Плюсы и минусы роботизации

Совершенствуясь, человечество постоянно облегчает себе работу, перекладывая ее на искусственный интеллект. Роботизация производства позволила избавиться от целого ряда профессий, например, обслуживание телефонной связи сегодня производится только электроникой, хотя в начале прошлого века телефонистки-девушки соединяли двух абонентов. Сегодня прогресс шагнул еще дальше, и люди начали создавать реальные искусственные машины, способные осуществлять определенные механические операции – роботов.

Что такое роботизация производства?

Данный процесс следует рассматривать в качестве компонента автоматизации производства, когда человеческие мощности заменяются роботизированными системами в промышленных масштабах. Чаще всего на крупных предприятиях стараются использовать универсальных роботов, которые могут позитивно повлиять на работу всего комплекса в целом. Их главное достоинство заключается в том, что они могут быть в любой момент перенастроены для изготовления совершенно других деталей и изделий, достаточно просто лишь ввести в оборудование другую программу. За счет использования подобной робототехники многим предприятиям удается добиться существенной экономии.

Процесс роботизации производства играет огромную роль на предприятиях, занимающихся обработкой различных деталей. До 50% продукции здесь производится достаточно небольшими партиями, и если на промышленных линиях отсутствуют роботы, то на само создание изделий будет уходить порядка 5% от всего рабочего дня. Все остальное время уйдет на перенастройку оборудования, замену деталей и инструментов. Подобное функционирование производства не выгодно ни одному предприятию, поскольку каждое из них преследует цель по увеличению производительности. У автоматизации создания деталей есть еще один положительный эффект – роботы позволяют сэкономить большое количество материалов и сырья, однако здесь все зависит от рациональной организации рабочего процесса.

Каких роботов используют на предприятиях?

В производственной сфере существует понятие «промышленный робот», под которым понимается специфическое устройство, имеющее определенное количество функций и способное работать по 5 и более программам. Главная задача робота – выполнение поставленных задач, а именно: манипулирование инструментами, деталями и дополнительными материалами.

Опытные специалисты говорят о существовании как минимум трех поколений подобной техники. К первому поколению относят программируемую робототехнику, которая может только лишь исполнять заданную программу. Ко второму – адаптивных роботов, которые обладали сенсорами и с их помощью могли получать из окружающей среды информацию, анализировать ее, и при необходимости корректировать собственные задачи и поведение. Третье поколение сплошь состоит из интеллектуальных роботов, способных различать объекты окружающей среды и осуществлять определенные действия самостоятельно. Как правило, если речь заходит о роботизации производства, от компании, затеявшей ее, ждут закупок самой современной техники.

Промышленных роботов также принято делить по их непосредственному функционалу. Некоторые из них выполняют задачи для изготовления продукции, другие – осуществляют работы по подъему и транспортировке изделий, третьи – обслуживают основное производственное оборудование и т. д. Робототехника в некоторых случаях может выполнять вспомогательные функции, в частности, заниматься уборкой помещений.

Все роботы, задействованные в промышленности, являются основой роботизированных технологических комплексов (РТК). Последние являются совокупностью техники и чаще всего используются для проведения более масштабных операций – захвата изделия, выполнения задач в экстремальных условиях (например, под водой), предоставления информации о ходе проведения смежных производственных процессов и т. д.

Где автоматизация необходима?

Роботизация производства должна заменить человеческие ресурсы, которые чаще всего используются для создания изделий и их перемещения. Чаще всего перед используемыми механизмами ставятся простейшие задачи, которые они постоянно выполняют по нескольку раз на дню. Без использования роботов не обойтись при упаковке изделий, погрузке и разгрузке, а также переносе продукции между различными участками производства. С созданием деталей пока что наблюдаются трудности, поскольку только очень дорогостоящая техника может точно воспроизводить детали по чертежу, а ее использование пока что является экономически невыгодным для многих предприятий.

