Роботизация как сервис. Плюс автоматическая генерация управляющей CAM-программы

Ничего, это новое слово. Придумали мы сами, конкретно я и мой помощник Елена Соколова. Искали слово, которого нет в природе. Мы искали новое понятие, ведь то что мы делаем – это принципиально новый подход с точки зрения технологий и экономического внедрения.

Сейчас мой основной бизнес – это роботы. Моё личное вовлечение здесь на 90% и только чуть-чуть выставочная деятельность. Мои коллеги меня оттуда вытеснили и делают всё сами, я там не очень нужен.

Там есть команда. Уже не первый год мы делаем очень много в направлении строительства стендов, в направлении ивентов, моё участие там минимальное. Ныне все мои мысли заняты развитием роботехники.

Аренда. Здесь когда-то много лет назад сидела “ABB Автоматика”, по-моему. Здание долгое время пустовало, принадлежит Всероссийскому электротехническому институту, входящему в госкорпорацию “Росатом”. Сейчас они начали его сдавать, и мы первые, кто сюда заехал.

Мы не нашли пока аналогов. Мы принципиально делаем другое. Робототехническая ячейка не является основополагающей идеей, ячейка – это одна из форм, скажем так, установки. Могу рассказать, как ко мне пришла идея, дело было в мае 2016 года. Всё началась с того, что в России непропорционально мало устанавливается роботов по сравнению с ВВП машиностроительным. Если взять наш ВВП, посмотреть пропорции установки роботов у нас и в других странах, они непропорционально малы. За весь прошлый год установили 350 штук. Еще я немного приложил руку к созданию Национальной Ассоциации участников рынка робототехники и, соответственно, когда начал помогать им в развитии, начал размышлять: «А почему же так? В чем проблема?». И понял одну простую вещь: у нас много производства, мы много производим, но всё разное, у нас мало крупносерийной продукции.

Робот, изобретенный 40 (или более) лет назад, аналог человеческой руки (без кисти, если мы рассматриваем промышленный манипулятор), на данный момент в мире на единицу операций выгоднее, чем человек. То есть если взять большое количество операций, то он выгоднее в любом раскладе, по цене выиграет у кого угодно. Доказательством этого факта служит то, что весь автомобильный мир перешел туда. Почему? Идеальные заготовки, идеальные операции, операций много, роботы заменяют. Выгодно, абсолютно очевидно.

Дальше начинаем откручивать назад и видим, что же происходит с нашим миром, если за 40 лет всего 2 миллиона штук будет установлено в мире к концу этого года, если не ошибаюсь, по исследованиям Международной федерации роботехники. Это меньше 1% рабочих в мире, и мне показалось, что это диспропорция, то есть он выгоден с одной стороны, но с другой стороны – установлено мало. Я начал думать, в чем же проблема, и понял одну вещь, что робот во всём классный, кроме одного – он глупый, не умеет думать. Если человек может адаптироваться к внешним условиям и очень быстро воспринимать задачу, то роботу, в классической парадигме роботизации, это объяснить невозможно.

И пришла идея: есть 3D чертёж (модель) – набор цифр, по сути дела, и траектории робота – тоже набор цифр. Идея начиналась с того, что надо перевести этот набор цифр в этот набор цифр. Всё поддается алгоритмам. И была первая техническая идея, много гипотез, есть ли подобное в мире? Пока мы не нашли ни одного аналога, кто бы это делал.

Да. Есть по операциям фрезерования CAM-системы, которые делают автоматическое построение траекторий и по станкам с ЧПУ, и по роботам, если вам надо выбрать объем материала и каким-то инструментом пройти. Это очень ограниченное количество операций, очень узкое применение этому. Потом начали рассматривать гипотезу – делает ли это кто-то в мире? И если не делает, то почему? Может быть это недостижимо технологически? Начали постепенно в эту сторону двигаться и шаг за шагом снимать эти гипотезы. Где-то через полгода пришло понимание экономической схемы, которую мы сейчас используем, именно предоставление услуг.

Мы поняли, что тот софт, который мы разрабатываем, мы делаем, по сути, мозги для роботов, мы делаем так, чтобы они были адаптивные. Мы придумали очень гибкую возможность адаптироваться роботу к внешним условиям. Соответственно, в десятки раз понизили порог внедрения роботехники, куда выгодно её внедрять, от какого порога внедрять. Если сейчас выгодно, условно скажу, от миллиона долларов на операции за всё время, то мы сделали от 100 тысяч – уже точно можно внедрять.

