• РЕГИСТРАЦИЯ

Индустрия 4.0. Роботизация в XXI веке

chipstone
14 апреля 15:00 4 2396



В дополнение к материалам о роботизации в СССР https://colonelcassad.livejour... и роботизаци в России https://colonelcassad.livejour... 

Обзор общемировых тенденций в развитии робототехники

Индустрия 4.0. Роботизация в XXI веке. Роботы и коботы

В данной статье мы рассмотрим области применения роботов, их распространение и развитие в мире в целом.

Что такое робот сегодня? Робот — это автономно функционирующая универсальная автоматическая машина, предназначенная для воспроизведения физических, двигательных и умственных функций человека, наделенная способностью к адаптации и обучению в процессе активного взаимодействия с окружающей средой.

Основными причинами разработки и применения роботов являются:

— высвобождение человека в процессе производства продукции от тяжелых видов работ, а также его пребывания в экстремальных условиях (загрязненной среде, химической среде, опасной для жизни и т.п.);

— существенное повышение производительности труда при выполнении операций в процессе производства продукции;

— значительное повышение качества продукции, производимой в промышленном производстве с помощью промышленных роботов;

— снижение себестоимости продукции, производимой на определенном промышленном предприятии.

Классификация промышленных роботов

Современная общепринятая трактовка термина «промышленный робот» была принята XI Международным симпозиумом по промышленным роботам (Токио, 1981).

Промышленный робот — многократно программируемое многофункциональное устройство, предназначенное для манипулирования и транспортирования деталей, инструментов, специализированной технологической оснастки посредством программируемых движений, для выполнения разнообразных задач.

С точки зрения истории развития робототехники различают три поколения промышленных роботов:

Роботы первого поколения (программируемые роботы) характеризуются тем, что они имеют программное управление, т. е. действуют по жесткой, не меняющейся в процессе работы программе; поэтому их называют также «программными роботами». Эти роботы «глухи», «немы» и «слепы»: им не требуется связи с внешним миром, она отсутствует.

Неперепрограммируемые (необучаемые) промышленные роботы с жестким циклом операций снабжены заранее подготовленной достаточно простой программой, повторяющей одну и ту же заданную последовательность операций, которая не зависит от изменяющихся условий и не поддаётся изменению простыми средствами.

Жесткопрограммируемые (переобучаемые) промышленные роботы с изменяемым циклом операций содержат полный набор информации, не изменяющийся в процессе самой работы, но поддающийся корректировке путем «переобучения» при изменении (переналадке) технологического процесса. Для этого предусматриваются специальные средства и методы (замена либо изменение программы), позволяющие легко и быстро изменять состав и последовательность действий робота при изменении внешних условий, а также при переходе от одной технологической операции на иную.

Роботы второго поколения (адаптивные роботы) используют сенсорную информацию об окружающей среде, чтобы корректировать свое поведение при выполнении производственной операции;

Роботы третьего поколения наделены «здравым смыслом», «чувствами», способные распознавать разнообразные объекты внешнего мира, обладающие способностью действовать самостоятельно. Гибкопрограммируемые (самообучаемые) промышленные роботы с элементами искусственного интеллекта, кроме развитой сенсорной системы в виде искусственных органов зрения, слуха, осязания и других, должны обладать мощной информационно-управляющей системой и совершенным алгоритмическим и программным обеспечением, способными распознавать образы и ситуации, моделировать окружающую среду, планировать поведение и, самообучаясь в процессе функционирования, формировать состав и последовательность своих действий на основе поставленной цели и информации об окружающей среде в условиях неорганизованного рабочего пространства.

Роботов можно разделить по виду базовой системы координат, роду деятельности, по производственно-технологическим признакам, по методу управления, или степени непосредственного участия человека в управлении, по грузоподъемности, по точности позиционирования, по перемещению и многим другим характеристикам.

Автоматизация производства. Зачем она нужна?

Технологии XXI века требуют совершенствования автоматизации и экономии трудовых ресурсов, поэтому к началу нового века производство потребовало новые технологии, которые бы позволяли организацию производственных процессов без участия человека при стабильном качестве выпускаемых товаров.

Вытесняя физический труд из основных и вспомогательных производств, автоматизация ведёт к увеличению затрат умственного труда, который должен опираться на прошлый опыт и тоже должен быть впоследствии максимально автоматизирован.

