Развитие современных форм роботизации промышленности в логистике производства
Рудковский И.Ф.1
1 Санкт-Петербургский государственный экономический университет
Статья в журнале
Экономика, предпринимательство и право (РИНЦ, ВАК)
опубликовать статью | оформить подписку
Том 14, Номер 12 (Декабрь 2024)
Аннотация:
В статье рассматриваются основные стадии развития технологического обеспечения промышленного производства на основе логистического подхода. Проводится сравнение экономических и технологических характеристик типов организации производства. Приведены определения и классификация промышленных роботов. На основе статистических данных проводится анализ применения промышленных роботов в мире и в России, уровня роботизации промышленности по нескольким показателям. Исследуются проблемы и перспективы роботизации промышленности в России. Обосновывается необходимость роботизации промышленности как закономерного этапа развития производства в современной технологической, экономической и информационной среде, в условиях перехода к Индустрии 4.0, что позволит достичь необходимого разнообразия продукции при минимальных допустимых издержках её производства на основе концепции логистики
Ключевые слова: логистика производства, автоматизация, роботизация, промышленный робот, коллаборативный робот, киберфизические системы, Индустрия 4.0
JEL-классификация: O31, O32, O33
Введение
Современные тенденции развития промышленности обусловлены комплексом экономических, технологических и логистических факторов, связанных прежде всего с развитием и внедрением цифровых технологий, экономической трансформацией организационных характеристик предприятия и товарных рынков. В этих условиях особую актуальность приобретают вопросы внедрения и применения промышленной робототехники для выполнения производственных операций и логистических производственных процессов, что отвечает современным технологическим и логистическим тенденциям в промышленности, связанным с переходом к Индустрии 4.0 и внедрением киберфизических производственных систем, и позволяет достичь более точной адресности потока, соответствующей известным правилам логистики, при достижении необходимой экономичности.
Вопросы внедрения и применения промышленной робототехники, а также экономических и логистических факторов организации производства рассматривались в работах как отечественных, так и зарубежных специалистов.
В современных исследованиях применение промышленных роботов рассматривается прежде всего в контексте изучения цифровых технологий, как составляющая Индустрии 4.0, т.е. в составе более сложных и масштабных информационно-технологических производственно-коммерческих и логистических систем [1-10]. В частности, промышленные роботы рассматриваются как составляющая гибких производственных систем [1] и как часть «умных» цепочек создания ценности [6], уделяется внимание технико-экономическому обоснованию и перспективам внедрения промышленных роботов в России [5], а также вопросам безопасности организации роботизированных и автоматизированных производств [4], проводится оценка социально-экономических последствий роботизации промышленности [11]. Кроме того роботизация рассматривается как одно из проявлений трансформации традиционных отраслей на основе цифровизации в логистике [8], а также как технологический инструментарий цифровых преобразований в логистике [7], проводится анализ современного состояния и развития мирового рынка робототехники и позиции России на нём, конкурентоспособности российской робототехники [12].
В то же время несмотря на значительное количество публикаций, недостаточно изученными остаются вопросы применения промышленной робототехники как фактора рациональной организации производства на основе логистического подхода, и прежде всего как фактора снижения затрат и повышения конкурентоспособности условиях роста разнообразия производимой продукции.
Цель статьи – выявление ключевых тенденций, факторов и функционально-технологических особенностей роботизации промышленного производства в России в условиях формирования киберфизических систем в производственной логистике.
Научная новизна заключается в разработке периодизации развития логистики промышленного производства, в которой интегральная роботизация на основе применения коллаборативных роботов и формирования киберфизических систем является ключевым фактором реализации логистического подхода в промышленности в условиях четвёртой промышленной революции.
Авторская гипотеза состоит в том, что снижение затрат и реализация логистического подхода в промышленном производстве возможны только на основе широкого применения коллаборативных роботов и формирования киберфизических систем.
При проведении исследования в качестве методологической основы применялись сравнение и обобщение, индуктивный и дедуктивный методы, статистическая обработка данных. Были использованы работы отечественных и иностранных специалистов по логистике производства, робототехнике и роботизации промышленности, аналитические материалы профессиональных объединений в области роботизации промышленности, аналитические исследования рынка робототехники и применения роботов в логистике производства.
Основные направления, факторы и этапы развития роботизации
в логистике производства
Ключевым фактором развития технологического обеспечения производства является, как известно, необходимость повышения производительности труда и масштабов выпуска. При этом можно выделить организационные (в т.ч. логистические) и технологические способы повышения производительности.
