«Технических проблем построить производство без людей нет»

Николай Ульянов
заместитель главного редактора, редактор отдела промышленности журнала «Эксперт»
8 ноября 2021, 00:00
№46

Спрос на роботизацию и автоматизацию тормозится из-за нехватки инжиниринговых компаний, способных оказывать квалифицированные услуги в этом секторе

ПРЕДОСТАВЛЕНО КОМПАНИЕЙ KUKA SYSTEMS
Геральд Миис считает, что гарантировать качество может только автоматизация

По итогам девяти месяцев текущего года объем заказов у группы компаний KUKA вырос более чем на треть и составил около 2,7 млрд евро. Продажи увеличились на 26,8% относительно аналогичного периода 2020 года, до 2,4 млрд евро. В KUKA отмечают, что рост спроса наблюдается не только в традиционных отраслях промышленности, но и в секторе потребительских товаров, электронной и розничной торговли. Растет спрос со стороны малых и средних предприятий.

«Эксперт» поговорил топ-менеджерами одного из подразделений KUKA AG — компании KUKA Systems, которая оказывает инжиниринговые услуги в сфере автоматизации и роботизации производства, о ситуации на этом рынке и о том, как далеко может зайти роботизация производства в обозримом будущем.

Наши собеседники — Геральд Миис, главный исполнительный директор KUKA Systems, и глава сервисной службы и поддержки клиентов KUKA Systems Гюнтер Зотт.

— В 2018 году Илон Маск сказал, что чрезмерная роботизация завода Tesla во Фримонте стала ошибкой, из-за которой компания не может собирать машины в установленные сроки. Хотя ранее он говорил, что использование роботов даст компании преимущество, сделает производство менее дорогостоящим. Насколько я понимаю, KUKA Systems не просто поставляет роботов, компания занимается инжинирингом, встраивает роботов в производственную систему предприятия.

В связи с этим вопрос первый такой: действительно ли чрезмерная автоматизация может негативно сказаться на производстве? И далее: разделяет ли KUKA эту ошибку, берет ли часть ответственности за нее на себя?

Геральд Миис: Для того чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо понять структуру каждого проекта автоматизации. Несмотря на то что промышленность постоянно говорит о нехватке технических кадров, необходимы также люди, обладающие бизнес-компетенциями: аудиторы и финансисты, способные оценить экономическую выгоду того или иного проекта. Чрезмерной автоматизации не бывает, бывают неправильные проекты автоматизации, ведь робот — это инструмент, которым необходимо уметь пользоваться, то есть корректно назначать производственные задачи, искать возможности для масштабирования и увеличения эффективности. Тогда робот будет приносить пользу предприятию.

На крупных заводах, таких как у Tesla во Фримонте или у КамАЗа в Набережных Челнах, проекты автоматизации могут разрабатывать внутренние сервисные и инженерные службы. Им даже не нужен системный интегратор, они не ищут услуг инжиниринга, к вендору они приходят лишь с заказом на оборудование. То есть предполагается, что проект автоматизации уже существует и расчеты верифицированы инженерами внутри компании. Конечно, нельзя избежать фактора человеческой ошибки, неправильной постановки целей проекта и, как следствие, получения искаженной модели производства.

Что касается ответственности, мы всегда готовы оказать заказчику технологическую и сервисную поддержку. Если проект реализует наш сертифицированный системный партнер, KUKA гарантирует экономически обоснованный результат, поскольку мы располагаем как техническими, так и бизнес-компетенциями.

Гюнтер Зотт: Гигафабрика Tesla в Берлине также предполагает очень высокий уровень автоматизации. Если Маск считает, что автоматизация завода в США была большой ошибкой, то, наверное, он бы скорректировал уровень автоматизации при строительстве следующих заводов.

Г. М.: Маску принадлежит блестящая идея выпуска электромобилей, но их качество в целом значительно уступает уровню Audi или Toyota. Ему есть куда расти. В Германии четко реагируют на запросы покупателей, высока культура производства. И строительство завода Tesla в Германии в числе прочего преследует цель перенять немецкую культуру производства.