Наш порог внедрения – 5 миллионов в год рублей с операций, производимых на одном робототехническом комплексе – очень мало, даже небольшие предприятия могут себе это позволить. И первые наши договоренности с двумя компаниями – это средние производства, которые делают разные, в классической парадигме роботехники, недоступные к роботизации операции.

Два текущих проекта – это финальная обварка. По сути, это большие колонны (арматура длиной 15 метров, диаметром от 600 до 1200 мм) под металлобетон. Люди на них наваривают длинные арматурины, а нам надо распознать и заварить швы. Каждое изделие является уникальным, так как люди наваривают эти детали. Для них это операция сложная и затратная, для нас нет, поэтому получается выгоднее и дешевле, чем ручной труд. Единственное, с кем мы конкурируем, – это человеческий труд.

Я не буду спорить. Лучше обсудить это с ребятами, они знают программу в деталях, они лучше ответят, в чем именно конкретное отличие. «Умеют программировать» – для этого вам нужен отдельный человек, в оффлайне – мы убираем человека, т.е. мы будем поставлять систему, в которой не добавляется на производство ни один человек. Мы убираем процесс программирования робота и наличие человека в этом процессе.

Мы сейчас не про фрезерование будем говорить, в первую очередь, я покажу вам сварку уникального объекта, который мы с вами сделаем, как привыкли люди в парадигме и в той парадигме, как сейчас они это делают, что роботы смогут адаптироваться к внешним условиям. Мы делаем так, чтобы можно было убрать человека. Это не рекламный трюк, это то, что мы делаем.

Да, конечно. Есть машинное зрение, которое позволяет на лету принимать данные, пересчитывать траекторию.

Исключительно онлайн. Что является продуктом? Мы ставим то, что называется ячейкой (широкое понятие) на территорию заказчика. Это наша техника, наши роботы, управляются нами по сети Интернет. Технолог на предприятии через свой интерфейс загружает 3D модель, система её анализирует, адаптируется к входным данным и отправляет уже траектории движения на роботов.

Нет, конечно. Главное, что мы делаем – это софт, который, по сути, убирает человека из этого процесса. Машина сама просчитывает варианты и сама всё запускает. Если мы будем делать чертежи, наша экономика будет невыгодной.

16 человек, 13 из них – программисты.

Да, сами. Когда мы начали делать решение, я сразу сказал, что есть идея и я не хочу ничего повторять из того, что в мире уже решено. Это глупо и неэффективно. Мы не в том положении, чтобы повторять уже решенное, поэтому будем делать что-то уникальное или собирать цепочку из чужих решений, если они есть. Мы для каждого робота написали свой RTP (Robot Transport Protocol) – тонкого клиента, который инсталлирован на каждом роботе и забирает все вычисления с роботов на компьютер. Текущие роботы обладают довольно малой вычислительной мощностью.

Правильный вопрос. На ИННОПРОМ мы выходили не с продуктом, а, по сути, с тестированием технологии. Это было в первую очень нужно для того, чтобы уточнять цели и задачи заказчика, потому что у меня есть своё производство, но оно не того вида, которое необходимо для понимания, и хотелось бы услышать другие мнения.

Процесс продаж стартовал только в октябре. На данный момент мы имеем десять подтвержденных сделок, цена заказчика устраивает, и я надеюсь, что в уже феврале-марте-апреле подпишем первые контракты и начнем поставки.

За штуку, по сравнению с их ручным трудом. Мы не трогаем классическую роботизацию, автоматизацию. Мы идем туда, где есть ручной труд с разными заготовками, и пересчитываем с нашим софтом и системой, какую мы можем дать цену за изделие.

Во-первых, наше решение абсолютно глобально. Неважно где стоит ячейка, управляется она через интернет. Мы не хотим идти в интеграторский бизнес. Всем интеграторам мы предлагаем устанавливать ячейки. Мы не хотим быть инженерами, добавленную стоимость видим в софте и финансовом построении модели. Мы говорим интеграторам, что мы, с одной стороны, немного затрагиваем их территорию, с другой стороны, мы сделаем им рынок в десятки раз больше, чем тот, который у них есть сейчас. И мы с интеграторами обговариваем: приходит заказчик, мы просчитываем ячейку обратным счетом, мы высчитываем крайние габаритные размеры, говорим – вот такая ячейка, договариваемся с производителями оборудования, нам нужно, чтобы это кто-то отвёз, собрал, подключил и обслуживал. В наших планах не стоит сделать свою инженерную компанию, которая будет заниматься внедрением.