Если говорить о том, где была ранее успешно внедрена роботизация производства, примером этого могут служить предприятия, занимающиеся сварочными работами, резкой, проведением контрольных испытаний и т. д. Роботов также активно используют для проведения несложных операций по сборке, более трудные процессы все же пока выполняются людьми, поскольку требуют дополнительных манипуляций. Ключевая задача автоматизации производства – отдать на откуп технике простые процессы, повторяющиеся по нескольку раз. Там, где это возможно сделать, роботы закупаются достаточно часто и служат очень долго.

Каковы преимущества использования роботов?

Владельцы крупных предприятий положительно относятся к роботизации производства, плюсы и минусы данного процесса они рассматривают особенно тщательно, поскольку они оказывают прямое влияние на прибыль. Если говорить о достоинствах использования робототехники, то в первую очередь стоит сказать о производительности. Компания, обладающая робототехникой, имеет одно неоспоримое преимущество – ее цеха могут работать без перерыва на протяжении многих часов подряд.

При рациональной организации автоматизации производства количество производимой ежемесячно продукции может быть на порядок выше. Очень важно при роботизации не допустить частых переналадок оборудования, в противном случае количество получаемой прибыли может сократиться в разы. Помимо этого, замена человеческих ресурсов на робототехнику позволяет существенно сэкономить на заработной плате. Для выполнения всех процессов достаточно одного оператора, способного контролировать абсолютно все системы.

Необходимость создания качественных товаров – еще одна потребность бизнеса, вынуждающая предприятия прибегать к роботизации производства, плюсы использования подобной техники заключаются в высокой точности получаемых деталей. В скорректированном процессе создания деталей количество отбракованного материала существенно снижается, во многом это становится возможным за счет исключения человеческого фактора.

Стоит отметить и тот факт, что работа в некоторых производственных сферах чрезвычайно вредна для человеческого организма, и именно здесь робототехника просто незаменима. Речь идет о проведении сварочных работ, сталелитейном производстве, окраске материалов и т. д. Робот, установленный в цеху, обладает собственной рабочей зоной, которая сформирована так, что человек не сможет проникнуть в нее.

Достаточно часто студенты, пишущие ВКР «Роботизация промышленного производства», замечают, что использование искусственного интеллекта позволяет существенно сократить рабочее пространство. В некоторых случаях роботов можно подвешивать или даже убирать в закрытые помещения до следующего использования. Оборудование, используемое на промышленных предприятиях, обладает современными редукторами и двигателями, для его создания используются износостойких материалов, благодаря этому оно требует минимального обслуживания.

Какие недостатки можно увидеть в этой модернизации?

Достаточно высокая стоимость оборудования является существенным недочетом в роботизации производства, примеры и минусы подобного изменения производственных мощностей можно отследить практически на любом предприятии. Например, стоимость замены одного станка составляет от 500 тысяч рублей до нескольких миллионов, и данный процесс требует предварительной финансовой подготовки. Если оборудование вдруг сломается, деньги на ремонт придется искать в срочном порядке, что не совсем удобно.

Еще один недостаток, с которым чаще всего приходится сталкиваться при модернизации производства – сокращение кадров. Роботы призваны выполнять низкоквалифицированную работу и заменить на этом посту людей, однако предприятия не всегда способны предложить своим сотрудникам адекватную замену в виде новой должности. По мнению специалистов Всемирного Экономического фонда, роботы «вытеснят» с рабочих мест более 5 миллионов человек на планете уже в ближайшие два-три года. Такое количество безработных понадобится куда-то пристроить, и уже сейчас крупнейшие государства планеты пытаются найти наиболее оптимальные варианты решения данного вопроса.

Развитые страны активно внедряют роботизацию производства, плюсы и минусы данного процесса они постоянно обсуждают на международных экономических форумах. В результате данных встреч формируются новые варианты проведения автоматизации рабочих процессов, а также идеи, направленные на организацию новых рабочих мест для сотрудников, оставшихся не у дел в результате внедрения искусственного интеллекта.

Какие этапы проведения роботизации существуют?

