au.noitomartni%40ofni +38(032)253 51 53; +38(050)377 74 99

au.noitomartni%40ofni +38(032)253 51 53; +38(050)377 74 99

    Робототехніка поглине світ


    Перш ніж розпочати, давайте переконаймося, що ми говоримо про одні й ті ж речі. Традиційно під "промисловим роботом" мається на увазі великий та важкий автономний промисловий робот, який огороджений від людей з метою безпеки (~ 380 000 поставок у світі у 2018 році ). Але набирають популярності три нові категорії: по-перше, колаборативні роботи (коботи), які, як правило, менші, легші, доступніші та розроблені для безпечної роботи в безпосередній близькості до людей (~ 14 000 поставок у світі у 2018 році). По-друге, мобільні роботи (agvs та amrs = автоматизовані керовані транспортні засоби та автономні мобільні роботи), що використовуються в основному для транспортних цілей (~ 20 000 відправлень у світі у 2018 році). І по-третє, екзоскелети, призначені для підвищення продуктивності людини (~ 7000 світових поставок у 2018 році).

    Illustration

    Рис. 1: Класифікація промислових роботів у ширшому розумінні
    Чому ми вважаємо цей ринок таким захоплюючим? 1) швидке зростання та 2) величезний соціальний вплив.Розмір та зростання. Мало ринків продемонстрували настільки сильний і стійкий ріст, як промислові роботи за останнє десятиліття. За останні роки щорічні установки зросли на 19% CAGR, що призвело до 422,271 нових глобальних установок у 2018 році на суму 16,5 млрд. доларів США. Це стосувалося лише роботизованого обладнання, тоді як програмне забезпечення / послуги та периферійне обладнання приблизно дорівнювали одній і тій же вартості. На кінець 2018 року загальний світовий робочий запас роботів становив 2.439,543. Азія - це двигун зростання, що стоїть за цими цифрами (дві з трьох нових установок робототехніки відбуваються в Азії), причому Китай очолює цей темп (збільшення операційних запасів роботів майже на 30% за останні роки). Європа та Америка трохи відстають. Незважаючи на те, що майбутнє глобальне зростання, за оцінками, продовжуватиметься такими ж темпами (~ 13–15% на рік), ми особисто переконані, що через кілька років ми побачимо темпи зростання набагато вищі за ці ... але про це далі в цій публікації.


