Автоматизация на производстве: как технологии меняют работу заводов

Заводы уже давно перестали ассоциироваться только с грохотом станков и сотнями рабочих у конвейера. Сегодня всё чаще там встречаются роботы, которые точнее человека принимают решения, а цеха наполняются не запахом машинного масла, а звуками систем управления и датчиков. Автоматизация — не мода, а жёсткая необходимость для тех, кто хочет выжить на рынке.

Если кажется, что всё это доступно только богатым компаниям или гигантам, это заблуждение. Даже небольшие предприятия сейчас внедряют автоматические линии, чтобы работать быстрее, уменьшить издержки и не зависеть от человеческого фактора. Уже есть линии, где 90% процессов идут без участия людей — и это не где-то в Японии, а на обычных российских заводах. Задача автоматизации — не заменить всех людей, а убрать рутину и ошибки, освободить время для задач посложнее.

• Что такое автоматизация производства и зачем она нужна
• Где чаще всего внедряют автоматизацию на заводах
• Роботы: самые яркие представители автоматизации
• Главные плюсы и подводные камни автоматизации
• Как предприятия внедряют автоматизацию — на что обратить внимание
• Куда двигается автоматизация завтра

Что такое автоматизация производства и зачем она нужна

Автоматизация — это когда на заводе часть задач раньше делали люди, а теперь за них берутся машины, роботы или специальные программы. То есть всё, что можно переложить на технику без потери качества, автоматизируют. Это относится к конвейерам, упаковке, сортировке, даже к контролю за качеством. Уже во многих предприятиях обычного рабочего сменил промышленный робот — и производительность выросла в разы.

Зачем всё это внедрять? Причин много. Во-первых, автоматизация помогает сделать продукт стабильнее по качеству — при прочих равных робот не устанет и не ошибётся в десятый час смены. Во-вторых, снижаются издержки: не нужно увеличивать зарплату, платить за переработки или искать новых людей в сложные периоды. Статистика за последние годы показывает, что внедрение автоматизации ускоряет выпуск партии минимум на 30% и уменьшает расход материалов примерно на 10%.

Сейчас автоматизированные линии встречаются везде — от пекарен до крупных автопроизводителей. Например, в пищевой промышленности автоматизация позволяет упаковывать хлеб без контакта с руками, что снижает риск брака и заболеваний. В автомобильной индустрии роботы собирают до 80% кузова без участия человека. В результате компания получает не только экономию, но и шанс конкурировать с крупными игроками.

Автоматизация особенно нужна там, где рутинная работа занимает много времени, а человеческие ошибки обходятся дорого. Если процесс повторяется изо дня в день и не требует творчества — скорее всего, его уже можно автоматизировать. Но даже если кажется, что всё слишком сложно, производственные ИТ-решения постоянно дешевеют и становятся доступнее даже для малых заводов. Экономия времени, меньше простоев, и гибкость в запуске новых продуктов — это реальность, а не только красивые обещания поставщиков оборудования.

Где чаще всего внедряют автоматизацию на заводах

Автоматизацию внедряют не наугад — есть цеха и задачи, где она особенно востребована. Самый частый пример — сборочные линии. Там, где идёт рутинная повторяющаяся работа, роботы и автоматизированные системы заметно быстрее и точнее человека справляются с задачами. Например, на автозаводе сварка кузова или покраска идут полностью под управлением автоматов.

В пищевой промышленности часто автоматизируют упаковку и сортировку. Представляете, на кондитерской фабрике сортировка конфет по типам уже давно не ручная, а происходит на автоматических линиях с оптическими датчиками. Это сильно снижает % брака и ускоряет процесс выпуска продукции.

Кстати, вот где чаще всего встречается автоматизация на заводах:

• Механическая обработка (станки с ЧПУ)
• Логистика и складское хранение
• Контроль качества (например, с помощью камер и датчиков)
• Упаковка и маркировка продукции
• Производство электроники (пайка, монтаж компонентов)

Самые большие бюджеты на автоматизацию — в автомобильной отрасли и у крупных производителей бытовой техники. Это видно по статистике:

Чаще всего автоматизация начинается не сразу во всём производстве, а с какой-то узкой точки — где больше всего ошибок или простоя. Тут и появляется автоматизация, доказывая свою выгоду на практике. Плюс, инвестировать проще — видно отдачу уже с первого цикла производства.

