×
Реальная цена робототехники

Перед тем как я начну, я хочу сделать важное заявление: я люблю робототехнику! Мне роботы кажутся более крутыми, чем люди, которые лишь изредка производят такое впечатление. Особенно я люблю промышленных роботов – они помогают нам «делать» вещи.

 

Теперь сделаю очевидное замечание: точно так же, как и я, многие люди думают, что роботы в целом и промышленные роботы в частности очень полезны. Некоторые из этих людей занимают высокие должности в различных компаниях и продвигают роботов в своей рабочей среде. Популярность роботов и автоматизированного производства в медиасредствах только увеличивает эту тенденцию.

 

Промышленные роботы

 

Есть масса видео, показывающих, как роботы что-то производят – и медиасредства всегда с энтузиазмом распространяют их. Это приводит к вопросу: почему роботы вновь стали так популярны? Ведь они были способны производить достаточно сложные устройства еще несколько десятилетий назад. Чтобы подтвердить это, достаточно взглянуть на сферы, в которых производятся продукты, которые человек не способен обрабатывать непосредственно: полупроводниковая промышленность, чья продукция слишком мала для человеческих рук, привела к развитию значительных автоматизированных средств или автомобильная промышленность, чьи заводы наполнились роботами еще в 1970-е годы.

 

Так почему же сейчас наблюдается такой всплеск интереса к робототехнике? Потому что сегодня она несет ряд свежих экономических и политических тенденций:

 

  • роботы становятся доступными;
  • любой человек может получить выгоду от приобретения робота;
  • роботы увеличивают эффективность нашего производства;
  • роботы позволят нам усилиться (избежать влияния Китая);
  • мы вновь можем производить вещи в своей стране;
  • мы избавимся от рабочих – они слишком ленивы и дорого стоят, кроме того, подрастающее поколение в любом случае не рассматривает завод как потенциальное будущее место работы.

Хотя все пункты, указанные выше, в той или иной степени правдивы, «плоскость», с которой робототехника освещается в СМИ, искажает ситуацию. После просмотра видео об автоматизации какого-либо завода вам все это кажется великолепным – но это видео никак не показывает, насколько на самом деле сложно и дорого автоматизировать что-либо.

 

Многие люди представляют себе процесс внедрения робота на производства в самом прямом смысле – как просто внедрение готового робота. Вам нужна роботизированная рука на конвейер, вы купили роботизированную руку, вы установили роботизированную руку – готово. Винить людей в этом нельзя – во всех видео они только и видели, что манипуляторы. Если вы слышите словосочетание «промышленный робот», то какая картина всплывает в сознании? Роботизированная рука! Казалось бы, купите себе на производство пару таких – и автоматизация будет успешно завершена. Но все не так просто.

 

Давайте рассмотрим, что от вас потребуется для создания обычной производственной ячейки по сбору чего-либо. Все начинается с того, что вы решаете, что вам нужен робот…

 

Поскольку вы уверены, что вам нужен манипулятор (та самая роботизированная рука), вы начинаете искать соответствующую продукцию – в конце концов вы покупаете манипулятор ABB, KUKA, Toshiba, Epson или любого другого популярного на рынке бренда. В зависимости от марки вы потратите от 30 000 $ до 60 000 $, и тут обнаружится, что несмотря на довольно высокие затраты на одну роботизированную руку, вам только она и достанется – нет основной установки, нет запястья, нет пальцев, каких-либо «глаз» и «мозгов» (к этому моменту мы еще вернемся).

 

Роботизированная рука

 

Дальше вы обнаружите, что просто так установить манипулятор на любое рабочее место не получится.  Это невозможно. Для таких установок нужен специально оборудованный сверхпрочный постамент, который обойдется вам еще в несколько тысяч долларов.

 

Дальше потребуется позаботиться о безопасности – если вам нужно быстрое производство, то вы купили быстрого робота. Его потребуется оградить чем-то вроде клетки, а также вывести кнопки аварийного прекращения работы и разного рода датчики, контролирующие происходящее вокруг робота. За организацию безопасности придется заплатить еще несколько тысяч долларов.

 

После этого настанет время приобрести «концевой эффектор» – это та самая часть, которая присоединяется к роботизированной руке и позволяет ей функционировать. Это может быть хват с пальцами, вакуумная головка, множество маленьких электрических отверток – вариантов масса. Тем не менее с большой вероятностью окажется, что подходящего конкретно под вашу задачу (если она не совсем типовая) концевого эффектора на рынке не окажется. Его придется разрабатывать под заказ – бюджет в данном случае оценить сложно, но стоит такая работа дорого.

 

Человеческие руки способны выполнять очень много разнообразных действий. Эффекторы не такие. Возможно, ваша роботизированная рука должна будет выполнять несколько разных действий – тогда придется оснастить ее несколькими эффекторами, для организации правильной работы которых вам потребуется «устройство автоматической смены инструмента». С таким устройством ваша роботизированная рука сможет быстро менять эффекторы. Плохая новость заключается в том, что стоимость этого девайса может достигать 30 % от стоимости вашей роботизированной руки.