    Illustration

    Рис. 2: Щорічні поставки (у тисячах) промислових роботів по всьому світу. Джерело: IFR, McK
    Вплив на суспільство. Окрім швидкого зростання, найбільш захоплююче в робототехніці - це фундаментальний вплив, який вона матиме на наше майбутнє, потенційно позбавляючи нас більшості ручної роботи. Незважаючи на різне сприйняття, навіть у “високоавтоматизованих” галузях, таких як автомобільна, середній ступінь автоматизації (= кількість автоматизованих завдань /загальна кількість завдань) у кінцевій збірці складає лише близько 8–10%. Більшість інших галузей набагато нижче цієї позначки. З іншого боку, до 85% усіх завдань, як правило, оцінюються як «автоматизовані». Тож насправді ера промислової робототехніки тільки набирає обертів! Сходження на цю криву автоматизації має величезні можливості для підвищення глобальної продуктивності та добробуту («життя розкішного дозвілля»), якщо ми як суспільство зможемо поділити її вигоди порівну. Хоча ми в Paua Ventures оптимістично оцінюємо це, завжди є / були люди, які прогнозують «постійно зростаючу нерівність» (наприклад, професор Стівен Хокінг). Принаймні в короткостроковій / середньостроковій перспективі ми, швидше за все, побачимо наступний вплив роботизації на суспільство:
    ● Значне скорочення ручної праці: нещодавнє опитування BCG серед 1300 керівників у всьому світі показує, що загальна зайнятість у відповідних компаніях зменшиться десь на 5–20% протягом найближчих 5 років до 2025 року. Інші дослідження вказують на більш м'яке скорочення приблизно 10% загальносвітових виробничих робочих місць у найближче десятиліття. У будь-якому випадку це буде означати десятки мільйонів людей, які повинні переосмислити себе професійно.
    ● Це призведе до великого розриву у кваліфікації та можливостей для підвищення кваліфікації в наших економіках. Хорошим прикладом є "швидкі фабрики" Adidas, які почали працювати в Німеччині та США в 2016/2017 (і в даний час переїжджають до Азії). Використовуючи високий ступінь роботизації в галузі, яка традиційно виробляється вручну, на одній із цих фабрик працює лише 160 висококваліфікованих робітників проти тисячі (або близько того) низькокваліфікованих робітників на типовій фабриці у В’єтнамі чи Китаї.
    ● Далі, розвинені країни зможуть переобладнати багато своєї виробничої діяльності, оскільки різниця у глобальних виробничих витратах вирівняється (= робот коштує у В'єтнамі ті самі $$$, що і в Німеччині). Це, в свою чергу, призведе до непропорційно великого впливу на фізичну працю в країнах, що розвиваються, та переходу від глобальних до регіональних ланцюгів поставок.
    А тепер, повернімось до того, чому я впевнений, що ми побачимо справжнє цунамі робототехніки, що поглинає світ, із вибуховим зростанням, що значно перевищує прогнозований показник CAGR на 13–15%?По-перше, ми повинні розуміти, що ми все ще перебуваємо в кам’яному віці автоматизації і заледве починаємо роботу з дуже низької бази, з величезними можливостями для зростання. У всьому світі ми маємо в середньому встановлених лише 99 роботів, на 10 000 виробничих працівників, і лише п’ять країн утримують 74% всієї встановленої бази (Китай, Японія, Корея, Німеччина та США). У міру посилення конкурентного тиску, менш індустріальні країни / галузі будуть (повинні) швидко наздоганяти.По-друге, каталітичні події, такі як COVID-19, змінять глобальну екосистему виробництва. Корпорації прагнутимуть: а) зменшити свою залежність від надто складних і переплетених глобальних ланцюгів поставок; і б) знизити свою залежність від “крихкої” людської праці (= роботам не потрібне соціальне дистанціювання). Отже, як тільки початковий пил вірусного шоку осяде, а інвестиційні бюджети знову наповняться, ми неминуче побачимо хвилю переобладнання та автоматизації.По-третє, і найголовніше, роботи по суті все ще занадто дорогі і занадто «дурні», та мають дуже мало прибуткових сфер застосування (= в основному високо стандартизоване масове виробництво в автомобільній та електронній промисловості). Але нас чекає ідеальна буря проривних винаходів, яка незабаром досягне переломної точки, коли робототехніка стане значно дешевшою та універсальнішою, ніж більшість ручних робіт. Незважаючи на те, що дані за останні роки не включені, наведена нижче діаграма добре це ілюструє: щорічні заявки на патенти ЄС та США на передові технології виробництва (включаючи робототехніку) почали розгортатися лише за останнє десятиліття. Оскільки ці експоненціальні науково-дослідні роботи досягнуть комерційної зрілості, безпрецедентна хвиля нових (і вигідних) випадків використання робототехніки буде запущена.

