Российские соревнования роботизированных автомобилей

Машины делают машины

На автомобильных заводах и в конструкторских бюро становится все меньше людей — машины проектируют, сваривают, собирают и окрашивают роботы. Вместо бумажного описания комплектаций на кузова клеят специальный чип, вместо ящиков с запчастями по заводу ездят готовые к установке наборы, автоматически сформированные на складе и доставленные на конвейер беспилотной тележкой. Так сегодня выглядит большинство предприятий автомобилестроения.

Отрасль идет в авангарде цифрового прогресса и является основным потребителем робототехнических решений. Автопром сегодня потребляет более 30% промышленных роботов в мире. К примеру, на заводе Porsche в Лейпциге на выпуске кроссовера Macan задействованы 387 сварочных роботов. В 2017 году 126 тыс. из проданных 387 тыс. промышленных роботов ушло на автомобильные предприятия, по данным Международной федерации робототехники. В России роботов в целом меньше, но и у нас автопром — основной потребитель промышленной робототехники. По подсчетам Национальной ассоциации участников рынка робототехники (НАУРР), около 40% ввозимых в страну роботов предназначены для предприятий этой отрасли. Причем двукратный рост в 2017 году в России закупок робототехники в целом — в прошлом году было установлено более 700 новых роботов — в НАУРР тоже считают прямым следствием выхода из кризиса автомобильной отрасли.

Гибкое производство

В свою очередь, благодаря масштабам потребления автопромом промышленного оборудования сама робототехника сделала большой шаг вперед, утверждает доцент кафедры экономической безопасности РАНХиГС Павел Грибов. Одной из главных причин стремительной роботизации автомобилестроения эксперт считает необходимость обеспечения в отрасли стабильно высокого качества продукции: «Обеспечить ручной контроль каждого автомобиля, когда они выпускается частотой одна машина в несколько минут, невозможно».

По словам вице-президента НАУРР Алисы Конюховской, свою роль сыграла стандартизация производственных процессов и наличие на автозаводах большого числа сложных и вредных для здоровья человека задач, выполнение которых нужно было автоматизировать. Но главное, по ее словам, в том, что «рынок автомобилей высококонкурентен, повышение эффективности производства и снижения издержек критически важно».

Рентабельность в автопроме возможна только за счет быстрой, качественной разработки и сборки и с наименьшими затратами, объясняет завкафедрой робототехнических систем МГТУ имени Баумана Владимир Серебренный. Именно поэтому, уверен он, все передовые технические решения сегодня внедряются не в военных отраслях, как это было раньше, а в автостроении: «Так было с роботами, автоматическими линиями и комплексными производственными системами — все они вначале проходят через автостроение».

Новые технологии производства оказываются особенно актуальными в сегментах, связанных с массовым покупателем, отмечает Владимир Серебренный: «Если бы АвтоВАЗ не стремился внедрять технологии, он давно перестал бы быть конкурентоспособным». Сегодня предприятия АвтоВАЗа являются одними из самых развитых в стране, согласен Павел Грибов: «Конвейер ВАЗа модернизируется под стандарты Renault. Это, возможно, не самые передовые технологии, но экономически очень эффективные».

Концепция автоматизации производства до 2020 года, которую внедрил российский КамАЗ, предполагает установку более 900 робототехнических комплексов механообработки, сварки, литья, окраски, штамповки и сборки. В ходе модернизации на КамАЗе появятся лазерные сварочные комплексы, будут запущены экологически чистые процессы термообработки и окраски, технологии лазерной наплавки и термообработки штампов, а также 3D-принтеры.