Учитывая все эти факторы, можно сформулировать следующие принципы автоматизации производства:

— Автоматизация должна носить комплексный характер и охватывать целостные технологические процессы;

— Автоматизации должна охватывать не только сам технологический процесс, но и все, примыкающие к нему (транспорт, складирование, проектирование, технологическую подготовку производства);

— Автоматизированные системы должны быть гибкими технологически и экономически. Технологическая гибкость подразумевает возможность изменения производительности системы при сохранении согласованной работы ее элементов (саморегулируемость системы), экономическая — способность к многократной смене номенклатуры выпускаемой продукции с наименьшими затратами при неизменности основного технологического оборудования;

— Автоматизация должна быть обеспечена высокой надежностью используемого оборудования.

Современную идею автоматизации производства в наибольшей мере выражают представления о гибких автоматизированных производствах (ГАП).

Гибкое автоматизированное производство — производство, позволяющее за короткое время, при минимальных затратах, на том же оборудовании, не прерывая производственного процесса и не останавливая оборудования, по мере необходимости переходить на выпуск новой продукции произвольной номенклатуры.

Основные технологические характеристики гибких автоматизированных производственных систем^

— способность работать без участия человека;

— автоматическое выполнение рабочих и вспомогательных действий;

— простота наладки;

— гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства;

— высокая экономическая эффективность при правильной эксплуатации.

Разработка и широкое применение гибкой автоматизированной технологии являются в настоящее время основной тенденцией развития современного промышленного производства. Однако необходимо еще раз подчеркнуть, что гибкое автоматизированное производство наиболее целесообразно разрабатывать под принципиально новые технологии, а не подстраивать под существующие.

Что такое 4-я промышленная революция или Индустрия 4.0?

В 2011 году на Ганноверской выставке была впервые сформулирована концепция четвёртой промышленной революции — «Индустрии 4.0». Эксперты определили это понятие как повсеместное внедрение «киберфизических систем» в заводские процессы, которое приведёт к слиянию технологий и разрушит границы между физической, цифровой и биологической сферами жизни человечества.

Также участники сообщества определили, что основными драйверами новой промышленной революции станут облачные технологии, новые способы сбора и анализа информации, краудсорсинг, шеринговая экономика и биотехнологии. Это дало толчок к внедрению и разработке новых стандартов в интернет-среде и на ключевых производствах.

В настоящее время практически все развитые страны прошли этап формирования технико-экономических и социальных концепций в отношении к робототехнике и энергично включились в процесс внедрения роботов в различные сферы деятельности, и прежде всего в промышленное производство, создания на базе роботов гибких производственных систем.

По мнению Мартина Форда, автора книги «Восстание роботов», автоматизацию не остановить, потому что это часть капитализма, постоянно стремящегося к повышению производительности труда.

Рынок роботов в 21 веке. Ведущие производители на мировом рынке.



Промышленные роботы стали не только одной из движущих сил автоматизации, но и одним из важнейших средств для социально-экономических изменений в сфере труда.

Можно выделить следующих лидирующих компаний на рынке робототехники:

1. FANUC (Япония) – один из мировых лидеров рынка промышленной автоматизации, станкостроения, ЧПУ и робототехники. Производитель вышел на рынок в 1956 году, и уже в 1972-м представил первого собственного промышленного робота. У компании есть подразделение FANUC Robotics с сетью представительств. В мире насчитывается около 200 000 роботов этой компании, десятая часть которых находится в Европе и России;

2. KUKA (Keller und Knappich Augsburg) (ГЕРМАНИЯ) основана в 1898 году в Аугсбурге. В 1973 году компания представила своего первого промышленного робота FAMULUS, который имел шесть осей и электромеханическое управление. Роботов KUKA применяют во многих отраслях по всему миру: от автомобильной и металлургической до пищевой;

3. ABB (Asea Brown Boveri Ltd.) (ШВЕЦИЯ, ШВЕЙЦАРИЯ) – компания появилась в 1988 в результате слияния шведской ASEA и швейцарской Brown, Boveri & Cie. Специализируется не только на робототехнике, но и на электротехнике, специальном оборудовании, энергетическом машиностроении и информационных технологиях. Также компания производит программное обеспечение для моделирования робототехнических комплексов, специальное программное обеспечение для сварки и обработки пластика, производственные ячейки, комплексные системы для автомобильной промышленности;

4. KAWASAKI (ЯПОНИЯ) — эта корпорация была создана в 1896 году и сегодня известна как один из крупнейших в мире промышленных концернов.Промышленные роботы от Kawasaki robotics используются для работ во взрывоопасных, агрессивных, стерильных и высокотемпературных средах и др. Имеют грузоподъемность до 1500 кг;