В процессе своего развития производство проходит несколько организационно-технологических стадий. Ремесленное производство характеризовалось высокой квалификацией мастера, низким уровнем или отсутствием разделения труда, единичным количеством и уникальностью производимых изделий, их высокой стоимостью, а также невысокой производительностью труда. Применение разделения труда в условиях мануфактурного производства позволило многократно повысить производительность труда, масштабы производства и снизить себестоимость производимых изделий. Масштабное применение машин, производственной техники и оборудования на производственных предприятиях знаменует собой начало промышленных революций и обусловливает переход к промышленному производству, для которого, таким образом, характерна комплексная механизация.
Промышленное производство может быть организовано на основе известных типов производства: массовый, серийный и единичный. В таблице 1 представлены некоторые, наиболее значимые в данном контексте их характеристики [13].
Таблица 1
Характеристика типов организации производства
Параметры
|
Тип производства
| ||
Массовое
|
Серийное
|
Единичное
| |
Номенклатура продукции
|
Относительно
ограниченная,
постоянная |
Ограниченного
разнообразия, повторяемая |
Разнообразная,
неповторяемая |
Структура выпуска
конечной продукции
|
Соответствует
прогнозам спроса. Производится на склад с дальнейшей реализацией |
Соответствует прогнозам
потока потребностей (заказов).
Производится для адресного сбыта |
Соответствует
заказам. Производится и реализуется «под заказ» |
Масштабы
выпуска продукции
|
Большие
объёмы
|
Объёмы
соответствуют единице потока потребностей
|
Единичные
(малые)
|
Специализация рабочих
мест
(центров) |
Узкая:
1-2 детале-операции на одном рабочем месте |
Широкая:
3-40 детале-операций на одном рабочем месте |
Закрепление
детале-операций практически отсутствует |
Технологическое оборудование
и оснастка |
Специальное,
специализированное, расположенное в направлении технологического процесса |
Специализированное, универсальное,
расположенное по признакам технологической однородности (группами), переналаживаемое |
Универсальное
|
Персонал
|
- операторы;
- относительно невысокая квалификация |
- многостаночники;
- квалификация высокая |
- универсалы;
- высокая квалификация |
В массовом производстве снижение себестоимости и повышение производительности труда достигается на основе применения поточного метода производства, при котором практически исключается переналадка оборудования, т.к. каждая операция выполняется на отдельном рабочем месте, а оборудование размещается в пространстве в соответствии с последовательностью выполнения операций, что возможно только при отсутствии разнообразия продукции, а рентабельность обеспечивается большими объёмами производства.
Единичное производство обеспечивает необходимое (высокое) разнообразие продукции, но при высоких затратах на переналадку и снижении относительной производительности труда, что обусловливает высокую себестоимость продукции.
Соответственно, развитие производственных технологий обусловлено необходимостью решения экономической задачи повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции при одновременном повышении разнообразия продукции («кастомизация»).
Следует отметить, что определяющей особенностью третьей промышленной революции является применение компьютерной техники (ЭВМ) и основанная на ней автоматизация производства. На этом же этапе начинается переход автоматизации производства в следующую её форму – роботизацию производства.
Следует определить особенности роботизации промышленности, отличающие её от автоматизации.
В соответствии с государственным стандартом робот – это «исполнительный механизм, программируемый по двум или более степеням подвижности, обладающий определенной степенью автономности и способный перемещаться во внешней среде с целью выполнения задач по назначению» [14]. В этом же документе промышленный робот определяется как «автоматически управляемый, перепрограммируемый, реконфигурируемый манипулятор, программируемый по трем или более степеням подвижности, который может быть либо установлен стационарно, либо перемещаться для применения в целях промышленной автоматизации» [14].
В государственном стандарте 1985 года даётся следующее определение промышленного робота: «автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций» [15, с. 2].
В таблице 2 представлена классификация роботов по некоторым признакам [16].
