Производители роботов и управляющего ПО, игроки рынка решений искусственного интеллекта, активно применяемого при наладке и внедрении роботизированных систем, активно агитируют сегодня за роботизацию. Что это? Объективная реальность или очередная маркетинговая кампания, направленная на привлечение средств для развития отрасли?

Для того чтобы оценить текущую ситуацию с роботизацией, полезно разобраться с тем, где сейчас применяются роботы, где их деятельность эффективна, а где, несмотря на серьезные усилия производственников, их так и не удалось внедрить.

Наиболее известны автоматизированные линии, например для сборки автомобилей. Они неплохо делают точечную сварку, потому что при этом не нужно точно попадать в определенное место, сварка хорошо работает в пятне размером от нескольких миллиметров до 10–15 мм. Этот процесс легко поддается роботизации. Кроме того, промышленная сварка — типичный пример вредного для человека, но широко распространенного производства. Также роботы неплохо складывают крупные детали, но, например, завинчивание винта — для них уже функция сложная, используется редко и лишь в тех случаях, когда винты достаточно большого размера.

Роботы прекрасно собирают печатные платы — устанавливают и припаивают компоненты. Как правило, эти детали представляют собой объекты крохотного размера, человеку работать с ними сложно, и без роботов сегодня не было бы огромного количества электронных и бытовых приборов, прежде всего небольших габаритов, либо они были бы дороги. Роботы выполняют эту работу прекрасно, поскольку детали имеют стандартные размеры, их установка производится в зоны с четкими геометрическими границами, которые выдерживаются с точностью до сотых долей миллиметра. Но если на ту же плату установить уже не деталь прямоугольной формы, а большой объемный конденсатор, разъемы которого требуется подключить к схеме через длинный гибкий проводник, то роботизированные системы здесь уже не помогут и приходится передать работу человеку. Если быть совсем точным, то, возможно, робот и сможет сделать эту работу, но это будет весьма затратно, поэтому типичный товар в азиатских интернет-магазинах — плата-полуфабрикат с припаянными роботизированной системой компонентами для печатного монтажа и россыпь габаритных электронных компонентов, которую покупателю предлагается прикрепить самостоятельно, поскольку пайка в промышленных условиях требует привлечения человека, что в разы может повысить стоимость изделия. Да и установка той же печатной платы в корпус также оказывается непростой задачей для робота.

Один из эпических примеров провалов применения роботизированных систем — это использование руки-манипулятора для перекладывания коробок с одного участка автоматизированной линии на другой. На первый взгляд, на этапе разработки все было отлично: сотрудник заменен роботом, автоматизированная линия работает круглосуточно. И все было прекрасно до тех пор, пока не кончились коробки, на которых отлаживалась линия. Новые коробки внешне для человека практически не отличались, но фактически имели чуть большие габариты — всего лишь на несколько миллиметров. И никто не подумал о том, как на это отреагирует рука-манипулятор. Запущенная в ночь партия была запорота полностью, потому что рука эти коробки просто изуродовала: предполагался размер чуть меньше, и манипулятор сжимал новые коробки до такой степени, что они теряли товарный вид. В результате вместо одного низкоквалифицированного сотрудника, перекладывающего коробки, теперь к роботизированной руке приставляется высокооплачиваемый инженер, который фактически постоянно должен находиться на рабочем месте. Получили ли мы выигрыш в оплате труда? Нет. К 2020 году из-за роботизации потеряют свои рабочие места около 7 млн человек по всему миру, однако придется нанять 2 млн специалистов для обслуживания и ремонта. Получается, что благодаря роботизации будет сокращено 5 млн человек, однако стоимость одного специалиста по обслуживанию роботизированных систем примерно в два-три раза выше, чем оплата труда низкоквалифицированных работников, которые будут уволены. Плюс высокая стоимость самих роботов, запчастей к ним и иные затраты на сопровождение робототехнической системы. Выигрыш в затратах получается не столь значимым, как казалось изначально, а то и вообще призрачным. Конечно, если на 20–30 роботов нужно всего шесть человек обслуги и пара программистов, то 60–90 уволенных (при круглосуточной трехсменной работе) дадут серьезную экономию. Но если на производстве всего 10 роботов или меньше, то убытки неизбежны, особенно при «штучной» автоматизации. На Западе внедрению роботов способствует крайне жесткое трудовое законодательство, а препятствуют — профсоюзы, видящие в них угрозу рабочим местам. В России также не все однозначно: показательна, например статья «Сцилла и Харибда роботизации», в которой поставщики роботов демонстрируют склонность к оптимистичным прогнозам применения роботов и оценки выгоды от их использования, однако практики очень осторожны в своих оценках и опровергают маркетинговые лозунги.

