Роботизация: от заводов до складов

Когда-то роботы ассоциировались с научной фантастикой, а теперь они превратились в рабочий инструмент бизнеса. На производствах их применяют для сварки, перемещения грузов, обслуживания складов, контроля процессов и даже мониторинга сельскохозяйственных полей. К автоматизации компании подталкивает не только прогресс, но и кадровый голод, рост затрат на персонал и желание работать эффективнее.

На круглом столе «Фонтанки» эксперты обсудили, где роботизация уже приносит пользу, что мешает её распространению и как изменятся предприятия в ближайшие пять лет.

По словам генерального директора Wheelies (корпорация ITG) Дмитрия Кузьмы, роботизация развивается десятилетиями, хотя её не всегда воспринимают как таковую. «Если говорить о том, где роботы уже давно внедрены, — в первую очередь это производство, — пояснил он. — На заводах работают роботизированные руки, которые занимаются пайкой, сборкой, перемещением комплектующих. Даже кассы самообслуживания в ресторанах быстрого питания в каком-то смысле тоже можно считать роботами».

Новый виток развития связан с двумя факторами: стремительным прогрессом искусственного интеллекта и машинного зрения, а также появлением мобильных роботов. Если раньше роботы были стационарными и выполняли одну функцию в фиксированной точке, то теперь они способны самостоятельно перемещаться и работать в динамичной среде. Наибольшие успехи достигнуты в логистике и сельском хозяйстве.

Дмитрий Кузьма отметил, что роботизированные решения в разных отраслях используют схожие технологии: навигацию, машинное зрение, работу без GPS и обмен данными. Поэтому Wheelies сосредоточилась на создании универсальной платформы взаимодействия, а не на одной индустрии. «Для полноценной автоматизации недостаточно просто поставить робота. Нужно, чтобы и сами задачи были автоматизированы, чтобы робот становился частью бизнес-процесса, — говорит Кузьма. — По сути, мы говорим о своеобразной ERP-системе для роботов, которая позволяет различным устройствам работать в едином процессе и взаимодействовать с другими цифровыми системами предприятия».

Эксперт считает, что развитие ИИ постепенно сотрёт существующие ограничения. Уже сейчас машины получают больше самостоятельности, а в будущем смогут не только выполнять задачи человека, но и участвовать в создании и настройке других роботов. «Если раньше обязательно нужен был человек, чтобы переставить оборудование или перенастроить его, то сейчас многие устройства способны делать это самостоятельно. И я думаю, уже не так далеко то время, когда одни роботы будут настраивать других, а возможно, и участвовать в их производстве», — добавил он.

Практический спрос на роботизацию наиболее заметен в промышленности. Основатель и CEO компании ISRobotics Николай Шадрин сообщил, что востребованы решения для металлообработки, химической и пищевой промышленности. Одно из ключевых направлений — роботизированная сварка из-за дефицита квалифицированных сварщиков. Значительную часть проектов составляют комплексы обслуживания станков с ЧПУ: роботы подают заготовки, извлекают детали и передают их дальше.

Шадрин пояснил: «Если взять обычный станок с ЧПУ, оператор зачастую выполняет буквально несколько действий в течение часа: загрузил заготовку, извлёк готовое изделие. Всё остальное время он просто находится рядом со станком. Возникает вопрос — зачем использовать человеческий ресурс там, где робот способен выполнять такую работу без усталости и с одинаковым качеством?» При этом он подчеркнул, что роботизация не отменяет участия человека: принятие решений и творческие задачи остаются за людьми, а рутину стоит отдавать машинам.

Растёт популярность автоматизации складирования и упаковки. Роботы-паллетайзеры снимают товары с конвейеров, укладывают в короба и формируют паллеты. По словам Николая Шадрина, многие операции на производстве однообразны, физически тяжелы и повторяются тысячи раз. «Некоторые изделия весят больше десяти килограммов. Когда человек поднимает такой груз весь день, он неизбежно устает. Поэтому вполне логично передавать подобные процессы автоматизированным системам», — отметил он.