Таблица 2
Классификация роботов
Признак классификации
|
Виды роботов
|
По подвижности
|
- стационарные;
- мобильные (подвижные) |
Совокупность
|
- монороботы;
- полироботы (робототехнические комплексы) |
По степени участия человека в управлении
|
- биотехнические – функционируют под управлением
человека-оператора;
- интерактивные – могут функционировать автономно и под управлением человека; - автоматические – могут функционировать автономно, без участия оператора, в т.ч. на основе искусственного интеллекта |
По функциональному назначению
|
- промышленные – выполнение операций в сфере промышленного
производства и материальных услуг;
- сервисные - выполнение операций в разных областях и сферах деятельности: бытовые, коммунальные, обслуживающие, медицинские и развлекательные; - информационные – сбор информации в средах, опасных и недоступных для человека; - военные – боевые и специальные |
По подобию
|
- биогенные – созданные по подобию живых существ:
антропоморфные, зооморфные, биоморфные;
- техногенные – созданные по подобию технических объектов и информационных систем: техноморфные (машины-роботы), когнитоморфные (искуственный интеллект) |
Согласно другому подходу по функциональному назначению и решаемым задачам роботы можно разделить на два класса: производственные, предназначенные для выполнения физических и умственных работ на производстве, и исследовательские, предназначенные для поиска, сбора, обработки и передачи информации об исследуемых объектах [17].
В соответствии с ГОСТ Р 60.0.0.2-2016 «Роботы и робототехнические устройства. Классификация» [18], промышленные роботы подразделяются на виды по ряду признаков. При этом по выполняемым функциям они делятся на манипуляционные, выполняющие производственные (технологические) операции, и транспортные, предназначенные для внутри- и межцехового перемещения предметов труда. Классификация манипуляционных роботов представлена в таблице 3.
Таблица 3
Классификация промышленных (манипуляционных) роботов
Признак классификации
|
Виды роботов
|
По выполняемым функциям
|
- манипуляционные;
- транспортные |
По специализации
|
- специальные;
- специализированные; - универсальные |
По грузоподъёмности
|
- сверхлёгкие;
- лёгкие; - средние; - тяжёлые; - сверхтяжёлые |
По способу управления
|
- с ручным управлением;
- с программным управлением; - с адаптивным управлением |
По способу программирования
|
-
программируемые копированием;
- программируемые обучением; - программируемые аналитически; - программируемые целеуказанием |
По типу привода
|
- с
электромеханическими приводами;
- с гидравлическими приводами; - с пневматическими приводами; - с комбинированными приводами |
По подвижности
|
- стационарные;
- подвижные |
По выполняемой технологической операции
|
-
универсальные роботы (разные технологические операции в зависимости от
установленного рабочего органа);
- сборочные роботы; - сварочные роботы; - окрасочные роботы; - перегрузочные роботы; - упаковочные роботы; - измерительные роботы; - обрабатывающие роботы (операции механообработки: шлифовка, удаление заусениц, резка и т.п.) |
По кинематической схеме
|
- с прямоугольной (декартовой) системой координат;
- с цилиндрической системой координат; - со сферической (полярной) системой координат; - с угловой системой координат (шарнирные роботы); - роботы SCARA (СКАРА); - с параллельной кинематикой; - с комбинированной кинематикой |
По способу установки на рабочем месте
|
- напольные;
- подвесные; - встроенные |
Представленная классификация позволяет рассмотреть и оценить функциональные возможности промышленных роботов по сравнению с механизированным трудом и автоматизированным производством и определяет такие их характеристики как точность позиционирования, грузоподъёмность, маневренность, возможность работы в опасных средах, возможность переналадки (перенастройки), выполняемые производственные операции, универсальность и др.
Следует различать функционально-технологические особенности автоматизации и роботизации производства. Робот на основе восприятия информации (сигналов) извне и адаптации своих действий способен к более гибкому и универсальному взаимодействию с внешней средой, тогда как автоматические устройства и системы работают по заданному (запрограммированному) алгоритму [16]. Также роботы рассматриваются как одно из средств интеллектуальной автоматизации производства [1]. Принципиальное различие между автоматизацией и роботизацией состоит прежде всего в том, что автоматизация предполагает функционирование машин и механизмов без непосредственного управления человеком, в относительно автономном режиме, тогда как роботизация – имитация функциональности человека (как физической, так и когнитивной) с помощью машин, механизмов и информационных систем. В то же время роботизацию можно рассматривать как одну из стадий и наиболее высокий уровень развития автоматизации.
В таблице 4 представлена типология различных уровней технологического обеспечения производства.
Таблица 4
Типология уровней технологического обеспечения производства
Управление
|
Функциональность
| |
человека
|
машины
| |
с
непосредственным участием человека
|
ручной
труд
|
механизация
|
без
непосредственного участия человека
|
роботизация
|
автоматизация
|
Автоматизация применяется при выпуске однообразной продукции на основе поточного метода и экономически рентабельна в условиях массового или крупносерийного производства. Внедрение роботов позволяет проводить их оперативную перенастройку (переналадку) с одной операции на другую с минимальными затратами что делает экономически целесообразным их применение в мелкосерийном и единичном производстве и позволяет снизить себестоимость при расширении номенклатуры выпускаемой продукции, что подтверждается на практике.