Когда вы покупаете автомобиль за несколько десятков тысяч евро, то ожидаете очень высокого качества. А его может гарантировать только автоматизация. Автоматизация — это не только вопрос стоимости или объема производства, это также вопрос качества.

Уровень автоматизации влияет в первую очередь на устранение человеческого фактора при производстве и в целом на повышение качества. Меньше ручных операций — меньше вероятность, что будут проблемы с качеством. Поэтому мы уверены, что уровень автоматизации должен быть максимальным, в зависимости, конечно, от плана производства, стоимости автомобиля. Это должно рассчитываться экономически, но уровень автоматизации — это прежде всего уровень качества автомобилей.

— Качество во главе угла? А что насчет эффективности производства, объема выпуска продукции?

Г. М.: Здесь примечательный пример — компания Porsche. Она исторически гордилась тем, что ее автомобили собираются вручную, что у нее высокий уровень кастомизации, жесткий контроль качества. Но даже при своих низких объемах производства они были вынуждены перейти на высочайший уровень автоматизации, потому что только так могли обеспечить качество. Они не могли себе позволить допускать ошибки при ручном труде.

Еще один пример — IKEA. Она заказывала различные элементы, фурнитуру на предприятии в Бангладеш. Там был ручной труд. Но пару лет назад она была вынуждена перейти на роботизированное производство, потому что ей нужно высокое качество продукции.

Если вы выпускаете две тысячи стульев и три из них оказываются с дефектами… Качество крайне важно, ведь брак — это жалобы покупателей. Бракованная продукция влечет за собой высокие издержки: затраты на устранение дефектов, репутационные потери. Если обратиться к истории робототехники, то начиналось все с экономии трудозатрат. И первые инвестиции были ориентированы на то, сколько людей можно высвободить. Но в середине 1990-х подход изменился. Компании обнаружили, что они могут добиться существенно большей экономии за счет высокого качества.

Обоснованность автоматизации зависит от серийности, количества производимой продукции. В каждом случае нужно смотреть, что она дает и какова ее стоимость. После автоматизации производства выпуск продукции станет обходиться дороже, но в долгосрочной перспективе производство становится более гибким, чем при использовании человеческого труда.

Есть фактор сезонности. Например, к посевной нужно увеличить производство сельхозтехники, а зимой спрос на нее падает. У вас нет возможности весной нанять людей, а зимой сократить. А роботизация дает преимущество: часть линий можно просто остановить без потерь и нарушения трудового законодательства.

Автоматизация позволяет легко сокращать или наращивать объемы производства. У нас была встреча с руководством КамАЗа. Предприятию не хватает квалифицированных специалистов, а спрос нужно удовлетворять, производить продукцию в больших объемах. Выход — дальнейшая автоматизация.

Роботы всякие нужны

— Вряд ли, конечно, высказывание Илона Маска на это повлияло, хотя к нему и прислушиваются, но, как я понимаю, продажи промышленных роботов еще до пандемии уменьшились. С чем это связано и какова ситуация сейчас?

Г. М.: Сейчас идет рост. Но есть нехватка компаний, которые занимаются инжинирингом. На глобальном рынке, в частности в Германии, не хватает квалифицированных интеграторов, которые могли бы удовлетворить спрос на автоматизацию.

Если говорить о продажах роботов, то общая индустрия — мы называем ее general industry — показывает относительно ровное состояние спроса. Как и автомобильная промышленность. А вот, например, электроника в последние десять лет показала очень большой скачок спроса. Он поднялся на очень высокий уровень и стабилизировался. Сейчас спрос здесь не такой, как два года назад, но эта отрасль все равно один из драйверов продаж робототехники. В той же Корее можно наблюдать самую высокую плотность роботизации в количестве роботов на тысячу работников.

— А какова ситуация в России?

Г. М.: Российскому рынку определенно есть куда расти. В прошлом российские компании не уделяли достаточного внимания автоматизации. Но в последнее время все больше компаний производят товары не только для местного рынка, но и для внешнего. Такие предприятия, как КамАЗ, выпускают продукцию, которая продается по всему миру. Число производимых в России высокотехнологичных продуктов увеличивается. И предприятиям нужно увеличивать производительность, качество, и по этой причине спрос на промышленных роботов в России растет. Сейчас в России порядка семи роботов на десять тысяч работников, а в других странах это число может доходить до восьмидесяти и больше.

