Добрый день.
Некоторое время назад волею судьбы и счастливой случайностью я попал в мир промышленной робототехники.
Вот тот, где красивая и немного устрашающая железная хрень клепает терминаторов, или хватает странное серо-голубое существо за шкирку в «Валериане», или просто создает завораживающе стройное мерцание конечностей в кадрах про автозаводы.
Именно об этом мы и поговорим сегодня (лонгрид).
Что это будет
Я работаю над этой темой уже не один год. За нами немало проломленных стен в вопросах нештатного использования роботов – оперативного управления, автогенерации программ, управления технологическими процессами.Наша продукция предназначена для сварки и покраски, обнаружения дефектов и калибровки.
Мы работаем с деревом для мебельщиков и с железом в автомобильной промышленности.
Мы никогда не брались за проекты классического использования роботов в продуктах массового производства.
Каждый раз мы решаем задачи, которые обычно требуют от оператора долгой и мучительной корректировки программы перед каждым запуском.
Теоретически, если материал заинтересует аудиторию Хабра, это будет серия статей, в которых мы рассмотрим следующие вопросы:
- о программировании Роберта.
Я не на курс претендую, а скорее о характеристиках этих гастарбайтеров
- разработка систем автоматического программирования
- о трудностях на пути вхождения в профессию
- технические нюансы качания конечности
- удаленное управление командой разработки и отладки
- программирование кортексов и оптимизация алгоритмов — то, что работало на i7, можно реализовать внутри STM32
- о факапах, стартапах
Много чего накопилось, есть о чем поговорить.
Сегодня краткий обзор ситуации в РФ с нашей во многом безумной колокольни.
Введение
Сегодня на рынке представлено 4 с половиной представителя железных рук, которые встречаются очень часто.Это Fanuc, Yaskawa, ABB, Kuka (редкоземельные образцы упоминать не буду).
Рядом с ними Universal Robots — крутые ребята, чьи роботы выглядят как симпатичная кучка алюминиевых труб и заглушек, которые очень активно продвигаются на рынке.
Расскажу на примере первых двух, с которыми я столкнулся непосредственно в своей работе.
Про ABB я знаю только то, что они белые, а про Cook знаю в два раза больше: они оранжевые и если поменять местами первые буквы во фразе «Cookie Remote», то получается смешно.
Наиболее распространенными на относительно небольших предприятиях являются желтый Роберт по имени Фанук и синий по имени Яскава.
В частности, это связано с их большей доступностью и либеральностью в отношениях с партнерами.
Ну и универсальные, которые часто используются при упаковке/сортировке, хотя с недавним выпуском робота грузоподъемностью 40 кг что-то может измениться.
Ситуация в Российской Федерации
Мою страну вряд ли можно назвать лидером в области роботизации.Его даже серьезным игроком назвать сложно)).
И дело не в том, что мы не умеем их готовить.
Массовому распространению препятствуют три фактора – стоимость самого оборудования, универсальность и интеграция.
Цена
Само по себе оно не здорово — в промышленности много чего, по сравнению с которым купить робота — это примерно то же самое, что купить пирог в столовой.Это вопрос финансовой эффективности.
Например, нормальный сварщик огромного региона получает в среднем 40-80 за руку.
Давайте великодушно возьмем 50, добавим налоги и округлим до 75. Роберт теоретически заменяет от 3 до 6 сварщиков (если работает с приличной нагрузкой 60-80% от теоретически имеющейся), или экономит около 300К в месяц.
При стоимости комплекса в 15-20 миллионов его окупаемость составит 50-70 месяцев, то есть 4-6 лет. В целом, это терпимо.
Кроме того, робот способен стабильно работать, не устает и не уходит в отпуск.
Делает это быстрее человека, речь не о многократном ускорении, а быстрее.
Ой, в меня полетят помидоры, оговоримся: быстрее в постоянной ежедневной работе.
Работать на железке человек сможет в рамках социального соревнования благодаря ряду нюансов.
Но работать в таком ритме изо дня в день он не сможет. Пока 4-6 лет смотрите на эти вводные нормативы? Добавим обслуживание, наймем человека, который будет управлять роботом и всячески за ним присматривать и так далее.
Это получится что-то около 6-9 лет. Теперь сравним с зарплатой сварщика в Европе, которая вообще в два раза выше, и добавим вычеты за очень вредное производство и уберем растаможку.
И получается, что в ЕС окупаемость будет в 2-3 раза быстрее.