В частности, компания Raymath, занимающаяся производством металлоконструкций в Огайо (США), работая в сфере крупносерийного производства однообразной продукции, повысила производительность на основе автоматизации. Однако, переход к выпуску листового металла привёл к увеличению разнообразия деталей и изделий при небольшом объёме каждой из них. Также покупателю требовалось, чтобы заказы на производство широкой номенклатуры изделий выполнялись без увеличения количества поставщиков. Для решения поставленных задач на предприятии установили сварочных роботов. Это позволило в два раза сократить количество операторов и в два раза повысить скорость сварки, что привело к повышению производительности труда в 4 раза. Также были внедрены сервисные роботы для обслуживания оборудования, что дало возможность удвоить время его работы за счёт третьей смены. В сварке алюминия внедрение роботов позволило повысить скорость работ в 3-6 раз в зависимости от деталей по сравнению с ручной сваркой, в т. ч. за счёт перемещения и поворотов робота, а не детали (как при ручной сварке) [19].
В целом, зарубежный и отечественный опыт показал, что только в условиях роботизированного производства возможно организовать оперативную переналадку и технологическую перенастройку оборудования на выпуск новой продукции [20].
Анализ тенденций развития роботизации промышленности
в России и в мире
Анализ рынка промышленных роботов показал следующие результаты. Данные по применению промышленных роботов в мире представлены в таблице 5 [21-23].
Таблица 5
Применение промышленных роботов в мире в 2014-2023 гг.
Год
|
Количество,
тыс. шт. |
Установлено,
тыс. шт. |
Средняя плотность роботов (шт. на 10
тыс. сотрудников)
|
2014
|
1472
|
221
|
58
|
2015
|
1632
|
254
|
65
|
2016
|
1838
|
304
|
74
|
2017
|
2125
|
400
|
85
|
2018
|
2441
|
423
|
98
|
2019
|
2737
|
387
|
108
|
2020
|
3027
|
390
|
124
|
2021
|
3479
|
526
|
140
|
2022
|
3904
|
553
|
151
|
2023
|
4282
|
541
|
162
|
Первое место по количеству установленных (новых) промышленных роботов в 2023 г. занимал Китай: 276,3 тыс. шт., что составило 51% мировой величины. 79% всех установленных в мире промышленных роботов в 2023 г. пришлось на Китай, Японию, США, Республику Корея и Германию. Наибольшая часть установок роботов в этих странах пришлась на такие отрасли как электроника, автомобилестроение, металлургия, машиностроение и химическая промышленность. По прогнозам Международной федерации робототехники количество установок роботов в 2027 г. достигнет 602 тыс. шт. [21]. Количество запущенных в эксплуатацию промышленных роботов в России выросло с 2010 по 2020 гг. с 230 до 1410 шт. [23].
В 2023 году 70% всех новых роботов было установлено в Азии, 17% – в Европе и 10% – в Северной и Южной Америке. Количество действующих промышленных роботов в Китае почти достигло в 2023 г. 1,8 млн. шт. [24], что делает эту страну безусловным мировым лидером в роботизации промышленности.
При этом первое место по плотности промышленных роботов с большим отрывом занимает Республика Корея: 1012 шт. на 10 тыс. сотрудников в 2023 г. Китай же занимает третье место: 470 шт. на 10 тыс. сотрудников. Также в первую пятёрку лидеров вошли Сингапур, Германия и Япония [22].
В 2023 г. в России на предприятиях обрабатывающей промышленности применялись 12,8 тыс. роботов [25]. Первое место по количеству используемых в промышленности роботов занимает Санкт-Петербург (1347 роботов). При этом в регионах, которые входят в первые десять по количеству применяемых роботов (Санкт-Петербург, Самарская область, Московская область, Республика Татарстан, Калужская область, Нижегородская область, Ленинградская область, г. Москва, Свердловская область, Тульская область) [25, 26], расположены предприятия автомобильной промышленности Российской Федерации, в которой и сконцентрирована большая часть применяемых роботов.
В то же время в 2022 г. 19% предприятий обрабатывающей промышленности Российской Федерации применяли промышленных роботов и автоматизированные линии, тогда как в Европейском Союзе этот показатель составил 16,3% [19]. Соответственно по показателю распространённости промышленных роботов Россия опережает ЕС. Однако по показателю плотности роботизации ситуация несколько другая. По данным на 2023 г. в Европейском союзе она составляла 219 шт. на 10 тыс. сотрудников, а лидером являлась Германия (429 шт. на 10 тыс. сотрудников) [22], тогда как в России – 11 шт. на 10 тыс. сотрудников [23], что в 15 раз меньше среднемирового показателя.
