Мир после конвейера. Что ждёт автоиндустрию?

В ближайшие десятилетия автомобильную индустрию ждет невероятный качественный скачок. Фактически мы уже становимся свидетелями новой промышленной революции, которая поменяет весь привычный уклад. Но самое интересное, что весь прогресс идет абсолютно незаметно для просто обывателя. Не верите?

Тогда давайте разберемся. Все привыкли, что в целом производство автомобилей организовано более-менее одинаково у всех брендов. Всё тот же конвейер, все те же рабочие и, разумеется, большие мощные роботы, полностью заменяющие человека на самых сложных и важных участках – например, сварке кузова. Представили эту картину? Так вот, скоро всего этого не будет! Уже сейчас автопроизводители закладывают принципы, которые поменяют всю схему выпуска автомобилей на ближайшие десятилетия. Достаточно ознакомиться с концепцией "умной фабрики", которую буквально на днях представила компания Audi.

Кто здесь такой умный?

Проект Smart Factory — это видение автомобильного завода будущего. В Audi отмечают, что уже сейчас наш мир отличает несколько ключевых моментов: диджитализация, принципы устойчивого развития, и урбанизация. Говоря простым языком, в повседневной жизни мы активно используем цифровые технологии (например, интернет), нам важны не только деньги, но и, например, экология, а основным местом деятельности человека становятся большие и маленькие города. Разумеется, такое изменение образа жизни и технологий должно найти отражение и в производстве.

Если обратиться к истории, то можно понять, что такие трансформации уже встречались. Например, на смену закрытым средневековым цехам пришли мануфактуры с разделением труда и наёмными работниками. А в дальнейшем от мануфактур перешли к фабрикам, отличительной особенностью которых стало применение станков вместо ручного труда. В Audi уверены, что сейчас настало время нового скачка, и делают ставку на "умные" фабрики, которые и должны помочь создавать качественно новые продукты. Первой такой фабрикой станет новый завод Audi в Мексике, но в дальнейшем по подобной схеме будут организованы все сборочные площадки немецкой марки. Причем в Audi уверяют, что на подобное переоснащение хватит примерно 10 лет. К чему же нам стоит готовиться?

Смерть конвейеру!

Конвейер, впервые запущенный Генри Фордом в 1914 году, был величайшим изобретением, позволившим сделать автомобили дешевле и надежнее. Однако спустя более 100 лет с этого момента в Audi заявляют: конвейер пора отправить на свалку истории! А что же взамен?

Всё очень просто. В Audi предлагают использовать новую схему, основанную на модулях. Если традиционный конвейер – это лента, то модульная схема предполагает, что в процессе изготовления будущий автомобиль будет "посещать" независимые станции, в каждой из которых будет осуществляться отдельный этап сборки. Причем последовательность прохождения этих модулей будет настолько произвольной, насколько это позволяет технологический процесс.

У новой схемы целый ряд преимуществ. Например, на обычном конвейере порядок всех операций регламентирован, на них отводится определенное количество времени. Если работник по какой-то причине не уложился в норматив по времени, или ошибся, останавливать приходится всю ленту и терять время. В модульной системе таких проблем удается избежать. Например, если какой-то из модулей занят, то заготовка просто отправится на другой, примерно так же, как это делают простые люди, увидев очередь на кассе в супермаркете.

Решение позволит избежать ненужных простоев и сократить время производства автомобилей на 30%. Более того, выиграют и рабочие! Ведь теперь им не надо будет укладываться в жесткие временные нормативы, значит, качество работы вырастет, а нагрузка на самого сотрудника, наоборот, снизится. А у покупателей расширятся возможности по индивидуализации машины, кроме того, они смогут вносить изменения в заказ в самый последний момент.

Вот только как же собираемый автомобиль попадет к рабочему, если привычного конвейера не будет? В Audi знают ответ на этот вопрос.

Почти как пылесосы

Все мы наслышаны про разработку беспилотных автомобилей, а вот, что подобные технологии могут помочь в производстве этих самых машин, знает не каждый. Между тем в Audi уже есть специальные беспилотники, которые станут альтернативой движущейся ленте конвейера. Такие устройства работают от электричества и способны функционировать без подзарядки от 4 до 8 часов. Одни беспилотники предназначены для перевозки самих автомобилей, другие – для доставки запчастей. Грузоподъемность каждого устройства — от 1 до 2 тонн. Каждый робот оснащен лазерными датчиками, а также системой, работающей от радиометок. Это позволяет ему не врезаться в препятствия, а также передвигаться до нужных точек с точностью до нескольких сантиметров. То есть беспилотный робот способен точно и быстро подвезти заготовку к сотруднику одного модуля, а когда работа закончена – перевезти её на другой участок. А куда именно – решит центральный компьютер, который постоянно следит за тем, какие модули свободны и знает список необходимых операций.

