Прогноз из отрасли: тренды развития робототехники.
На сегодняшний день можно констатировать, что промышленная роботизация представлена довольно скромно не только в отечественной пищевой отрасли, но и в целом в стране. К сожалению, она не стала существенной частью экономики в отличии от других стран.
Россия отстает от мировых лидеров по числу роботов в промышленности. Согласно информации, опубликованной IFR в Фонде информационных технологий и инноваций (ITIF), средний мировой показатель в 2017 году составил 85 роботов на 10 000 работников.
Мировым лидером по-прежнему остаётся Южная Корея, которая увеличила показатель до 710 роботов на 10 000 рабочих, за ней следуют Сингапур с 658 роботами и Германия с 322 роботами. Россия и Индия замыкают рейтинг из 27 стран с показателями 4 и 3 робота на 10 000 производственных рабочих, соответственно.
Хотя надо отдать должное – государство не только серьезно задумывается, но и собирается кардинально изменить ситуацию в будущем. Так, например, к 2024 году на развитие искусственного интеллекта планируется потратить свыше 100 млрд. руб. Часть средств будет направлена на роботизацию промышленного производства и замену людей на позициях рутинного механического труда.
Развитие робототехники во многом определяется уровнем развития смежных отраслей: науки о материалах, а также развитием компьютерных технологий и техники.
Специалисты компании «Фруктонад Групп» отечественного интегратора промышленных роботов определили основные тренды развития отрасли на ближайшую перспективу.
Появление новых материалов
По данным отрасли в 2019 году на одного робота приходится порядка 3,5 тыс. человек. И такое соотношение вряд ли изменится, если не появятся новые материалы, из которых создается робот. Здесь главное внимание следует уделить прежде всего двум перспективным материалам.
Это – нитрид галлия (GaN). Он идеально подходит для производства транзисторов и успешно заменяет кремний. А второй – графен о котором в последнее время не говорит только ленивый. Это супертонкий и при этом очень прочный материал, из которого можно производить исполнительные приводы роботов, новый аккумуляторы, а также много всего полезного.
Если эти материалы найдут активное применение, то можно ожидать прорывных открытий в области робототехники в целом. Причем именно промышленная робототехника получит активный импульс развития.
Новые источники энергии
Одна из основных задач – это энергообеспечение роботов. По сравнению с человеком робот сегодня сверх затратен. Чтобы можно было серьёзно говорить о полноценной замене человека роботом, необходимо появление прорывных энерготехнологий. Одним из сценариев здесь является совершенствование существующих литиевых аккумуляторов, использование водорода при создании новых элементов питания и т. д. Также интересна и потенциально привлекательна технология дистанционной зарядки робота. Когда робот может подзаряжаться от встроенных в пол и стены источников энергии. А также передача энергии на расстоянии (привет, великий Никола Тесла) могла бы стать замечательным решением проблемы.
Взаимодействие групп роботов и людей
Это направление актуально при проектировании, например, беспилотных авто (привет, родитель авто «Тесла» Илон Маск). А также промышленных роботизированных ячеек. Речь в данном случае о системах управления беспилотным трафиком. Во избежание аварий и несчастных случаев, роботы должны иметь канал взаимосвязи как с человеком, так и между собой. Роботы должны не только четко понимать, что они делают, куда двигаются, ориентироваться в пространстве, но и предугадывать траектории движения других участников, например, в условиях цеха на производстве. Эту идею можно реализовать программными средствами или новыми каналами связи и обмена данными между участниками трафика.
Машинное обучение
Дальнейшее развитие роботов-помощников человека, воспетое многими писателями-футуристами и щедро экранизированное Голливудом напрямую связано с развитием искусственного интеллекта. Без прорыва в этом направлении трудно ожидать каких-то ощутимых шагов в создании «умных» роботов.
Человеко-машинное взаимодействие на производствах
Основное экономическое предназначение роботов на производствах – повышение производительности труда. Ведь автоматизация производств – это реальный инструмент повышения экономической эффективности, уменьшение издержек за счет снижения доли человеческого труда и т.д. Специалисты «Фруктонад Групп» склоняются к тому, что возрастающая кооперация между машиной и человеком даст положительный результат. Именно коллаборация робота и человека будет экономически выгодным в дальней перспективе. В этой связи можно ждать настоящего прорыва прежде всего в промышленной роботизации, где робот используется как инструмент, расширяющий возможности человека. Здесь можно говорить о массовом применении роботов по автоматизации таких операций как паллетизация, сборка заказов, погрузка/выгрузка, комплектование и т.д.
Роботы-манипуляторы
Тенденции развития робототехники связаны с роботами манипуляторами. Задача промышленных роботов состоит в совершении различных операций. По мнению специалистов отрасли в предстоящие несколько лет рынок получит прорывные технологии в области аппаратной начинки промышленных роботов. Развитие «железа» и программного обеспечения позволит увеличить возможность и снизить издержки манипуляционной техники.