Ввод искусственного интеллекта в работу на любом предприятии складывается из четырех этапов, первый из них – техническая подготовка к изменениям производственных линий. Здесь необходимо учесть абсолютно все особенности компании, которые будут оказывать определенное влияние на новое оборудование. В некоторых организациях используют экономико-математическое проектирование, целью которого является внедрение ЭВМ для проведения технических математических вычислений во всех подразделениях. Анализ деятельности, необходимой для подготовки роботизации, проводят вручную, поэтому сразу добиться экономии, грамотной оптимизации и высокого качества продукции не удается. Если же львиная доля производства обслуживается искусственным интеллектом, то сочетания всех вышеперечисленных качеств добиться намного проще.

Автоматизация и роботизация производства никогда не обходится без формирования контролирующего управления, которое всегда состоит из трех компонентов: управляющей структуры, системы связи, а также измерительной и информационной организации. Данное подразделение организации должно являться достаточно гибким и универсальным, иметь возможность быстро реагировать на изменения потребностей бизнеса, а также контролировать соблюдение всех критериев, указанных в программе. При выборе системы, которая будет контролировать работу робототехники, необходимо учитывать ее точность, себестоимость, универсальность, а также целый ряд других параметров.

Следует обратить внимание на то, что стоимость управляющего компонента составляет примерно 60% от цены промышленного робота, именно поэтому подходить к его выбору нужно с особенной тщательностью. Некоторые предприятия, к сожалению, выбирают наиболее дешевые системы управления – аналоговые и цикловые, это оправдывает себя только тогда, когда компания занимается производством массовых товаров и перепрограммировать оборудование нужно редко. При необходимости создания мелкосерийных деталей лучше использовать числовые и позиционные управляющие системы, которые можно легко перепрограммировать.

Далее наступает самый ответственный этап – непосредственное программирование. Роботизация современного производства предусматривает четыре этапа контроля за работой искусственного интеллекта: формирование цикла, запоминание программы, воспроизведение и непосредственное выполнение. Особое внимание здесь необходимо уделить программированию, которое сегодня осуществляется с помощью двух способов – аналитического и образовательного. Первый предусматривает проведение расчетов и отладки, после чего алгоритм работы заносится в систему управления. Второй представляет собой создание контролирующей программы уже в рабочем помещении с помощью специального пульта, являющегося частью оборудования. Опытные специалисты советуют использовать оба варианта, чтобы добиться наиболее качественного эффекта от роботизации.

Заключающим этапом является запуск автоматизированного производства на полную мощность. Очень важно добиться того, чтобы производственные линии работали максимально эффективно, только после проведения всех необходимых испытаний можно вводить робототехнику в строй. Обратите внимание – в первые несколько часов необходимо протестировать имеющиеся мощности и произвести необходимые корректировки.

Как роботы помогают при сварке?

Эпоха внедрения искусственного интеллекта началась с роботизации сварочного производства, с его помощью удалось добиться весомых результатов. Промышленные автоматы в 1970-х годах были переориентированы на проведение точечной сварки, и с тех пор это стало их основным родом деятельности. С момента начала использования роботов качество сварки выросло в несколько раз, что пошло на пользу промышленности. На сегодняшний день профиль, из которого изготовлены детали, и место соединения не играют никакой роли, искусственный интеллект способен соединить абсолютно все.

Роботизация сварочного производства продолжает набирать ход в XXI веке, сегодня используемые устройства обладают дополнительными сенсорами, способными обрабатывать поступающие осязательные и зрительные данные. Все роботы в состоянии сварить две металлические поверхности и получить высококачественный шов, выполненный по устойчивой дуге. Промышленники считают, что в дальнейшем подобную технику можно будет использовать для осуществления сварки с помощью лазера, а также для дополнительной раскройки обрабатываемого материала.

Можно ли использовать роботов для создания еды?

Поскольку человечество постоянно увеличивает свою численность, вопрос о том, каким образом прокормить всех, становится все более актуальным. На помощь может прийти роботизация пищевого производства, позволяющая в кратчайшие сроки создавать новые продукты высокого качества. Среди экспертов бытует точка зрения о том, что роботы все чаще будут использоваться в данной сфере, и рано или поздно вытеснят даже профессиональных поваров.