В японских роботизированных системах сборки автомобилей хорошо известна проблема технологических и конструктивных ошибок: если автоматизированная система была налажена в расчете на определенную технологию, а потом оказалось, что эта технология не совсем удачна, то дешевле оплачивать риски и страховку на эту систему, отзывать и переделывать автомобили, а не переналаживать роботизированную линию. Обычно такая проблема не афишируется и часто списывается на «консервативность японского автопрома» [1], но тем не менее массовые отзывы автомобилей случаются именно из-за этой негибкости роботизированных линий [2, 3]. Активное внедрение роботов в японской промышленности, которое часто объясняют заботой о качестве и эффективности производства, на самом деле имеет куда более прозаическую причину — нехватку рабочей силы и фактический запрет на привлечение мигрантов, обычно практикующееся в других странах.

Итак, роботы прекрасно работают там, где есть точные геометрические размеры, там, где можно быть не очень точным, там, где человеку находиться сложно и небезопасно. Глупо отрицать полезность применения роботов в тех случаях, когда речь идет о радиоактивных, ядовитых или иных вредных для человека средах. В то же время роботы плохо справляются с ситуацией, если физические размеры непостоянны, если нужно делать подготовительные операции, например для радиодеталей, если нужно часто проводить переналадку под изменившиеся опции. Для развития индустрии робототехники необходимы исследования в области искусственного интеллекта, поскольку часть перечисленных проблем может быть решена путем интеллектуального анализа и распознавания образов. Однако в ряде индустриальных сегментов производители не хотят платить деньги за развитие даже смежных с робототехникой областей, а предпочитают привлекать сторонние средства инвесторов, стартапов, студентов, для того чтобы эти задачи не решались в рамках стандартной исследовательской работы и не стоили бы чрезвычайно дорого.

Вместе с тем такое применение роботов, как беспилотный транспорт, представляется не только перспективным, но и относительно быстро реализуемым. Сейчас все проблемы оценки дорожной ситуации перекладываются на беспилотный автомобиль, что странно, если предположить, что именно автопилоты (как это уже произошло в пассажирской авиации) — это будущее. Но явно не хватает изменения нормативных требований, регулирующих взаимоотношения водителя и автопилота, а также дооснащения существующего транспорта и оборудования нового системами разговорного искусственного интеллекта, помогающими обеспечить более быструю реакцию. Кстати, это может сильно повысить и безопасность обычных автомобилей — в идеале, например, весь «караван» на загруженном шоссе должен идти как гусеница-многоножка, синхронно и с оптимальной скоростью.

***

Робототехника — это область, где весьма существенны междисциплинарные связи. Сами по себе специализированные роботизированные системы позволяют сэкономить много ресурсов, но при условии, что будут использованы для производства сотен, тысяч, миллионов единиц конкретной продукции без переналадки, без изменения технологии процесса, без изменения даже достаточно незначительных с точки зрения человека элементов технологии, без добавления каких-то элементов. Но логика развития производственных систем идет сейчас в совершенно противоположном направлении: наиболее быстро развиваются системы, предназначенные для производства небольших партий или партий с существенно меняющимися опциями [4], и тут применение робототехники достаточно проблематично. С другой стороны, дефицит рабочей силы в профессиях, связанных с вредными условиями труда (сварщики, монтажники, операторы литейного и кузнечно-прессового оборудования и пр.), вызывает явную необходимость внедрения роботов.

Литература

  1. URL: http://zap-online.ru/info/avtomobilnye-reytingi/yaponskie-avtomobili-samye-nadezhnye-tak-li-eto (дата обращения: 21.11.2018).
  2. URL: https://www.vedomosti.ru/management/articles/2018/02/06/750042-yaponskaya-sistema-sboi (дата обращения: 21.11.2018).
  3. URL: http://finfront.ru/2017/11/24/new-revelations-on-japanese-quality/ (дата обращения: 23.11.2018).
  4. Сергей Колесников. Тощий, да не бедный // Открытые системы. СУБД. — 2009.— № 9. — С. 60–62. URL: https://www.osp.ru/os/2009/09/10944098/ (дата обращения: 21.11.2018).

Сергей Колесников (pmp5080serge@gmail.com) — независимый консультант (Москва).