Первое место по плотности роботизации в России занимает ПАО «Камаз»: 60 роботов на 10 тыс. сотрудников. Предприятие планирует довести этот показатель к 2030 г. до 280, ежегодно вкладывая в роботизацию до 700 млн. рублей и увеличив количество роботов с 231 до 923 шт. Таким образом на «Камазе» собираются решить проблему дефицита кадров, который составляет 4 тыс. сотрудников. Для этого предприятие приобрело долю в компании-разработчике робототехники «Эйдос Робототехника» [27].
В СССР производство промышленных роботов достигло максимальной величины в 1986 г. и составило 15,4 тыс. шт. [28, с. 170], а парк промышленных роботов в 1985 г. насчитывал более 40 тыс. шт. [17, с. 4]. Всего в СССР было выпущено более 100 тыс. шт. промышленных роботов, которые заменили более 1 млн. рабочих [20].
По охвату предприятий роботизацией в Европейском Союзе первое место занимает автомобилестроение, где удельный вес организаций, использующих промышленных роботов составил в 2022 г. 35%, на втором месте – производство металла (25%), а за ними следуют производство резиновых и пластмассовых изделий, машиностроение и электрооборудование. В России же роботизацией в большей степени охвачены менее технологичные отрасли. Первое место занимает фармацевтика и производство медицинских материалов, где удельный вес организаций, использующих промышленных роботов составил в 2022 г. 35%. На втором месте – производство резиновых и пластмассовых изделий (29,7%), за ними следуют пищевая промышленность, обработка древесины и производство бумаги, а также металлургия [26].
На сегодняшний день на рынке российском рынке робототехники функционирует 73 компании, в т.ч. 19 из них занимаются производством промышленных роботов, 56 – интеграцией роботов, а 5 – производством комплектующих [23].
Основные направления и перспективы развития логистики производства на основе роботизации
По оценке «Центра макроэкономического анализа и краткосрочного прогнозирования» В России внедрению промышленных роботов препятствует «избыточная» занятость и низкая производительность труда, что влечёт за собой и низкую стоимость рабочей силы. В связи с этим на предприятиях отсутствует экономическая мотивация для внедрения промышленных роботов. При этом внедрение цифровых технологий и роботов в промышленном производстве позволило бы высвободить 12-15 млн. занятых и, соответственно, решить проблему нехватки трудовых ресурсов для роста производства [29].
При этом по некоторым оценкам на сегодняшний день практически отсутствуют перспективы внедрения промышленных роботов в России на основе отечественных разработок по причине отсутствия конкурентоспособной технологической базы и экономических условий для её создания [5]. Кроме того, несмотря на эффект, связанный с повышением качества продукции при внедрении промышленных роботов, одновременно повышаются риски нарушения работы производств с высоким уровнем автоматизации и роботизации из-за отказа информационных систем или вмешательства извне [4].
В Указе Президента России «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2036 года» поставлена задача войти в число 25 ведущих стран мира по показателю плотности роботизации к 2030 году [30]. В то же время в соответствии с планами Минпромторга для решения этой задачи к 2030 году на российских предприятиях должно быть внедрено 94 тыс. роботов [31].
Кроме того, на стратегической сессии по национальным проектам «Средства производства и автоматизации» и «Инфраструктура для жизни» председатель правительства России М.В. Мишустин отметил значимость развития автоматизированного производства на основе роботизации, для чего была разработана программа развития станкоинструментальной промышленности и робототехники, для реализации которой потребуется 300 млрд. рублей до 2030 г. [32].
Однако системный результат от роботизации промышленности, проявляющийся не только в повышении производительности труда, но и в возможности промышленности удовлетворить всё многообразие потребностей, может быть получен только на основе интеграции роботизированного производства в киберфизические производственные системы в структуре Индустрии 4.0. Этапы развития производственных технологий представлены в таблице 6. Логистическая характеристика технологического обеспечения производства представлена в таблице 7.