5. MOTOMAN (YASKAWA) (ЯПОНИЯ, США) Motoman Robotics – компания была создана в 1989 году, и сегодня выпускает около 175 моделей роботов и разработала 40 готовых решений для интегрирования, которые применяются для специфических задач. Корпорация занимает лидирующие позиции на рынке производителей в Северной и Южной Америке. специализируется на промышленных роботах для дуговой сварки, резки, обработки материалов и сварки различных металлов;

7. PANASONIC (ЯПОНИЯ) – компания не только известная по производству электронных товаров и бытовой техники, но и один из лидеров рынка промышленной робототехники для различных задач и оборудования для сварки. Компании удалось создать робота, который программируется с одной панели управления. Благодаря новой технологии продажи сварочных роботов Panasonic достигли 40 000 штук по всему миру;

8. KC ROBOTICS , Inc (США) – вышла на рынок в 1990 году. Компания, которая специализируется на выпуске широкого ряда промышленных роботов, продуктов и услуг, обслуживает все отрасли промышленных роботов, а также занимается производством и обработкой материалов;

9. TRITON MANUFACTURING (США) – компания, известная по разработке гибких системах питания, паяных электрических компонентах. Произведённые устройства обеспечивают передачу мощности для компьютеров, телекоммуникаций, аэрокосмической промышленности и т.д;

10. KAMAN CORPORATION (США) — компания с более чем 200 филиалами и центрами, крупнейший промышленный дистрибьютор Северной Америки. Производит подшипники, механические и электрические устройства для электропередачи и управления движением, обработки материалов и жидкостей, а также другие устройства, применяемые в промышленной и военной робототехнике.

На сегодняшний день существует множество CAD/CAM-систем (программные комплексы), позволяющих наиболее просто осуществлять как 3d-моделирование изделий, самих роботов, необходимой оснастки и т.д., так и программирование промышленных роботов.

Область применения роботов. Промышленные роботы и сервисные роботы.

Cегодня роботы используются практически повсеместно. В тяжелой промышленности роботов используют и в литейном производстве, и в процессах сборки, и в обработке металлов, в сварочных, покрасочных работах, во вспомогательных работах.


Роботизировано гражданское и промышленное строительство, легкая промышленность, роботы присутствуют на мебельном и деревообрабатывающем производстве. Роботы проникли на пищевое и химическое производство, в сельское хозяйство.

Также роботизированные комплексы используются в угольной, горнодобывающей, нефтяной промышленности, в лесозаготовительном производстве.

В электронной промышленности роботы приспособлены под производство от силовых, распределительных и специализированных трансформаторов до производства оптических приборов и фотографического оборудования и многое другое.

Сервисные роботы и область их применения

В середине 90-х гг. Европейская Экономическая Комиссия ООН и ИСО (Международная организация по стандартизации ISO) приняли предварительную систему классификации сервисных роботов. Их разбили по категориям и типам взаимодействия: бытовые/персональные роботы и профессиональные сервисные роботы.

Бытовые сервисные роботы были созданы для автоматизации различных процессов непосредственно в быту человека и в сфере обслуживания. Такие роботы, как правило, обладают очувствленными системами с элементами интеллекта. Они могут выполнять задачи по приготовлению пищи, уборке, мытью посуды, играм и обучению людей, обслуживанием в общественных местах.

Пример робота-официанта

Также в последние 10 лет приобрели популярность системы «умный дом», «умный город», системы видеонаблюдения, сканирования и прочие.

Профессиональные сервисные роботы используются в медицине, здравоохранении и спорте. Они обучают физическим упражнениям, проводят физиотерапию, массаж, роботы участвуют в хирургических и других операциях. Их стали внедрять в процессы диагностики органов, протезировании конечностей, реабилитации больных и инвалидов, уход за больными и помощь при передвижении.
Все эти сервисные роботы не имеют жёсткой регламентации.

Примеры сервисных роботов в сельском хозяйстве

Примеры сервисных роботов в общественном пространстве

Примеры сервисных роботов в логистике

Кроме того, профессиональных сервисных роботов активно используют в космической отрасли, инженерном деле и проектировании. В связи с нарастающим интересом к освоению ресурсов мирового океана во всем мире создаются подводные роботы.

Также роботов стали использовать и в обслуживании авиатехники, системах безопасности, в недрах земли, в экстремальных условиях и различных ремонтных работах. В военной промышленности роботы активно используются в операциях разминирования, беспилотных систем, в подводных работах, как наземные транспортные средства и т.д.

С 1997 года IFR (international Federation of Robotics) ежегодно собирает статистические данные о сервисных роботах. К сожалению, пока статистика довольно скромная, так как данные собираются непосредственно от производителей сервисных роботов.

