[Промышленное программирование, Разработка робототехники, Управление проектами] Роботы. Часть раз. Вводная

Ответить на тему

Автор

Сообщение

news_bot ^®

Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286

news_bot ^® написал(а)
18-Ноя-2020 01:31

Цитировать

Добрый день. Какое то время назад меня волею судеб и счастливого случая занесло в мир промышленной робототехники. Вот той самой, где красивые и немного страшные железные хреновины клепают терминаторов, или хватают за загривок странное серо-синее существо в «Валериан», или попросту создают завораживающе-стройное мельтешение конечностями на кадрах про автозаводы. Вот про них мы сегодня и поговорим (лонгрид).

Что это будет
Я занимаюсь этой тематикой уже не один год. За плечами — куча пробитых стен в вопросах ненормального использования роботов — управление на лету, автогенерация программ, контроль технологических процессов. Наши продукты занимаются сваркой и покраской, дефектовкой и калибровкой. Мы работаем с деревом у мебельщиков и с железом в автопроизводстве. Мы ни разу не брались за проекты классического применения роботов в серийной продукции. Каждый раз мы решаем задачи, которые обычно требуют оператора, который долго и мучительно корректирует программу перед каждым запуском.
В теории, если материал будет интересен аудитории Хабра, это будет цикл статей, в котором рассмотрим вопросы:

про программирование робертов. На курс не претендую, скорее про особенности этих гастарбайтеров
разработки систем автоматического программирования
о сложностях на пути входа в профессию
технические нюансы размахивания конечностью
удаленного управления командой разработки и отладки
программирования кортексов и оптимизации алгоритмов — даёшь выполнение того, что работало на i7, внутри STM32
про факапы, стартапы

и много чего другого. Накопилось немало, рассказать о чём есть.
Сегодня — краткое изложение ситуации в РФ с нашей, во многом безумной колокольни.
Введение
Сегодня на рынке есть 4 с половинкой представителя железноруких, которые встречаются очень часто. Это Fanuc, Yaskawa, ABB, Kuka (редкоземельных образчиков упоминать не буду). Рядом примкнувшими стоят Universal Robots — прикольные ребята, роботы которых похожи на симпатичное нагромождение алюминиевых труб и заглушек, которые очень активно продвигаются на рынке. Рассказывать я буду на примере первых двух, с которыми пришлось сталкиваться непосредственно в работе. Про ABB я знаю только то, что они белые, а о Куке — в два раза больше: они оранжевые и если поменять первые буквы местами в словосочетании «Пульт Куки», то получается весело.
Наиболее часто встречающиеся на сравнительно небольших предприятиях — как раз жёлтый роберт по имени Fanuc и синий — Yaskawa. В частности, это обусловлено их большей доступностью по цене и либеральностью в отношениях с партнёрами. Ну и Universal, которые часто используются в упаковке/сортировке, хотя с недавним выходом робота грузоподъёмностью за 40 кг может что-то и поменяется.
Ситуация в РФ
Мою страну сложно назвать лидером в роботизации. Сложно назвать даже серьёзным игроком)). И это не потому, что мы не умеем их готовить. Массовому распространению препятствуют три фактора — стоимость самого оборудования, универсальность и интеграция.
Стоимость
Она не велика сама по себе — в промышленности есть куча вещей, по сравнению с которыми купить робота примерно то же самое, что купить пирожок в столовой. Дело в финансовой эффективности.
Например, нормальный сварщик в регионе необъятной получает в среднем 40-80 на руки. Щедро возьмём 50, накинем налоги и округлим до 75. Роберт в теории заменяет от 3 до 6 сварщиков (если работает с достойной уважения нагрузкой 60-80% от теоретически доступной), или экономит около 300К в месяц. При стоимости комплекса в 15-20М его окупаемость составит 50-70 месяцев, это 4-6 лет. В целом — терпимо. Кроме того, робот умеет в стабильное качество, не устаёт, не ходит в отпуск. Делает быстрее человека, речь не о кратном ускорении, но быстрее. Ох ща полетят в меня помидоры, давайте оговоримся: быстрее в постоянной ежедневной работе. Человек сможет в рамках соцсоревнования уделать железяку ввиду ряда нюансов. Но на износ, изо дня в день работать в таком ритме не сможет.
Пока 4-6 лет выглядят при таких вводных норм? Накинем обслуживание, накинем человека, который будет робота прогать и всячески обхаживать ну и так далее. Получится что то в районе 6-9 лет.
А теперь сравним с з/п сварщика в Европе, которая в целом выше в два раза, да накинем отчисления за очень вредное производство, и уберём растаможку. И получается, что в ЕС окупаемость будет в 2-3 раза быстрее. Вот и первая причина, по которой вы не едете утром в метро вместе с робертом, читающим мануалы, на работу — его базовая окупаемость, если опускать вопросы качества, весьма пролонгирована.
Вторая беда:
Универсальность
Вот тут не все хорошо. Точнее — далеко не все хорошо. Возьмём для начала классику: автопром.
Когда то, когда в названии стран было принято в конце писать «империя», машины делали руками в каретных мастерских. Так зародилось большинство брендов. И при ручном производстве человек всегда может что то докрутить, дотянуть, кувалдой там погладить, на худой конец. Ходят легенды, что на АвтоВАЗе до сих пор так машины и собирают (нет).
А сегодня машина — это хренова туча деталей, которая начинает свою жизнь в виде листов и заготовок, которые проходят сквозь прессы, формы, станки с ЧПУ и прочую радость, дающую на выходе заданную и прогнозируемую точность. Идеальное состояние для робота — отверстия там, где им быть положено, все вставляется и стыкуется, контроль на каждом этапе. И конкретно в массовом производстве авто роботизация на отечественных предприятиях не сильно отличается от ЕС.
Другое дело — производство мелкосерийной продукции. Роберт такое существо, которое умеет с некоторой точностью приходить в требуемую точку (на самом деле — тоже нет)))). Точки должен ему указать оператор, натыкав на пульте программу для робота. Это очень муторное действо, так как пульт — это вот такая дура (у разных производителей — разной степени изящности):

