УДК 621.865

Использование промышленных роботов в производстве с целью повышения эффективности деятельности

Ян Цян – магистр кафедры механики деформируемого твердого тела Балтийского государственного технического университета Военмех им. Д.Ф. Устинова.

Аннотация: В данной статье рассматриваются вопросы, связанные с использованием промышленных роботов в производстве с целью повышения эффективности деятельности. Определено понятие «роботизация». Изучены различные виды роботов, таких как промышленные, коллаботивные, манипуляторы. Рассмотрено отличие промышленных роботов от коллаботивных. Изучены основные результаты повышения эффективности деятельности, которые можно достичь при помощи использования различных видов роботов в производстве. Рассмотрен упрощенный пример расчета экономической выгоды от использования промышленного робота в производстве, приобретенного в лизинг. Изучены современные цифровые разработки, используемые на промышленном производстве в современных условиях.

Ключевые слова: промышленность, роботы, производство, эффективность деятельности, использование, повышение.

Роботизация производства в современных условиях играет важную роль в развитии деятельности, повышении производительности труда, эффективности работы, качества выпускаемой продукции и ее количества. До недавнего времени большинство таких операций, как сварка, литье, ковка изделий и многие другие совершалось руками человека. Это был трудоёмкий и затратный процесс, требующий большое количество времени и усилий. С появлением промышленных роботов часть операций, а в отдельных случаях полностью стали выполнять промышленные роботы. Следует отметить, что основной задачей использования промышленных роботов в производстве является непосредственно повышение эффективности деятельности.

Под роботизацией производства понимается процесс автоматизированного управления основными процессами деятельности с использованием роботов различных видов [3, с.1].

Роботы в промышленном производстве делятся на два основных вида: промышленные и коллаботивные. Особенностью промышленных роботов является то, что они способны быстро выполнять поставленные перед ними задачи и добиваться поставленных целей, повышая эффективность деятельности. Однако, из-за высокой и точной скорости выполнения основных операций они могут представлять опасность для человека. Поэтому требуются специальные условия для того, чтобы они могли свободно передвигаться в огороженном пространстве. Коллаботивные промышленные роботы отличаются менее травматичной для человека работой. Они имеют округлую форму, меньшую скорость передвижения и выполнения операций и при столкновении с человеком мгновенно останавливаются. С точки зрения эффективности коллаботивные роботы превосходят промышленные, поскольку:

1) имеют низкую стоимость;

2) быстрый срок окупаемости затрат;

3) имеют возможность выполнения нескольких задач одновременно;

4) просты в использовании и управлении;

5) обладают энергоэкономичностью;

6) имеют высокую степень безопасности;

7) подходят для разных по размеру предприятий и т.д.

На Рисунке 1 представлен коллаботивный робот, используемый в промышленном производстве.

Рисунок 1. Коллаботивный робот

По-прежнему на промышленных предприятиях популярностью пользуются роботы манипуляторы [2, с.58]. Они являются главной движущей силой на производстве и серьезными помощниками в работе. Управление такими роботами может осуществляться с помощью пульта или специального устройства. Такие роботы легко перемещаются в пространстве благодаря приводам и могут проникать в труднодоступные места для человека для выполнения точечной работы [1, с.93].

Далее рассмотрим основные результаты повышения эффективности деятельности, которые можно достичь при помощи использования различных видов роботов в производстве:

1) повышение гибкости производственных процессов;

2) снижение скорости выполнения основных операций;

3) минимизация или полное исключение возможности совершения ошибок;

4) сокращение затрат и повышение прибыли;

5) повышение производительности труда;

6) снижение рабочего времени и трудоемкости;

7) повышение качества выпускаемой продукции и т.д.

Очень часто на промышленном производстве является внедрение не отдельных роботов и манипуляторов, а использование целого комплекса автоматизированных площадок. Это позволяет в несколько раз увеличить эффективность производства и получить максимальную отдачу.

С точки зрения экономической эффективности промышленные роботы приносят огромную выгоду. Рассмотрим упрощенный пример расчета экономической выгоды от использования промышленного робота в производстве, приобретенного в лизинг на 36 месяцев. Внешний вид робота представлен на Рисунке 2.

Рисунок 2.

Данные анализа представлены в Таблице 1.