От роботизации на КамАЗе ожидают значительного экономического эффекта, 60–70% которого будет достигнуто за счет большей производительности и гибкости производства, 15–20% — за счет уменьшения процента брака, еще 10–15% — благодаря экономии на оплате труда сотрудников. В свою очередь, Павел Грибов утверждает, что основная экономия при роботизации заключается именно в отсутствии брака, то есть затрат на исправление дефектов, а также репутационных потерь компании. Эксперт приводит в пример китайские автомобильные компании, на заводах которых в 1990-е годы было много ручного труда, а понятие качества китайской машины стало нарицательным: «Все поменялось в последние годы именно благодаря внедрению автоматизированных технологий производства. Сегодня можно быть уверенным, что все автомобили в партии будут сделаны по одному стандарту с одним и тем же качеством».

При этом говорить о сиюминутной экономии едва ли возможно, предупреждают эксперты. Павел Грибов утверждает, что внедрение роботов приводит к значительному удорожанию производства: «Если сравнить завод Ford во Всеволожске в начале двухтысячных, когда локализация была невысокой, и завод PSA под Калугой, построенный на 12–15 лет позже, то разница в их стоимости будет значительной. Высокоавтоматизированный завод дороже в разы, зато он позволяет снизить количество дефектов и стандартизировать качество, что в итоге перекроет все затраты».

Помимо сварки и окраски кузовов на автомобильном производстве можно автоматизировать сборочные операции, производство силового агрегата, механосборочную часть. Не менее важной является гибкость всего производства, говорит Владимир Серебренный: «Гибкие производственные системы позволяют быстро переналаживать конвейер, переходить с одного вида продукции на другой и в итоге иметь достаточно высокие экономические показатели». Если раньше при переходе на другой вид продукции заводу приходилось решать целый комплекс вопросов, связанных с конструированием, подготовкой производства, изготовлением оснастки, на что могли уйти годы, то теперь речь может идти о днях или даже минутах.

Поручить машине дизайн автомобиля конструкторы пока не готовы, а вот расчет технических параметров давно ведется в автоматическом режиме. «В Японии это приводит к сокращению срока разработки и постановки автомобиля на производство. Если в 2000-х годах Ford тратил на цикл подготовки производства новой модели больше двух лет, то сегодня японцы вполне укладываются в 12 месяцев», — говорит Павел Грибов.

Проектирование автомобилей тоже давно ведется на компьютерах. «Renault Logan был первой в истории машиной, разработка которой велась полностью в цифровой среде, от проектирования до проведения виртуальных испытаний», — отмечает Владимир Серебренный. При этом многие детали апробировались на макетах, а готовый автомобиль подвергался реальным краш-тестам, но в целом процесс шел гораздо быстрее. В итоге циклы подготовки и постановки на производство значительно уменьшились, а цифровое проектирование стало отраслевым стандартом.

Еще одна перспективная область автоматизации — внутризаводская логистика и складское хозяйство. Доставка со склада на конвейер, комплектование и даже размещение заказов у поставщиков автоматизируются уже сейчас. Так, московский завод «Renault Россия» с 2016 года развивает собственный проект по внедрению беспилотных перевозок комплектующих внутри завода. Российские роботы-перевозчики умеют вращаться на 360 градусов, поднимают до 1250 кг, могут преодолевать рельеф покрытия и небольшие препятствия, а также следить за другими беспилотниками, чтобы избегать столкновений. Сегодня на заводе используются 110 таких транспортных средств. Такие же тележки «Renault Россия» поставляет на завод АвтоВАЗа в Ижевске.

Кроме того, именно в России была разработана информационная платформа для логистической системы, которая обеспечивает не только работу склада, но и коммуникацию с дилерами, а также автоматизацию заявок для перевозчиков. Эта система, принятая в качестве стандарта для альянса Renault-Nissan-Mitsubishi, внедряется на заводах во всем мире.

А вот 3D-принтеры широкого применения в автопроме пока не нашли. «Массовое производство деталей на таких принтерах пока нецелесообразно, обычное оборудование дешевле и может долго служить», — говорит Павел Грибов. Сегодня 3D-принтеры используются только для создания сопутствующей оснастки. На московском заводе Renault с их помощью «печатают» защитные элементы для используемых инструментов, а выгода от такого производства оценивается в 1 млн руб. в год.