Роботы: самые яркие представители автоматизации

Когда говорят про автоматизацию на заводах, в первую очередь имеют в виду промышленных роботов. Они работают точнее и быстрее человека, не болеют и не устают даже за огромную смену. Сейчас на крупных заводах России на каждые 10 тысяч работников приходится примерно 6 промышленных роботов. Для сравнения: на заводах в Южной Корее этот показатель приближается к 1000.

Главные задачи роботов на производстве:

• Сборка сложных деталей, где нужна максимальная точность;
• Сварка и нанесение клея — человек легко ошибиться, робот повторяет одну и ту же операцию идеально;
• Перемещение и упаковка товара — монотонная, но важная работа, где автоматизация решает всё;
• Контроль качества, где камера и интеллектуальная система замечают несоответствия за доли секунды;
• Покраска изделий — экономия материалов и одинаково ровный слой.

Интересный факт: первым промышленным роботом в мире был Unimate, поставленный на конвейер General Motors в 1961 году. Сегодня на крупных европейских и японских автозаводах автоматизация в кузовном производстве доходит до 90% всех операций.

Вот небольшая табличка о том, где чаще всего ставят роботов на современных заводах:

Современные роботы часто объединяют в «гибкие ячейки». Это значит, что не отдельный робот отвечает за всё, а несколько устройств, которые сами обмениваются заданиями и могут менять функцию по необходимости. Такой подход экономит место и реально ускоряет производство.

Для малого бизнеса есть компактные «коллаборативные» роботы — они безопасны, не занимают много места, легко программируются даже через смартфон, а поставить их можно в простой цех без сложной инфраструктуры. Это открывает автоматизацию даже для тех, кто раньше только читал про неё в новостях.

Главные плюсы и подводные камни автоматизации

Автоматизация на производстве приносит ощутимую пользу, но и вызывает вопросы. С одной стороны, всё кажется просто: поставил робота — забыл про проблемы. Но на практике всё не так однозначно.

Вот что реально меняется после запуска автоматизации:

• Снижаются издержки на долгосроке. После начальных вложений техника требует меньше расходов, чем штат рабочих.
• Качество становится стабильнее и выше. Роботы не ошибаются из-за усталости и не пропускают детали.
• Становится проще масштабировать производство — одну программу можно тиражировать на другие линии.
• Снижается травматизм. Чем меньше людей у станков — тем меньше случаев производственных травм.
• Быстрее реагировать на рынок: хочется сменить тип продукта — меняешь настройки, не перестраиваешь весь цех.

Но всегда есть вторая сторона. Вот с чем реально сталкиваются предприятия:

• Высокая стоимость на старте. Иногда инвестиции окупаются только через 2-3 года.
• Проблемы с кадрами. Не все легко переходят на новую технику — нужен пересмотр квалификаций персонала.
• Поломка или сбой системы может остановить всю линию. Для исправления требуется квалифицированный специалист, не всегда он есть в штате.
• Не все процессы автоматизируются просто. Иногда дешевле оставить человека, чем пытаться автоматизировать сложный ручной труд.

По данным отраслевого портала CNews, после внедрения роботизации на российском автозаводе «АвтоВАЗ» количество брака в сборке кузовов уменьшилось на 25%. А вот экономия по персоналу не всегда прямая — часть уволенных с линии сотрудников переквалифицировали для контроля качества.

Вот как прокомментировал это исполнительный директор направления «Производственные системы» Илья Кузнецов:

Автоматизация убирает самую опасную и монотонную часть труда, но никогда не заменит полностью людей — нам всё равно нужны инженеры, операторы и контролёры. Главная задача — сделать завод безопаснее и точнее.

Важно помнить: автоматизация не про увольнения, а про изменение роли человека на заводе. Лидируют те, кто умеет быстро учиться и работать в паре с умными машинами.