Правда, пока что построено лишь пять подобных беспилотников и все они – опытные. Но в дальнейшем подобные системы планируется применять очень активно. Кстати, над разработкой таких устройств трудился специально созданный стартап Arculus, в котором Audi принадлежит доля. А идея заменить конвейер беспилотными устройствами сотруднику немецкой компании пришла в голову после того, как он наблюдал за работой робота-пылесоса у себя дома.

Полки тоже бывают "живыми"

Однако на беспилотных роботах, призванных заменить конвейер, инновации Audi не заканчиваются. Например, процесс сборки автомобилей в новых модулях также поменяется. И в этом работникам помогут специальные "умные стеллажи". Что это такое? Все очень просто. Представьте, к вам в модуль поступает автомобиль для сборки. В этот момент на четко обозначенную позицию подъезжает стеллаж с нужными запчастями, а когда работа закончена, его сменяет другой стеллаж теми комплектующими, которые нужны именно в данный момент. Фантастика? Вовсе нет – в Audi уже разработали такую систему!

Её принцип заключается в следующем: специальный лазерный сканер покрывает пространство площадью около 20 квадратных метров и реагирует на светоотражатели на передвижных стеллажах с вмонтированными электромоторами. В свою очередь компьютер, подключенный к внутренней сети Audi, определяет, какой именно автомобиль приближается к модулю, и дает команду подогнать стеллаж с необходимыми комплектующими на чётко обозначенную позицию. Такое решение не только ускорить работу, но и позволяет сотруднику не путаться при выборе запчастей.

Вкалывают роботы, а с ними — человек!

Еще одной составляющей новой "умной фабрики" должны стать роботы. Причем в Audi подчеркивают – речь идет не об отказе от сотрудников в пользу электомеханических машин. Роботы будут лишь помогать человеку в работе. Так что за рабочие места можно не беспокоиться, а "восстание машин" отменяется.

Зато труд сборщиков станет приятней. Причем на абсолютно разных позициях. Например, уже сегодня рабочие далеко не всегда "крутят гайки" сами – за них это делают специальные механизмы. В Audi пошли еще дальше. Не секрет, что у разных автомобилей отличается все – например, расположение и количество точек крепления. Это означает, что механически выполнять одну и ту же операцию по "закручиванию болтов" не получится. Однако в Audi нашли выход из этой ситуации, создав специальные "гибкие сборочные пункты".

Суть заключается в следующем – при помощи специальных датчиков система на таком пункте самостоятельно определяет, сколько болтов на данном автомобиле необходимо затянуть и в каких точках, после чего специальные "механические руки" выполняют данную операцию. Работнику остается лишь правильно закрепить собираемый автомобиль на данном стенде. Вся операция занимает всего лишь 20 секунд. За безопасность системы можно не беспокоиться: три специальных сканера следят, чтобы в зону работы робота ничего не попало, и при малейшей опасности (например, если сотрудник попробует просунуть руку) моментально останавливают сборочный процесс.

Кстати, о "механических руках". В Audi уверены, что в будущем роботы смогут не только подавать сотруднику отдельные детали, но и помещать их в упаковки (например, если запчасть нужно куда-то отправить) и даже монтировать их. Причем не важно, какого размера та или иная деталь, из какого материала, и какой формы – робот сможет перекладывать запчасти так же, как и делает это человек. Кстати, такое устройство уже существует. Это – манипулятор FlexShapeGripper, который для Audi разработала компания FESTO. На конце специальной "механической руки" установлен особый захват. Как поясняют сами разработчики, принцип его работы схож с языком хамелеона. Устройство мягко обволакивает деталь и четко фиксирует её, после чего робот способен перенести и установить её в нужной позиции. Особенно актуальным это может быть при монтаже хрупких деталей интерьера – например, воздуховодов или декоративных вставок на панели.