    Illustration

    Рис. 3: Річні заявки на патенти на передові технології виробництва. Джерело: OECD
    Далі, давайте заглибимось у основні напрямки необхідних інновацій у робототехніці. На наш погляд, сьогодні існує п’ять основних прогалин у технології робототехніки, які потрібно заповнити, щоб викликати сценарій „робототехніка поглинає світ”:
    1. Доступне та універсальне обладнання: За останнє десятиліття середні витрати на робототехнічну установку знизились приблизно на 40%, тоді як її продуктивність зростала приблизно на 5% на рік. Тим не менше, необхідні CAPEX доведеться ще зменшити, щоб забезпечити позитивні бізнес-кейси, крім випадків масового виробництва (= залучення до масового ринку малого та середнього бізнесу). Сьогодні середній осередок робототехніки (включаючи периферійні системи) для автоматизації процесу догляду за машиною коштуватиме десь близько 100 000 євро. Використання кобота може зменшити це число приблизно до 70 000–80 000 євро (одночасно вводячи певні обмеження продуктивності). Однак, на мій погляд, для того, щоб зробити справді переконливі аргументи масової роботизації, CAPEX для повністю готового до роботи осередка робототехніки повинні опуститися нижче 50 000 євро. Крім того, будуть потрібні нові бізнес-моделі, які посприяють прийняттю на ринку (наприклад, „робот як послуга“ або моделі оренди). У той же час механічні можливості та фізичні властивості повинні покращуватися (менша вага, більший діапазон, більша швидкість, краща модульність, кращі системи безпеки тощо).
    2. Простота налаштування та викладання: Сьогодні близько 70% від загальної тривалості життя витрат осередку робототехніки породжуються послугами, що обертаються навколо установки, програмування і навчання. Як правило, це робиться незліченною кількістю малих та середніх системних інтеграторів, та займає тижні чи місяці, щоб створити, програмувати та сертифікувати нову програму робототехніки. Отже, тут ми стикаємось не тільки з витратами та часом, але і з проблемою гнучкості. Якщо виробничі процеси змінюються, висококваліфікований персонал повинен перепрограмувати кожен окремий рух робота і пройти більшу частину процесу знову. Що ще гірше, цих висококваліфікованих інженерів надзвичайно мало. Отже, обмежені інженерні можливості системних інтеграторів все більше і більше стають вузьким місцем у зростанні роботизації. Отже, непрофесійні інструменти для навчання роботів стануть ключовим елементом для розгортання широкого поширення робототехніки.
    3. Інтелект та навички: Після болісно важкого кодування програми робототехніки вона все ще залишається в основному жорсткою та негнучкою. Якщо, наприклад, форма або положення деталей, які повинен вибрати робот, змінюються з часом, в більшості випадків це означатиме «закінчення гри» для промислового робота. На щастя, сотні дуже яскравих розумів працюють на передовій машинного навчання та штучного інтелекту, щоб вирішити цю відсутність “інтелекту”. Це варіюється від надання роботові загального розуміння навколишнього середовища та розуміння контексту до попередньої підготовки та продукування цілком конкретних навичок (наприклад, вибір і розміщення, догляд за машинами, фарбування, зварювання, склеювання тощо). Сьогодні, за оцінками, лише близько 1-5% всіх промислових роботів підключено до хмари.
    4. Периферія та інтеграція: Часто ігнорують те, що робот-рука - це лише частина історії. Роботизований осередок завжди містить додаткові апаратні елементи, такі як захоплювачі та інструменти, конвеєрні системи, системи безпеки, 2D та 3D камери тощо. Більшість цих периферійних систем походять від різних постачальників, не мають стандартних інтерфейсів і важко «спілкуються» один із одним. Отже, це ще одна причина витратити багато $$$ на дорогі та складні проекти системної інтеграції ще до запуску програми робототехніки. 
    5. Операційна система та сертифікація: Останній виклик - всебічний. На сьогоднішній день не існує «MS Windows» для промислової робототехніки, який би дозволяв всім окремим частинам вищезазначеної головоломки спілкуватися між собою. Незважаючи на деякі зусилля з відкритим кодом, такі як ROS2 (= Robotics Operating System 2), жодного реального програмного стандарту досі не знайдено. Це, безумовно, мамонтове завдання, але, безумовно, одна з найважливіших прогалин, яку слід заповнити. Більше того, ще одну всеохоплюючу проблему представляють жорсткі та болючі процеси юридичної сертифікації, що передують будь-якому запуску роботи з робототехніки. Наприклад, у Німеччині юридична сертифікація, документація та процеси промислової безпеки після налаштування програми робототехніки можуть відкласти роботу ще на 2–6 тижнів. Це одна з головних причин, чому лише приблизно 1–2 з кожних 10 проданих у Німеччині коботів насправді використовуються в середовищі співпраці «робот + людина». Насправді однією з головних рушійних сил прийняття коботів є значно нижчі та швидші вимоги щодо безпеки / сертифікації. Отже, місцевим регуляторам потрібно буде значно спростити та впорядкувати законодавчі вимоги, якщо вони хочуть надати своїм галузям шанс залишатися конкурентоспроможними на світовому ринку. 
    На завершення ми склали Карту ринку промислової робототехніки з деякими найвидатнішими технологічними компаніями, які прагнуть заповнити вищезгадані технологічні прогалини. Зверніть увагу, що в деяких випадках межі не є чітко визначеними на 100%, оскільки компанії можуть діяти одночасно у кількох сферах.

    Illustration

    Рис. 4: Карта ринку ключових технологічних компаній у галузі робототехніки (PAUA Ventures)
    Джерело: https://medium.com/paua-insights/robotics-will-eat-the-world-48f1415d25fd