Никаких. Ничего другого, если бы он это делал руками.

Электричество ложится небольшим процентом на деталь. Платит за интернет. Заказчик в нашей модели делает три вещи: он дает 3D чертежи (модели), заготовки и меняет расходники. В случае сварки, например, это газ и проволока. Нас на месте нет никого. Мы не изменяем его технологический процесс, мы заменяем несколько человек на эту операцию, повышаем качество и производительность.

Да, конечно.

Считаю. Мы хотим начать движение в ту сторону, но я не люблю бежать впереди паровоза, предпочитаю говорить, когда всё уже сделано, случилось. Мы долго разрабатывали наше решение, не выходили никуда, на ИННОПРОМ были вынуждены выйти, потому что нужны были внешние контакты, а дальше мы не выходили опять же, пока не доработали до понимания, что мы можем установить промышленное решение. Сейчас у нас осталась отработка промышленной поставки, мы хотели сделать 1-2-5 поставок здесь, чтобы понять весь процесс, оценить свои ограничения и сложности и идти во внешний мир. Мы уже начали это движение за рубеж, первый шаг был сделан в Египет.

Возможно, да. У нас есть очень много разговоров. Главный разговор – продайте нам решение. Продайте нам софт, продайте нам роботов, всё хорошо, а вот решение продайте.

У нас очень долгий roadmap развития, мы понимаем, куда мы идем, и нам неинтересна продажа ни софта, ни оборудования. Это принципиальный для нас вопрос. Мы и так видим, что мы внедримся и пойдем. Мы видим и спрос, и желание, мы проверили гипотезу по цене сейчас уже на реальных заказчиках, на реальных деталях. У нас через две недели финальные тесты с деталями заказчика и, я надеюсь, мы выйдем на контракт и в апреле поставим, поэтому мы не собираемся менять модель.

В планах у нас сейчас показать “цифровую фабрику”: от пачки листов, дальше ЧПУ, раскрой и вот полностью весь автоматический процесс изготовления детали до покраски. Мы в первую очередь рассматриваем процесс сварки, финишной обварки и покраски. Хотели еще добавить “лазерник” и вот прямо от пачки листового железа до превращения в деталь полностью в автоматическом режиме без программирования.

Siemens – не знаю. Это была одна из идей – сразу же выйти на робототехников. Все пятеро (FANUC, KUKA Robotics Rus, Yaskawa Nordic AB, Комау Руссия и ABB) со мной на ИННОПРОМ подписали соглашение.

Разумеется, выгодно. Мы только сейчас дошли до лизинга. На ИННОПРОМе я их “мучил”, что как раз 3-летняя рассрочка и у меня остаются основания эту ситуацию продавливать, потому что то, куда они со мной могу продать, они сами продать никак не могут. Никаким другим способом продать в мелкие предприятия, в средние предприятия различные детали они не могут.

Было несколько попыток сказать “только мы” (имеется в виду эксклюзивные условия сотрудничества), но мы вежливо сказали, что заинтересованы во всех пятерых и не готовы с кем-то одним работать.

Софт не переведен. Его вообще не нужно переводить. Интерфейс у нас в процессе разработки. Это на самом деле будет очень простая вещь. Вы загружаете файл, крутите-вертите, говорите ОК. Там будет несколько параметров для технолога, если он вдруг захочет вмешаться.

Нет. Все силы R&D были направлены на совмещение физического мира с виртуальным. Если знаете, про роботов есть интересная история, они очень хорошо могут повторять движения из точки А в точку Б, но никто не решал задачку, как точно перевести в первый раз, вот первый раз перевести робота в какую-то точку – это очень сложная задача. Когда он эту точку запомнит, то потом он очень много раз повторит хорошо. А у нас этого второго движения нет. Мы каждый раз приводим робота заново в эту первую точку. Эта задача решается установкой первой точки с пульта, но так как у нас нет пульта и нет этого программирования, нам пришлось решить задачу калибровки всего оборудования, все роботы должны понимать окружение, где они находятся, чтобы они могли не сталкиваться и просчитывать все траектории. Все камеры должны быть откалиброваны, должна быть единая система координат. И вопрос калибровки всего оборудования в таком ключе пока никто не решал, кроме нас. Мы очень долго искали это решение на рынке, но не нашли, пришлось самим делать.