Отказ от конвейера

Конвейер некогда появился именно в автопроме, и сегодня именно эта отрасль задает моду на отказ от конвейерного производства. «Volvo этим вопросом озаботилась еще лет 15 лет назад, сейчас меняется группа Volkswagen, внедряя использование модульных архитектур», — говорит Павел Грибов.

Почти достигнув совершенства в производстве, автобренды начинают менять сам продукт и создавать новые рынки. «Переход с двигателей внутреннего сгорания на электрический двигатель меняет производство в той степени, в которой это нужно для использования других компонентов, но в корне идеологию не меняет. Беспилотники также требуют новых компонентов, но не другого производства», — отмечает Владимир Серебренный.

Рабочие прототипы автономных транспортных средств уже существуют у Audi, BMW и Mercedes-Benz, а из массовых марок наибольших успехов добились Ford, который строит целые города-полигоны для испытаний беспилотников, и Nissan, уже сегодня пробующий самоуправляемые машины на улицах японских городов. В России беспилотниками всерьез занимается КамАЗ, у которого есть несколько совместных проектов с различными ИТ-компаниями.

Подведены итоги Всероссийской робототехнической олимпиады

По результатам региональных отборов, в которых поучаствовали 10 000 молодых робототехников со всей России, на национальный финал ВРО, который проходил с 25 по 26 июня в Иннополисе, приехало 577 участников из 51 региона.

Главной темой олимпиады стала борьба с отходами. Организаторы соревнований уверены, что робототехнические системы помогут нам сохранить окружающую среду для будущих поколений.

«Университет Иннополис проводит Всероссийскую Робототехническую Олимпиаду уже третий раз. Год за годом участники готовятся всё тщательнее. В 2014 г. Россия разработала сложные правила проведения робототехнической олимпиады на тему «Роботы и космос» и каждая следующая страна, принимающая у себя международный этап, сохраняла эту планку. Наш вуз внимательно следит за юными робототехниками. Поэтому победители и призёры олимпиады не только поедут представлять сборную России в столицу Индию, но и получают гранты на бесплатное обучение в Университете Иннополис по программе бакалавриата для выпускников школ и по программам магистратуры для действующих студентов», — комментирует Александр Тормасов, ректор Университета Иннополис.

В олимпийских состязаниях разыграли 18 комплектов медалей, включая 3 дополнительные номинации за оригинальные идеи. Основная борьба шла за медали в 10 категориях.

Творческая категория «Борись с отходами» — роботы, которые помогут уменьшить количество промышленных отходов и бытового мусора, улучшить процесс переработки и управления отходами.

«Чистый путь к школе» — основная категория, в которой созданным роботам предстояло очистить семь контрольных участков на поле, которые имитировали путь ученика от дома до школы.

Основная категория «Сортировка отходов» — в ней роботы сортируют отходы по типу мусора и складывают их в специальные баки.

Свободная категориями «Манипуляторы» — в этом состязании участники собирали автономных немобильных роботов с манипуляторами, которые собирали из кубиков постройки по заданным образцам.

«Траектория: карта» — свободная категория, в которой роботы переносили по три банки в указанное место.

Студенческая категория SLAM — в ней роботы проходили через три путевые точки, расположение которых заранее неизвестно, и выкладывали там цветные блоки.

Студенческая категория «Боулинг» — адаптированная версия игры между роботами

Футбол роботов — команды в составе двух роботов соревнуются между собой в адаптированной версии самой популярной спортивной игры планеты

Роботраффик — перемещение роботизированных автомобилей по полигону, на котором смоделирована реальная дорожная ситуация

Водная категория — новое для Всероссийской Робототехнической Олимпиады состязание. В нем перед участниками ставилась задача по созданию робота, способного самостоятельно выполнять под водой сложные манипуляции.

