«Железо» против четвертой промышленной революции
Роботы и 3D-принтеры — техника, в которой футуристы увидели базу Индустрии 4.0, — пока не может соперничать с производственной основой предыдущего промышленного уклада по универсальности и доступности
Еще недавно весь деловой мир готовился немедленно, уже в начале второго десятилетия XXI века, вступить в новую промышленную эру. Грядущую экономику самоуверенно назвали Индустрией 4.0, подразумевая, что речь идет ни много ни мало о промышленной революции, четвертой по счету. Правительства с энтузиазмом принимали соответствующие программы. Многочисленные стартапы выводили на рынок экзотические образцы новых технологий печатания всего «по заказу» на 3D-принтере — от индивидуальных стелек для обуви до многоэтажных домов. Предприятия стали примерять на себя модель полностью автоматизированных и роботизированных линий, где без участия человека сырье превращается в готовый продукт: на входе — корова, а на выходе — колбаса. Медиа взахлеб обсуждали трансформацию общества, в котором индустриальное производство будет отчуждено от человека.
Однако реальность, похоже, не торопится следовать за нашими прогнозами. Человечество незаметно вступило в «революционную» декаду, а новая промышленность все еще проигрывает старой, концентрируясь лишь в нескольких отраслях и оставаясь игрушкой крупнейших игроков.
О том, почему буксует роботизация и «принтеризация» производства, рассказывает Роман Копосов. руководитель направления «Стратегическое планирование» ГК «Институт тренинга — АРБ Про».
— Почему о 3D-печати и робототехнике можно говорить как о несостоявшихся технологических прорывах?
— Я бы сказал, что эти технологии не вызвали революцию в обозримом промежутке времени и в глобальном масштабе. Скажем, интернет как система смог повлиять на огромное количество отраслей, в первую очередь на интернет-почту, уничтожив рынок коротких и быстрых отправлений. И несмотря на то, что в конце 1990-х — начале 2000-х годов рынок пережил крах доткомов, в итоге интернет радикально изменил потребительское поведение и возникла онлайн-экономика.
Одним из признаков технологической революции является взрывной рост, когда та или иная технология и все продукты, сервисы, с ней связанные, растут на 60, 100, 150 процентов в год и за несколько лет занимают до 5060 процентов разных рынков. И такое происходит в технологиях виртуальной дополненной реальности, там были темпы роста 7075 процентов. Но если взять ту же робототехнику, то американский рынок растет год от года на 1520 процентов — это не взрывной рост, а такое хорошее эволюционное развитие. В России выручка крупнейших игроков, которую мы смогли посчитать, за 2019 год выросла на 46 процентов, за 2020-й — на 3,2 процента, по понятным причинам. В целом по миру объем производства промышленных роботов постоянно растет, и в 2019 году их было выпущено 373 тысячи штук.
Фактически эта технология развивается давно и постепенно, охватывая определенные отрасли и массовые, стандартные, многократно повторяющиеся операции, не требующие особого интеллекта, с которыми робот может справиться лучше человека: резка, сварка, покраска. Если и можно с какой-то степенью допущения сказать, что где-то робототехника произвела революцию, то, наверное, это автомобильное производство и потребительская электроника, то есть там, где высока цена ошибки и большие объемы выпуска.
— Если говорить не о количественных, а о качественных изменениях, что мы понимаем под революцией в робототехнике?
— Полное выключение человека из рутинных операций и передача их машине. Понятно, что решение об этом всегда принимается исходя из двух параметров — доступность технологии и экономика, то есть влияние на снижение цены и рост скорости производства, улучшение качества, что сопровождало первую, вторую, третью промышленные революции. Но на сей раз резкого скачка в так называемую Индустрию 4.0 не произошло. Даже про автомобильное производство нельзя сказать, что оно полностью автоматизировано, поскольку помимо сварки, покраски, перекладывания деталей с одного технологического участка на другой есть сборка кузова, и она все еще делается во многом человеком.
— А что произошло с 3D-печатью, ведь несколько лет назад казалось, что еще немного, и мы будет печатать всё и вся?
