Президент России Владимир Путин поставил задачу: «Россия за короткий срок должна войти в топ-25 стран мира по плотности роботизации. Это означает установку более 100 тыс. роботов». По данным Минпромторга России, до 2030 г. планируется поставить российским промышленникам 85 тыс. промышленных роботов, более половины из которых — отечественного производства. Финансирование этой программы в рамках федерального проекта и вместе с внебюджетными источниками составит примерно 300 млрд руб.
В целях выполнения поручения, данного президентом, разработан национальный проект технологического лидерства «Средства производства и автоматизации», в рамках которого предусмотрен отдельный федеральный проект «Развитие промышленной робототехники и автоматизации производства». В него включен целый комплекс мер поддержки, среди которых есть льготное кредитование и лизинг роботов, компенсация скидки, предоставленной заказчику производителем, субсидия на техническое перевооружение, проведение аудитов, создание центров испытаний и сертификации и создание центров развития промышленной робототехники.
В последнее время опыт наиболее передовых предприятий по внедрению роботов в основные производственные процессы (сварка, покраска, складирование и т.п.) позволяет определить, как добиться эффективности процессов роботизации, каким образом их оценивать. Приходит понимание, что не следует с первого захода проводить роботизацию всего производства «от А до Я», нужно выбрать наиболее уязвимые, «человеко-зависимые» или опасные для сотрудников участки, с которых и следует начинать. При этом в гонке за сохранением и наращиванием темпов производства, в реализации задачи импортонезависимости нашей страны важно обеспечить стабильное качество продукции, выпускаемой российскими предприятиями, добиваясь ее мировой конкурентоспособности.
В номенклатуре продукции машиностроения критически значимое место занимают стратегически важные детали с высокими требованиями к качеству, производство которых отечественная промышленность должна воссоздать или практически создать с нуля, т.к. в современных геополитических реалиях нельзя полагаться на их импорт в полном объеме или в его значительной части.
Учитывая все факторы, исключительно важно вслед за внедрением роботов в производственные процессы решать вопросы роботизации контроля качества на промышленных предприятиях. Перед российскими компаниями открываются большие перспективы, уже запущены проекты федерального уровня по производству продукции, где требуется высокоточный контроль геометрии. Это и выпуск авиадвигателей, и производство скоростного железнодорожного подвижного состава, и изготовление подшипников.
Но есть одно ограничение — недостаточное количество интеграторов таких решений и их низкая производительность. Для установки 1,6 тыс. роботов в 2023 г. были задействованы 120 инжиниринговых компаний-интеграторов, при этом для достижения национальной цели по развитию роботизации требуется выйти на уровень внедрения в 42,8 тыс. роботов в год к 2030 г.
Индивидуальные инновационные решения
Внедрение инструментов роботизации в процессы контроля геометрии имеет свою специфику. Специалистам необходимо обладать компетенциями для интеграции на программном уровне различных узлов роботизированной измерительной ячейки (робот — система подачи — измерительная машина). Но ключевым навыком является необСейчас для производственников дороги и деньги, и время. Необходимость управления рисками инвестиций любых ресурсов — это очевидная задача для грамотного хозяйственника. Несмотря на всю сложность задачи по роботизации контроля качества, контроля геометрии в частности, есть способы снижения рисков инвестиций времени и финансов в роботизацию.
Прежде всего, производственникам необходим подробный технический аудит процесса, который предстоит оптимизировать, проведенный совместно с компанией-интегратором, обладающей подтвержденным опытом внедрения роботизированных измерительных решений полного цикла. Цифровая симуляция работы будущей производственной ячейки с полным расчетом всех параметров — еще один эффективный способ снизить возможные риски при внедрении роботизации в процесс промышленного контроля геометрии деталей.
Подтвержденный опыт МС Метролоджи доказывает, что эффективная модернизация производства возможна, прежде всего, в партнерстве с компанией-интегратором, компетенции которой распространяются не только на теоретическое понимание особенности измерений, но и на полное сопровождение процесса роботизации, начиная от тщательного проведения техаудита и выявления ключевых производственных задач до внедрения новаций, обучения персонала и полной сервисной поддержки в процессе последующей эксплуатации производственной линии.
