Промышленная революция 4.0: как роботы меняют производство и логистику

Отечественный рынок робототехники активно развивается в русле мировых тенденций. Общая сумма контрактов, по данным, опубликованным на TAdviser, составила 142,6 миллиона рублей — это на треть больше показателей прошлого года. Главными покупателями роботов стали московские и региональные учреждения науки и здравоохранения.

Такой рост спроса связан с двумя факторами:

• усиление государственной поддержки;
• появление отечественных производителей роботов.

Особенно впечатляет успех российской компании «Русский робот», которая отчиталась о 23-кратном росте выручки. При этом успех роботизации зависит не только от производителей роботов, но и от компаний-интеграторов. Они играют ключевую роль в том, чтобы роботы эффективно работали в связке с существующими IT-системами предприятия. Благодаря их работе роботизированные установки становятся не просто автономными машинами, а полноценными участниками производственного процесса, приносящими реальную экономическую выгоду.

Промышленное производство остается одним из главных направлений внедрения робототехники. Вы наверняка видели эти кадры роботов-сварщиков, роботов-сборщиков автомобилей, роботов-маляров и контролеров качества. Современные роботы давно и успешно справляются с этими задачами. Часто роботизация на производстве подразумевает также работу в складских помещениях.

Однотипные складские операции активно роботизируются благодаря внедрению:

• Автономных тележек для перевозки грузов
• Сортировочных систем для распределения товаров
• Паллетирующих машин для укладки продукции на поддоны

Представьте работу таких роботов в масштабе даркстора площадью в несколько гектаров. А затем представьте рост рынка электронной торговли и оцените потенциал этого рынка. Благодаря роботам маркетплейсы никогда не будут прежними.

Внутрипроизводственный транспорт стоит также включить в блок складской логистики, перемещения по складу автоматизируются с помощью:

• AGV-систем (автоматизированных управляемых транспортных средств)
• Роботизированных погрузчиков для работы на складе 
• AMR-платформ (мобильных роботов с искусственным интеллектом)

Потенциал внедрения AMR-роботов возрастает одновременно  с ростом возможностей ИИ. Например, на складе компании «Лемана Про» уже появилась роборука-депалетайзер с искусственным интеллектом. Она разбирает паллеты, на которых лежат коробки разных размеров, форм и веса, и складывает их на конвейер. Такие роботы будут внедряться на складах повсеместно, и свежее исследование Яндекс.Роботикс это доказывает:  88 компаний из 100 планирует использовать роботов с ИИ (AMR&FMR) в складских помещениях, а 71 - внедрить 10 и более таких устройств.

Кроме умных роботов, которые компании внедряют с целью оптимизировать расходы и исключить человеческий фактор, существуют также коботы — техника , которая работает рядом с человеком. Коботы — это коллаборативные роботы. Их ключевые преимущества — гибкость, компактность и простота в освоении, что делает их идеальным решением для операций, требующих высокой точности и адаптивности. Благодаря коботам, автоматизацию можно встраивать прямо в рабочую зону, не меняя планировку и не вынося участок в отдельный цех.

Такие решения чаще всего применяются там, где нет смысла полностью заменять человека. В новом цехе КАМАЗа совместно с Институтом искусственного интеллекта, робототехники и системной инженерии Казанского университета тестируются коботы, способные выполнять операции клепки, сверловки, покраски и другие задачи рядом с человеком, без защитных ограждений. Такие роботы стоят на порядок дешевле стандартных промышленных машин, но имеют те же плюсы, что и полноценные роботы.

Несмотря на то, что роботизация не является частью классической пирамиды автоматизации промышленных предприятий, попробуем посмотреть на робота именно через эту призму. Представьте себе, что производство — это большой механизм, где каждый элемент играет свою роль. Робот в этом механизме — рабочий инструмент, который выполняет конкретные задачи. Он находится на втором уровне этой системы, то есть работает непосредственно с материалами и процессами. 

Как это устроено на практике? Робот выполняет команды, а все данные о его работе собираются специальными системами управления. Эти системы следят за тем, как робот работает, и передают информацию дальше — в более крупные системы управления всем производством. Это значит, что данные о параметрах действий робота должны собираться на уровне систем управления оборудованием и далее интегрироваться на уровень систем управления цехом (на уровень MES систем). Это является примером роботизации «под ключ» - предприятия ищут готовые решения: с навигацией, интерфейсами, аналитикой, возможностью быстро интегрировать и масштабировать парк.

При работе со складами вопрос интеграции роботов в существующие в компании системы и процессы также стоит остро. Нужно связать робота с уже действующей системой управления складом — WMS. У каждого предприятия она своя со специфическими задачами. Разберем пример:

В этом случае робот через API напрямую взаимодействует со складской системой. Кстати, помимо очевидных преимуществ роботизации, внедрение этой технологии позволило ритейлеру отказался от рутинных задач сверки остатков. 

Многие производители выпускают роботов, которые сразу «заточены» под работу со складскими программами. Это как смартфон, который сразу совместим с любимыми приложениями — никаких дополнительных настроек и головной боли с совместимостью. Такие роботы можно либо сразу купить вместе с системой управления, либо подобрать уже готового «интеллектуала», который без проблем встроится в существующую инфраструктуру предприятия.