Победителями и призёрами олимпиады стали ребята из Ростовской области, Краснодарского края, Санкт-Петербурга, Нижегородской области, Ульяновской области, Курганской области, Москвы, Тюменской области, Республики Татарстан, Красноярского края, Свердловской области, Приморского края, Самарской области, Республики Коми, Челябинской области, Пермского края, Тамбовской области, Чувашской Республики, Калининградской области, Томской области, Московской области и Удмуртской Республики. Напомним, что по итогам соревнований лучшие участники сформируют национальную команду страны, которая представит Россию на всемирном финале в Индии.

Во время посещения олимпиады министр связи и массовых коммуникаций РФ Николай Никифоров заявил, что Россия намерена подать заявку на проведение финала Всемирной Олимпиады Роботов в 2018 году (World Robot Olympiad, WRO) «Коллеги из Иннополиса согласились выступить площадкой проведения мероприятия. Это серьезное международное движение, в нем участвуют более сотни стран. Мы считаем, что оно играет ключевую роль с точки зрения популяризации инженерных профессий и привлечения ребят к программированию», — заявил министр во время общения с журналистами.

Результаты олимпиады доступны по ссылке .

Спонсор соревнований — Республика Татарстан, организатор — Университет Иннополис. Партнёры: «Газпромбанк», МТС, РВК, Мэйкор, Lego Education, ТРИК, МФТИ, ICL. Партнёры по организации выставок и мастер-классов: Fischertechnik, «Инфосфера», ЛАРТ, РАОР, «Киберфизика» и ScratchDuino. Информационные партнёры: «Популярная механика», «Хайтек», «Чердак», N+1, RUNET-ID, HeadHunter, РАЭК, РОЦИТ, AppTractor, «Занимательная робототехника». При поддержке Минкомсвязи России и Министерства образования и науки Российской Федерации.

Российские соревнования роботизированных автомобилей

«Аварии будут. И жертвы будут»

«Умный» транспорт в России поехал без пилотов и без законов. Медведев оценил скорость, прикинул риски угодить под интеллектуальные колёса и дал год, чтобы отрегулировать. Осталось решить, с какого края подступиться.

На восьмом Международном юридическом форуме, который проходит в Петербурге с 16 мая, премьер-министр РФ Дмитрий Медведев признал, что всё в мире цифровых технологий зарегулировать нереально. Однако если юристы борьбу за место роботам не проиграют, то пешеходов от беспилотных машин нужно защищать на государственном уровне. А то уже завтра на улицу просто не выйти, напугал он и пообещал в течение года избавиться от пробела в регулировании. Эксперты опасность увидели в другом, но согласились: делать надо уже хоть что-нибудь.

– Выступление Дмитрия Анатольевича, конечно, вдохновляет. Но графики, сроки, которые я вижу, с точки зрения реализации меня лично вводят в депрессию. Прежде всего, слона надо есть по частям, – обозначил объем проблемы председатель правления фонда «Сколково» Игорь Дроздов.

Участников сессии, посвящённой беспилотному транспорту, его безопасность беспокоила несколько меньше соревнования с западными коллегами, но и заявленная тема обязывала. Регулирование обсуждали как необходимость для технологического лидерства. Вчерашняя фантастика угрожает пешеходам завтра, но чтобы успеть на мировой рынок, что-то решать нужно уже сегодня.

– И ладно бы у нас технологий не было, но это как раз тот случай, когда отсутствие регулирования не дает ни жить, ни работать. Коллеги, мы так и к 2035 году ничего не добьёмся, – сгустил краски Дроздов. – Давайте признаемся себе, что за последние два года не было принято ни одного закона, который бы хоть на миллиметр приблизил.

Между тем к 2035 году рынок продаж беспилотного транспорта вырастет с тридцати тысяч в 2017-м до тридцати миллионов автомобилей ежегодно. Это миллионы долларов, приводит прогнозы экспертов член комитета Госдумы по транспорту и строительству Александр Васильев. Россия, по его мнению, выгоду упускать не должна.

