Вкалывают роботы, а не человек

Решение ключевой национальной задачи – достижение нашей страной не просто технологического суверенитета, но технологического лидерства – требует активного внедрения в производство инструментов Индустрии 4.0, основными из которых являются роботизация и автоматизация. Такой подход уже широко применяют крупные промышленные предприятия, в частности в контуре ГК «Ростех».

Несмотря на то что новый подход к организации производства, основанный на массовом внедрении в промышленность информационных технологий и искусственного интеллекта, автоматизации бизнес-­процессов, затрагивает все больше предприятий, пока нельзя констатировать его повсеместное применение. По данным «Консорциума робототехники и систем интеллектуального управления», объединяющего порядка 50 компаний с целью создания и развития в этой области конкурентного отечественного рынка, в России в настоящее время плотность роботизации^[1] составляет всего 11 единиц – при среднем значении по миру 151.

Согласно отчету World Robo­tics, подготовленному Международной федерацией робототехники (IFR), лидерами по плотности роботизации являются Южная Корея (1012 роботов на 10 тыс. сотрудников), Сингапур (730) и Германия (415). В июне прошлого года президент Владимир Путин на Петербургском международном экономическом форуме поставил задачу сократить существующий разрыв: «Россия за короткий срок должна вой­ти в топ‑25 стран мира по плотности роботизации. Это означает установку более 100 тыс. роботов». Первый вице-премьер Денис Мантуров заявил, что до 2030 г. планируется поставить российским промышленникам 85 тыс. промышленных роботов, более половины из которых – отечественного производства. Финансироaвание этой программы в рамках федерального проекта и вместе с внебюджетными источниками составит примерно 300 млрд руб.

Роботизировать можно любые производства, связанные с большим количеством рутинных и монотонных операций с высокой повторяемостью либо включающие в себя физически тяжелую и/или опасную работу. В настоящее время роботизация все больше набирает распространение на предприятиях машиностроительной отрасли. Самые популярные задачи – сварка, покраска, загрузка или выгрузка деталей для обрабатывающих станков, сборка, а также укладка готового продукта в короб и короба в паллету.

Сможет ли наша страна за несколько лет достичь на этом направлении мировых показателей?

Очевидно, да. Но необходимо, чтобы этой идеей прониклись руководители всех уровней, чтобы четко представляли себе конечный экономический эффект модернизации, полученный прежде всего за счет оптимизации процессов.

Вполне логично, что роботизация начинается с основных производственных и технологических процессов. Однако уже на этом этапе следует задумываться: что же дальше? Это этап контроля. Важно не допускать, чтобы при росте производительности падало качество и этап его контроля превращался в то самое узкое место, которое будет стопорить отгрузку готовой продукции. Поэтому параллельно с вопросами роботизации технологических производственных процессов важно искать ответы на вопросы роботизации контроля качества.

Роботизация позволяет устранить простои, повысить скорость и точность измерений. К примеру, вместо 55 мин ожидания и 5 мин измерений роботизированная система может работать непрерывно, увеличивая производительность. Роботизация позволяет интегрировать измерительные системы в общую цифровую базу предприятия, что помогает накапливать статистические данные, анализировать процессы и оптимизировать производство.

При этом важно учитывать, что роботизация – не только затраты, но и возможность повысить капитализацию своего завода, в т.ч. в части нематериальных активов, которые играют значительную роль при участии в тендерах на специальные программы софинансирования и субсидирования. Роботизированные решения, которые действительно способны значительно повлиять на рост эффективности предприятия, как правило, требуют больших инвестиций, которые крайне сложно выделить из собственных оборотных средств, а с учетом длительности таких проектов по роботизации производства действовать с привлечением внешних инвестиций становится неизбежным управленческим решением. В современных экономических реалиях хорошей новостью является то, что разрабатываются меры поддержки для внедрения промышленных роботов как на федеральном, так и на региональных уровнях. Так, Комитет по промышленной политике, инновациям и торговле Санкт-­Петербурга планирует в 2025 г. запустить новую меру поддержки для городских предприятий – субсидии на возмещение затрат на внедрение роботизированных систем и комплексов. Предполагается, что компенсация на покупку промышленных роботов иностранного производства может достигать 30% от их стоимости. Средства можно также направить на оплату сопутствующих работ для доставки и ввода в эксплуатацию, а также на оплату таможенных пошлин. Кроме того, программа способствует решению проблемы дефицита кадров, профессионально владеющих отдельными технологиями, – через выделение субсидий на покупку и внедрение роботов – и при этом помогает существенно повысить производительность.

