Современное производство трудно представить без автоматизации и промышленных роботов. Они заменяют человека на сложных и опасных работах, а еще повышают производительность и снижают затраты, что дает мощный толчок к дальнейшему развитию предприятий и промышленности в целом. Генеральный директор российского подразделения компании KUKA Дмитрий Капишников рассказал «Хайтеку» об истории компании и о том, почему роботы — это оптимальное решение для производства любого уровня, от мировых гигантов до бизнеса в гараже.
Дмитрий Капишников — генеральный директор российского подразделения KUKA. Закончил Будапештский университет технологии и экономики и МГТУ Станкин. С продукцией компании познакомился еще в МГТУ, где учился по специальности «Робототехника». По роботам KUKA Дмитрий защищал выпускную работу в магистратуре. В компании работает с 2011 года.
KUKA — компания-производитель промышленных роботов и систем автоматизации производственных процессов с оборотом более 3,5 млрд евро и штатом более 14200 сотрудников, штаб-квартира находится в Аугсбурге. Является одним из трех ведущих поставщиков промышленных роботов для автомобильной промышленности на мировом рынке. Имеет 25 дочерних компаний в США, Мексике, Бразилии, Японии, Китае, Корее, Тайване, Индии и почти всех европейских странах. Название компании KUKA является сокращением от Keller und Knappich Augsburg.
Компания KUKA была известна еще в Советском Союзе — немецких роботов использовали на предприятиях отечественного автопрома. Сегодня промышленные робототехнические устройства выполняют сварочные и укладочные работы, занимаются паллетированием. KUKA также сотрудничает с компаниями по производству и поставкам высокотехнологичного оборудования.
На базе роботов KUKA создаются модели под конкретные нужды заказчиков. Например, Forcus Robotics реализует оборудование для упаковки и паллетирования готовой продукции, которое используют на производстве «Русского сахара» компании «Русагро». А компания «Альфа-Интех» на базе роботов из Германии разработала комплекс для сварки колонн для концерна «Силур» в Екатеринбурге.
От печатных машин до революционных роботов
KUKA была основана еще в конце XIX века, в 1898 году. Ее основателями стали выходцы из Аугсбурга — Иоханн Йозеф Келлер и Якоб Кнаппиш. Сначала компания занималась выпуском ацетилена для сварки и производством недорогих светильников. Но спустя некоторое время производство переключилось на выпуск техники. Среди продуктов KUKA были и печатные машинки, и кузова для машин по сбору мусора со специальным прессом. Этот пресс, кстати, был авторским изобретением. Так или иначе, деятельность компании всегда лежала в сфере инноваций и автоматизации. В 50-х годах прошлого века KUKA создавала автоматизированные линии контактной сварки для автопрома.
Курс на производство промышленных роботов был взят в 70-х годах. Тогда компания купила робота в США для собственных нужд. Оценив эффективность и удобство устройства и разобравшись с принципами его работы, инженеры компании решили, что могут выпускать похожих роботов самостоятельно. Заодно они доработали механизм, сделав робота проще и эффективнее. В 1973 году KUKA выпустила первого робота FAMULUS. Новинка произвела революцию на рынке — до этого никто не выпускал роботов с шестью электроприводами. «До этого роботы были с гидроприводами. Плюсы электропривода заключались в точности. Робот стал не просто механизмом перемещения, как кран, а именно точным механизмом», — объясняет Дмитрий Капишников.
В 60-е годы советское правительство обратилось в ФРГ с просьбой помочь автоматизировать первые линии АвтоВАЗа. С этой задачей немецкие инженеры справились. А первый робот KUKA был куплен в 1986 году на завод КамАЗ. Стоит отметить, что эти механизмы успешно эксплуатируются до сих пор.
Долгое время компания KUKA специализировалась преимущественно на автопроме. Пока в 2009 году генеральным директором не стал инвестбанкир Тилл Ройтер. Он почти полностью сменил руководителей подразделений и команду менеджеров, расширил сферу деятельности и заключил контракты с американскими и азиатскими компаниями. В 2016 году 95% акций купила китайская компания Midea.
Сегодня KUKA — один из ведущих мировых поставщиков промышленных роботов. Основные конкуренты на мировом рынке — FANUC и ABB. Среди клиентов KUKA — такие мировые гиганты, как Audi, BMW, Boeing, ИКЕА, Coca-Cola и многие другие.