— Пока 3D-печать — это нишевая история из-за определенных минусов технологии. Первое: до сих пор время печати очень длительное. Только одна компания в мире, NEXA3D, смогла радикально увеличить скорость печати, до 20 раз. Но пока их технология защищена патентом. Второе: принтеры не универсальны с точки зрения используемых материалов. Если нужно печатать пластиком — это одна технология, если печатать полиамидом — другая, если речь идет о металле (это может быть сталь или алюминий), нужен специальный принтер. В России есть три-четыре производителя 3D-принтеров, всерьез занимающиеся металлом, но этим пользуется ограниченное число компаний. Скажем, при протезировании зубов все врачи и техники уже пользуются не оттисками, а 3D-сканированием, потому что это быстрее и точнее, но мало кто может напечатать металлическую часть коронки — это дороже и требует другого подхода к обучению персонала. И третий минус — очень ограниченное пространство для построения модели. Это примерно 3035 сантиметров в кубе. Правда, есть принтеры, способные строить модели по полметра, и есть такие, которые могут строить детали от метра и больше, но это исключения. Эти минусы и определяют то, что поле применения 3D-печати пока ограничено.
Хайп вокруг печати
— Откуда тогда взялись недавние революционные ожидания, связанные с 3D-печатью?
— Просто в 20102015 годах, когда сроки патентов на основные технологии 3D-печати начали уже истекать, на рынке появилось множество стартапов. Огромное количество молодых компаний взяли на вооружение эти технологии и стали запускать аналоги устройств от родоначальников этого направления — компаний 3D Systems и Stratasys. Были также популярны краудфандинговые площадки Indiegogo, Kickstarter, на которых появлялись новые компании с интересными 3D-принтерами. Эти устройства были дешевле, они уронили цены на рынке. А с появлением открытого рынка 3D-печати снизились цены на расходные материалы. В пределе самый дешевый принтер, который можно было собрать своими руками, стоил 150 долларов в Китае.
Доступность и большой интерес к этой теме со стороны бизнеса получили максимальную огласку, в том числе благодаря основателям этих компаний, технологическим журналистам, то есть это хорошо подпитывалось. Сформировались чрезмерные ожидания: все думали, что 3D-принтеры создадут принципиально новую систему производства — по запросу. Я очень хорошо помню, как UPS купила сто 3D-принтеров от компании Stratasys и поставила их в огромном хабе, заявив интересный сервис производства по запросу. Любую пластиковую деталь определенных размеров можно было изготовить и доставить в течение 24 часов. Но не так много клиентов этим воспользовались. Перехода от массового производства на конвейерах максимально однотипных изделий к 3D-печати, где была бы максимальная кастомизация, не произошло. Отдельные попытки есть. «Адидас» пробовал печатать стельки, но проект не получил развития. На 3D-принтере они также производят сетчатые подошвы, но на них поступает очень много жалоб от потребителей, потому что в сетчатой подошве застревает много грязи.
В новостях пяти-семилетней давности предрекалось также, что с помощью 3D-печати будут строить дома. Почти все стартапы такого рода находятся либо в США, либо в Европе, либо в ОАЭ и получают финансирование там, где это проще реализовать. Но мы не видим взрыва трансформации на строительном рынке. То же касается печати органов. Много было новостей о выращивании клеток щитовидный железы компанией 3D Bioprinting Solutions, но серьезных прорывов там тоже нет.
Помимо скорости печати технология 3D-принтинга требует развития с точки зрения точности, гладкости поверхности, которая должна получиться, потому что, когда вы печатаете слоями, получается ребристость. По факту сейчас 3D-принтинг — это простой станок, как и станок с ЧПУ, актуальный для определенного рода задач и применений.
— Какие задачи 3D-печать решает лучше всего?
— Первое — это макеты и прототипы, для чего она и предназначалась. Кроме того, 3D-принтеры начали использовать в производстве изделий небольших размеров с объемом партии до 250 штук. Если речь идет о больших партиях, то все еще выгоднее использовать технологии литья под давлением в изготовленную матрицу. Хотя в России ее изготовление может занять от нескольких недель до нескольких месяцев. И третий вариант частого использования 3D-принтинга — это ремонт сломанных узлов в оборудовании. Например, на заводе «Юнилевер» в России в производственную систему вшиты технологии, позволяющие очень быстро печатать изделия из пластика. Ломается пластиковый элемент внутри производственного агрегата, и вместо того, чтобы заказывать деталь на стороне, в то время как простаивает вся линия, они могут за несколько часов сделать на 3D-принтере самостоятельно новые детали.