Руководитель отдела автоматизации производства и складов «ФОРМАТ КОДА» Андрей Казачков отметил, что за последние годы роботизация активнее всего развивается именно в складском сегменте. Раньше производственные предприятия внедряли стационарные манипуляторы, но с появлением мобильных роботов (AGV, AMR, FMR) склады вышли на первый план. «Большинство операций в этом сегменте связано с перемещением грузов, поэтому потребность в мобильной робототехнике здесь особенно высока», — пояснил Казачков.

Эксперт обратил внимание на избыток решений на рынке после ухода западных поставщиков. Появилось много новых производителей, особенно из Китая, и выбор технологии стал сложнее. «Ошибка при выборе роботизированного оборудования может обойтись предприятию чрезвычайно дорого, — говорит Казачков. — Если программное обеспечение ещё можно доработать или заменить, то неверно выбранные конвейеры, роботы или другие элементы инфраструктуры потребуют серьёзных дополнительных инвестиций». Поэтому компания использует цифровые двойники для моделирования различных сценариев до закупки оборудования.

Отвечая на вопрос о росте спроса, Дмитрий Кузьма отметил, что Wheelies появилась как ответ на запрос рынка. Клиенты всё чаще рассматривают автоматизацию не только на уровне ПО, но и на уровне взаимодействия с роботизированными системами. Особенно востребованы технологии навигации и автономного перемещения в сложных условиях. «Мы видим очень большой интерес к алгоритмам, связанным с навигацией и работой без GPS. Когда сигнал есть, многие уже научились эффективно управлять техникой. А вот полёты и перемещение в условиях, когда его нет, остаются серьезным технологическим вызовом», — рассказал он.

Вопрос экономической эффективности остаётся ключевым. Андрей Казачков отметил, что рынок находится в точке пересечения роста стоимости труда и доступности роботизированных решений. «Достаточно сложно установить точку, где робот становится выгоднее сотрудника», — добавил он. Цифровые двойники помогают предприятиям проверить сценарии до покупки.

Дмитрий Кузьма напомнил, что главная цель внедрения — повышение экономической эффективности за счёт снижения операционных расходов. Многие проекты сталкиваются с проблемой: предприятия покупают дорогое оборудование, но сохраняют прежние схемы работы. «Одной из ключевых ошибок последних лет стало то, что мы активно внедряем беспилотные технологии для гражданских задач, но зачастую они не становятся по-настоящему беспилотными, — отмечает он. — Получается, что компания покупает дорогое оборудование, но продолжает платить людям, которые этим оборудованием управляют». Настоящий эффект начинается, когда техника работает самостоятельно, без постоянного оператора.

По оценке Кузьмы, в будущем модель взаимодействия изменится: один оператор сможет контролировать работу десятков роботизированных систем, вмешиваясь только в нестандартных ситуациях.

Николай Шадрин обратил внимание на скрытые расходы, которые не учитывают при планировании. Типичная ошибка — автоматизировать отдельную операцию, не рассматривая весь цикл. Например, робот укладывает короба на паллету, но затем её нужно заменить и отвезти на склад. «Очень часто предприятие автоматизирует один участок процесса и считает задачу решенной. Но затем выясняется, что всё равно нужен человек, который будет менять паллеты, перевозить их или выполнять другие сопутствующие операции. Формально робот появился, а ручной труд никуда не исчез», — пояснил Шадрин. Поэтому современные проекты предполагают комплексную автоматизацию с конвейерами, системами упаковки и мобильными роботами.

Кроме того, любое оборудование требует обслуживания, особенно в агрессивной среде (цемент, пыль). Изменяются и требования к персоналу.