Прогресс шагнул так далеко, что сегодня искусственный интеллект способен самостоятельно обрабатывать творожные продукты: нарезать, сортировать и даже упаковывать, при этом на производстве соблюдается строжайшая стерильность. Особенно любят использовать робототехнику кондитеры, с ее помощью удается создавать оригинальные и точные рисунки на тортах и пирожных, а также осуществлять упаковку полученных изделий, что позволяет сэкономить немало временных ресурсов. Также роботов используют в рыбной промышленности, там они помогают разделывать улов на порционные кусочки, что весьма удобно для поваров, работающих в сфере общепита.

Роботизация пищевого производства должна затронуть те участки, где сотрудники предприятий подвергаются опасным и вредным воздействиям окружающей среды. Речь идет о перепадах температур, влажности, шумах, повышенной вибрации и запыленности. Впрочем, специалистами не исключается вариант того, что роботы будут заниматься созданием пищевых продуктов с нуля, но такой искусственный интеллект будет разработан еще не скоро.

Как автоматизируют работу в нашей стране?

Если говорить о роботизации производства в России, то здесь она только начинает набирать обороты. Большая часть аппаратов применяется при проведении сварочных и погрузочных работ, а также в автомобилестроении. Количество компаний, использующих искусственный интеллект, ежегодно увеличивается, поскольку их владельцы поняли все преимущества внедрения автоматизации. По состоянию на 2018 год в России на 10 000 людей приходится всего лишь один робот, впрочем, уже к 2025 году эксперты прогнозируют увеличение количество робототехники в отечественной промышленности на 20%.

Отдельного внимания заслуживает тот факт, что подавляющее большинство работающих россиян негативно относятся к роботизации. С одной стороны, их можно понять, ведь использование робототехники может означать для кого-то потерю работы, однако с другой – научно-технический прогресс призван облегчить существование человечества и отказаться от него нельзя. Впрочем, до полной роботизации производственных мощностей в России еще далеко, поэтому в ближайшие годы полной автоматизации не произойдет.

Правительство между тем задумывается о том, какую пользу может принести роботизация производства, в Москве сейчас ведется активная разработка искусственного интеллекта нового поколения, который в дальнейшем будет отправлен в космос. В столице ежегодно проводится конференция, «РобоСектор» где все желающие могут ознакомиться с новейшими разработками ученых в области автоматизации производства, а владельцы предприятий – открыть для себя новые возможности.

Как обстоят дела на мировом рынке?

Роботизация производства в мире уже давно стала обычным делом, согласно статистике, на январь 2017 года на каждые 10 тысяч сотрудников нашей планеты приходится более 70 роботов. Больше всего роботов используется в Южной Корее – 631 на 10000 рабочих, Сингапуре – 488 и Германии – 309. Аналитики утверждают, что активнее всего автоматизация рабочих процессов затрагивает Азию и Америку, ежегодно количество роботов там увеличивается на 9 и 7 процентов соответственно.

Рекордсменом по внедрению робототехники является Китай, если в 2013 году средняя плотность аппаратов составляла 25 единиц на 10 тысяч работников, то к концу 2016 года эта цифра выросла уже до 68 и продолжает увеличиваться. К 2020 году власти Поднебесной намерены войти в топ государств-лидеров роботизации. Южная Корея является государством с самым высоким показателем плотности роботов еще с 2010 года, там без них не могут обойтись при создании автомобилей и электроники.

Антирекордсменами по роботизации производства по состоянию на 2018 год являются Россия, Индия и Филиппины. В этих странах рынок робототехники еще развивается, поэтому производители оборудования активно предлагают свои услуги потенциальным клиентам. Огромный интерес к использованию искусственного интеллекта проявляют представители машиностроительной и автомобилестроительной сфер, поскольку его внедрение позволит существенно разгрузить человеческие ресурсы компаний.

Эксперты считают, что успех многих предприятий в будущем будет зависеть от роботизации производства, сфера применения автоматов постоянно расширяется и требует проведения все большего количества разработок и исследований. По их мнению, нельзя ставить автоматизацию в качестве самоцели, внедрять искусственные машины можно только в тех ситуациях, где человек по тем или иным причинам не может выполнить работу лучше них. Стабилизация технического процесса, увеличение точности произведенных деталей и скорости выполнения поставленных целей – все это лишь малая часть причин, заставляющих предприятия по всему миру внедрять роботов в производство.