– Что мешает перейти на следующий уровень завтра? – запросила конкретики модератор сессии вице-президент по корпоративным отношениям «Яндекса» Марина Амелина.

Заместитель гендиректора по стратегическому развитию научного центра «НАМИ» Алексей Гогенко разочаровал: простого ответа нет. Вопросов – десятки, и это те, что на поверхности. Не решена и проблема безопасности, на которой сделал акцент Медведев.

– Сегодня многие заявляют, что беспилотные средства могут ездить со скоростью 80 км в час, но на деле они теряют контроль после 60, – говорит Гогенко. Поводом для прекращения тестирования это, конечно, не является, но пускать такие машины на дороги общего пользования, по его мнению, можно только при полной уверенности в системе управления. Искусственный интеллект может обучаться, и уж среднестатистического водителя в дальнейшем превзойдет. Однако перед этим машины должны проехать не одну сотню километров по специальным, пустым полигонам.

Вопрос безопасности назревает, согласился депутат Александр Васильев, но знакомить с беспилотниками предложил на практике. Для начала коллег по Думе: «Хоть «Матрёшку» пригнать, чтобы понимание было». А бездорожье – так и вовсе наша конкурентная среда, пошутил он и напомнил:

– А как же Tesla, которая в свободном режиме проезжает от Домодедово до Третьего транспортного кольца? Американская машина ездит по России по американским законам: внутри сидит водитель, который должен каждые пять минут хвататься за руль, чтобы подтвердить свое наличие.

– Все понимают, как у нас ездит Tesla: незаконно или полузаконно, – пресёк равнение на Маска председатель правления «Сколково». С безопасностью в фонде тоже всё понимают: «Аварии будут. И жертвы будут».

Тестировать интеллектуальный транспорт Дроздов всё равно считает разумным в реальных условиях: чтобы и велосипедист мимо проехал, и пешеход перед капотом пробежал. Под площадку предлагает «Сколково». Там, мол, и полигоны есть, и люди к экспериментам относятся с пониманием. Но предупредил: повсеместное навязывание цифровых технологий чревато отторжением.

– Давайте уже хотя бы что-то сделаем, – призывает Дроздов. – С такой медлительностью отставание будет только расти. Тем обиднее, что возможности есть занять хоть какую-то нишу на международном рынке.

С чего начать подсказал заместитель руководителя Росстата, перед сессией озаботившийся определением «беспилотного транспорта». Понятие растолковала только «Википедия», с сожалением признал Алексей Кулешов.

– Первичная работа должна всё-таки вестись на уровне стандартов, но их надо разработать, – говорит он. – Нужно определиться, что это такое, как, куда двигаться. А если поторопимся, то и примером можем стать для международной стандартизации. Должны, по крайней мере, быть в тренде, а не позади планеты всей.

При этом единых терминов нет и в международной практике, отметил руководитель исследовательского центра проблем регул­­ирования робототехники и искусственного интеллекта (АНО «Робоправо») Андрей Незнамов. Регулирование сейчас обсуждают в ООН, результатов, по его словам, можно ждать к концу года. Так что хотя бы рамочно отметить в российском законодательстве, что есть такой транспорт, будет не лишним. Однако не без подводных камней, замечает он: контроль государства может задавить развитие технологий.

С регулированием, впрочем, пока спешки не наблюдалось. По словам Александра Васильева, в Госдуму не только не вносили подобные законопроекты, но даже до обсуждения не дошли. Коллеги по думскому комитету по транспорту тоже ещё «недостаточно углубились», хотя стоило бы. Цифровая сфера и инновационные технологии интересуют не только премьер-министра, но и президента. Владимир Путин необходимость «прорывного» научно-технологического развития и ускорения внедрения цифровых технологий закрепил в новых майских указах.

– Аристотелю приписывают фразу о том, что познание начинается с удивления. Думаю, в сфере беспилотного транспорта оно затянулось, – подвёл итог обсуждениям управляющий партнер Dentons Виктор Наумов. – Давайте уже войдём в эту реку.