит карьерные самосвалы. Наверняка не нужно объяснять, что это за предприятие и каких масштабов там производство? Заказ сразу на ± сотню станков.

Подобные проекты они реализовывают примерно раз в 20 лет. В 80-е годы они закупили около 100 японских станков с ЧПУ, в 2000-м – 74 чешских. Причём «дядьки», которые закупали ещё японские станки, решили новые чешские объединить в сеть по тому же принципу.

Но станки эти были моноориентированы. Каждый из них был заточен под изготовление определённой детали. И после мониторинга новой сети мы обнаружили, что оборудование с большего простаивает. Потребности меняются. Одни и те же детали не нужны каждый день, отсюда низкая загруженность оборудования и в целом эффективность данной инвестиции уже ставится под сомнение.

15 лет спустя я руководству БелАЗа показал кейс Caterpillar. Они примерно в то же время тоже проводили перевооружение и сделали это совершенно по-другому. Они даже для производства таких больших деталей установили гибкую производственную линию, что позволило им подстраиваться под изменения рынка. Если какие-то детали становились не нужны, станки можно было быстро переналадить и в итоге они работают без простоев в три смены.

Сейчас, вот спустя уже 20 лет, я в связи с ещё одним проектом по переоборудованию оказался в Германии на заводе станков Siemens, и заметил насколько сильно преобразилось их производство. Насколько много коллаборативных роботов задействовано в производстве. Фактически производственная линия полностью изменилась.

Это то, от чего мы отказались когда-то – от цифровизации и объединения оборудования в единые сети. Отказались только чтобы мониторить отдельно взятый станок (работает он или не работает) и контролировать рабочего (подаёт он детали или не подаёт).

То есть стала понятна одна такая простая и очевидная вещь: вместо того, чтобы контролировать каждый отдельный станок и потом прибегать к автоматизации, нужно сразу собирать производственные системы, которые обеспечивают высокую производительность.

Поездив по многим заводам СНГ и выполнив проекты по внедрению оборудования или мониторингу, стало понятно, что многие станки и так могли бы работать в два, а то и в три раза эффективнее, если поменять режимы резания, инструмент и т. д. Но вот появляется абсолютно новое решение, которое полностью меняет производственный уклад – коллаборативные роботы.

То есть 20 лет назад БелАЗ, да и многие другие заводы, не заметили гибкие производственные системы, а сейчас предприятия не замечают, как в машиностроение заходят коллаборативные роботы. Да, тема роботов не нова, разные гиганты их используют лет 40-50. Но до сих пор они были уместны только на крупных сериях.

В 2008 году на рынке появились коллаборативные роботы от Universal Robots и за 12 лет они продали 46 000 единиц своего оборудования.

Смена поколений рабочих

Средний бизнес не рассматривал варианты внедрения такого оборудования. Тут до сих пор актуальна аксиома: к каждому станку нужен оператор. Но даже если вы найдёте такого толкового специалиста, который будет сам даже управляющие программы писать, большую часть времени он будет заниматься однообразной загрузкой в станок деталей.

Но время меняется и того самого «дядьку», который готов работать руками, уже днём с огнём не сыщешь. На смену им пришло поколение людей, которые не хотят стоять за станком. Они хотят работать за компьютером в чистом офисе. Коллаборативные роботы – как раз ответ на такие изменения.

Кобот полностью меняет производственный уклад. В отличие от промышленных роботов, это уже не громадная махина, которую нужно обнести забором и не приближаться к ней в процессе работы. Он допускает присутствие человека рядом.

В каждый сустав коллаборативного робота встроены силомоментные датчики, благодаря чему он чувствует столкновение с препятствием (человеком) и останавливает работу. То есть в процессе работы рядом может находиться человек и контролировать стойкость инструмента, поднастраивать станок и т. д.

Это полностью меняет представление о работе оператора станка. Из человека, который просто целый день ставит заготовки, крепит их, ждёт, вынимает, он становится человеком с фактически творческой работой: выбрать программу, наладить станок или робота. То есть изначально покупая станок с ЧПУ сейчас, вы же уже не думаете о том, что он всё время будет делать одну деталь. Вы знаете, что в любой момент вы его сможете переналадить. С коллаборативным роботом абсолютно та же история.

В чём инновационность коллаборативных роботов

Итак, почему же они буквально взрывают сейчас? История в стиле Nokia, которые проспали iPhone и Android. Да, и до них были телефоны с сенсорными экранами, но именно Apple сделали их такими, после которых стало невозможно представить конкурентоспособный кнопочный телефон. И тут решение тоже пришло не от лидеров рынка. Коллаборативных роботов сделали небольшой датский робототехнический кластер. Что-то наподобие российского Сколково или белорусского ПВТ.

Уникальность разработки заключается в тех самых силомоментных датчиках. Они позволяют не только обезопасить оператора от травм, но и меняют полностью принцип программирования робота.