Компетентные интеграторы знают изнутри сложные производственные процессы, ищут и адаптируют решения под конкретные задачи предприятия, опираясь на четкие цифры тестовых измерений, экономические расчеты и проекты цифровой симуляции будущей роботизированной измерительной ячейки. Они умеют интегрировать измерительные машины в существующие производственные линии, разрабатывать цифровые двойники измерительных процессов, визуализировать результаты и статистику в реальном времени.
Такие партнеры способны разговаривать с производственниками на одном языке и тем самым минимизировать риски предприятия — свести к минимуму участие человека в процессе контроля качества на пути к становлению Индустрии 5.0.
Какие нюансы отличают интеграцию от роботизации?
На этапе контроля геометрии роботизация без интеграции в принципе не имеет смысла, если робот, получая команду от обрабатывающего центра, лишь механически переставляет деталь на координатно-измерительную машину (КИМ), и далее вступает в дело оператор: решает, какой тип деталей и в какой последовательности измерять, выбирает соответствующие программы.
Сложность такой работы заключается в том, что с автоматизированной производственной линии выходят разного типа детали, и, даже если они промаркированы, нужно научить КИМ их распознавать и запустить именно ту измерительную программу, которая необходима в данном случае, отсеять брак, а годную продукцию отправить дальше по конвейеру и, в итоге, правильно сохранить статистические данные для последующего анализа с целью дальнейших улучшений.
Для этого и необходим интегратор, понимающий все нюансы производственного процесса и особенности контроля геометрии деталей: можно ли измерять установленным типом датчика? в этом положении? с данной базовой точностью? То есть необходимо учитывать и контроль геометрии деталей, и специфику алгоритмов функционирования роботов, и особенности программирования и настройки PLC серверов.
Важно, что интегратор поможет производственнику решить, нужно ли будет в обозримом будущем модернизировать налаженную роботизированную ячейку и какие существуют перспективы «на вырост» — дополнять ли, достраивать... И главное, интегратор находит экономически обоснованное решение, не сопряженное с чрезмерными затратами для собственника предприятия.
Благодаря симуляции производственного процесса, смоделированного интегратором, топ-менеджмент компании получает математическую модель будущего производства. В данном случае решения МС Метролоджи позволяют создавать цифровой двойник измерительного процесса. Визуализация контроля и статистики в реальном времени — это то, чего ждут современные производственные предприятия. Компания-интегратор полностью реализует поставленную задачу: от конфигурации «железа» до аналитики и интеграции с ERP/MES-системами.
Весь процесс проходит без вмешательства человека, обеспечивая высокую скорость, повторяемость и экономичность.
При этом для связывания данных можно не применять классическую схему с размещением меток на детали (что существенно замедлило бы процесс и сделало его человекозависимым), а в случае : Integra Scala использовать технологию использования заранее созданной матрицы, когда метки располагаются только один раз, на первой отладочной детали, и далее уже не применяются.
По завершении измерений робот или другое устройство по заданной программе забирает детали. Результаты измерений сохраняются в нужных базах данных в требуемом формате. Сохраняться могут полные сканы деталей, отдельные сечения или другие важные параметры. Благодаря бесконтактному методу измерений снижаются требования к установке и воздействию на поверхность детали, что облегчает проведение замеров.
Заключение
Успех роботизации контроля качества напрямую зависит от того, кто именно выполняет интеграцию. Даже самые современные роботы и измерительные системы без профессионального интегратора остаются лишь набором дорогого оборудования. Опыт МС Метролоджи показывает, что только комплексный подход позволяет превратить идею роботизации в реальный результат.
Профессиональный интегратор не просто «поставляет робота» — он выстраивает архитектуру процесса: связывает измерения с производственными линиями и IT-системами, обеспечивает безостановочную работу и прозрачность данных в реальном времени.
Такой подход позволяет сделать роботизацию настоящим фундаментом современного производства.
Информация об авторе:Анна Лукьянова, руководитель департамента бизнес-развития МС Метролоджи, Санкт-Петербург.