TechFusion.ruАвторские колонкиЛюди и роботы: фабрика будущего по-немецки

Люди и роботы: фабрика будущего по-немецки

Industry 4.0

Зачем частная компания собирает конференцию по робототехнике, где сама не выступает, какие европейские ценности значимы в высокотехнологичном бизнесе и как создается производство будущего в Германии

Альберт Ефимов

Руководитель лаборатории робототехники Сбербанка Альберт Ефимов законспектировал выступления главных технологических экспертов Европы и поделился с TechFusion.ru размышлениями о четвертой промышленной революции 

Конференция «Сервисная робототехника: Умное будущее с ко-ботами и ко-действиями» компании Schunk — событие в первую очередь европейское. И очень камерное: мало участников, доступ по приглашениям и билетам за 500 евро. Зато обсуждается важное: как организовать современное производство с помощью роботов?

Вот уже двадцать лет каждые два года на переломе зимы и весны проходят Экспертные дни Schunk, посвященные робототехнике. Казалось бы, зачем нужно собирать экспертный семинар компании, которая не производит ни одного робота? Дело в том, что она их закупает, чтобы создавать новые детали — комплектующие для автомобилей, роботов и прочей техники. Как объяснял доктор Хенрик Шунк, правнук основателя компании: «Мы должны стремиться к тому, чтобы знать абсолютно все, что окружает нашу отрасль. Мы ни в коем случае не должны пропустить next big thing в робототехнике».

Schunk — одна из многих крупных семейных фирм в Германии: около трех тысяч сотрудников в нескольких городах, представительства во многих странах, включая Россию. Компания специализируется на исследованиях и разработках в областях робототехники, промышленной автоматизации и Industry 4.0 (концепция производства, на котором роботы делают роботов).

Даже местонахождение компании разительно отличается от мест расположения других европейских технологических организаций и компаний Кремниевой долины. В деревне, где располагается фабрика Schunk, также находится крупный агропромышленный комплекс. Так что, когда входишь на завод в ветреную погоду, ощущается явный запах навоза. Промышленность и сельское хозяйство в Германии живут рядом, обогащая друг друга опытом. А иногда и ароматами.

Бизнес по-европейски

Европейский подход подразумевает строительство бизнеса на десятилетия — для этого необходима ответственность, репутация. Например, один знакомый инженер (а также венчурный инвестор, изобретатель и долларовый миллионер) сказал мне, что для правильной организации бизнеса нужна стабильность в отношениях: «Партнеры должны знать, что через год, через пять или десять лет те же люди будут работать в том же месте. А значит, с ними можно вступать в долгосрочные отношения. Если что-то не складывается с таким партнером, можно это исправить, ведь он никуда не убежит. Но если ты не знаешь, будет ли человек на этом же месте через три года, то нет никакого смысла выстраивать долгосрочные отношения». Европейский подход — про такую стабильность. И смысл конференции Schunk ровно в этом: и через два года, и через шесть лет те же люди будут собираться на том же мероприятии, выступать или слушать — и знать, что это не менее значимо и интересно, чем в предыдущие годы.

Без госучастия и самопиара

Как говорит один мой знакомый устроитель робототехнических мероприятий: «Правильная конференция — это сочетание участия трех ключевых игроков: государства, бизнеса и науки». Но конференция Schunk заставила меня пересмотреть этот рецепт. Думаю, что он верен в отношении таких стран как Россия или Китай, где участие государства в экономике очевидно. В Германии же нет проблемы «госкорпораций». Возможно, поэтому конференция удалась и без приветствия канцлера страны, президента области и даже мэра деревни, в которой она проводилась.

Выступающих можно условно разбить на четыре категории: научные центры и университеты, исследовательские центры крупных компаний, стартапы и — довольно неожиданная категория для консервативной семейной компании — просто интересные личности, визионеры. Среди выступающих c пленарными докладами не было лишь одной категории — представителей организатора. И правда, зачем? Ведь главное для семьи Шунк — получить информацию о next big thing, а не продвинуть собственные продукты.

Коллаборация — главное правило Industry 4.0

Одной из центральных тем конференции стала концепция Industry 4.0 — максимально роботизированное производство, на котором даже перестройка цикла решается инженером за компьютером, а не рабочими в зале.

Германия — родина этой концепции, поэтому неудивительно, что в стране есть целые научные центры, которые занимаются проработкой деталей и практики ее применения. Например, в кампусе Университета Штутгарта 22 февраля этого года был открыт полигон «Арена 2036», имитирующий фабрику будущего.

Arena 2036

Arena 2036. Фото: vario.com

Под его реализацию была отведена территория в 10 тысяч квадратов, на которой размещено оборудование. Общая стоимость проекта составила около 30 млн евро. Примерно 160 ученых и исследователей сосредоточено под одной крышей для работы над проектами и программами. Зона также включает в себя инкубатор для стартапов Startup Autobahn и шоу-рум Future Work Lab.