При наличии у предприятия финансовых средств основная сложность заключается в отсутствии у руководства четкого понимания, как подступиться к автоматизации, несмотря на ее очевидную пользу. Далеко не все знают, с чего начать. В этой связи необходима большая информационно-­просветительская работа, ведь единых алгоритмов процесса роботизации нет. К­то-то ставит задачи по внедрению определенного процента роботов, у ­кого-то уже есть выделенные специалисты, хотя на большинстве производств такие задачи ложатся на плечи сотрудников, совмещающих их решение с основной работой, что сильно замедляет процесс. У многих руководителей просто нет времени заниматься повышением эффективности из-за решения текущих операционных задач.

Система автоматизации измерений INTEGRA AUTO

Лопатка ГТД в специализированной оснастке робота манипулятора

Ключевой момент – выбор интегратора. Если в области роботизации основных производственных процессов в России уже сформировался определенный пул компаний – производителей роботов и интеграторов, то в области роботизации контроля качества в машиностроении, роботизации измерений и контроля геометрии деталей поиск надежного профессионального партнера вызывает сложности. Для роботизации контроля геометрии деталей интегратор должен разбираться не только в роботах, но и в процессах и принципах измерений. Профессиональный, зарекомендовавший себя на рынке интегратор должен уметь подобрать оптимальную для конкретного производства конфигурацию технического решения, исходя из производственных планов заказчика, его возможностей и ограничений, дать исчерпывающую консультацию по подготовке помещения к установке роботизированной ячейки, по подготовке к экономическому обоснованию для внедрения роботизации измерений.

Кроме того, профессиональный интегратор может рассчитывать экономическую составляющую роботизации с учетом специфики того или иного производства. При оценке эффекта от автоматизации учитываются следующие параметры: общее время цикла измерений от подачи детали в измерительную машину до вывода протокола с результатом, технические остановки, сбои, ошибки, продолжительность смены и количество смен в сутки, производственный план и фактический объем контролируемых деталей, стоимость и срок амортизации оборудования, а также другие переменные. На основе этих данных проводятся расчеты, которые показывают, как автоматизация повлияет на производительность и затраты.

Важной составляющей работы интегратора является консалтинг и подготовка: необходимо, чтобы заказчик четко понимал, какую задачу он хочет роботизировать. Нет смысла внедрять роботизацию измерения 20 разрозненных деталей, которые можно без особых усилий промерить отдельно на ЧПУ-измерительной машине с применением измерительных программ. Прежде всего, следует ответить на несколько вопросов: какова серийность деталей, частичный или 100%-й контроль (или он пока частичный из-за дефицита квалифицированных контролеров?), сколько времени уходит на измерения, есть ли технические паузы, сколько сотрудников задействовано и какова их квалификация, есть ли подходящее по площади и климатике пространство для размещения роботизированной ячейки, нужна ли будет резервная линия.

Правильно подобранная конфигурация системы автоматизации позволит без участия человека, например, доставить контролированую деталь в зону контроля, установить требуемую деталь в нужную измерительную машину, забрав ее в определенном порядке из магазина деталей, запустить требуемую программу, провести измерения и вернуть деталь на место, сохранив данные измерений на сервере, получить данные по годности детали. Данные о детали и измерительной программе для нее зашиваются в привычный нам QR-код, расположенный на оснастке детали, что позволяет избежать путаницы. Контроллер PLC управляет процессом.

Рассмотрим конкретный пример внедрения. Перед предприятием встала задача увеличить производительность на 30% за счет автоматизации измерений лопаток газотурбинных двигателей. Решением этой проблемы стало внедрение роботизированного комплекса со специальной системой подачи деталей. Система включает промышленного робота, двусторонний поворотный магазин заготовок, специализированную оснастку и ЧПУ-координатную измерительную машину с пятиосевой головкой.

• Полная загрузка магазина = 40 лопаток.
• Время на захват, установку лопатки и ее возврат = 3 минуты.
• Время измерения одной детали = 10 минут.
• Время полного контроля загруженного магазина = 9 часов 15 минут.
• Прирост скорости = 25% по сравнению с процессом контроля без роботизированного комплекса.
• Экономия фонда оплаты труда (ФОТ) при трехсменном производстве составляет 4 134 000 руб. в год.

Экономический расчет показал значительное увеличение количества контролируемых деталей в рабочую смену, снижение затрат на ФОТ и увеличение выпуска продукции.

Роботизированные системы легко интегрируются в MES, что позволяет автоматизировать сбор и анализ данных. Это помогает уйти от ведения бумажных журналов и перейти к цифровому управлению производственными
процессами. Когда настроен прозрачный системный учет всех процессов, гораздо легче и быстрее внедрить системы бережливого производства, концепция которого основана на неуклонном стремлении к устранению всех видов потерь, и, следовательно, к росту эффективности и прибыли.

^[1] Плотность роботизации – отношение числа промышленных роботов к количеству сотрудников на предприятии, является одним из показателей развития и конкурентоспособности экономики. Рассчитывается как количество промышленных роботов на 10 тыс. работников, занятых в промышленности.

01.03.2025

---

448

Поделиться: