Артем Франич

Внедрить роботов в производство — это нереально дорого

Перед тем, как мы начнём, я вынужден признаться кое в чём. Я люблю роботов! Роботы – это круто. Для меня роботы лучше людей, которые бывают крутыми только от случая к случаю. Особенно я люблю индустриальных роботов. Они помогают производить продукцию. А теперь, пожалуйста, позвольте мне сделать одно очевидное наблюдение: как и я, многие считают роботов крутыми. Многие из этих людей занимают высокие посты в различных компаниях, где они могут распространять любовь к роботам на рабочую среду.


Текущая одержимость средств массовой информации индустриальными роботами и автоматическим производством доводит этих людей до состояния крайнего возбуждения. И я знаю, что они чувствуют, потому что чувствую то же самое. Как иначе я могу себя чувствовать после просмотра видео о производстве моторов для пылесосов Dyson? Это видео источает сексуальную энергию – яркие машины, в унисон выдающие сложнейшие па. Это город чудес, и в нём нет места скучным людишкам.

Сам собой напрашивается вывод: «Сэр Джеймс Дайсон – повелитель роботов». Ну, то есть, до тех пор, пока вы не увидите ролик, запечатлевший производство электрокара Tesla Model S. 

Роботы собирают Model S. Фото: David Butow / The Times

Сейчас в Cети полно видео об этом, их постоянно тиражируют в СМИ. И это приводит меня к вопросу: в чем причина такого бешеного интереса? Роботы уже несколько десятилетий великолепно справляются со своей работой. Достаточно посмотреть на те продукты, производство которых невозможно без помощи машин. К примеру, индустрия полупроводников, где конечный продукт слишком мал для человеческих рук, уже давно строит автоматические производственные базы. А автоиндустрия? Эти ребята стали заполнять заводы роботами еще в 70-х годах прошлого века.

Так почему СМИ внезапно проявили интерес к теме именно сейчас? Потому что сейчас робототехника предлагает целый набор новых экономических и политических заявлений:

  • роботы становятся доступны;

  • любой может выиграть от приобретения робота;

  • роботы повышают эффективность производства;

  • роботы могут вернуть производство на родину (бегите из Китая);

  • мы снова сможем производить вещи у себя в стране;

  • мы избавимся от рабочих — их труд затратен, они слишком ленивы, да и современные дети всё равно не хотят работать на заводах.

Всё вышесказанное в какой-то степени правда, однако простота освещения этой темы в СМИ искажает реальную ситуацию. Вы знаете, насколько сложно на самом деле автоматизировать что-либо? Большинство представляет себе доставку робота на производственную базу буквально как «внести и поставить»: ты покупаешь автоматическую руку, устанавливаешь ее и всё – у тебя есть автоматическая рука.

Эх, если бы всё было так просто.

Давайте посмотрим, что нужно для создания производственной единицы, предназначенной для сборки какого-то продукта

Мы начнём с того, что вы решили приобрести робота. Поскольку мы знаем, что вам нужен автоматический манипулятор, то вы покупаете себе ABB, KUKA, Toshiba, EPSON или любую другую модель, которую вы недавно увидели на шоу робототехники. В зависимости от бренда, вы выкладываете 30000-60000 долларов за штуку. Несмотря на высокую цену, рука остаётся лишь рукой – в ней нет ни торса, ни запястья, ни пальцев, ни глаз. Мозгов тоже нет (мы вернёмся к этому позже).

Далее вы обнаруживаете, что нельзя просто взять и поставить робота на стол. Вам нужна специально созданная сверхпрочная платформа. Такие штуки много весят и стоят несколько тысяч долларов.

Но подождите, есть ещё кое-что. Роботу нужна клетка. Если только это не одна из тех коллаборативных моделей вроде UR-10 от компании Universal Robots. Им разрешено находиться рядом с людьми, они двигаются как инструкторы йоги, вызывая своими движениями сонливость. Если же вам важно делать работу быстро, вы приобретёте быстрого робота, и вот для него может понадобиться клетка. В комплект войдёт оборудование безопасности, вроде кнопки экстренной остановки, защитных сенсоров и так далее. Добавьте к вашей сумме ещё несколько тысяч долларов на установку клетки и дополнительного оборудования.

После этого вам придётся позаботиться о кое-чем под названием «концевой эффектор». Это устройство на конце манипулятора, созданное специально для сборки вашего продукта. Захватные устройства могут быть разными. Это могут быть насадки с пальцами для удержания деталей, вакуумные головки, электрические дрели и множество других специализированных конструкций.

Есть шанс, что вы не найдёте ничего подходящего, и кому-то придётся разработать захват конкретно для вас. Тут вам понадобится много денег.

Человеческая рука универсальна и способна выполнять тысячи разных работ, концевые эффекторы – нет. Вашему роботу, скорее всего, понадобится несколько захватов для выполнения разных работ. Для этого вам может понадобиться устройство автоматической смены инструмента. Это как в японских мультиках: гигантский робот держит базуку, в следующий момент у него уже лазерное оружие в руках.

Кадр из аниме Robot Wars Taisen OG

С системой замены инструмента ваш робот сможет быстро менять, скажем, электродрель на пневмозахват. Проблема в том, что такие устройства стоят очень дорого — порядка 30% от первоначальной стоимости автоматической руки.

Ещё вам придётся дать своему роботу способность чувствовать. Большинство роботов просто двигаются туда, куда им говорят, и неважно, сколько предметов при этом они снесут по дороге. Типичная автоматическая рука чувствительна не более крабьей клешни (крабы, не обижайтесь). Дополнительное сенсорное оборудование решит эту проблему до определённого предела, но будет стоить ещё несколько тысяч долларов.

Подождите, мы ещё не закончили. Вам понадобится что-то для удержания деталей, над которыми ваш робот работает. У людей две руки. Они могут держать в одной руке дрель, а другой — удерживать деталь. Попробуйте сделать это одной рукой. Вряд ли у вас что-то получится. Робот окажется именно в этой ситуации. Только если, конечно, вы не решите приобрести симпатичную двурукую модель ABB Yumi (правда, ничего симпатичного в её цене нет — вы можете приобрести за эти же деньги два или три манипулятора).

Робот ABB Yumi

Поэтому, для того чтобы удерживать «детали в производстве» на месте, вам понадобятся крепления и конструкции, уникальные для вашего конкретного продукта.

После этого шага вам придётся подумать о том, где робот будет брать детали для работы и куда будет складывать плоды своего труда. Роботы, к сожалению, не могут пока, как люди, бегать по складу в поисках материалов для производства. В этом отношении они похожи больше на мастера-ремесленника, который сидит посреди мастерской и ждёт, пока ему принесут материалы для работы. Для маленьких деталей, вроде шурупов, вам может понадобиться «автоматический податчик», который будет «подавать» их под правильным углом. Для подачи крупных деталей понадобится конвейер или другие способы доставки. Для выполнения этой задачи можно нанять человека, который будет снабжать робота деталями для сборки, пытаясь параллельно ответить на философский вопрос: «Кто на кого в таком случае работает: я на робота или он на меня?»

Теперь нужно снабдить механического монстра глазами. За исключением вышеупомянутого Yumi, который похож на мутанта с глазами на руках, большинство машин поставляются абсолютно слепыми. Вы должны будете установить систему визуального распознавания, состоящую из одной или нескольких камер и блока обработки информации. Вам также придется установить идеальное освещение. Дело в том, что камеры не похожи на глаза. Чуть больше или меньше яркости, чем нужно, и система не будет работать. Большинство роботов видят в 2D. У некоторых современных моделей есть объемное зрение, но такие системы непозволительно дороги. Хорошая система обработки визуальной информации будет стоить несколько тысяч долларов, плюс вы потратите кучу времени на ее доведение до рабочего состояния.

Не забудьте также об обеспечении робота воздухом и электричеством. Большинству роботов недостаточно обычной домашней розетки — им нужен «индустриальный» источник электроэнергии. Кроме того, у вашей системы почти наверняка будут пневматические захваты, которым нужен будет «воздух». Обычно роботы не поставляются с компрессорами, поэтому вам придётся купить и установить компрессор. Это дополнительные затраты.

Ну что, мы готовы? Нет! Всё дополнительное оборудование, которое вы приобрели, придётся подключить к единой системе управления, которая будет контролировать клапаны, активировать сервомоторы, определять расположение продукта и так далее. Такая работа выполняется, как правило, программируемым контроллером или встроенным компьютером.

Ну и последнее, но не менее важное — программная начинка. Эта часть может быть веселой — вам придётся научить своего робота делать хоть что-то полезное. Привет, разочарование!

Мы все выросли на «Звездных войнах», поэтому приписываем механическим помощникам разумность и практически волшебные способности. Забудьте об этом. На самом деле, роботы абсолютно тупы. Вам придётся обучить их каждому движению. Самообучения для роботов пока не существует, поэтому работать нужно будет много. А когда вы уже будете думать, что всё сделано, вы вдруг обнаружите себя за повторной настройкой автомата.

Все вышеперечисленное требует невероятных профессиональных знаний во множестве областей, и, скорее всего, у вас таких знаний не будет. Даже если вы и обладаете необходимыми навыками, вряд ли у вас будет время разбираться со всеми этими проблемами. Так что для сборки и настройки системы вы, скорее всего, наймёте компанию. Стоимость её работ будет в два раза выше, чем вся потраченная на детали сумма денег.

В конце концов, вы поймёте, что автоматический манипулятор, с которого вы начинали своё «путешествие» — всего лишь маленькая часть оборудования (его список нужно продумывать заранее), которое необходимо установить и настроить во имя автоматизации производства.

Теперь вы видите, чего стоило сэру Дайсону и Илону Маску наполнить свои фабрики сотнями роботов? Это потребовало моря работы, сотен тысяч часов планирования, дизайна и десятков миллионов долларов затрат на оборудование.

А теперь о худшем. Все эти футуристические производственные линии, что вы видели по телевидению и на YouTube, производят только один продукт. Замените его, и вам придётся менять всю производственную линию. Недостаточно приказать роботу «перестать делать это и начать делать то завтра утром». Вы начинаете переоборудовать линию, а переоборудование обходится дорого.

Американская автоиндустрия с её футуристическими роботами научилась всему на горьком опыте, в то время как японцы, которых мы обычно с роботами ассоциируем, не пороли горячку и продолжали использовать производственные группы, состоящие из людей. Будьте осторожнее. Перед тем как ступить на путь автоматизации, посчитайте, сколько лет вы сможете платить своим людям зарплату, если не вложитесь в свой маленький роботический производственный проект.

Я надеюсь, что не отпугнул вас от робототехники совсем. Я очень люблю роботов, роботы невероятно круты, и существует множество причин их использовать. Мы, люди, слишком непредсказуемы и сложны, и чем дальше, тем меньше людей согласны работать на заводах.

Автоматизация грядет, и роботы рано или поздно захватят производственные линии. Я просто хочу, чтобы вы поняли: современные роботы не похожи на тот красивый образ, который рисуют нам СМИ. Соблюдайте осторожность и будьте готовы раскошелиться.

Изображения: Shutterstock.

Источник.


Об авторе: Дмитрий Слепов — сооснователь и управляющий директор компании Tibbo Technology, контрибьютор TechCrunch.


Материалы по теме:

Роботы уже придумывают собственные шутки

Мягкие и приятные на ощупь роботы будущего

Как мягкие роботы захватывают рынок

11 робо-стартапов, о которых нужно знать

Видео по теме:


comments powered by Disqus

Подпишитесь на рассылку RUSBASE

Мы будем вам писать только тогда, когда это действительно очень важно