Прежде всего будут усовершенствованы сенсоры и обратная связь между роботом и оператором. Так, например, захватывая груз, робот будет подробно информировать оператора о деталях процесса перемещения – весе, размере, силе сжатия и других параметрах. Это позволит программировать более сложные траектории перемещения грузов, а также решать многосоставные задачи на производствах.
Средства сенсорики
Машина, которая умеет воспринимать окружающий мир с помощью сенсоров, обрабатывать полученную информацию и адекватно реагировать – одно из определений современных роботов. Чувства положения, движения и силы – основные показатели при функционировании манипуляционных роботов. Сенсоры, отвечающие за состояние робота довольно дорогостоящие. Поиском золотой середины между ценой и качеством – нетривиальная научно-техническая задача, которую пытаются решить и свободные исследователи, и амбициозные стартапы, и признанные гиганты отрасли.
Таким образом, совершенствование (а следовательно, удешевление и упрощение) сенсорики – ключевой тренд развития робототехники в ближайшем будущем.
Рост доли робосимуляторов
Обучение роботов требует использования большого объема данных. Довольно часто для этих целей используют метод моделирования — создают модель будущего робота и работают с ней. Однако не всегда это оправдано и прежде всего с экономической точки зрения. Поэтому придумали другой способ. Это создание компьютерных робосимуляторов. С помощью компьютерных средств создается модель будущего робота и испытывается его автоматизация. Актуальность такой альтернативы традиционным моделям в будущем будет только увеличиваться.
Новые приводные механизмы
Ожидается, что в перспективе могут появиться новые двигатели и редукторы. Здесь наиболее вероятным сценарием будет сочетание новых материалов с супер-характеристиками (рассмотренных в пункте 1) и внедрение инноваций в области приводных механизмов. Такой симбиоз открывает по-настоящему уникальные возможности в области управления роботами будущего и приближает нас к созданию еще одной прорывной технологии.
Проектирование и производство
На тенденции развития робототехники существенное влияние оказывают инновациях в области программного обеспечения. Именно эта сфера по мнению специалистов «Фруктонад Групп» растет стремительными темпами. Инструменты виртуальной реальности, цифровые дневники, библиотеки электронных компонентов могут значительно упростить проектирование конечного робота.
Отдельное место занимают программные продукты, призванные уже сейчас значительно упростить жизнь человека и его повседневный труд. Так, например, WMS-системы обеспечения работы склада позволяют максимально упростить процесс логистики, управляют бизнес-процессами и контролируют выполнение складских операций. Внутри себя несут огромный функционал, оптимизирующий приемку, учет, процессы хранения, управление персоналом, документооборот, комплектацию, отгрузку, обслуживание клиентов, управление складом, контроль, отчётность.
Подводя итог можно сказать, что в ближайшей перспективе нас ждет интересное и в чем-то уникальное время в развитии робототехники в целом и промышленной в частности.
Пищевая промышленность, как и любая другая, только выиграет при использовании роботов на производствах. Все больше руководителей и управленцев осознают этот факт и проявляют интерес к промышленной робототехнике.
Влияние пандемии на тенденции развития робототехники
Повышенный всплеск интереса к промышленной робототехнике — основной запрос последнего времени. На ажиотажное увеличение этого интереса повлияла пандемия коронавируса. Во время разгула вируса и вынужденных нерабочих дней человек предстал хрупким существом. Государство посадило людей по домам. Кроме того, из-за сложной эпидемиологической ситуации мигранты массово вернулись в свои страны. А ни для кого не секрет, что в большинстве случаев именно трудовые мигранты выполняли тяжелую и монотонную работу на производствах. Работать на производствах стало некому. Таким образом, человек вчистую проиграл импровизированную схватку с роботом. Те производства, на которых было занято большое количество живой рабочей силы до сих пор переживают довольно сложные времена. В отличие от тех, где трудятся промышленные роботы.
Процесс замены человека на производстве промышленным роботом начался не вчера, однако именно пандемия коронавируса предала этому явлению скорость и новый импульс развития робототехники.
И это абсолютно логично. Ведь промышленный робот не подвержен болезням, может функционировать в тех условиях, которые для человека считаются вредными или экстремальными. Использование роботов выгодно также с позиции управления – их проще контролировать чем людей. Они не совершают «человеческие» ошибки, их не удручает рутинная физическая работа и, как следствие, снижение от этого производительности труда и т.д. Поэтому, наверное, самый яркий и набирающий силу тренд последнего времени – активная интеграция промышленных роботов на производства.
Что ждет в этом смысле отечественную промышленность? Безусловно, нельзя оставаться в стороне от набирающего силу явления. Производственный сектор, наверное, как один из самых «человекоемких» уже по достоинству оценивает выгоды от использования промышленных роботов. Красноречивее всего об этом говорят клиенты «Фруктонад Групп», те компании, которые автоматизировали с помощью промышленных роботов свои производства. Это такие лидеры отрасли, как Unilever, Магнезит, Дербентский завод игристых вин, СПП Юг, Молпродукт и многие другие.