Есть зона, в которую они не приходят, точка деления на 0, где они с ума сходят, – это мы всё для себя решили. Точка сингулярности, да, не знают роботехники что с ней делать, и роботы тоже. Но если серьезно говорить, то технолога мы не заменяем. Тот режим операций, который нужен, технолог как говорил, так и говорит. Наше достижение в том, что мы позволяем адаптироваться к траекториям на лету.

Конечно, без этого работать нельзя, и мы с этого начали. Сначала всё было построено в цифре, и роботы учились работать в цифре, а потом у нас была большая пауза для того, чтобы реальный мир привести к цифре.

Я воздержусь от ответа – не люблю загадывать, но пока все наши гипотезы говорят о росте компании.

Да, это наша разработка, для каждого робота своя. Это то, что мы называем RTP (Robot Transport Protocol), ставим на робота, забираем с него все вычисления. Это я так, по-простому. Вот прообраз ячейки. Это же позволяет нам подключить бесконечное количество вводного оборудования, делать адаптируемым само изделие.

Вот лежат две заготовки, камера. Сейчас, по сути дела, они как-то лежат. У нас есть зона, по которой видит камера, я вот двигаю, показываю, что заготовки будут лежать, как угодно, то есть система не знает, как они лежат. Я их как-то подвигал, чтобы вы поняли, что мы не заранее прописали места – мы сейчас убираем первую парадигму классической роботизации, что детали должна лежать в идеальных местах. Сделали фотографию. Дальше, вот наша виртуальная ячейка, она отстроена, все ограничения, все вводные для всех роботов, вот тут другой робот, который у нас не задействован, они понимают своё окружение и могут от своего окружения обсчитывать все возможные траектории.

Визуализация частично наша. Софт весь наш, который обсчитывает траектории и решает задачи планирования. Понятно, что мы используем какие-то сторонние технологии для визуализации. Мы загружаем некоторую задачу, задача формулируется в виде чертежа, в данном случае это просто две металлические пластинки, одна стоит на другой, и нужно приварить их. Вот задача. На самом деле, если бы мы это повернули вот так, задав ему новое изделие, для него это было бы абсолютно такое же задание, как загрузил сейчас Дима. Мы нажимаем на одну кнопку, вот эти пластины появились в сцене так, как их распознала камера, и сейчас мы видим процесс автоматического построения, решение задач планирования, какой робот должен взять деталь, куда он должен её переместить, чтобы сварщику было удобно заварить, вот оно всё посчиталось.

Я точно не могу сказать, что мы сейчас находим оптимальное решение. Простор для оптимизации, безусловно, еще есть. И траектория, возможно, не сама оптимальная, но это всё равно в разы быстрее, чем делать это руками. Задачу оптимизации мы будем решать, она есть у нас в планах, только сейчас она нам не нужна. Скорость, с которой все это будет сделано, компенсирует все возможные недостатки. Большая у робота проблема, что он стоит, если мы говорим про разные детали. Первая парадигма – детали лежат свободно, вторая парадигма – чертеж изменен нами на лету, вот мы им выдаем вводную... и мы построили задачу. После того все траектории сгенерированы, нам достаточно нажать одну кнопку, и роботы попробуют сделать изделие.

Безусловно, у заказчика прямо около ячейки стоит компьютер, на котором всё это дело исполняется, чтобы не зависеть от интернета непосредственно в ходе выполнения. Вот он нашел одну деталь, нашел другую, поставил их ровно, как сказали по заданию. На пульте только красная кнопка, чтобы остановить, и скорость передвижения робота. Никакого программирования в классическом понимании здесь нет. Все делается автоматически.

Вот мы сейчас руками двигаем в приблизительное положение деталь, мы ее ставим так, как робот не знает. Или ставим кривую деталь, с неидеальным швом. У нас стоит датчик слежения за швом, датчиков может быть много. Датчик сейчас сосканирует точки, система перестроит траектории и пройдет по нужному шву.

Да, тоже мы.

Несколько часов. Но вообще это будет быстро – через несколько месяцев уберем процесс калибровки, доведем его до автоматизма. Уже датчики, камера калибруются автоматически. То есть мы придем к тому, что не нужно будет выезжать на место, мы будем калибровать систему отдельно.