Промышленные роботы: 9 трендов развития

Эксперты прогнозируют развитие сразу в нескольких направлениях

Несмотря на сложное начало 2020 год обещает стать прорывным в развитии промышленной робототехники. Новые идеи, совместные проекты ведущих разработчиков и развитие технологий, с одной стороны, и рост спроса, с другой. Промышленники извлекли уроки из COVID-19 и собираются ускорить автоматизацию бизнеса.

В 2019 году наблюдался рост спроса на промышленную робототехнику. По данным Ассоциации робототехнической промышленности (Robotic Industries Association, RIA) только в третьем квартале 2019 года количество заказов на роботов выросло на 5,2%, было заказано 23 894 роботизированных устройства на сумму 1,3 миллиарда долларов. И потенциал роста спроса на промышленную робототехнику высок. Глобальный рынок промышленной робототехники к 2024 году достигнет $ 40,75 млрд, прибавляя в среднем по 14,11% ежегодно. По прогнозам Международной Федерации Робототехники (The International Federation of Robotics, IFR), с 2020 по 2022 год на заводах по всему миру будет установлено почти 2 миллиона новых промышленных роботов.

Прогнозы эксперты обосновывают целым рядом факторов.

Одним из драйверов роста спроса на промышленных роботов станет автомобильная отрасль - развитие беспилотников и электромобилей потребует создания новых и переоснащения старых производств современными робототехническими системами.

Второй драйвер - проникновение цифровых технологий в большинство отраслей и реализация идей Четвертой промышленной революции во многих регионах мира.

Третий - инновации в промышленной робототехнике, анонсированные лидирующими разработчиками - Yaskawa, ABB Ltd, Kawasaki Heavy и Denso Corporation - и связанные с развитием коллаборативных роботов.

Четвертым драйвером роста спроса на промышленную робототехнику стал стресс-тест, который пережили компании в период пандемии COVID-19.

Разработчики продолжат активно внедрять технологии искусственного интеллекта для расширения возможностей роботов выполнять новые, ранее недоступные им операции. Технологии искусственного интеллекта в сочетании с передовыми роботизированными системами потенциально помогут предприятиям определить критические области для автоматизации.

Пока профессиональные программисты необходимы для внедрения и перенастройки роботов на производствах, но разработчики сосредотачиваются на создании более совершенных интерфейсов, простых в использовании систем и программного обеспечения, позволяющих операторам самостоятельно перенастраивать роботов, гибко реагируя на требования рынка.

По словам генерального директора Rockwell Automation Блейка Мора, главной тенденцией в области автоматизации является сближение IT и OT-технологий.

Например, Vectis Automation разработала робота-сварщика, выполняющего все виды сварочных работ. Программное обеспечение позволяет простому рабочему перенастраивать робота, обходясь без квалифицированного инженера.

Цифровые датчики в сочетании с интеллектуальным программным обеспечением допускают интуитивные методы обучения, так называемое «Программирование демонстрацией». Задача, которую должна выполнить рука робота, сначала выполняется человеком: он буквально берет руку робота и “учит” ее делать определенные движения. Эти данные затем преобразуются программным обеспечением в схему работы робота-манипулятора.

В будущем инструменты машинного обучения позволят роботам учиться методом проб и ошибок или с помощью видео и самостоятельно оптимизировать свои движения.

Сотрудничество человека и робота - еще одно перспективное направление в робототехнике. Число внедрений коботов продолжает расти. По прогнозам ABI Research, к 2030 году рынок коботов достигнет $11,8 млрд (против $711 млн в 2019 году), составив 29% всего рынка промышленных роботов.

В настоящее время наиболее распространены системы “общего рабочего пространства”, когда робот и оператор работают рядом друг с другом, выполняя задачи последовательно. Системы, в которых человек и робот работают одновременно над одной и той же деталью, сложнее. Исследования и разработки (НИОКР) направлены на методы, позволяющие роботам взаимодействовать с человеком в режиме реального времени. Команды разработчиков стремятся создать коботов, подобных людям, отзывающихся на голосовые команды, понимающих жесты и способных угадывать намерения человека по его движениям. Благодаря современным технологиям сотрудничество человека и робота уже имеет огромный потенциал для компаний всех размеров и отраслей.

Окончательно потеряет смысл противопоставление коботов и промышленных роботов. Каждый вид займет свою нишу - решение производителей будет зависеть от того необходимо ли участие человека в производственном процессе и с какой скоростью должен работать робот. Коботам сложно справляться с задачами в традиционных промышленных условиях из-за ограничений скорости и грузоподъемности, традиционные промышленные роботы, оборудованные современными датчиками, повышающими безопасность их работы, сохранят свои “рабочие позиции”, но коботы найдут свое место в малых и средних производственных компаниях, возьмут на себя более тонкие операции, например, полировку, сварку и уход за станками с ЧПУ.

В 2020 году состоятся крупные сделки, когда крупные компании будут приобретать преуспевающих разработчиков робототехнических систем, как это произошло в случае Amazon и Kiva Systems. Крупные разработчики будут также объединять усилия для разработки инновационных робототехнических решений - так ABB Ltd и Kawasaki Heavy Industries уже объявили о совместном проекте по разработке двурукого кобота-манипулятора. Ведущие разработчики также будут покупать технологии и создавать гибридные решения.

В частности, продолжит развиваться направление мобильных роботов-манипуляторов (мобильный робот с колесами и роботизированной рукой).

Промышленные роботы являются центральными компонентами цифрового и сетевого производства в Индустрии 4.0, и важно, чтобы они могли общаться

друг с другом, независимо от производителя. Так называемая «Спецификация OPC Robotics Companion», разработанная совместной рабочей группой VDMA и Open Platform Communications Foundation (OPC), определяет стандартизированный общий интерфейс для промышленных роботов и позволяет промышленным роботам подключаться к промышленному Интернету вещей (IIoT). Цифровая связь роботов, в том числе применение облачных технологий поможет внедрить новые бизнес-модели: например, аренду роботов («Роботы как сервис»). Модель особенно привлекательна для малых и средних предприятий, не имеющих достаточного капитала для покупки роботов и их обслуживания.

К 2025 году 25% всех промышленных операций будут выполнять машины. Возможно, процент роботизированных производств будет и более высоким, если рынок с энтузиазмом воспримет идеи компании KUKA, предлагающей мыслить не отдельными процессами и роботами, а использовать универсальные роботизированные ячейки, состоящие из нескольких роботов, способных выполнять самые разные операции, взаимодействующих между собой и способных самостоятельно перенастраиваться под задачу. Разработчик предполагает, что из таких ячеек как из конструктора можно будет собирать целые заводы любой специализации - ячейки легко адаптировать под специфику продукта.

Несмотря на сложное начало 2020 года, эксперты позитивно оценивают перспективы развития промышленной робототехники в этом году. Разработчикам остается семь месяцев, чтобы оправдать ожидания. Но, думаю, что реальность окажется гораздо фантастичнее прогнозов.