Тема безопасности становится всё более актуальной. Дмитрий Кузьма отметил, что базовая угроза — надёжность платформ. «Самая большая опасность — это ситуация, когда что-то падает с неба просто потому, что сломалось, — пояснил он. — В пилотируемой авиации существуют очень жёсткие требования к испытаниям и сертификации, поэтому самолеты на нас практически не падают. А в отрасли беспилотников таких зрелых механизмов пока еще нет». Поэтому беспилотники чаще применяют в безопасных зонах, например, в сельском хозяйстве.

Что касается киберугроз, ключевой вызов — защита каналов связи. «Современные средства радиоэлектронного воздействия становятся всё более доступными, а значит роботизированные системы должны быть готовы к потере сигнала или попыткам внешнего вмешательства, — говорит Кузьма. — Очень важно, чтобы робот умел либо продолжать выполнение задачи, либо безопасно её завершать. Если связь потеряна, он должен корректно остановиться, приземлиться или перейти в безопасный режим».

Николай Шадрин считает, что кибербезопасность в промышленной робототехнике пока недооценена, но может стать отдельным бизнес-направлением. На практике компании часто изолируют роботизированные ячейки: «Мы стараемся максимально изолировать роботизированные ячейки. Не даём им подключаться к внешним сетям, не предусматриваем автоматических обновлений и по возможности исключаем любые лишние каналы взаимодействия с внешним миром. Это самый надежный способ снизить риски», — рассказал Шадрин.

Полностью отказаться от внешних сервисов не всегда удаётся, например, при видеоаналитике с нейросетями в облаке. В таких случаях изолируют модули от критических систем. По мере развития отечественных стандартов безопасности интеграция будет расти, но пока приоритет — надёжность.

Внедрение роботов меняет требования к людям. Массовой замены человека не произойдёт, скорее сотрудники и роботы будут дополнять друг друга. Николай Шадрин считает главным требованием способность быстро адаптироваться. «Если сотрудник привык просто механически выполнять одни и те же действия и не анализировать происходящее вокруг, то в новой экономике ему будет всё сложнее находить своё место, — отметил он. — Сегодня важнейшее качество — способность быстро осваивать новые инструменты и новые подходы к работе».

Шадрин подчеркнул, что ИИ нужно воспринимать не как источник информации, а как инструмент для решений. Методы работы меняются быстрее, чем поколение назад, и скорость будет только расти. Также возрастает значение личной ответственности: «Любые технологии требуют ответственности за результат. Человек должен быть готов отвечать за решения, которые принимает, и за процессы, которыми управляет. Без этого эффективно работать в современной промышленности будет очень сложно».

Андрей Казачков обратил внимание на психологический аспект: сотрудники часто воспринимают роботов как угрозу. «Необходимо, чтобы сотрудники понимали: робот не заменяет человека полностью, а лишь избавляет его от наиболее тяжелых и утомительных операций», — объяснил он. Аналогия с внедрением WMS в 2000-х показывает, что автоматизация в итоге воспринимается позитивно. Робот — это механический помощник с ограниченным интеллектом, нуждающийся в управлении.

Дмитрий Кузьма считает, что при грамотном внедрении роботизация не создаёт серьёзных изменений для большинства сотрудников. Если процесс выстроен правильно, робот заменяет конкретную функцию, а для остальных изменения незаметны. Новые компетенции будут востребованы среди технических работников, но для обычных пользователей взаимодействие с роботами станет простым. «Скоро постановка задач роботам будет мало отличаться от того, как сегодня мы ставим задачи коллегам через корпоративные системы, — уверен Кузьма. — Пользователю не потребуется становиться IT-специалистом. Для этого и создаются специальные интерфейсы, которые позволяют взаимодействовать с роботизированными системами без глубоких технических знаний».

Тема импортозамещения стала ключевым драйвером развития. Николай Шадрин отметил, что российские разработки (дельта-роботы, коллаборативные комплексы) уже существуют, но уступают зарубежным по удобству использования. «Для интегратора это не становится критической проблемой, мы умеем с этим работать, — пояснил он. — Но для конечного пользователя удобство системы играет очень большую роль, потому что напрямую влияет на затраты времени».