Но нередко встречается история, когда готового решения недостаточно и для интеграции робота в существующие бизнес-процессы нужна разработка индивидуального решения.

Для управления роботами также существует Fleet Management System (FMS) - программное обеспечение, которое заменяет и водителей, и диспетчера. Если дословно, то это система управления флотом. Слово «роботов» здесь опущено. А менеджер роботов или система менеджмента этого флота — по сути, ее адмирал. Без этой системы набор функций и возможностей робота сильно ограничен: часто — просто передвижением по территории, причем, без четкого понимания, куда и зачем он едет. 

Компания SoftMediaLab готова поделиться недавним кейсом — Lardo Robotics, официальный поставщик AMR роботов, выбрал нашу компанию  как технологического партнера для интеграции складских роботов с WMS-системами заказчиков. Нам предстояло создать систему управления роботами для складского комплекса одного из клиентов. 

Результатом партнерства стало создание пилотного решения, которое потенциально поможет клиентам существенно снизить фонд оплаты труда (до 40%), увеличить точность и скорость складских операций, а также эффективно масштабировать роботизированную инфраструктуру без необходимости существенной переработки архитектуры предприятия. Срок окупаемости такого проекта — 2-3 года. Если говорить о возможностях такой системы, FMS может:

Платформа прошла полный цикл тестирования, и в ближайшее время планируется расширение функционала с интеграцией вилочных роботов, а также внедрение голосового управления (Voice Picking).

От беглого обзора рынка перейдём к цифрам. Сегодня средняя цена промышленных роботов колеблется от 2 до 6 миллионов рублей. Еще 20-30% процентов от стоимости робота потребуется на его настройку и интеграцию. Зоной неопределенности является инфраструктурные изменения предприятия необходимые для внедрения робота. 

Основной экономический эффект будет строиться на сокращении ФОТ и снижении брака. В зависимости от масштаба изменений, ROI может варьироваться от 5 лет до 1 года. Такие результаты возможны благодаря тому, что робот не участвует в гонке зарплат, а прогресс технологии повышает ее доступность. Так, например, стоимость китайских решений на 30% ниже аналогов из Европы или Японии.  

Вот почему в Китае роботов не внедряют штучно, а строят целые робозаводы. В июне 2024 года в пригороде Пекина заработала автономная «темная фабрика» Xiaomi. На заводе площадью 81 тыс. м2 11 производственных линий и множество роботов. Машины сами поддерживают абсолютную стерильность на микроуровне и способны за секунду собрать одно устройство. Роботы взаимодействуют между собой и проверяют качество сборки. В год робозавод может производить 10 млн смартфонов.

Роботизация промышленности - это игра вдолгую, часто требующая нескольких лет для оценки выгод. Экономический эффект аккумулируется, и опыт крупных предприятий это подтверждает. По словам начальника управления экономики ПАО «ММК» Евгения Тарабаева,  каждый год входят в строй новые роботы, дающие компании экономию, при этом старые продолжают работать и тоже дают эффект:олько за 2024 год он составил около 500 млн рублей, а накопленный эффект с 2019 года превысил 1,2 млрд рублей. Кумулятивный эффект от автоматизации может достичь почти 2 млрд рублей — это серьезный инструмент оптимизации работы компании.
Однако не стоит делать ложных выводов о роботизации как об универсальном средстве, полностью решающем проблему нехватки кадров. По заявлению исполнительного директора НПО «Андроидная техника», российский рынок робототехники, на конец 2024 недосчитался порядка 60 тыс. специалистов. Основными специальностями, где ощущается недостаток, являются операторы роботов и интеграторы роботизированных технологий. 

Идеи о том, как преодолевать кризис, озвучиваются различные. Государство и профессиональное сообщество запускают масштабные инициативы: до 2030 года планируется открыть 30 региональных образовательных центров, а в рамках федерального проекта «Наука и кадры» — переподготовить 20 тыс. студентов-старшекурсников. Однако стоит помнить, что именно спрос рождает предложение, ведь операторов FPV-дронов мы сумели подготовить достаточно быстро.

В заключении хочется сказать: рынок промышленной робототехники в России находится в фазе активного роста. Драйверами выступают государственные меры поддержки, развитие отечественных производителей и растущая компетенция интеграторов. В ближайшие 3–5 лет ожидается масштабное расширение применения роботов в производстве, складской логистике и транспорте. Особенно быстро будет расти сегмент автономных мобильных платформ (AMR и FMR), коботов и роботов с элементами искусственного интеллекта, способных не только выполнять операции, но и адаптироваться к изменяющимся условиям.

Для предприятий роботизация перестаёт быть разовой покупкой оборудования и становится частью комплексной цифровой трансформации. Успех здесь зависит от трех ключевых факторов: 

• правильного выбора оборудования;
• профессиональной интеграции в существующие ИТ-системы;
• подготовки персонала, способного эффективно работать с новой техникой.

Те компании, которые уже сегодня делают ставку на роботизацию, завтра будут задавать стандарты эффективности, гибкости и качества в своих отраслях. Инвестиции в роботов и ИИ — это не просто вложения в технологии, а стратегическое решение, обеспечивающее долгосрочную конкурентоспособность и устойчивость бизнеса в новой индустриальной реальности.

Прочитать статью также можно в октябрьском номере журнала “Генеральный директор. Управление промышленным предприятием”