При этом в России есть недостаток квалифицированных кадров на заводах. В российских университетах очень хорошие программы подготовки IT-специалистов, но выпускники идут не на фабрики, а в IT и телеком. Впрочем, похожая картина наблюдается в Германии и даже в Китае.

— Роботизация производства требует какой-то особенной инфраструктуры? Насколько российский рынок в этой части готов к тому, чтобы она «пошла в массы»?

Г. М.: С точки зрения подготовки инфраструктуры требований не очень много. Понятно, что должно быть стабильным электричество, доступ в интернет. Хотя роботы и без интернета могут работать: зависит от того, какие поставлены задачи и как выстроена система. В первую очередь нужны квалифицированные кадры.

Один из примеров: во Вьетнаме построили на искусственном острове автомобильный завод. Изначально там не было никакой инфраструктуры, все было создано. А вот кадры — это самое важное.

Г. З.: В России роботизированное предприятие в Тихвине было построено и успешно запущено в 2013‒2014 годах тоже без какой-либо инфраструктуры.

— Можете на примере Тихвинского завода рассказать, какой финансовый эффект получила компания от роботизации?

Г. З.: Это невозможно, потому что у нас есть договор о неразглашении с компанией.

Объем производства на ТВСЗ достигает 13‒14 тысяч полувагонов в год. Плюс вагоны других типов — цистерны, хопперы и прочее. Разумеется, производство такого количества изделий и такого их ассортимента при использовании только ручного труда невозможно. Нужно непрерывное увеличение сварочных мощностей, а для обработки крупных деталей необходимы автоматизированные комплексы.

Там очень гибкий производственный процесс, разные производственные линии, без роботизации обеспечить сборку вагонов с требуемым качеством нельзя.

Г. М.: Автоматизация — это еще и ключ к очень высокому уровню безопасности при сварке. Плюс, если у вас уйдет сварщик, вы не сможете быстро нанять нового — нужны проверка его компетенций, сертификация. А на автоматизацию можно положиться. К тому же из-за пандемии, в случае использования ручного труда, если из работы выключить пять сварщиков, производство может остановиться. Роботам же вирус не страшен.

Г. З.: Приведу еще один пример: команда рабочих изготовила сварной шов длиной 140 метров за 22 минуты. Со второй попытки. То есть это непостоянный результат, так как человек не может выдерживать стабильный темп работы. 14 роботов, работающих одновременно, за один цикл справятся с таким же швом за 20 минут — и эта величина постоянна.

— Насколько я понимаю, роботизация на ТВСЗ не максимальная, роботизированы отдельные участки производства.

Г. З.: Уровень автоматизации был согласован с заводом. Руководство предприятия в Тихвине опиралось на бизнес-кейсы, исследования рынка, окупаемость инвестиций, бюджет, возможности наращивания производства, его будущего развития, расшивания узких мест, повышения гибкости.

При определении уровня автоматизации важен баланс. Естественно, если бюджет не ограничен, можно бесконечно автоматизировать. Как правило, роботизация проектируется так, чтобы можно было расшивать узкие места, просто масштабируя определенные участки. Есть, к примеру, линия или ячейка сварки каких-то элементов, ее можно в перспективе тиражировать, распространяя роботизированные операции по той же сварке на другие элементы конструкции и поднимая тем самым уровень автоматизации.

Г. М.: Обычно автоматизация осуществляется в несколько этапов. Ко второму этапу уже накоплен определенный опыт, есть представление о том, что нужно изменить. В сравнении с автоматизацией первого поколения во втором поколении уровень автоматизации выше, поскольку заказчик уже многому научился и видит ее преимущества.

Сам себе программист

— Максимальная автоматизация и роботизация поэтапно… Здесь мы подходим к теме Индустрии 4.0 и безлюдных заводов. Готовы ли мы к их появлению? Пример Илона Маска показывает, что пока нет.