Шадрин уточнил, что большинство компонентов российских систем закупается в Китае, а в России происходит сборка и адаптация. Интеграторы готовы использовать отечественные решения, но ограничены требованиями к точности, скорости и ресурсу.

Дмитрий Кузьма считает, что уход западных поставщиков стимулировал развитие отечественного ПО. «За последние годы появилось большое количество новых решений. Есть компании, которых раньше просто не существовало, а есть игроки, которые сумели занять лидирующие позиции на рынке. Освободившиеся ниши позволили привлечь инвестиции и запустить множество интересных проектов», — отмечает он.

По его мнению, у России большой потенциал в разработке ПО для роботизированных систем, хотя зависимость от импортных компонентов (аккумуляторы, моторы) сохраняется. «Прежде всего это программное обеспечение для роботизированных систем. Наши инженерные школы всегда были сильны, и качественные программные продукты мы действительно умеем создавать», — уверен Кузьма.

Андрей Казачков также считает ПО главным направлением технологического суверенитета. «ФОРМАТ КОДА» разработала системы WCS/MFCS для управления роботизированной техникой, которые могут дополнять или заменять зарубежные продукты. «Наша система управления робототехникой и складским оборудованием позволяет реализовывать функции оптимизации маршрутов для предотвращения заторов, динамического управления трафиком, мониторинга состояния оборудования, расширенного управления зарядкой и ряд других возможностей. В некоторых проектах она уже способна не только дополнить, но и полностью заменить зарубежное программное обеспечение», — отметил Казачков.

Массовое внедрение робототехники идёт не так быстро, как прогнозировали. Николай Шадрин считает, что главный ограничитель — экономика: компании рассматривают роботизацию как долгосрочную инвестицию. «Заказчики очень внимательно считают сроки окупаемости и понимают, что роботизированные решения — это не история про возврат инвестиций за год, — пояснил он. — Особенно если речь идет не об одном роботе, а о полноценном автоматизированном комплексе, который включает в себя множество элементов инфраструктуры».

Эксперт подчеркнул, что оценивать эффективность нужно комплексно, включая налоги, страхование, спецодежду и другие затраты на персонал. Если сравнивать полную картину, робот практически всегда эффективнее, но срок окупаемости зависит от конкретного процесса.

Дмитрий Кузьма указал на сложность объединения множества технологий в одном проекте. «Чтобы роботизация стала экономически оправданной, роботы должны быть максимально автономными, — говорит он. — А для этого приходится одновременно соединять огромное количество компетенций. Нужны специалисты по программному обеспечению, по электронике, по связи, по машинному зрению, по работе с данными. Всё это должно работать как единое целое». Поэтому рынок движется к модели, когда одни компании создают универсальные платформы, а другие решают прикладные задачи.

Прогнозы экспертов единодушны: роботизация будет ускоряться. Николай Шадрин убеждён, что до 2030 года автоматизировано будет всё, что возможно. «Компании, которые не станут заниматься трансформацией своих процессов, рискуют остаться в прошлом. Любая организация, которая меняется, фактически продлевает своё будущее», — сказал он.

Дмитрий Кузьма ожидает прорывов в логистике и доставке — как на дальних маршрутах, так и на «последней миле». Также будут развиваться направления, где человеку работать сложно или опасно: мониторинг трубопроводов, патрулирование лесов, обнаружение пожаров, поисково-спасательные операции. Роботы станут проникать в повседневную жизнь: автономные курьерские платформы, роботизированные пункты выдачи, сервисные роботы в торговле. «Если еще несколько лет назад человекоподобный робот воспринимался как редкий экспонат технологической выставки, то теперь подобные устройства постепенно становятся частью привычного городского пейзажа», — прогнозирует Кузьма.

Таким образом, роботы уже перестали быть технологией завтрашнего дня. Они становятся частью экономики сегодня — сначала на складах и заводах, затем в логистике, а постепенно и в повседневной жизни каждого человека.