По данным экспериментального исследования ЕЭК ООН/ПКИ, проведенном в 2008 году среди некоторых крупных робототехнических компаний, средний срок службы робота составляет примерно 12-15 лет.

https://prometej.info/robotiza... - окончание статьи, с рассмотрением "коботов" (Кобот (Collaborative Robot) – коллаборативный/коллективный робот) по ссылке

PS. Рабочий Университет имени Хлебникова в последнее время радует кол-вом годных публикаций.
 

Россия с нуля строит новый город на 60 000 жителей на границе с Европой

И, главное, как-то тихо это все происходит. Такое ощущение, что СМИ специально отвлекают народ различным информационным мусором, а вот то, что на северо-западных рубежах нашей страны происходит настоя...

Девушка из Южной Кореи прокатилась автостопом по Сибири (осталась в легком шоке от нашей страны)
  • sam88
  • 11 декабря 09:46
  • В топе

Продолжаю рассказывать о своих приключениях с Joohee (Джухи) – девушкой из Южной Кореи, с которой мы проехали автостопом несколько тысяч километров по Сибири.Собственно, сейчас я расскажу про наш перв...

На краю пропасти: клокочущая ненависть и патологическая злоба WADA

Если верить интернету, всё самое плохое на этом свете находится у нас. В России. Потому что в России всё не так. Плохо абсолютно всё. Власть, армия, правоохранительные органы, медицина,...

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    Загрузка...
    chipstone 4 мая 15:11

    КТО на границе Сирии и Ирака

    Карта совместной операции, которую проводят САА, NDF, иракская армия и иранские прокси на сирийско-иракской границе Цель операции - обезопасить границу между странами и ликвидировать оставшиеся возможности по трансферу боевиков ИГИЛ из Сирии в Ирак и обратно. Район операции - от оккупированной США зоны в районе Ат-Танфа до Абу-Кемаля. Сирийцы и NDF проводят ...
    1823
    chipstone 11 февраля 23:12

    ЧВК "Вега" и ученики

      В дополнение к заметке https://colonelcassad.livejournal.com/4764346.html про зарегистрированную на Кипре ЧВК "Вега", которая тренирует сирийцев и палестинцев в Сирии для работы в силовых структурах. Ниже, еще пачка фотографий тренировочного процесса. Судя...
    4272
    chipstone 21 апреля 2018 г. 17:33

    Зачем потратили 200 млн. вечнозеленых (Увы, не шмогла-2)

    В первой части мы рассмотрели сам факт удара и постарались оценить его с точки зрения результатов, которые, отталкиваясь только от фактов, выглядят настолько нелепыми, что стоит усомниться в здравомыслии тех, кто эту операцию спланировал и осуществил именно в таком виде. Однако, в мире, тем более в мире большой политики события иногда преследуют цели, весьма далекие о...
    17994
    chipstone 21 апреля 2018 г. 06:44

    Увы, не шмогла... - 1

    С момента эпического удара американцев & Со. По Сирии прошла практически неделя, шум слегка поутих, туман столь же слегка рассеялся. Теперь можно попробовать разобраться в том, что же это было, и кто победил. Причем, разобраться чисто с рациональной точки зрения, без какого-либо пропагандистского угара в пользу любой из сторон. В свою очередь надеюсь, что читать э...
    26594
    chipstone 9 апреля 2018 г. 22:45

    Взгляд сквозь информационный шум

    Сегодня интернет бурлит сразу двумя новостями. Авиационный удар по базе в Сирии и резкое падение российских акций в стране и за рубежом. Обе Новости, как и недавнюю о новых антироссийских санкциях США воспрянувшей либеральной общественностью подаются с редкостным энтузиазмом. Разбирать дебильные вопли нет ни малейшего желания, а вот подумать о том, что на самом деле п...
    105777
    chipstone 26 марта 2018 г. 06:57

    Мыши плакали, кололись, но меню предлагало только кактусы

    Наконец-то шоу под названием «Выборы Президента России» закончилось, и градус маразма и дебилизма в РУнете постепенно начал снижаться, устремляясь к естественному фону. Самое удивительное во всем произошедшем то, что абсолютно все участники процесса словно марионетки послушно исполнили свои роли, даже не пытаясь привнести в игру хотя бы толику осмыслен...
    8909
    chipstone 9 сентября 2017 г. 16:27