Сама «Арена 2036» организована как государственно-частное партнерство: ежегодный бюджет составляет 10 млн евро, из которых 2 млн — грант Министерства образования Германии. Остальные средства дает консорциум из 23 крупнейших корпораций Германии.

Принципы правильного построения и получения добавленной стоимости в концепции Industry 4.0 озвучил на конференции доктор Томас Бауэрнхасл:

Правило 1. Слияние производственных и логистических систем в единое целое. Суть в том, что обрабатывающие центры и логистические транспортные системы должны работать вместе, синхронно, на основе общих данных, достигая общего оптимального результата. Разделение на производственные или транспортные области является пережитком прошлого.

Правило 2. Любая система должна уметь выполнять несколько функций, забирая на себя сходную нагрузку других систем.

Правило 3. Необходимо разрабатывать процессы так, чтобы они были мобильными и масштабируемыми. Системы, добавляющие стоимость, могут динамически меняться, адаптируясь под экономику решений.

Правило 4. Саморегулирующиеся «умные» системы могут приходить на помощь друг другу, обучать друг друга.

Правило 5. Более нет систем, «поддерживающих» производство (например, логистики). Все системы дают добавленную стоимость — или исчезают.

Правило 6. Заменяем материальные потоки информационными. Нужно научиться использовать информацию эффективно — для того, чтобы уменьшать брак, отходы, — и при этом постоянно поддерживать кастомизацию производства. Все объекты на фабрике должны стать «умными».

Правило 7. Сложность процесса следует сдвинуть туда, где ее можно разрешить наиболее эффективно. Не все процессы можно решить в рамках фабрики. Если сложность можно «отдать» партнеру, то ее нужно аутсорсить. К примеру, Schunk умеет делать кастомизированные захваты: клиент дает CAD-модель детали, Schunk выполняет дизайн захвата, а компания-подрядчик печатает необходимые детали и осуществляет финальную сборку.

Правило 8. Представление элементов и процессов в цифровой тени. Это новый термин. Если про цифрового двойника (точную симуляцию на компьютере материального станка) уже многие слышали, то цифровая тень может быть новостью. Суть в том, что создание цифрового двойника может обойтись слишком дорого. А цифровая тень лишь отражает основные процессы, которые необходимо моделировать.

Правило 9. Оптимизация процессов на основе данных. В сложных процессах корреляция между данными может быть важнее, чем причина.

Правило 10. Фокусировка роли человека на дизайне и оптимизации процессов. Это правило еще называется «Тейлор наоборот» (о Фредерике Тейлоре чуть ниже) — «слияние операционной деятельности и творческого инжиниринга». Автоматизация повторяющихся операций. Человек сосредотачивается на улучшении процесса.

Если кому-то сложно запомнить все десять правил дизайна Industry 4.0, то стоит запомнить главное: коллаборация человека и машины важнее, чем эффективность машины или робота.

Человек как наставник

Через всю конференцию проходила сквозная тема — изменение роли человека на производстве. Индустриализация дала человеку важную функцию: он стал командиром машин. Основатель научного подхода к менеджменту Фредерик Тейлор разделил операционные задачи рабочего и творческую деятельность инженера. Цифровизация производства, которая началась с появлением станков с ЧПУ и робототехники, сделала человека капитаном корабля, где матросы — роботы и станки. Однако производство будущего потребует иной роли от человека. Рабочий, он же инженер, становится дирижером целого оркестра. Это не человек-оркестр. Человек не играет на многочисленных инструментах фабрики будущего, но дирижирует ими так, чтобы все инструменты играли в унисон, производя безупречную мелодию и ритм производства.

Направления работы для робототехников

Презентации DHL, BMW и KUKA объединяло несколько вещей. Во-первых, острое чувство перелома всех традиционных моделей бизнеса и готовность компаний пробовать все новое. Во-вторых, гуманистический подход к новому цифровому производству. Все компании в голос говорят, что чемпионами в новом, прекрасном будущем станут те, кто сможет самым оптимальным образом организовать работу.

Есть и специфичные для каждой компании вещи, на которых стоит остановиться подробнее. Представитель DHL доктор Линдт объяснила, что их подход к исследованиям и разработкам основывается на тщательном выборе приоритетных технологий.

 DHL

Технологические тренды. Взгляд DHL

Поскольку основная задача DHL — доставка, главными и насущными интересами стали беспилотники всех типов, робототехника и автоматизация складов. В задачах автоматизации коллаборативные роботы играют громадную роль. DHL подчеркивает, что стоимость внедрения коллаборативного робота в несколько раз ниже, чем обычного промышленного.

В компании считают, что наибольший потенциал для внедрения ко-ботов (коллаборативных роботов, способных работать совместно с человеком) имеет процесс упаковки. Ко-боты превращают его в co-packing. В DHL в основном используют одноруких ко-ботов Saweyr американской компании Rethink Robotics. Другой важный проект — разработка логистических роботов совместно с партнерами.