Это первая причина, почему не идешь утром на работу в метро с Робертом, читающим инструкции — его основная окупаемость, если не считать проблем с качеством, довольно длительная.
Вторая проблема.
Универсальность
Здесь не все хорошо.Точнее, не все хорошо.
Давайте сначала возьмем классику: автомобильную промышленность.
Когда-то, когда в конце названий стран было принято писать «империя», автомобили делались вручную в вагонных мастерских.
Так родилось большинство брендов.
А при ручном производстве человек всегда может что-то подтянуть, потянуть или на худой конец разгладить кувалдой.
Ходят легенды, что АвтоВАЗ до сих пор собирает автомобили таким образом (нет).
А сегодня станок — это дерьмовая туча деталей, начинающая свою жизнь в виде листов и заготовок, которые проходят через прессы, формы, станки с ЧПУ и прочие радости, придавая на выходе заданную и предсказуемую точность.
Идеальное состояние для робота — отверстия там, где должны быть, все вставлено и соединено, контроль на каждом этапе.
А конкретно в массовом производстве автороботизация на отечественных предприятиях мало чем отличается от ЕС.
Другое дело – производство мелкосерийной продукции.
Роберт - существо, умеющее прибыть в нужную точку с некоторой точностью (на самом деле тоже нет)))).
Оператор должен указать ему точки, тапнув программу робота на пульте дистанционного управления.
Это очень утомительное занятие, так как пульт такая дурь (у разных производителей разная степень элегантности): 
Как бы это ни выглядело, сути процесса это не меняет: каждая запись связана с перемещением робота в какую-то точку пространства нажатием кнопок, записью точки и корректировкой ее параметров (скорость, округление движения и т.д.) .
Плюс всякие инструкции по работе с периферией, регистрами и тд. Ну и на десерт - все это через меню.
Это то же самое, что и в дотнетовских «crabble-crabble-booms» (public static void), каждое слово нужно было бы вставлять через F1-> Меню-> Команды-> Стандарт-> База и еще какое-то действие.
С навигацией по меню с помощью стрелок.
Дело долгое, муторное и не очень романтичное.
Написание программы для продукта – задача не одного дня.
И после этого мы можем работать только над этим конкретным видом продукции столько раз, сколько нам необходимо произвести.
Экономия времени, конечно, есть, но в целом это выглядит не так привлекательно.
А потом – еще раз, и в полную силу встает вторая проблема, имя которой – точность.
Чтобы использовать заранее записанную программу, мы должны выполнить два условия: установить продукт с одинаковой точностью в пространстве (по 6 координатам XYZWRP).
А также следить за тем, чтобы все детали изделия были изготовлены с достаточной для технического процесса точностью.
Если речь идет о сварке, то погрешность измеряется десятыми долями миллиметра; если речь идет о покраске, то все проще, но возможны «тени» и неокрашенные участки со сдвигом в несколько мм.
Уныние уже постучалось в дверь завода? Не закрывайте – наступит депрессия.
Который родился из-за термической деформации металла в процессе сварки.
И программа, написанная на собранном на кнопках изделии, в процессе работы вдруг начинает глючить.
В результате программы операций становятся значительно сложнее.
Требует тестирования и адаптации перед каждым продуктом.
Где-то в зоне «подойди» должен быть оператор, который, если бедного Роберта сбили с ног и процесс остановился, корректно внесет изменения в программу, чтобы продолжить ее.
Со всем этим можно жить, но при этом увеличивается время цикла и снижается производительность, что приводит к увеличению срока окупаемости.
Просто нужно быть к этому готовым, либо искать технологические решения, которых помимо нашей продукции на самом деле достаточно.
И тут у нас возникает проблема номер три:
Интеграторы
Здесь все становится интереснее.Приходит на завод условный интегратор и говорит: может быть, мы вам Роберта поставим, и в автомате все обкатаем, и однажды покатится! Завод, подумав год-два (транзакционные циклы в промышленной автоматизации просто чудовищны), говорит, бросая айфон на землю: «Давай, черт!» Дьявол приводит робота определенной ценовой категории и цвета, создает для него движущуюся систему, шкаф, конвейер (по сути, процесс создания робототехнического комплекса — это отдельная задача, не уступающая по сложности разработке программного обеспечения) и запускает его на определенном типе продукта.
Акты были подписаны, коньяки были выпиты, девчонки поцелованы, все были счастливы.
И тут нюансы начинают вылезать, как черви.
А потом обязательно покажи пальцем на кого-нибудь, кричащего «Это ты!!!!» - не будет работать.