Как предприятия внедряют автоматизацию — на что обратить внимание

Многие компании ошибочно считают, что внедрение автоматизации начинается с покупки дорогих роботов или модных IT-решений. На практике всё работает иначе. Сначала предприятие изучает свои процессы, чтобы понять — что тормозит производство и где чаще всего возникают ошибки. Без этого этапа можно просто зря потратить деньги.

Главная задача здесь — выбрать, какого типа автоматизация действительно нужна. Например, если на заводе часто случаются одни и те же поломки оборудования, автоматические системы мониторинга могут предупредить о проблеме заранее. А если проблема — в ошибках сборки, тут уже нужны роботы или станки с ЧПУ.

Вот с чего обычно начинают:

• Анализ всех «узких мест» в технологии
• Подсчёт затрат и экономии от внедрения
• Выбор подходящих решений: с консультациями интеграторов и технологов
• Пилотный запуск на одной линии
• Обучение сотрудников работе с новыми системами

Часто бывает так, что внедрять всё сразу — плохая идея. МВД РФ считает, что грамотнее делать пилотные проекты, «чтобы на небольшом участке понять все минусы и не раздувать бюджет».

«Самая частая ошибка — купить оборудование сразу на весь завод, а только потом разбираться, как его внедрять. Лучше изучить свои процессы, выбрать тип автоматизации, протестировать решения на одном участке и только потом масштабировать опыт», — отмечает Михаил Киселёв, директор по внедрению цифровых технологий на одном из крупнейших заводов Омска.

Простая таблица показывает, сколько времени занимает внедрение типовых проектов:

Обратите внимание: успех редко зависит только от оборудования. Самое важное — подготовка сотрудников и грамотное планирование. Старшие инженеры часто говорят, что «железо без правильного подхода не работает». И это факт. Не стесняйтесь советоваться с теми, кто уже прошёл этот путь, и тестируйте любые идеи на маленьких участках, чтобы не наломать дров.

Куда двигается автоматизация завтра

Автоматизация не просто набирает обороты — она меняет суть самого производства. Завтра роботы будут не только собирать или перевозить, а ещё и принимать самостоятельные решения на лету. Уже сейчас компании по всему миру тестируют заводы без людей: оборудование само настраивается под новый заказ, системы предсказывают когда выйдет из строя станок, а ремонтники получают подсказки через смарт-очки.

Сейчас на заводах всё больше внедряются технологии Интернета вещей (IoT). Это когда датчики подключены к интернету и собирают всю инфу в один центр. Оператор видит показатели в реальном времени на панели и может настроить процесс сразу же, а не ждать, пока что-то сломается. Например, российские заводы уже подключают станки к облаку — сервис сам анализирует, когда потребуется ТО, и не даёт технике простаивать по пустякам.

Большой скачок идёт и в области искусственного интеллекта. Системы машинного зрения начинают заменять людей даже там, где раньше без человека не обойтись — например, на линии сортировки или в контроле качества. Камеры видят больше, быстрее, не устают и не делают ошибок из-за усталости. Уже есть компании, где такой контроль вытеснил целые отделы квалифицированных сотрудников.

Дальше — только больше интеграции и ещё больше данных. Ожидается, что лет через пять многие предприятия внедрят цифровые двойники — когда цифровая копия завода позволяет тестировать любые изменения на виртуальной модели, не рискуя остановить реальное производство. Это ускоряет запуск новых продуктов и экономит огромные деньги на тестах.

Ещё тренд — кибербезопасность на производстве. Чем больше автоматизации, тем выше внимание к защите данных и оборудования от хакеров. Самые современные системы автоматизации уже строят с учётом безопасности: например, при выявлении атаки системы могут автоматически изолировать критичные узлы.

Если говорить простыми словами — всё движется к тому, что заводы станут умнее, гибче и почти полностью будут работать без человеческого вмешательства. Главный совет: следить за новыми решениями и не бояться внедрять даже небольшие шаги автоматизации. Через пару лет это станет не роскошью, а условием выживания на рынке.