Математика седьмой координаты для роботов*
Выступая на Петербургском международном экономическом форуме, президент России Владимир Путин поставил задачу: «К 2030 году по числу промышленных роботов Россия должна войти в число 25 ведущих стран мира». Обсуждаем пути решения этой задачи с научным руководителем компании НПК АМС Александром Андреевым
Решить задачу, поставленную президентом, непросто: пока Россия по числу установленных роботов отстает даже от таких небольших стран, как, например, Чехия. Ситуация усугубляется тем, что большинство роботов в России — иностранного производства. А ведь одновременно Россия должна решить задачу достижения технологического суверенитета.
ООО «Научно-производственная компания “Автоматизация и модернизация станков”» (НПК АМС) разрабатывает и производит роботы, в первую очередь в интересах промышленности. Мы встретились с ее научным руководителем Александром Андреевым, чтобы обсудить с ним перспективы развития роботостроения в России, проблемы, которые возникают на этом пути, и узнать о разработках его компании.
— Уровень роботизации принято измерять отношением числа установленных в промышленности роботов к 10 тысячам человек, занятых в промышленности. Лидером по этому показателю в мире является Южная Корея — 1012 роботов на 10 тысяч человек в 2022 году.
А лидером по абсолютному потреблению роботов является Китай. По итогам 2022 года больше половины всех роботов, установленных в мире, пришлось на КНР. По данным Международной федерации робототехники, в 2022 году в мире было установлено 553 тысячи роботов, из них в Китае — 290 тысяч.
А мы пока по числу роботов на 10 тысяч человек в промышленности находимся где-то в самом конце списка. Мы не то что в топ-25 не входим, мы даже не входим в зону наблюдения Международной федерации робототехники. По моим расчетам, в России сегодня семь роботов на 10 тысяч человек, занятых в промышленности.
Но сейчас количество установленных у нас роботов растет в арифметической прогрессии. И дело здесь не в том, что президент дал команду. В конце концов, промышленность работает по рыночным законам. Просто созрели условия.
Очень долгое время у нас промышленные роботы практически не устанавливались. Была очень большая пауза после некоего бума робототехники в 1980-е годы, когда Советский Союз стремился следовать общемировой тенденции — ускоренной роботизации производства. Но с начала 1990-х у нас все это было полностью прекращено просто потому, что промышленность стагнировала. Предприятия машиностроения и вообще обрабатывающая промышленность практически ушли от серийного производства. А автоматизация экономически эффективна при серьезных сериях. При малых объемах производства никакое средство автоматизации, в том числе промышленные роботы, не окупается. Поэтому у нас оставались только островки потребления промышленных роботов, прежде всего в автомобилестроении. Основным потребителем чуть ли не пятнадцать-двадцать лет, начиная с 1991 года, был АвтоВАЗ, который к тому же имел у себя собственное производство роботов по лицензии компании KUKA.
Это история, о которой я хотел бы рассказать, потому что она очень поучительна для сегодняшнего момента. В середине 1980-х у компании KUKA была приобретена лицензия для АвтоВАЗа, и на АвтоВАЗе было организовано сборочное производство роботов. Сначала из комплектации, полностью поставляемой из Германии, но в Советском Союзе тогда был взят курс, как это сегодня называется, на импортозамещение, и практически все узлы и подсистемы роботов уже к 1990 году были освоены на разных предприятиях. А АвтоВАЗ делал основные механические компоненты и собирал роботы. И только один блок, а именно центральный вычислитель системы управления роботом, не был воспроизведен. Тогда это была система RCM компании Siemens.
Производство роботов на АвтоВАЗе было организовано в большом подразделении, которое называлось «Производство технологического оборудования», ПТО. Но когда контрольный пакет АвтоВАЗа был продан фирме Renault-Nissan, французы начали постепенно это ПТО сворачивать. Потому что всю конструкторско-технологическую подготовку производства новых моделей автомобилей они отправили к себе во Францию. И ПТО для них стало просто ненужным. Хотя производство роботов примерно до 2010 года все еще на АвтоВАЗе продолжалось.
Показательно, что за двадцать пять лет производства лицензионных роботов на АвтоВАЗе так и не была замещена система управления. Она всегда поставлялась из Германии. Несмотря на то что АвтоВАЗ предпринимал попытки создать свою систему управления роботами, эти попытки, к сожалению, не увенчались успехом. Таким образом, «российские» роботы, производившиеся на АвтоВАЗе и потреблявшиеся в основном самим АвтоВАЗом, всегда оставались, по сути, продукцией иностранного происхождения, потому что ключевая комплектация, определяющая все технические характеристики и функционал роботов, поставлялась из-за рубежа. Пользуясь этим, компания KUKA неоднократно блокировала попытки АвтоВАЗа применить роботы на новых технологических процессах — например, для лазерной сварки или в режиме координатно-измерительной машины. Это делалось в интересах немецких автомобилестроителей — чтобы не развивать конкурента.
Для роботов нужны условия
— А сейчас у нас, на ваш взгляд, созрели условия для развития собственной робототехники?