Г. М.: Опыт мировых автомобильных гигантов показывает, что и последние этапы сборки автомобиля автоматизируются и имеют смысл. Пусть не каждая операция, но тем не менее. С точки зрения Индустрии 4.0 не всегда уровень автоматизации зависит от количества роботов. Индустрия 4.0 включает в себя, например, такой инструмент, как цифровая тень производства. Она позволяет на новом уровне и с более высокой скоростью планировать производство: мы в полностью цифровом формате «отрисовываем» завод, мы видим, как будут работать его роботы, станки, отдельные участки и линии, понимаем все циклы и можем скорректировать процесс производства, улучшить его.

Это огромная экономия времени и денег, устранение каких-то неучтенных вещей, узких мест. И это уже реальность, это уже легко… ну как легко… это стоит денег, это большой объем работы. Тем не менее это уже реальность.

И параллельно цифровая тень как инструмент позволяет отслеживать уже работающий завод в цифровом виде. Мы на компьютере видим в режиме реального времени состояние и положение каждого из механизмов. Это новые инструменты, и до них нужно дорасти, тем не менее переход на новые инструменты без взвинчивания автоматизации до ста процентов — это экономия, и это уже актуально.

— А что насчет заводов вовсе без человека, когда в одни ворота подается, условно говоря, металл, еще какие-то материалы, а из других выезжает уже готовый автомобиль?

Г. М.: Технических проблем построить производство без людей нет. Понятно, что нужны наладчики, те, кто следит за этим. Понятно, что есть продукты, производство которых нельзя полностью автоматизировать, везде нужно учитывать специфику, понимать, где это экономически обоснованно, а где нет.

— И где обоснованно?

Г. М.: В Германии дорогая земля, дорогие электричество и персонал. Когда нужно увеличить производство в Бангладеш, можно просто набрать персонал и нарастить выпуск продукции при более низком уровне автоматизации. В Германии же нужно доплачивать персоналу за переработку. Например, когда Daimler потребовалось увеличить объемы производства на предприятии в Штутгарте, это не удалось сделать, поскольку пришлось бы организовать ночную смену.

Так что все зависит от региона, не везде безлюдное производство будет экономически оправданным.

В Германии, например, есть полностью автоматизированные линии сборки автомобильных двигателей и сервоприводов. В Китае это, скорее, демонстрационные зоны, а в Германии — реальное производство без людей. Производство турбированных двигателей Daimler в Вайнхайме, которые ставятся в том числе и на КамАЗ, полностью автоматизировано. Конечно, полный цикл автоматической сборки автомобиля пока недостижимый уровень, поскольку это несопоставимые затраты.

Наша компания разработала концепцию матричного производства, следующего шага после технологии «цифровая тень». Здесь мы имеем универсальные производственные ячейки с роботами, склад комплектующих, самодвижущиеся тележки, которые доставляют детали сначала на первый участок роботизированного производства, потом на второй-третий-пятый-восьмой, где роботы поочередно делают определенные операции, а затем тележки отвозят на склад уже готовую продукцию. И такие ячейки масштабируются при необходимости увеличения производства.

— Эта концепция уже где-то реализована?

Г. М.: На заводе Daimler в Турции, например.

Следующий шаг — роботы, установленные на тележки. Робот подъезжает в нужное место и производит нужную операцию, проезжает дальше, сам меняет инструмент и производит следующую операцию. Все очень гибко и подвижно. Многие приемы уже отработаны, это следующие шаги цифрового производства.

— А что дальше?

Г. З.: Искусственный интеллект. Здесь мы можем дойти до такого уровня, когда робот будет настолько гибким и адаптивным, что будет сам себя программировать. На самом деле определенные элементы этого уже есть: робот с помощью машинного зрения видит заготовки, собирает их, а второй робот их сваривает.

— С точки зрения экономики такой робот с зачатками искусственного интеллекта выгоднее, чем несколько программистов, которые пишут программы для роботов на каждую операцию?

Г. М.: Робот с ИИ позволяет очень много времени сэкономить. И за счет этого он может быть более выгоден, так как люди не будут тратить время на программирование, а роботы будут сами перенастраивать программу и продолжать работать. Но нужно смотреть каждый конкретный случай, стоимость инженеров, время, которое они потратят на программирование, потому что такая система может стоить и пять тысяч евро и миллион.