Как бы он не выглядел, сути процесса это не меняет: каждая запись сопряжена с переводом робота в какую то точку в пространстве путём тыкания кнопок, записи точки и настройки ее параметров (скорости, скругления движения и пр.). Плюс всяческие инструкции для работы с периферией, регистрами и так далее. Ну и на десерт — все это через меню. Это то же самое, что в дотнетовском «крибле-крабле-бумс» (public static void) каждое слово надо было бы вставлять через F1->Menu->Commands->Standart->Base и ещё какое то действие. С навигацией по меню стрелочками. Дело долгое, муторное и весьма не романтичное.
Написать прогу под изделие — задача не на один день. И после этого мы можем отработать только конкретно этот тип изделия столько раз, сколько штук нам надо произвести. Экономия времени, конечно, есть, но в целом выглядит уже не так привлекательно. А потом — раз, и у нас во весь рост встаёт вторая проблема, имя которой — точность.
Чтобы использовать заранее записанную программу, мы обязаны выполнить два условия: установить изделие с такой же точностью в пространстве (по 6 координатам XYZWRP). А так же гарантировать, что все детали изделия выполнены с точностью, достаточной для техпроцесса. Если мы говорим о сварке, то погрешность измеряется десятыми долями миллиметра, если о покраске — то тут все проще, но возможны «тени» и непрокрасы при сдвиге на несколько мм.
Уныние уже постучалось в дверь завода? Не закрывайте — там следом депрессия бежит. Которая родилась от тепловой деформации металла в процессе сварки. И программа, написанная на собранном на прихватках изделии, внезапно начинает косячить при работе.
В результате — программы для операции становятся сильно сложнее. Требуется проверка и адаптация перед каждым изделием. Где то в зоне «а ну подойди-ка» должен находиться оператор, который в случае, если беднягу-роберта ушатали и процесс встал, корректно внесёт изменения в программу для ее продолжения.
Со всем этим можно жить, но при этом растёт время цикла и снижается производительность, что приводит к росту срока окупаемости. Просто надо быть готовым к этому, либо искать технологические решения, которых, окромя наших продуктов, на самом деле хватает. И тут у нас проблема номер три:
Интеграторы
Вот тут все становится интересным. Приходит на завод условный интегратор, и говорит: а давайте может роберта вам поставим, да в автомате все как запустим, да как начнёт оно кататься! Завод, подумав годик-другой (циклы сделки в промавтоматизации просто чудовищные), говорит, кинув айфон оземь: «А давай, чертяка!».
Чертяка привозит роберта некой ценовой категории и расцветки, создаёт к нему систему перемещения, тумбу, конвейер (на самом деле процесс создания роботизированного комплекса — отдельная задача, по сложности не уступающая разработке ПО) и запускает это на определённом типе изделий. Акты подписаны, коньяки выпиты, девоньки поцелованы, все довольны.
А потом нюансы начинают вылезать, как червячки. И тут однозначно ткнуть пальцем в кого-то с криком «Это ты!!!!» — не получится. Потому что каждый проект — совокупность многих вводных, от которых зависит финальный результат (ой банальщину написал, ну да ладно...). Бывает заказчик, выстроивший в коллективе атмосферу перекладывания ответственности. С таким кашу сварить — отдельный квест: никто ни за что не отвечает, при этом время идёт, а работы не двигаются. Бывает интегратор, который продал проект, лишь бы продать роберта. Бывает невнимательность к мелочам, которая потом приводит к проблемам. Причём невнимательность как со стороны заказчика, который в голове уже всех уволил и купил десяток железных, и теперь не ныкается от иммиграционной службы, так и со стороны интегратора, который полез за ручкой и пропустил «мы варим сталь, в том числе нержавейку». И не надо надеяться, что все купируется договором и прописанными нюансами. Да там в каждом нюансов — на хороший альманах. Мы занимаемся этим не один год, и продолжаем выхватывать. И договор — не панацея, рынок узкий, и даже если в договоре все написано, то это никак не убережёт от «а вот эти ребята делают гов не то».
Поэтому единственное, что остаётся — совершенствовать ПО и объяснять его ограничения.
Жуткая жуть
Может сложиться ощущение, что роботизация — это вот такая чёрная дыра без особых перспектив, и не стоит в это даже лезть. Но на самом деле все чуточку не так. Тому есть как минимум две причины:

