Какими будут заводы будущего

Полчища роботов вместо людей - лишь малая толика изменений, которые ждут производство
23.07.2018
Рон Харбор, Джим Шмидт

Многие считают, что заводы будущего будут полностью автоматизированы. В реальности они будут отличаться от нынешнего производства не только этим

Когда люди представляют себе завод будущего, они вспоминают о фабриках «без света», где работают только роботы и машины, которым не нужен свет. О них еще в 1982 г. мечтал генеральный директор General Motors Роджер Смит и говорит сегодня Илон Маск.

Несомненно, автопром будет активно развивать решения по автоматизации, чтобы снизить себестоимость производства автомобилей. Но в реальности ни один прорыв, связанный со снижением затрат и повышением эффективности, не будет возможен исключительно за счет автоматизации, так как большинство задач, которые можно автоматизировать на заводе, уже решены.

Когда появится настоящий завод будущего, на вид он не будет отличаться от существующих, поскольку используемые сегодня процессы уже автоматизированы. Он будет отличаться тем, что мы изобретем совершенно новые процессы и схемы создания автомобилей, которые потребуют совсем новых методов производства.

Автомобиль из 3D-принтера

Возьмем покрасочный цех. Его работа автоматизирована на 90%: роботы наносят антикоррозийное покрытие, герметик, грунтовку, краску и лак, чтобы получить глянцевую поверхность, которая так нравится нам в автомобилях. Однако покраска по-прежнему остается одной из самых дорогостоящих операций, этот цех занимает значительную площадь производства, и сам процесс не отличается от того, как красили автомобили 30 лет назад. Например, на заводе BMW в Спартанбурге (Южная Каролина) процесс покраски машины занимает 12 часов, в нем участвует более 100 роботов и автомобиль проходит по конвейеру покрасочного цеха более 6 км.

Очевидно, что должен быть лучший способ красить автомобили, но для повышения эффективности этой операции и снижения затрат нужно разработать новый процесс. Может быть, это будет нанесение единого слоя и последующий обжиг, как для гончарных изделий. Сейчас этот метод тестируется в исследовательских лабораториях. Или, возможно, кузов автомобиля начнут печатать на 3D-принтерах в выбранном покупателем цвете, что полностью исключит необходимость традиционного покрасочного и кузовного цеха. В любом случае, чтобы снизить себестоимость автомобиля, просто добавить еще несколько роботов недостаточно.

Машина без проводов

Сегодня две трети работников автоматизированных предприятий заняты в сборочных цехах. Автоматизировать эту часть производства труднее из-за кастомизации и сложности сегодняшних автомобилей, требующих гибкости в принятии решений и действиях. Большинство заводов производит несколько моделей автомобилей одновременно, и состав моделей часто меняется в зависимости от спроса. Перепрограммировать роботов и машины в соответствии с ежедневными изменениями производственного плана дорого и едва ли возможно.

Кроме того, на сборочной линии есть операции, с которыми люди справляются лучше, например установка и подключение разнообразных проводов, которые можно назвать нервной системой автомобиля. В будущем рынок, как ожидается, будет состоять из электрических и автономных автомобилей, электрооборудование должно будет быстро и бесперебойно передавать больше данных, чем сегодняшние машины. Следовательно, электрика будет состоять из большего числа проводов и разъемов. Для автоматизации операции по установке электрооборудования также потребуется новый процесс, возможно, вообще без использования проводов, но с применением электронных модулей или соединением через облачную систему.

Для сборки электромобилей также понадобится разработать новый процесс, так как она включает сравнительно несложную установку комплекта батарей и электродвигателя. Простые задачи лучше оставить роботам, но с несколькими этапами сборки они не справятся. Прорыв будет завершен не с автоматизацией старого процесса, а с разработкой нового - в данном случае с электрификацией автомобиля.

Безвредные коботы

Новые коллаборативные роботы, или коботы, также добавляют новизны: они не отнимают рабочие места у людей, а усиливают их возможности. Высота этих автоматических помощников составляет от 60 до 120 см, они работают вместе людьми над задачами с невысоким уровнем опасности и повторяемости или в случаях, требующих особой гибкости для работы в узких или труднодоступных местах, например под днищем автомобиля. Так, компания Renault использует коботов на нескольких заводах в сборке двигателей, где они закручивают болты с определенной силой - людям сложно делать это постоянно и эффективно.

Относительно невысокая цена коботов (многие из моделей стоят до $50 000) делает их привлекательными для компаний. Их легко перепрограммировать, и работники конвейера могут сделать это самостоятельно. В отличие от многих видов современного роботизированного оборудования, которое должно быть огорожено и иметь таблички, предупреждающие сотрудников о необходимости сохранять дистанцию, коботы выполняют свою работу, не нанося вреда людям, так как запрограммированы на остановку в случае появления перед ними объекта. Своими руками-манипуляторами они достают для людей мелкие детали из контейнеров.

Человек-киборг

Еще одним примером автоматизации, усиливающей естественные возможности человека, стал экзоскелет. Работники носят на себе приспособления, делающие их похожими на киборгов. Экзоскелеты позволяют, например, поднимать шины тяжелых грузовиков. Они важны еще и потому, что средний возраст рабочих на производствах в промышленно развитых странах (США, Западная Европа и Япония) превышает 40 лет.

Мечта Смита о полностью автоматизированном заводе «без света» пока реализована в очень немногих операциях - например, роботы собирают роботов, но не в автомобилестроении. Однако к автомобильному заводу будущего ведут и другие пути, которые, вероятно, будут проложены с помощью человеческих изобретений. Роботы и автоматизация станут лишь частью этой картины, и свет на заводах все-таки будет гореть.

Источник: Ведомости

Читайте другие наши материалы