Если промышленного робота покупают на массовое производство и в случае остановки выпуска детали, он стоит пылится (потому что переналадкой занимается программист и это занимает несколько дней), то кобота можно переналаживать за полтора часа – максимум.

Траекторию его движений вы задаёте физическим перемещением манипулятора. Показали ему движение – он его запомнил и повторил. То есть если он не нужен вам больше около этого станка, вы можете просто перевезти его на рохле к другому и он продолжит работать. С его наладкой справится даже студент. В Германии на заводе Siemens этим студенты и занимаются, собственно.

И так же, как с появлением айфонов полностью изменилось отношение людей к телефонам – это стало чем-то большим, чем просто средство связи, так и оператор у станка через пару лет станет той самой «кнопочной нокией». Обслуживание станка с ЧПУ коллаборативным роботом станет чем-то само собой разумеющимся.

Примеры внедрения коботов

Да, у многих возникает вопрос: так покажите нам как это работает? Так у нас спрашивают российские заказчики. И мы решили пообщаться с представителями западных компаний, которые интегрировали в своё производство такое оборудование.

Мы хотели взять комментарии у компаний с сотнями станков, но получилось связаться с гендиректором маленькой датской компании Nymann Teknik. У них задействованы 3-4 станка с ЧПУ и их пример ещё более красноречивый. Это показывает, что отсутствие крупных серий и крупного штата специалистов больше не служит причиной не покупать робота.

Вот какие изменения произошли в компании Nymann Teknik после внедрения робота. Производительность выросла на 12-15%. В Европе очень жёсткие требования охраны труда. Даже у нас если посчитать время на обед и перерывы, оператор не работает 100 минут из 12-часового рабочего дня. Из-за того, что у робота нет обедов, перекуров, выходных и больничных, оборудование теперь не простаивает и из-за этого растёт производительность.

Из-за того, что теперь заготовки в станок загружает робот, один оператор обслуживает у них 3-4 станка. Расходы из-за этого снизились на 40%. Причём станки загружены в три смены семь дней в неделю. То есть идёт окупаемость не только робота, но и станков.

Соответственно, выросли объёмы производства. Теперь компания с 4-мя станками может брать заказы на 100 000 деталей. На голову обошла конкурентов и сейчас конкурирует уже с игроками покрупнее. Назвать их средним бизнесом теперь даже язык не поворачивается.

Окупаемость коллаборативного робота

Робот у Nymann Teknik окупился за 8 месяцев. Конечно, это всё зависело от датских зарплат. В России коллаборативный робот окупается в среднем за полтора-два года. Но в принципе считать окупаемость такого оборудования по экономии на зарплатах – это неправильно. Это как считать окупаемость интернета или корпоративной сети. Мол, вот вы не носите между компьютерами информацию на флешках, а пересылаете по сети, на этом и экономите.

Да, вы экономите на том, что теперь не платите зарплату тому, кто загружал заготовки в станок. Но это уже разговор о том, кто у вас работает, о качестве подготовки операторов.

В маленьких городах (вот мы сейчас работаем с заводом из Набережных Челнов) очень сложно найти хорошего квалифицированного оператора станка с ЧПУ. А найти троих, чтобы они закрывали работу станка в три смены, сложнее, соответственно, в три раза. Контролировать работу станка, который обслуживает робот, может даже студент. То есть у вас отпадает проблема подбора персонала.

Плюс вы можете брать более крупные заказы и устанавливать более прогрессивное оборудование (не расширяя штат) и на этом зарабатывать. Это тоже способствует более быстрой окупаемости.

Опять же возвращаясь к сравнению с промышленными роботами. Если производство детали, под которую его брали, останавливается, он стоит пылится. Переписать программу и переналадить – это работы не на один день и обойдётся вам в копеечку.

Гибкость и мобильность кобота + управление с планшета – это может и не революция в роботизации, но точно кардинально меняет уклад в машиностроительном производстве. Меняется подход к планированию производственных мощностей и организации работы.

Отношение к роботизации у наших людей

Ну и резюмировать это всё хотелось бы вот чем. Лет 20 назад у нас в компании была стратегическая сессия и кто-то из сотрудников вот что заметил: было бы намного удобнее, если бы у каждого из нас был мобильный телефон (а тогда он был только у меня). Все только похихикали тогда.

Уже через лет 6-7 мобильные телефоны перестали быть роскошью и стали обычным средством связи. Ещё через лет 7 уже никто не назвал бы телефон просто средством связи – они плотно вошли в нашу жизнь и изменили её.

Роботы изначально тоже были роскошью и необходимость в них была только у крупных богатых корпораций. Сегодня благодаря коллаборативным роботам эта технология стала доступна компаниям среднего бизнеса и значительно облегчило им жизнь. Это у нас. В США, Китае, Южной Корее и Японии это стало уже неотъемлемой частью жизни. Когда это случится у нас – вопрос времени. Возможности такие есть уже сейчас, осталось только к этому прийти самим людям.