Повальное снижение качества подготовки и уменьшение количества выпускников с рабочей специальностью. Да-да, я все понимаю, что аудитория Хабра — это люди, пронзающие, яки Зевс молнией, отладчиком любые заковыристые баги, которые левой рукой пишут код, правой — настраивают сетку, а ногами пляшут джигу. Но если кто-то занимался поиском сотрудников, то не может не отметить снижение как количества, так и уровня тех же разрабов. И в рабочих специальностях все ещё хуже.
Развитие технологий. Как ни странно, бум ИИ и иже с ним, который является следствием увеличения скорости вычислений и их доступности, роляет и тут — появляется возможность создания систем, которые быстро и качественно могут заменить работу оператора, оставив ему только функцию контроля.

Обе эти предпосылки в итоге приводят к тому, что развитие робототехники в РФ идти будет, и заниматься этим стоит (кто бы сомневался, ты же статьи про это зачем то пишешь))
И раз уж мы решились ехать — краткий обзор вендоров.
Вендоры и их особенности
Безотносительно других качеств, несомненно важных, вроде сроков поставки и политики партии, дам краткую характеристику в разрезе разработки:
Fanuc
Очень отзывчивый генеральный, весьма грамотная (впрочем, держащаяся на персоналиях) техподдержка в сложных вопросах. Можно даже, спустя какое то время, наклянчить роберта «на покататься» для каких-то проектов.
Yaskawa
Вот прям близко с Фануками, но с точки зрения техподдрежки все сложнее, некоторые вопросы не имеют ответа сразу, приходится обращаться в Дойчлянд с соответствующей скоростью ответа на запросы.
ABB/Kuka
Очень пафосные (заслуженно) ребята. Что рождает обратную сторону медали: клянчить робота можно до посинения, даже доступ в демо-зал для тестов является гигантской проблемой. В связи с чем проектов с ними у нас не было.
Universal Robots
Этакие хипстеры). Ничего не понятно, но очень интересно. На выставках наделяют робота задатками гедониста и крутят у него в лапе бокал с коньяком. А еще отважно прыгают под работающую железяку, демонстрируя его возможности и свою веру в то, что эти роберты не могут никого убить в принципе. Но мы то в фильме все видели сами!

Наши отношения пока в зачаточном состоянии, чего то сказать не могу.
На этом заканчиваю вводную часть. Во второй рассмотрим особенности двух конкретных аппаратов и попробуем разобраться, что с ними можно делать, а чего нельзя, и как с этим всем взлетать. Либо — вопрос в голосовании — поговорим о пороге входа и что вообще нужно знать/уметь потенциальному погонщику робертов, чтобы связать себя узами страданий с этим весёлым делом.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:

Теги для поиска: #_promyshlennoe_programmirovanie (Промышленное программирование), #_razrabotka_robototehniki (Разработка робототехники), #_upravlenie_proektami (Управление проектами), #_roboty (роботы), #_fanuc, #_yaskawa, #_promyshlennoe_programmirovanie (
Промышленное программирование
), #_razrabotka_robototehniki (
Разработка робототехники
), #_upravlenie_proektami (
Управление проектами
)

Профиль ЛС

Ответить на тему

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы

Текущее время: 22-Ноя 17:26
Часовой пояс: UTC + 5