Midea — китайская компания, основанная в 1968 году. Специализируется на производстве бытовой техники. Штаб-квартира находится в городе Шунде, представительства есть в 23 странах.
Fanuc — японская компания, производящая оборудование для промышленной автоматизации. Специализируется на трех направлениях: ЧПУ и лазерное оборудование, станки, промышленные роботы.
ABB — совместная шведско-швейцарская компания, основанная в 1988 году путем слияния двух компаний — шведской ASEA и швейцарской Brown, Boveri & Cie. Специализируется на энергетическом машиностроении, технологиях автоматизации и индустриальной робототехнике.
Немецкие роботы, работающие на российских началах
В России подразделение KUKA официально появилось в 2007 году, еще до того, как в компании начались глобальные преобразования. Первый офис был открыт двумя годами ранее на базе крупного машиностроительного вуза — Московского государственного технологического университета Станкин. Несколько сотрудников KUKA отправились в Россию, чтобы сделать первые шаги на российском рынке. Постепенно сформировался штат специалистов, из которого позже был создан полноценный офис компании.
Российское подразделение KUKA относительно небольшое. В основном это профильные специалисты, занятые на сервисе, в технической поддержке и продажах. Все они прекрасно знают робототехнику изнутри, при этом понимая отраслевую специфику каждого клиента — от автозавода до фармкомпании. Новые кадры KUKA ищет через рекрутинговые агентства.
«Финансы, логистику и прочее мы предпочитаем держать на аутсорсе. Конечно, это дороже, но такой формат работы дает более качественные результаты — ведь мы обращаемся к коллективам профессионалов, которые комплексно и со знанием рынка смотрят на поставленные задачи», — объясняет Дмитрий Капишников.
Успешной работе российского офиса KUKA, по словам Дмитрия, способствуют исторически тесные связи между двумя странами. С конца 90-х и до середины 2000-х роботы компании выпускались в России по лицензионному соглашению на Волжском автомобильном заводе.
В России роботы пока используются достаточно узко и мало, однако в мире практика их применения очень разнообразна. На предприятиях автопрома их используют не только при производстве, но и при испытании машин. Например, на заводе Volvо роботы KUKA помогают тестировать эксплуатационные свойства автомобильных сидений. Робот удерживает манекен человека в сиденье с помощью манипулятора и симулирует разные движения и температурные режимы. Таким образом проверяется износостойкость и прочность материалов сидения. На заводе по производству пластмасс робот с помощью манипулятора достает готовые детали из лотка и особым образом размещает и поворачивает их перед системой визуального контроля качества таким образом, чтобы вся поверхность попала в поле видимости.
Роботы, которых можно установить даже в гараже
Цель российского подразделения, как и головного офиса компании — расширение сферы влияния и производство роботов для разных отраслей промышленности.
«Наш подход — это взгляд со стороны заказчика, подробный анализ его проблем. Именно так мы можем адекватно решить задачи, с которыми нам предлагает справиться клиент», — объясняет Дмитрий.
При этом масштаб производства, для которого производятся и поставляются роботы, значения не имеет. Среди клиентов российского подразделения есть и промышленные гиганты, например, АвтоВАЗ, и небольшие компании малого бизнеса — производители металлических дверей, мебели и строительных смесей.
«С одной из таких компаний у нас был интереснейший опыт сотрудничества. К нам обратился владелец термопластавтомата — установка по изготовлению продукции стояла у него в гараже, — рассказывает Дмитрий. — Заказчик решил расширить производственные мощности и сначала нанял рабочих. Но он быстро понял, что процесс можно автоматизировать с помощью роботов: это избавит от ошибок, простоев, а также удешевит процесс и позволит сделать работу установки практически круглосуточной. В итоге с роботом KUKA заказчик получил систему, которая позволяет просто засыпать гранулы пластика на ночь, уйти спать, а наутро получить коробку готовых изделий».
Еще один кейс компании — трансформация рынка стеллажных балок. Еще 10 лет назад на рынке было множество производителей, примерно 1 000 компаний имели одинаковый размер, оборот и клиентуру. Но небольшая часть из них восемь лет назад стала использовать роботов на производстве и молниеносно получила конкурентные преимущества: выпуск продукции стал гораздо быстрее, сами продукты — дешевле и качественнее. Теперь эти несколько производителей — крупнейшие игроки, они даже экспортируют свои изделия на европейский рынок. Остальные безнадежно отстали, не смогли конкурировать и постепенно уходят с рынка.