Таблица 6
Этапы развития технологического обеспечения производства
Способ организации производства
|
Уровень технологического оснащения производства
|
Производственное оборудование
|
Масштаб
|
Организация
|
Ремесленное
|
ручной труд
|
ручной инструмент
|
местный, региональный
|
децентрализованная
|
Мануфактурное
|
ручной труд, частичная механизация
|
ручной инструмент, станок на ручной, гужевой
или водной тяге
|
переход к национальному масштабу
|
переход к централизованной
|
Промышленное
|
механизация
|
станок с ручным управлением
|
национальный
|
централизованная
|
автоматизация, роботизация
|
станки с ЧПУ, роботы
|
переход к глобальной экономике
|
переход к децентрализованной
| |
Индустрия 4.0
|
роботизация, аддитивное производство
|
роботы, коллаборативные роботы, 3D-принтер
|
глобальный
|
децентрализованная
|
Таблица 7
Логистические характеристики технологических этапов
развития производства
Уровень технологической организации
производства
|
Тип организации производства
|
Переналадка
|
Разнообразие продукции
|
Производительность
|
Синхронизация логистического потока
|
Промышленное (механизация)
|
преимущественно массовый
|
в пределах одного производства минимальная или
отсутствует
|
низкое, типовая продукция
|
высокая за счёт отсутствия переналадки
производства
|
минимальная, определяется ресурсными и
плановыми возможностями производства
|
Промышленное (автоматизация, частичная и
комплексная роботизация)
|
преимущественно серийный
|
невысокие издержки переналадки
|
ограниченное, определяется количеством партий
|
обусловлена размером и количеством
производственных партий
|
высокая, на основе логистических концепций
(JIT, RP)
|
Индустрия 4.0: роботизация, аддитивное
производство
|
преимущественно единичный
|
минимальные издержки, определяются скоростью
перепрограммирования робота
|
высокое, единичные экземпляры уникального
изделия
|
высокая, за счёт высокой скорости
перепрограммирования робота
|
полная, на основе информационной синхронизации
производства и потребления
|
Процесс роботизации в своём развитии также проходит ряд стадий. Частичная роботизация предполагает применение роботов для выполнения отдельных производственных операций (как основных, так и обеспечивающих). Комплексная роботизация основана на создании полностью роботизированных и автоматизированных производств и предприятий. На этом этапе получают развитие роботизированные технологические комплексы, гибкие роботизированные производственные системы и модули [33]. Интегральная роботизация – встраивание роботизированных производств на основе межмашинного и человекомашинного взаимодействия в киберфизические производственные и логистические системы в рамках Индустрии 4.0. При этом логистическая синхронизация на этапе четвёртой промышленной революции (таблица 5) происходит на основе информационно-технологических факторов: быстрое перепрограммирование робота и информационная интеграция на основе киберфизических систем (в т.ч. глобальные вычисления, облачная обработка и Интернет вещей и услуг) [2]. Кроме того, если рассматривать включённость роботов в процессы создания стоимости, то они являются частью «умных» цепочек создания ценности наряду с цифровыми и гибридными [6].
Перспективной технологией становится появление так называемых коллаборативных роботов (коботов), особенностью которых является возможность работать во взаимодействии с человеком, что знаменует собой переход к Индустрии 5.0. В процессе такого взаимодействия робот на основе машинного обучения и наблюдения получает возможность повышать качество выполняемых производственных операций [34]. Общий объём установленных во всём мире в 2023 г. коллаборативных роботов составил 57 тыс. шт., что составило 10,5% от общего объёма установленных промышленных роботов. Следует отметить, что доля эта ежегодно растёт (в 2017 г. она составляла менее 3%) [21].
Взаимодействие человека и робота проходит несколько стадий: рабочее место робота ограждено (в целях безопасности); сосуществование (ограды нет, но рабочие места робота и человека разделены); последовательное сотрудничество (общее рабочее место и поочерёдные действия); кооперация (общее рабочее место при одновременной работе) и отзывчивое сотрудничество (робот реагирует на действия рабочего) [35]. В результате промышленное производство получает возможность ещё более оперативной и точной синхронизации логистического потока, происходит «встраивание» производственного оборудования в поток, что способствует достижению необходимой экономичности выполнения производственных процессов и операций, а также требуемой индивидуализации создаваемой ценности.
Заключение
Таким образом, на основе проведённого исследования было выявлено, что развитие технологического обеспечения производства обусловлено двумя параллельными тенденциями: направленностью на повышение производительности труда и повышение разнообразия продукции. При этом роботизация промышленности наряду с другими производственными технологиями является логистическим фактором, позволяющим достичь высокой производительности, характерной для массового и серийного производства, за счёт снижения издержек переналадки, при одновременном достижении необходимого разнообразия, свойственного для единичного и позаказного производства.