Еще в древние времена в обществе старались упростить себе жизнь. Сперва это делалось за счет рабов. В дальнейшем научились перекладывать тяжелый труд на механические устройства. Но настоящая революция произошла только с появлением роботизированных машин.

Сейчас на отдельных производствах основные процессы полностью автоматизированы. Есть даже участки, где все процессы автоматизированы — от поставки на конвейер комплектующих деталей до отправки готовой продукции на склад. Роль человека здесь заключается только в контроле за роботами.

Уровень автоматизации уже весьма высок в Японии, Соединенных Штатах Америки, Германии и ряде других стран. Не составляет труда предположить, что через энное количество времени в мире появятся полностью роботизированные заводы и фабрики.

Все это, безусловно, очень хорошо в том плане, что роботизация позволит удешевить производство после того, как окупятся средства, затраченные на приобретение роботов. А что же плохо? Да то, что ненужными становятся работники самых массовых профессий. По мере автоматизации процессов их «оптимизируют» — банально увольняют. Там, где трудились сотни и тысячи рабочих, теперь находится лишь один, занятый тем, что смотрит в монитор и отслеживает выполнение роботами заданных программ. Конвейерная техника на сельскохозяйственной выставке в Минске
Фото: ru.wikipedia.org

Ситуация весьма сложная в моральном плане. Проблема усугублена тем, что в большинстве стран продолжается обучение профессиям, которые уже почти не пользуются спросом, а в будущем просто станут вообще не нужны. Как же назвать такое головотяпство?

Однако все это вполне соответствует принципам бизнеса. Есть платное получение образования — платите и учитесь. Есть платное получение специальностей — тоже платите и получайте «корочки» или диплом. Трудоустройство? Ну, это уже чисто ваша забота, гражданин выпускник! Не можете устроиться? А зачем вы выбрали профессию, на которую падает спрос?

Психологически в обществе наметилась тупиковая ситуация. Владельцам производства крайне выгодно автоматизировать все по максимуму. Ведь роботы не станут требовать прибавку к заработной плате (какая там плата им?), не устроят в случае отказа забастовку. Роботизированное производство автомобилей
Фото: Depositphotos

Но общество — это вовсе не роботы, а живые люди. Они хотят нормально жить, хорошо зарабатывать, влюбляться и рожать детей. Все это напрямую зависит от того, как человек может реализоваться. Но если небольшая кучка очень богатых людей хочет стать еще богаче и готова под предлогом продвижения прогресса лишать средств к существованию тысячи и тысячи своих сограждан, то зачем такой прогресс нужен?

Понятно, что техника в своем развитии движется вперед. Это вполне закономерно. Финансовая часть всегда и везде берет верх над безопасностью. Деньги, деньги, деньги. Любой ценой! А где же разум?

Мир постепенно скатывается к пропасти: полная автоматизация чревата вырождением человеческой цивилизации. Далеко не все из нынешней молодежи пожелают иметь детей в условиях, когда трудно найти работу по устаревшей специальности. Но всем невозможно выучиться на востребованные сейчас и в будущем специальности — такое обучение стоит очень дорого, к тому же нет никакой гарантии, что получишь работу. Роботизированное производство посудомоечных машин
Фото: Depositphotos

Вовсе не хочу сказать, что надо отказываться от роботов. Они нужны. Но в разумном количестве и при условии, что их сборкой, обслуживанием, ремонтом станут заниматься люди, а не такие же роботы. Однако уже есть кое-где полностью замкнутые системы: роботов собирают роботы, и все остальное тоже выполняют роботы. Человек становится не нужным вообще. Грустно от всего этого…

Как известно, в широком смысле слова компьютеризация – это процесс внедрения электронно-вычислительной техники во все сферы человеческой деятельности. Процесс этот происходит настолько стремительно, что сейчас уже трудно представить хоть какую-то область, в которой бы не применяли компьютеров.