Среди клиентов компании по-прежнему много предприятий автопрома. Например, заводы Ford, Porsche, BMW и даже Tesla. В России роботы KUKA используют на заводах АвтоВАЗ и КамАЗ. Это антропоморфные роботы грузоподъемностью до тонны, которые могут выполнять большинство сборочных операций и паллетирование. Кроме поставки отдельных моделей роботов, у компании есть пакетные предложения: клиенту поставляют систему управления и ПО к нему. В 2018 году KUKA поставила на российские предприятия около тысячи промышленных роботов. Среди российских компаний-лидеров по роботизации Дмитрий выделяет Тихвинский вагоностроительный завод. В создании вагонов там задействовано более 80 роботов, а производственный цикл считается в минутах.
Недавно KUKA подключилась к решению вопроса роботизации банковской сферы. Для компании это своеобразный вызов — предстоит разработать проект, аналогов которому до сих пор не было. Суть его в том, чтобы автоматизировать процесс подсчета и сортировки банкнот, который кассиры и инкассаторы до сих пор выполняют вручную.
Люди, задействованные на этой монотонной и требующей высокой концентрации работе, трудятся под охраной и наблюдением камер, что создает не самую приятную атмосферу для работы. В KUKA поступил запрос о передаче этого процесса роботам. По мнению инженеров компании, автоматизированный процесс будет быстрее и проще, не нарушая требований безопасности. Следующий этап — интеграция в автоматизированный процесс логистики денежных средств.
Законы робототехники в действии
Более полувека назад Айзек Азимов сформулировал три закона робототехники, тогда массовое участие роботов в повседневной жизни еще относилось к разряду научной фантастики. Первый и самый главный закон гласит, что робот не может причинить вреда человеку. Руководители и инженеры компании KUKA стараются следовать этому принципу.
Одна из новейших разработок компании — коллаборативные промышленные роботы iiwa (от англ. intelligent industrial work assistant, «умный помощник для промышленных работ» — «Хайтек»). Эти устройства предназначены для совместной работы с человеком при выполнении особо точных сборочных операций. При этом совместная работа не предполагает использование каких-то защитных ограждений, поэтому необходимо особенно тщательно заботиться о безопасности человека и свести риск несчастных случаев к минимуму.
Первой жертвой промышленного робота стал Роберт Уильямс в 1979 году. Из-за сбоя в ПО робот не снял со стеллажа изготовленную деталь. Когда рабочий поднялся за ней сам, его убила автоматизированная рука весом в тонну. Расследование показало, что причиной трагедии стала слабая техника безопасности и отсутствие звуковых сигналов, которые предупреждали бы о присутствии человека.
В 1981 году японец Кендзи Урада погиб, когда робот, которого он ремонтировал, столкнул его в дробилку. Расследование показало, что инженер предварительно отключил технику, но затем случайно снова задел тумблер и активировал механизм. По технике безопасности контакт с включенным роботом должна была предотвращать специальная решетка. Но судя по тому, что она была опущена, тумблер включился уже после того, как инженер оказался за оградой.
В 2015 году Ванде Холбрук, работавшей на заводе по производству автозапчастей, робот раздробил голову. Свидетелей произошедшего не оказалось, расследование установило, что рука робота дотянулась до секции, где работала Ванда, и попыталась установить ее голову в специальный зажим для детали. Как роботу удалось достать до соседней секции, оказалось невыясненным (считалось, что это невозможно). Равно как и объяснить, почему он попытался установить в зажим еще один предмет, когда там уже находилась деталь. Ванду нашли без сознания, через 40 минут после аварии она скончалась.
«Это не значит, что коллаборативный робот должен быть мягким, человекоподобным и милым, — поясняет Дмитрий. — Робот должен иметь обтекаемую форму без зазоров или с такими технологическими зазорами, чтобы не защемить руку человека. Естественно, роботы должны быть оснащены датчиками в каждой из осей, которые будут анализировать положение устройства относительно человека, останавливать его при приближении человека. Фактически робот должен стать рукой человека, такой же чувствительной, но более точной и сильной».