— В России действительно долгое время не существовало условий для того, чтобы делать собственные роботы. А завозились они из-за границы точечно — под обеспечение каких-то специальных технологий: той же лазерной сварки, полирования лопаток.
Покупались при этом не сами роботы, которые являются комплектующими изделиями, а необходимые для производственных предприятий роботизированные технологические комплексы (РТК) или ячейки, куда входит сам робот, некое периферийное оборудование и много оснастки. Поэтому у нас на рынке, когда начался восходящий тренд применения роботов, появились так называемые системные интеграторы — компании, которые проектируют и поставляют РТК. По сей день они используют импортные роботы. Раньше европейские и японские, а теперь, конечно, китайские. Хотя сейчас появились и российские компании, которые утверждают, что они освоили производство роботов.
АвтоВАЗ еще в 2007–2009 годах реализовывал, кстати совместно с МГТУ «Станкин», проект по разработке оригинальных российских промышленных роботов — серии ТУР, которая копировала модельный ряд компании KUKA. Но они не пошли в серию, потому что экономических условий для этого не было. Собственные роботы были дороже, чем собранные из импортной комплектации по лицензии KUKA. KUKA не отказывалась поставлять ни эту комплектацию, ни готовые роботы. Но сегодня ситуация другая, все европейские и японские компании, которые раньше нам поставляли роботы, с российского рынка ушли.
Теперь нам пришли на помощь китайские друзья, которые совершенно независимо от нас и намного раньше нас начали роботизироваться суперускоренными темпами. Там уже до сотни доходит количество собственных производителей роботов. Кстати, в Европе последние годы объемы потребления роботов падают. Потому что у них стагнирует обрабатывающая промышленность. А в Китае все активно развивается.
Соответственно, наши системные интеграторы, которые раньше брали роботы KUKA и подобные им, стали брать китайские роботы. С китайцами еще почему хорошо работать? Китайцы очень спокойно относятся к своим брендам. Они позволяют на своих роботах писать все что угодно: вы на них можете написать «Русский робот», и все шильдики вам китайцы изготовят на русском языке, и он будет вообще не иметь никаких внешних признаков китайского. Хотя, конечно, если чуть-чуть поскрести, то окажется, что все-таки конструкция и комплектация-то вся из Китая.
В последние годы у нас появились определенные требования к применению продукции российского происхождения — в государственном секторе нашей промышленности, где действует 719-е постановление правительства и где российские производители получают некие преимущества. Там, если есть российский робот, то тогда не моги покупать китайский. То есть сейчас действительно созданы условия для организации собственного производства роботов: поручение президента, экономические кадровые организационные условия плюс протекционистская промышленная политика.
— А когда использование роботов становится экономически эффективным?
— Во-первых, экономическая эффективность робота, как и любого производственного оборудования, естественно, зависит от его цены. Когда-то роботы были очень дорогим удовольствием. Скажем, в Советском Союзе роботизированный комплекс РМ-01 с финским лицензионным роботом PUMA-560 стоил от 80 тысяч рублей. Понятно, что если сравнить это с зарплатой советского рабочего в 200 рублей в месяц, которого робот должен был замещать, то срок окупаемости робота получался десятки лет. В процессе развития промышленной робототехники цена промышленных роботов везде постепенно снижалась — в силу удешевления комплектации, особенно электроники, совершенствования конструкций, уменьшения количества узлов и тому подобного.
Во-вторых, и робот, и любое средство автоматизации эффективны на повторяющихся технологических операциях, то есть начиная с определенного уровня серийности производства. Если наши предприятия многие годы занимались в основном только единичным и мелкосерийным производством продукции, то и не было условий для применения роботов. Но наша обрабатывающая промышленность вышла из застоя и развивается опережающими темпами, особенно последние три года. Серийность многих видов продукции резко выросла. Некоторые предприятия работают уже даже не в три смены, а в круглосуточном режиме, то есть вообще не прерывают производство. Для расширения дров. Сложилась уникальная ситуация, характерная, наверное, только для современной России: робот часто рассматривается не столько как замена имеющегося в наличии рабочего, сколько как альтернатива отсутствующему рабочему, которого просто неоткуда взять.
Следующее важное условие для роботизации — наличие кадров, обладающих соответствующими специальными знаниями и опытом. За то время, пока промышленные роботы у нас практически не применяли, исчезли компетенции. Понятно, что люди не забыли о том, что существуют промышленные роботы, но специалистов, способных оценить их эффективность и грамотно применить в производстве, не стало. Получилось, что, может быть, уже и созрели экономические условия, а оценить и реализовать их некому. И это очень долго было и остается по сей день сдерживающим фактором. Потому что опыта применения промышленных роботов и компетентных специалистов у большинства наших предприятий все еще нет, кроме, может быть, самых крупных производственных компаний. Специалисты только начали появляться.
Есть еще «вечные» условия для роботизации, которые не зависят от экономических факторов. Роботы применяются там, где технологическая операция опасна для человека, или там, где она принципиально не может быть выполнена человеком. Но эти случаи существовали всегда, поэтому единичное применение промышленных роботов у нас никогда полностью не прекращалось, но они довольно редки. Это не условия для массовой роботизации.