Представитель компании BMW доктор Штраубе говорила об изменениях в человеко-машинном взаимодействии. С приходом коллаборативных роботов человек на производстве стал больше похож на наставника, чем на командира.

В приоритетах BMW три технологии: коллаборативные роботы для автоматизации задач, которые до сих пор целиком выполнялись людьми, экзоскелеты для облегчения ручного труда, а также дополненная реальность, которая делает информацию доступной оператору незамедлительно.

Компания KUKA на конференции по робототехнике рассказывала, понятное дело, про роботов. Однако выделю мнение руководителя инновационного центра KUKA доктора Липерта о периодизации робототехники. По его словам, первая робототехническая революция была связана автоматизированными решениями на основе манипуляторов. Вторая революция произошла с появлением у роботов-манипуляторов сенсоров, которые позволили создавать решения, безопасные для человека. Третья связана с тем, что безопасные, оснащенные сенсорами роботы становятся мобильными. Четвертая робототехническая революция — все то же самое становится когнитивным: робот самостоятельно понимает окружающий мир и учится взаимодействовать с миром и человеком.

С учетом того, что конференция носила подзаголовок «Сервисная робототехника», я не мог не задать доктору Липерту вопрос: в какой перспективе он видит конвергенцию промышленной (для производства) и сервисной (для обслуживания человека) робототехники? Ответ был достаточно неопределенный: когда это произойдет, предсказать невозможно — слишком отличаются клиентские требования в промышленности и сервисной отрасли. Думаю, что это обнадеживающий ответ для стартапов, которые хотели бы подрезать KUKA на повороте. Если крупнейшая робототехническая компания мира не видит, когда наступит перелом — это хороший шанс для тех, кто увидит его чуть раньше.

Своим стартапам прощают все

Почти 80 лет назад компания Schunk тоже была стартапом. И это хорошо помнят потомки основателей компании. Выставка, которая проходит в одном помещении с конференцией, дает молодым компаниям возможность представить свои разработки самым главным экспертам Европы в области робототехники.

Из стартапов отмечу выступление основателя компании Fetch Robotics Мелони Вайз, которая рассказала о своем подходе к организации логистики на основе коллаборативных мобильных роботов. Ключевое преимущество их подхода — в облачной системе, которая позволяет развернуть работающее решение для склада меньше чем за рабочий день.

Сама Мелони — весьма примечательный человек. Это один из разработчиков ROS (операционной системы для роботов с открытыми исходными кодами). Она хорошо известна в робототехническом сообществе Кремниевой долины — инвесторы доверяют ей миллионы долларов.

Я довольно долго наблюдаю за проектом Fetch — и вижу, что он совершил pivot (изменение целей компании). Если раньше Мелони доказывала необходимость наличия манипулятора на мобильной платформе для функции picking (сбор требуемой продукции или обратная ее установка на полки), то теперь она полностью отказалась от этой идеи. Полагаю, что picking — слишком непростая функция. Проще заработать денег на перемещении ценностей по самому складу, предоставив более сложную задачу человеку.

Слияние сервисной и промышленной робототехники

Возвращаясь к вопросу о конвергенции промышленной и сервисной робототехники. Для такой серьезной компании, как KUKA, эта перспектива может казаться слишком далекой. Но, на мой взгляд, она намного ближе. Дело в том, что большинство функций, в которых робототехника может быть полезна, по сути — сервис. Переход к модели Robot-as-a-Service (RaaS) и будет означать полную конвергенцию промышленной и сервисной робототехники. Ведь правда, к чему платить за робота и идти на капитальные издержки, когда можно заплатить за километры движения или минуты, когда робот несет полезную нагрузку?

Уверен, что конвергенция промышленной и сервисной робототехники неизбежна и является вопросом бизнес-модели, а не технологий.

Оденсе — образец робохаба

Среди тех, кто рассказывал про международный опыт, на конференции Schunk были два представителя робототехнического кластера города Оденсе (Дания). Напомню, что это родина компании, вышедшей на мировой рынок промышленной робототехники — Universal Robots. В лаборатории Сбербанка мы активно используем их роботов. Всего же в этом кластере находится 120 робототехнических компаний и стартапов. Отмечу: примерно столько компаний занимается этой тематикой и в России. Думаю, что опыт Оденсе пригодился бы и у нас.

Schunk

Фабрика Schunk. Фото: Schunk.com

Следующие экспертные дни 27-28 февраля 2020 года организаторы предложили провести вне фабрики Schunk, и даже вне Германии. По мнению внука основателя компании Хенри Шунка, робототехнический кластер в Оденсе является лучшим местом в Европе для такого мероприятия. Надеюсь, в 2020 году лаборатория робототехники Сбербанка примет участие в «экспертных днях» не только как слушатель, но и как участник — со своими роботами.

Фото на обложке: expertdays.schunk.com