Таблица 1. Расчет экономической выгоды от использования промышленного робота в производстве

Рабочие	Расходы	Покупка	Робот
Закрытие вакансии	115200	2158985	215898 покупка
З/пл	48000		От 0,00 ПНР
НДФЛ	6240		73162 Платеж/месяц
Взносы	16380		9,54% ставка
Итог/месяц	70620		1020687 1 год
Первый год	962645		877952 2 год
В год	847445		877952 3 год
2 смены в 1 год	1925291
2 смены * год	1694891		63162 в т.ч. последний платеж
3 смены в 1 год	2887937		10000 в т.ч. выкупной платеж
3 смены * год	2542337
3 смены * 3 года	7972611	2158985	2776593
		5813626	5196018

Суммарные расходы на робота в год составят 1,020 млн рублей, а затраты на рабочих, для работы в две и три смены - 1,694 млн и 2,542 млн, а с учетом расходов на их найм - 1,925 и 2,887 млн. Выгода от применения робота в первый год: 904 603,6 р. для двух смен, 1 867 249,36 р. для трех. Во второй и третий год: по 816 938,61 р. для двух смен и по 1 664 384,64 р. для трех. В четвертый и последующие годы сохраненная выгода равняется расходам на персонал, который заменен роботом.

Следовательно, использование промышленного робота на предприятии принесет прямую экономическую выгоду и будет способствовать повышению эффективности труда в целом.

Важно отметить, что в последнее время в промышленности стали применяться не только роботы, но и цифровые разработки, в качестве которых выступают беспилотные летательные аппараты.

Например, новинкой на рынке цифровых технологий является разработка БПЛА под названием Matrice 200 от DJI. Это универсальный помощник, который не боится непогодных условий, имеет высокую производительность и повышенную устойчивость против движения воздушных масс. Дрон имеет закрытую конструкцию, внутри которой расположено устройство видео фиксации промышленных объектов. Устройство также оснащено пропеллерами, которые обеспечивают дальность и плавность полета. Данное устройство позволяет с высокой степенью точностью обнаружить мельчайшие изъяны и дефекты в работе промышленного оборудования. Кроме того, встроенный режим видео фиксации позволяет увеличивать объекты и рассматривать их в различной плоскости и проекции.

Другим современным цифровым устройством является промышленный дрон, имеющий название Walkera Voyager 5. Это беспилотник, который может вести наблюдение в ночное время суток, фиксировать промышленные объекты на высокой высоте. Преимуществом использования данной технологии является возможность обеспечения дальности и продолжительности полета. Так, БПЛА способен выдерживать сорокаминутные за счет умной и эффективной системы ресурсосбережения.

Промышленный дрон марки D-02 представляет собой целую авиационную систему полета и наблюдения за промышленными объектами. Преимуществом данной модели является наличие возможности сборной конструкции, то есть под различные производственные задачи можно скорректировать варианты деталей конструкции, позволяющих обеспечить решение поставленных задач. Кроме того, данный дрон можно также использовать как антенное оборудование для получения профессиональных материалов в режиме фотосъемки реального времени.

Еще одной интересной новинкой на рынке цифровых технологий является разработанный дрон для чистки турбин от компании Aerones., обладающий высокой степенью производительности совершаемых операций.

Представленная разработка выполняет задачи очистки лопастей ветряных турбин при помощи различных шлангов, подающих напор воды под давлением. Устройство имеет встроенные камеры, множество датчиков, систему навигаци и т.д. Промышленный дрон позволяет проводить эффективную процедуру по очистке турбин, экономит силы и время на проведение данных операций. Устройство может находиться на большой высоте и парить в воздухе неограниченное время [4, с.308].

Таким образом, различные виды роботов на промышленном производстве способны решать самые дифференцированные задачи, начиная от выполнения заготовок деталей, заканчивая их укладкой и сборкой. Это значительно экономит силы и время на производстве, сокращает затраты труда, повышает эффективность производства и производительность.

Список литературы

1. Картамышева Е. С. Промышленная автоматизация в России: проблемы и их решения // Молодой ученый. 2016. № 28 (132). С. 93-95.
2. Кузнецова А. Д. Экономическая эффективность внедрения роботов-манипуляторов в промышленное производство в развитых странах // Молодой ученый. 2019. № 40 (278). С. 58-60.
3. Пономарева Г. Т. Автоматизация и роботизация как одно из направлений инновационного развития экономики // Вопросы экономики и управления. № 4 (15). С. 1-8.
4. Хлебенских Л. В. Автоматизация производства в современном мире // Молодой ученый. 2017. № 16 (150). С. 308-311.