Потому что каждый проект — это совокупность множества входных данных, от которых зависит конечный результат (упс, я написал банальные вещи, ну да ладно.
).
Есть заказчик, у которого в команде создана атмосфера перекладывания ответственности.
Варить кашу с таким человеком – отдельный квест: никто ни за что не отвечает, время идет, а работа не двигается.
Есть интегратор, который продал проект только для того, чтобы продать Роберта.
Происходит невнимание к мелочам, что потом приводит к проблемам.
Причем невнимательность как со стороны заказчика, который в своей голове уже всех уволил и купил десяток железных, а теперь не шарахается от иммиграционной службы, так и со стороны интегратора, который потянулся за ручку и пропустил «варим сталь, в том числе нержавеющую».
И не стоит надеяться, что все будет улажено договором и прописанными нюансами.
Да, нюансы есть в каждой детали - хороший альманах.
Мы занимаемся этим уже не один год и продолжаем выхватывать.
А договор - не панацея, рынок узок, и даже если в договоре все прописано, он не защитит вас от "а эти ребята делают не то".
Поэтому остается только улучшить программное обеспечение и объяснить его ограничения.
Жуткий ужас
Может возникнуть ощущение, что роботизация – это такая черная дыра без особых перспектив, и не стоит в нее даже лезть.Но на самом деле все немного иначе.
Для этого есть как минимум две причины:
- Общее снижение качества подготовки кадров и уменьшение количества выпускников по рабочей специальности.
Да-да, я понимаю, что аудитория Хабра — это люди, которые протыкают, как Зевс молнией, любые хитрые баги отладчиком, которые левой рукой пишут код, правой рукой настраивают сетку, а ногами танцуют джигу.
Но если кто-то занимался поиском сотрудников, то не может не заметить снижение как количества, так и уровня тех же разработчиков.
А на рабочих местах еще хуже.
- Развитие технологий.
Как ни странно, здесь также играет роль бум ИИ и иже с ним, являющийся следствием увеличения скорости вычислений и их доступности – становится возможным создание систем, способных быстро и эффективно заменить работу оператора, оставив ему только функцию управления.
Вендоры и их особенности
Независимо от других качеств, которые, несомненно, важны, таких как сроки поставки и партийная политика, дам краткую характеристику с точки зрения развития: Фанук Очень отзывчивый общий, очень грамотная (правда, исходя из личностей) техподдержка в сложных вопросах.Можно даже через какое-то время упросить Роберта «покататься» на какие-нибудь проекты.
Яскава Это очень близко к Фануку, но с точки зрения техподдержки все сложнее, на некоторые вопросы нет ответа сразу, приходится обращаться в Дойчланд с соответствующей скоростью ответа на запросы.
АББ/Кука Очень пафосные (заслуженно) ребята.
Это поднимает другую сторону медали: робота можно умолять до посинения, даже доступ в демонстрационную комнату для тестов — гигантская проблема.
В связи с этим у нас не было с ними никаких проектов.
Универсальные роботы Этакие хипстеры.
Ничего не понятно, но очень интересно.
На выставках робота наделяют задатками гедониста и крутят в его лапе бокал с коньяком.
Еще они смело прыгают под работающую железку, демонстрируя ее возможности и свою веру в то, что эти Роберты в принципе не могут никого убить.
Но мы все видели в фильме сами! 
Наши отношения пока в зачаточном состоянии, ничего не могу сказать.
На этом вводная часть завершается.
Во втором мы рассмотрим особенности двух конкретных устройств и попробуем разобраться, что с ними можно делать, а что нельзя, и как с этим всем взлетать.
Или - вопрос в голосовании - поговорим о пороге въезда и о том, что нужно знать/уметь потенциальному водителю Роберта, чтобы завязать себя узлами страданий этим веселым делом.
Часть 2 В опросе могут участвовать только зарегистрированные пользователи.
Войти , Пожалуйста.
Тема второй части 73,68% Поговорим о технике и потрохах 112 20,39% Скажи сначала, что тебе от меня нужно 31 5,92% В целом равнодушно проголосовали 9 152 пользователя.
15 пользователей воздержались.
Теги: #Управление проектами #роботы #Разработка робототехники #.
NET #Промышленное программирование #fanuc #yaskawa
-
Бесплатные Трейлеры К Фильмам
19 Oct, 24 -
Базовое Онлайн-Обучение Java
19 Oct, 24 -
«Разбор» Типовой Ит-Вакансии Между Строк
19 Oct, 24 -
Музконтакт - Социальная Сеть Музыкантов
19 Oct, 24