Роботизация промышленности в России находится на очень низком уровне по сравнению с наиболее развитыми в этом отношении странами и регионами (Юго-Восточная Азия, Европа, США) как по количеству роботов, так и по показателю плотности роботизации. В то же время переход к Индустрии 4.0, а в перспективе – к Индустрии 5.0 возможен только при условии интегральной роботизации промышленного производства на основе применения роботов и коллаборативных роботов и формирования киберфизических систем в производственной логистике.
Только комплексные технологические и логистические решения, основанные на применении промышленных роботов на базе цифровых технологий позволят реализовать как технологический потенциал роботизации промышленности, так и потенциал логистики. Последний – за счёт полной синхронизации логистического потока по количественным и качественным параметрам как внутри производства, так и со сферой потребления на основе современных информационных (в т.ч. цифровых) технологий, что позволит достичь снижения затрат в производственной логистике и обеспечить повышение конкурентоспособности как отдельных промышленных предприятий, так и национальной экономики в целом.
Источники:
2. Рот А. Внедрение и развитие Индустрии 4.0. Основы, моделирование и примеры из практики. - М.: Техносфера, 2017. – 294 c.
3. Ганин А.Н. Цифровая трансформация российских предприятий: Индустрия 4.0 // Креативная экономика. – 2022. – № 2. – c. 493-502. – doi: 10.18334/ce.16.2.114279.
4. Краковская И.Н., Казаков Е.А., Шумкина А.А. Развитие промышленных бизнес-моделей: Индустрия 4.0, устойчивость и непрерывность бизнеса, менеджмент качества // Вопросы инновационной экономики. – 2023. – № 4. – c. 2025-2038. – doi: 10.18334/vinec.13.4.120010.
5. Лагута В.С., Калиниченко С.В. Индустриализация на основе роботизации: варианты постановки задачи создания (внедрения) технической системы // Вопросы инновационной экономики. – 2022. – № 3. – c. 1315-1324. – doi: 10.18334/vinec.12.3.115001.
6. Савченко Ю.Ю. Интеллектуальный капитал и Индустрия 4.0: взаимодействие и факторы влияния // Креативная экономика. – 2023. – № 3. – c. 935-954. – doi: 10.18334/ce.17.3.117363.
7. Силкина Г. Ю., Щербаков В.В. Инновационная динамика логистики: от цифровых преобразований к интеллектуальным решениям. / монография. - СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2024. – 228 c.
8. Силкина Г.Ю., Щербаков В.В. Современные тренды цифровизации логистики. - СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019. – 237 c.
9. Фролов В.Г., Трофимов О.В., Климова Е.З. Разработка системной модели организационно-экономического механизма развития приоритетных высокотехнологичных отраслей промышленного производства в соответствии с концепцией Индустрия 4.0 // Вопросы инновационной экономики. – 2020. – № 1. – c. 71-84. – doi: 10.18334/vinec.10.1.100682.
10. Шеффер Э. Индустрия Х.O. Преимущества цифровых технологий для производства. - М.: Издательский дом «Точка», 2019. – 320 c.
11. Толмачев А.Д., Толмачев О.М., Копылов И.А. Социальные и экологические риски автоматизации и роботизации в промышленности и торговле: методологический аспект // Экономика и социум: современные модели развития. – 2019. – № 1. – c. 87-97. – doi: 10.18334/ecsoc.9.1.40540.
12. Уланов А.А. Современное состояние и перспективы развития рынка робототехники в мире и России. / монография. - М.: КНОРУС, 2022. – 148 c.
13. Козлов В.К., Яковлева Н.В. Логистика производства. / В 3 частях: Учебное пособие. Часть I. Логистика производства в системе логистического менеджмента предприятия. - СПб.: ВШТЭ СПбГУПТД, 2017. – 71 c.
14. ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 «Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения». [Электронный ресурс]. URL: https://normadocs.ru/gost_r_60.0.0.4-2019 (дата обращения: 25.11.2024).
15. ГОСТ 25686-85 «Манипуляторы, автооператоры и промышленные роботы. Термины и определения». [Электронный ресурс]. URL: https://gostrf.com/normadata/1/4294828/4294828740.pdf (дата обращения: 25.11.2024).
16. Беляков В.В. История робототехнических систем и комплексов. / учебник / коллектив авторов. - М.: КНОРУС, 2024. – 542 c.
17. Веселков Р. С., Гонтаровская Т. Н., Гонтаровский В. П. Детали и механизмы роботов: Основы расчета, конструирования и технологии производства. / Учеб. пособие. - К.: Высшая школа, 1990. – 343 c.