 

Дальше потребуется обеспечить роботу некую «обратную связь» – в большинстве своем соответствующих датчиков у купленных манипуляторов сразу нет, и никакой информации из окружающей среды они не получают. Запускать такого робота в работу нельзя. Эту проблему исправляют разного рода датчики, которые в сумме обойдутся еще в несколько тысяч долларов.

 

Автоматизация производства

 

На этом все не заканчивается. Вспомните – у людей две руки, они берут в одну инструмент, а в другую – объект, с которым будут работать. Но мы-то купили только одну роботизированную руку (конечно, на рынке есть и установка с двумя руками от ABBABB Yumi, но стоит она как две-три «одноруких» модели), так что вам придется придумывать, как закреплять обрабатываемую часть во время производства. Для каждой детали это будет уникальная система, так что это будет отнимать у вас время, хотя по стоимости этот момент не является дорогим.

 

Теперь настало время подумать, как ваш робот будет получать детали и как будет сдавать готовую часть. Роботы пока не обучились самостоятельно ходить на склад за нужными запчастями. На данный момент они представляют собой мастера, который сидит в центре своей мастерской, и все детали ему нужно принести. Причем в случае с роботом их необходимо донести в правильном виде – для мелких деталей, таких как винты, понадобятся «винтовые предъявители», подающие деталь в нужной ориентации, более крупные детали должны поставляться с помощью конвейера. В качестве альтернативы можно, конечно, назначить сотрудника, который будет обслуживать робота. Но это не самый эффективный способ.

 

Следующим этапом будет оборудование вашего робота «глазами». За исключением вышеупомянутой продукции Yumi, большинство роботов прибывают к вам на завод полностью «слепыми».

 

Вам понадобится оснастить своего робота системой компьютерного зрения. которая, как минимум, включает в себя одну камеру и процессор. Также потребуется создать на рабочем месте идеальные условия освещенности: камеры работают не как человеческий глаз – если будет слишком темно или слишком ярко, камера ничего не распознает. В большинстве своем системы компьютерного зрения видят в 2D, хотя на рынке уже появилось несколько систем трехмерного компьютерного зрения, но они стоят слишком дорого. А вам и без того придется потратить на внедрение системы несколько тысяч долларов и много времени на настройку. 

 

Производство с роботами

 

Безусловно, нельзя забывать об электропитании и подаче воздуха. Большинство роботов требуют «промышленного» питания – их невозможно подключить к стандартной розетке. Также ваш робот почти наверняка будет использовать что-то, связанное с воздухом, – вакуумные захваты или что-то подобное, и к таким системам понадобится подавать воздух. Для этого необходимо купить компрессор. Это еще одна строчка в списке затрат на внедрение роботизированной руки.

 

Теперь все это оборудование потребуется подключить к единой системе управления, которая будет закрывать и открывать клапаны, управлять сервоприводами, обеспечивать распознавание изображений и много чего еще. Для этого рабочее место оборудуется программируемыми логическими контроллерами или встраиваемыми компьютерами.

 

И последний, но не по важности, пункт: программирование. Эта часть особенно занимательна. Вам нужно обучить своего робота делать что-то полезное. Тут вас настигнет разочарование – мы все росли на «Звездных войнах» и автоматически полагаем наличие некоего интеллекта у нашего робота. Увы, здесь нас поджидает разочарование. В реальности приобретенный робот ничего не умеет – вам придется обучать его буквально всему. Самообучения там практически нет, так что вас ожидает много труда. Вы будете пробовать разные подходы, настраивать робота, и, когда вам будет казаться, что уже все работает как нужно, вы будете возвращаться и настраивать что-то еще.

 

Все описанные выше шаги предполагают, что вы являетесь профессионалом во многих областях – что, вероятнее всего, неправда, так как это довольно сложно. Даже если вы вдруг обладаете необходимыми знаниями во всех указанных областях – у вас просто не хватит времени. Именно поэтому вам придется нанять компанию, которая соберет вашу систему – и это поднимет стоимость автоматизации примерно в два раза.

 

В конце концов окажется, что роботизированная рука, с которой все началось и которую вы хотели внедрить, является лишь малой частью оборудования, которое понадобится подготовить, настроить и установить, чтобы завершить автоматизацию производства.

 

Теперь пора упомянуть худший момент – все производственные линии, что вы видели в репортажах по ТВ и роликах на YouTube, разработаны для производства какого-то одного продукта. Соответственно, ваша роботизированная рука тоже. И как только вам понадобится производить что-то другое, производственную линию придется полностью переоснащать, что потребует больших затрат.

 

Автомобильная индустрия США в полной мере ощутила на себе все сложности этого пути с их футуристичными сборочными линиями. Прежде чем приступать к автоматизации, посчитайте, не окажутся ли люди дешевле и эффективнее.

 

Значит ли это, что вам нужно отказаться от роботов? Нет! Я уже сказал в начале – я люблю роботов. Есть масса причин использовать их. Мы, люди, непредсказуемы и все меньше хотим работать на заводах. В конечном итоге роботы будут на всех наших производственных линиях. Цель этой статьи – донести до вас, что у реальной автоматизации очень мало общего с картиной, которую рисуют нам СМИ.

 

Перевод: Вячеслав Гладков

 

Оригинал фото: techcrunch, gizmodo, media.digitalarti, bloomberg, emaze