И роботам нужна помощь

— В России сегодня проводится протекционистская политика в отношении, например, металлообрабатывающих станков. Предприятия с государственным участием должны покупать при прочих равных станки отечественного производства. Относительно роботов такой «обязаловки» нет. Но тем не менее: есть ли у вашей компании планы локализации производства роботов в России? Тем более что вы оцениваете потенциал нашего рынка как высокий.

Г. М.: У нас уже есть опыт локального производства в Тольятти на АвтоВАЗе. Роботы KUKA производились там с 1986 по 2014 год. На них был спрос, в основном со стороны автопрома. В данный момент потенциал и возможности роботизации намного больше, чем реальный спрос, поэтому пока что нет экономической целесообразности (российский рынок составляет 600‒800 роботов в год, вместе с СНГ чуть больше) открывать здесь завод. Хотя все это обсуждаемо, и, если будет спрос… Опять же, нужно считать, в каком объеме. Но такие вещи, как программные продукты, уже могут быть локализованы при наличии местных талантливых программистов с хорошей базой по физике и математике, потому что роботы — это не только металлические части, это системы управления, это обновление софта, специфические приложения для сварки, резки, машинного зрения и так далее. Такого рода локализация может быть.

— От чего зависит, на ваш взгляд, рост спроса?

Г. М.: В свете санкций Россия очень много уделяет внимания локализации и местному производству, что подстегивает уровень роботизации. Но для увеличения локального спроса очень важно, чтобы была определенная программа правительства по поддержке производства, а значит — его автоматизации. Производство, по примеру Германии, должно стать значительно более автоматизированным. Это должно стать частью экономической стратегии, как в Китае, где существует соответствующая госпрограмма.

— Как изменилась политика работы KUKA на российском рынке после того, как ее акции были куплены китайской компанией?

— На политику и стратегию компании китайские акционеры никакого серьезного влияния не оказывают. Но в то же время для них важен доступ к технологиям, к патентам, так как им надо развивать свои производства. Для KUKA появление китайских акционеров — это новые возможности по завоеванию китайского рынка, это новые финансовые возможности. У нас открылся большой завод по производству роботов в Китае, который работает только на Китай. Даже Корея заказывает роботов в Германии.

— Какая часть общей выручки приходится на KUKA Systems?

— Общая выручка Kuka AG — три миллиарда евро примерно. Треть, один миллиард, приходится на собственно производство роботов — компанию KUKA Robotics, еще треть — на KUKA Systems, а остальное — на логистическое подразделение Swisslog и китайское подразделение.

СПРАВКА О КОМПАНИИ:

История компании KUKA, одного из ведущих мировых производителей промышленных роботов, началась в 1898 году в Германии, когда два партнера, Йозеф Келлер и Якоб Кнаппих, основали в Аугсбурге ацетиленовый завод, где производился газ для бытового и уличного освещения. Название компании — аббревиатура от Keller und Knappich Augsburg.

Следующим этапом развития компании стало внедрение инновационной для того времени технологии — оксиацетиленовой сварки. В конце 1930-х годов компания произвела первую в Германии электроустановку для точечной сварки. В 1956 году представила первую автоматическую сварочную установку для производства холодильников и стиральных машин. 1971 год — первая в Европе роботизированная сварочная поточная линия для Daimler-Benz. А через два года KUKA представила первый в мире промышленный робот Famulus, имеющий шесть осей с электромеханическими приводами. В 1996 году управление роботами было передано компьютеру.

KUKA AG имеет представительства в 25 странах мира. Число ее сотрудников — около 14 тыс. человек.

Концерн имеет ряд подразделений: KUKA Robotics – производство роботов; KUKA Systems – оказывает услуги по автоматизации производственных процессов; Swisslog – услуги в области автоматизации логистики; Swisslog Healthcare – решения для автоматизации аптек и больничной логистики; KUKA China – производство роботов и инжиниринг в Китае.

С 2016 года KUKA контролируется китайским производителем бытовой техники – Midea Group, которая приобрела почти 95% акций концерна исходя из общей оценки компании в 4,6 млрд евро.