18. ГОСТ Р 60.0.0.2-2016 «Роботы и робототехнические устройства. Классификация». [Электронный ресурс]. URL: https://normadocs.ru/gost_r_60.0.0.2-2016 (дата обращения: 25.11.2024).
19. Cobots boost production 200% on welding and 600% on machine tending. [Электронный ресурс]. URL: https://ifr.org/case-studies/cobots-boost-production-200-on (дата обращения: 25.11.2024).
20. Степанов В.П., Платонов А.К. Шаг на пути возрождения робототехники в России. «Вторые Поспеловские чтения «Искусственный интеллект – проблемы и перспективы». 30 ноября – 1 декабря 2005 г. [Электронный ресурс]. URL: http://www.posp.raai.org/data/posp2005/SIR/Stepanov/stepanov.html (дата обращения: 25.11.2024).
21. Market presentation World Robotics 2024 press conference. [Электронный ресурс]. URL: https://ifr.org/img/worldrobotics/Press_Conference_2024.pdf (дата обращения: 25.11.2024).
22. Global Robot Density in Factories Doubled in Seven Years. [Электронный ресурс]. URL: https://ifr.org/ifr-press-releases/news/global-robot-density-in-factories-doubled-in-seven-years (дата обращения: 25.11.2024).
23. Рынок промышленных роботов в мире и России: демография диктует спрос. – 23.05.2024. [Электронный ресурс]. URL: https://worldmarketstudies.ru/article/rynok-promyslennyh-robotov-v-mire-i-rossii-demografia-diktuet-spros/ (дата обращения: 25.11.2024).
24. Record of 4 Million Robots in Factories Worldwide. [Электронный ресурс]. URL: https://ifr.org/ifr-press-releases/news/record-of-4-million-robots-working-in-factories-worldwide (дата обращения: 25.11.2024).
25. Сведения о применении робототехники по кругу обследованных организаций по субъектам Российской Федерации в 2023 году. [Электронный ресурс]. URL: https://rosstat.gov.ru/statistics/science (дата обращения: 25.11.2024).
26. Оценки уровня и перспектив роботизации промышленности в России. [Электронный ресурс]. URL: https://issek.hse.ru/news/932892785.html (дата обращения: 25.11.2024).
27. Все «Эйдосы» на конвейер. КамАЗ планирует заместить роботами недостающих работников. Коммерсант. – 14.02.2024. [Электронный ресурс]. URL: https://www.kommersant.ru/doc/6510259 (дата обращения: 25.11.2024).
28. СССР в цифрах в 1989 году. / Крат. стат. сб. / Госкомстат СССР. - М.: Финансы и статистика, 1990. – 319 c.
29. Белоусов Д.Р. Контуры прогнозного периода: чего ждать и к чему готовиться в ближайшие десять лет. Шестой всероссийский интеллект-форум «Профсоюзы. XXI век. Образ будущего», 10-11 октября 2024 г. [Электронный ресурс]. URL: http://www.forecast.ru/_ARCHIVE/Presentations/DBelousov/20241007EcoProf.pdf (дата обращения: 25.11.2024).
30. «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2036 года». Указ Президента Российской Федерации от 07.05.2024 г. № 309. [Электронный ресурс]. URL: http://www.kremlin.ru/acts/bank/50542 (дата обращения: 25.11.2024).
31. Более 90 000 роботов будут вкалывать на российских заводах к 2030 году. Ведомости. – 15.05.2024. [Электронный ресурс]. URL: https://www.vedomosti.ru/business/articles/2024/05/15/1037160-bolee-90-000-robotov-budut (дата обращения: 25.11.2024).
32. Михаил Мишустин провёл стратегическую сессию по национальным проектам «Средства производства и автоматизации» и «Инфраструктура для жизни». [Электронный ресурс]. URL: http://government.ru/news/51839/ (дата обращения: 25.11.2024).
33. Шишмарёв В.Ю. Роботизированные системы и их промышленное применение. / учебник. - М.: КНОРУС, 2023. – 420 c.
34. Пятая промышленная революция. [Электронный ресурс]. URL: https://www.tadviser.ru/a/634928 (дата обращения: 25.11.2024).
35. 2023 Робототехника. Технологический обзор. Возможности для России, СБЕР. [Электронный ресурс]. URL: https://ai.gov.ru/knowledgebase/tekhnologii-i-produkty-ii/2023_robototehnika (дата обращения: 25.11.2024).
Страница обновлена: 15.12.2024 в 16:40:13