А что, если работнику нужно смонтировать что-нибудь посложнее? Например, элементы электрики, причем сделать это в определенной последовательности? Тогда на помощь придет "умный Клаус" – еще одна система, разработанная Audi. Фактически – это особый "рабочий стол" для сборщика, который сам подсказывает ему, что и как делать. Достигается это за счет нескольких камер, следящих за процессом сборки, а также проекционных дисплеев и мониторов, которые информируют сотрудника. Возможны два варианта работы. Например, "умный Клаус" может показывать точки, в которых сборщик ошибся. А может выдавать последовательность действий. Но в любом случае благодаря таким нехитрым действиям контроль качества сборки становится выше. А ведь еще на "умном Клаусе" удобно работать – стол имеет специальную эргономику, включая наклон и регулировку по высоте. Кстати, почему систему назвали именно "Клаусом" не знает никто. Возможно, это связано с именем одного из кураторов данного проекта.

Будущее наступило

Таким образом, в Audi стараются снабдить работника дополнительными подсказками, которые бы аккуратно накладывались на существующую действительность. Дополненная реальность? Совершенно точно! Причем это – не единственный пример. В Audi уже даже существуют наработки по использованию очков Google Glass, которые бы также подсказывали сотруднику правильность тех или иных действий и давали бы необходимую справку без отрыва от производства. Ну, а о применении технологий виртуальной реальности при обучении сейчас вообще не слышал только ленивый! Разумеется, Audi задействуют и её.

И все же, нельзя не отметить, что не всегда электроника может полностью заменить человеческое вмешательство – иногда лучше, чтобы более опытный работник давал указания на месте. Правда, в Audi подготовились и к таким ситуациям, разработав специальный портал, при помощи которого работник, находящийся на одном заводе, может выйти на видеосвязь с необходимым специалистом, и решить возникшую проблему быстро и без отрыва от производства. В общем, этакий Skype для автосборщиков. Хотя в Audi говорят, что при всей схожести их система гораздо лучше защищена от внешнего воздействия и хакерских атак.

Итак, жизнь "фабрики будущего" будет выглядеть примерно следующим образом: по территории без конвейера будут перемещаться беспилотные роботы, подвозящие заготовки в специальные модули. Там высококвалифицированные сотрудники при помощи самых современных инструментов будут собирать машины, находясь в постоянном онлайн-контакте с коллегами, и пользуясь различными виртуальными сервисами. Но на самом деле, и это – еще не всё. Ведь благодаря "умным фабрикам" поменяется не только процесс сборки автомобиля, но и принципы его производства.

Например, уже сейчас в Audi проходят испытания трех 3D-принтеров, которые в будущем будут изготавливать некоторые детали автомобилей. Причем речь идет не о каком-то там пластике, а о самых что ни на есть стальных и алюминиевых запчастях! Суть технологии 3D-печати заключается в следующем: в особую камеру помещается металлическая пудра, размер крупицы которой не превышает 40 тысячных миллиметра. Пудру расплавляет специальный лазер, который придает ей форму, заданную трехмерной компьютерной моделью. На выходе получается цельная деталь необходимой формы, что позволяет существенно сэкономить время и ресурсы. Например, изготовить только 1 элемент вместо 12.

Правда, в Audi признаются, что пока что детали, изготовленные при помощи 3D-печати, выходят все же не настолько прочными, как литые. Так что о распечатке на принтере автомобиля целиком пока что речь не идет. Зато новая технология может помочь, если нужно изготовить деталь особой формы. Причем сделать это можно будет прямо на месте сборки!

А ведь есть еще и совсем безумные проекты. Например, беспилотный вилочный погрузчик или летающие дроны, которые уже в экспериментальном порядке доставляют некоторые грузы в одном логистическом центре Audi. В общем, получается довольно интересная картина. Фактически новая промышленная революция уже идет полным ходом. Посмотрев на концепцию "умной фабрики" Audi можно понять, что уже в ближайшее время в производстве автомобилей будут еще активнее, чем раньше участвовать роботы, сам процесс будет максимально компьютеризирован, а некоторые комплектующие будут изготавливаться при помощи 3D-печати прямо на месте сборки.

Но не надо думать, что Audi одиноки в своих начинаниях. Например, в BMW тоже готовят запустить в серию мобильные беспилотные тележки для перевозки запчастей, Ford внедряет специальные роботы-маниупуляторы, помогающие сборщикам при монтаже тяжелых деталей, а Tesla строит "Гигафабрику", на которой будут производиться литий-ионные аккумуляторы. Так что ближайшие годы обещают быть очень интересными, а нас ждут перемены не только в производстве, но и во многих других сферах жизни.

Тимофей Исаев