Процесс внедрения роботов, то есть роботизация, идет параллельно, и он тоже охватывает все сферы. И сейчас не стоит удивляться тому, что у кого-то в квартире, кроме компьютера на столе, есть ноутбук или планшетник, мобильник и робот-пылесос. А некоторые могут позволить себе вообще жить в «умном доме», в котором практически все повседневные хлопоты берет на себя электроника и автоматика.

Бурное развитие этих процессов, конечно, объясняется желанием человека уменьшить потребность в ручном труде. И, прежде всего, это касается производства. Что касается компьютеризации, то процесс все более широкого применения ЭВМ в самых разных отраслях позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, повысить эффективность научных исследований, усовершенствовать системы управления и обслуживания.

По мере того, как совершенствуются компьютеры, расширяется и сфера их применения.

Компьютеризация и информатизация в современной инфраструктуре всей планеты вышли на одно из ведущих мест. Спрос на информационные технологии, современные компьютеры и офисное оборудование год от года оказывают все более существенное влияние на динамику и структуру мировой экономики.

Необходимо признать, что настоящей революцией в этой сфере стало появление и интенсивное развитие системы Интернет. В наше время он стал одной из ведущих отраслей мировой экономики. В нем заняты миллионы человек. Применение более мощных и быстродействующих компьютеров позволяет постоянно увеличивать число пользователей системой Интернет.

Натиск компьютеризации и информатизации вовсе не означает полного исчезновения потребности в услугах привычной проводной связи. Мобильная связь и Интернет только дополняют их. И потому, например, традиционная голосовая связь по-прежнему востребована.

Поскольку появились персональные компьютеры, то появился и новый вид процесса обучения. Появление компьютера в педагогической системе изменило и еще будет изменять ее функции. Он позволит достичь нового педагогического эффекта.

Компьютерные технологии обучения – это процессы подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых является компьютер. С его помощью можно получить самую разнообразную информацию, в том числе видео и аудио. Появилось и такое понятие, как дистанционное обучение. И все потому, что компьютер предоставляет богатые возможности для обучения и самообразования.

Успехи космонавтики, физики, биологии, медицины, геологии, как и прочих наук, невозможно представить без компьютеров. Компьютеризация – это системы противоракетной обороны, космические системы, как и решение задач метеопрогноза. Это системы массового обслуживания и информационно-справочные системы. Скажем, системы резервирования и продажи железнодорожных и авиабилетов. Это банковские и биржевые компьютерные системы, как и библиографические компьютерные системы.

Цифровая аудио- и видеозапись, как и компьютерная верстка и подготовка к изданию газет, журналов, книг, а также аранжировка музыкальных произведений, цветомузыка – все это следствие компьютеризации нашей жизни. Компьютеры нашли широкое применение и в управлении технологическими процессами и производством в целом. Без них невозможно создать станки с числовым программным управлением и промышленные роботы.

Применение промышленных роботов, как и применение компьютеров, увеличивает производительность оборудования и выпуск продукции, улучшает ее качество, заменяет человека на монотонных и тяжелых работах, помогает экономить материалы и энергию.

К сожалению, роботы не способны полностью заменить человека. В частности, они не имеют способности разумно реагированию на непредвиденную обстановку и изменение рабочей среды. Они также не способны самостоятельно обучаться на основе собственного опыта. Они же не имеют способности к использованию тонкой координации системы «рука — глаз».

И все-таки потенциал у них немалый. Роботы с захватами, например, могут выполнять множество манипуляционных операций. Таких, как литье, очистка слитков, ковка, термообработке, обслуживание станков на погрузке-разгрузке, формовка, упаковка, складирование. И многое другое, что всегда было обязанностью человека.

В руках у роботов вместо захватов могут быть различные инструменты для выполнения работ. То есть робот способен красить распылителем, наносить клеевые и изоляционные покрытия, сверлить, зенковать, закручивать гайки, шлифовать. Смогут роботы выполнять точечную и дуговую сварку, тепловую обработку и резание при помощи пламени или лазера. Сейчас роботы становятся покрасочными роботами, сварочными роботами, сборочными роботами. То есть приобретают специализацию.