Одним из примеров такого робота стал помощник археолога, представленный на международной выставке в мае 2015 года. Он может выполнять тонкую работу, требующую использования мелкой моторики, в круглосуточном режиме — снимать грунт, очищать окаменелости. Также робот может делать снимки HD-качества и проводить радиоуглеродный анализ.
Роботы — помощники, а не конкуренты
По словам Дмитрия, роботизация не сможет вытеснить человека с рынка труда. К тому же, в России плотность использования роботов пока очень низкая — в 2018 году она составила 4 робота на 10 тыс. работающих по статистике Международной ассоциации рынка робототехники. Для примера, лидеры по этому показателю — Корея и Германия, где цифры достигают 600 роботов на 10 тыс. работающих. Основная цель устройств на производстве — избавить человека от монотонных, физически тяжелых и опасных операций. Поскольку ту же цель преследуют облачные технологии и ИТ-отрасль в целом, они также становятся элементами роботизации.
По данным Международной федерации робототехники, в 2018 году мировой рынок промышленных роботов достиг 422 тыс. единиц и $16,5 млрд. Рекордсменом роботизации являются страны Азии, но рост в них почти прекратился — за прошлый год азиатский рынок вырос всего на 1%, в то время как европейский — на 14%, а в Северной и Южной Америке — на 20%.
Большая часть промышленных роботов используется в автопроме и электронике (2/3 от общего объема рынка).
Россия значительно отстает от многих стран, тем не менее, тенденции роста весьма существенны. Так, в 2017 году в стране было продано 713 промышленных роботов, а в 2018-м — 1 007 штук (27 место в мире). Для сравнения, в Китае поставки промышленных роботов составили в 2018 году 190 тыс. штук, в США — 38 тыс. штук.
Разброс цен на промышленных роботов очень велик: от $15 тыс. до $400 тыс. Стоимость зависит от производителя, состояния, назначения и комплектации.
Средняя окупаемость на российских предприятиях от 2 до 6 лет.
В качестве примеров практически полностью автоматизированных заводов можно привести завод-трансформер AMRC Factory 2050 в Шеффилде, производящий компоненты системы управления для пассажирских самолетов Boeing; завод электромобилей Tesla; завод Boeing в Эверетте; завод Mitsubishi Electric по производству спутников в Камакуре, Япония.
Среди наиболее автоматизированных производств в России можно выделить, например, колбасную фабрику в подмосковной Кашире (ГК «Черкизово»), Челябинский трубопрокатный завод и завод экскаваторов Hitachi в Тверской области.
В качестве примера Капишников приводит матричное производство, где робот не привязан к конкретной задаче или изделию. Программа управления роботом верхнего уровня передает ему информацию о текущей задаче, а также посылает движущейся роботизированной платформе данные о том, какие детали или материалы нужно подвести к роботу, — и всё это без участия человека. Еще один пример интеграции — автоматизация робота с помощью облачных технологий: он может работать автономно, сам ищет решения в облаке и справляется с поставленными задачами без участия человека. Массово технология пока не внедряется, но единичные кейсы и прототипы на предприятиях уже есть.
Говоря о планах компании, Дмитрий отмечает, что необходимости целенаправленно работать над увеличением доли на рынке нет — KUKA в России уже занимает лидирующие позиции. Поэтому основная задача — расширение самого рынка.
«С 2011 года мы активизировали образовательную программу, предусматривающую плотную работу с учебными заведениями в России. Сейчас она расширена дополнительными программами, а наши роботы установлены в лабораториях более чем 90 вузах и ссузах страны, мы стали партнером движения WorldSkills еще в 2015 году, нашими экспертами были разработаны стандарты для компетенции “Промышленная робототехника” чемпионатов WorldSkills, по которой сегодня соревнуются не только российские, но и международные команды», — рассказывает Дмитрий.
Недавно KUKA стала членом Российско-Германской внешнеторговой палаты. В рамках этого сотрудничества компания активно участвует в Германо-Российской инициативе по цифровизации экономики, тем самым продвигая планы по поддержке и распространению роботизации на уровне государства. На протяжении последних 10–12 лет меняется и отношение государства к роботизации: появляются и внедряются дорожные карты, обсуждаются инициативы, успешные проекты получают поддержку на федеральном уровне. «Осталось дождаться конкретных результатов — заметного роста рынка. Но мы не сидим сложа руки и посвящаем свою работу именно этому», — резюмирует Дмитрий.