    Миротворческие танцы

    Коротко по поводу дипломатических маневров вокруг идеи о вводе миротворцев на Донбасс. 1. То, что эта идея достаточно синхронно появилась и поддерживалась как со стороны РФ, так и со стороны США, намекает на то, что идея проговаривалась несколько ранее (например в период гамбургской встречи Путина и Трампа, а также при последующих визитах Курта Волкера на Украину и...
    6287
    chipstone 4 августа 2017 г. 18:02

    Этот интерес не нов

    О опубликованных документах WikiLeaks обнаружились интересные следы указывающие на причастность людей из окружения Маркона и ряда европейских структур к поддержке государственного переворота на Украине. WikiLeaks опубликовал свежую порцию из переписки помощников французского президента Эммануэля Макрона. Архив электронных сообщений охватывает период с 2009 по 2...
    5694
    chipstone 1 августа 2017 г. 20:32

    Дом, разделённый в себе, не устоит

    Накопились события, которые стоит хотя бы коротко осветить. Интересно, прочитав заголовок, вы о ком подумали? А вопрос не праздный, ибо единством внутри себя сегодня едва ли кто вообще способен похвастаться. В США не стихает битва титанов. Признаться, делая прогноз на Новый год, я думал, что Трамп окажется более решительным. Но пока ситуация сохраняется крайне н...
    9818
    chipstone 16 июня 2017 г. 05:49

    Политическая педофилия

    Вы думаете,Навальный случайно собрал вокруг себя кагал малолеток пубератного возраста? Отнюдь. И дело здесь не в том, что все, кто успел обзавестись мозгами и образованием за ним не пойдёт. Точнее не только в том и далеко не в первую очередь. Действия новоявленного фюрера вполне рациональны и имеют под собой вполне серьёзные основания. Я из тех, кому за пять...
    8512
    chipstone 25 апреля 2017 г. 21:06

    Осознанная провокация

    Действия Трампа в его первые сто дней президентства выглядят, как сейчас модно выражаться, единым "эпикфэйл". То бишь провалом.  Удар по Сирии выглядел сколь грозно, столь и бессмысленно. Да ещё по версии СМИ с подачи дочери. А уж если процент долетевших до цели Томагавков посчитать. Наезд на Северную Корею ещё смешнее. Замах на рубль, а с уда...
    9898
    chipstone 20 апреля 2017 г. 14:34

    Перипетии корейского кризиса

    Если смотреть только на репортажи различных СМИ и сообщения социальных сетей, посвященных корейскому кризису, то складывается впечатление, что возникнув буквально мгновенно из ничего, он столь же неожиданно растворился в информационном пространстве. И выглядит он как непонятная и труднообъяснимая клоунада. Трамп всего спустя пару дней после нанесения ракетного ...
    21346
    chipstone 18 апреля 2017 г. 18:55

    О кадровых проблемах ВСН

    У Червонца толковый материал об объективно существующих кадровых проблемах армий народных республик. О кадровых проблемах ВСН Ополченец из "Сомали", от которого пару раз в год в этом блоге бывают весомые мысли, поделился своими рассуждениями о текущих кадровых вопросах в ополчении. Недавно прошли тексты от Ходаковского и Жучковского. В прин...
    5342
    chipstone 13 апреля 2017 г. 18:01

    Навеяло.

    Вот любит наш народ порассуждать. А уж о политике. Куда не посмотришь, везде Тиллерсон везёт нам ультиматум. И столько при этом затаенной радости у многих, что рука невольно ищет на боку пистолет, хотя его сроду там не было. Тиллерсон ультиматум почему-то не довёз, хотя скорее и не собирался. Впрочем это политика, пусть политики и разбираются. А я собственно о ...
    9479
    chipstone 8 апреля 2017 г. 01:43

    Громкий финал тёмного эха.

    Последние события большинство трактует не совсем верно. Хотя в наше время большинство живет одним днём, легко переходя от эйфории к панике. А надо внимательно смотреть и понимать происходящее, где все не совсем так, как кажется. 1. Когда мы смотрим на тёмный период, нам инстинктивно кажется, что самое темное время это 22 декабря. Но с точки зрения противоборства ...
    27244
    chipstone 15 марта 2017 г. 07:22

    Цугцванг

    Как ни странно, но чем больше клинтоноиды давят на Трампа по поводу России, тем сильнее толкают его если не на союз, то на локальное и открытое сотрудничество. Тем самым роя себе окончательную могилу. Трамп ставится ими перед вынужденным выбором. Или он фактически сливает своё президентство врагу, которого только что победил, или должен показательно пойти против е...
    13797
    chipstone 2 марта 2017 г. 19:39

    Завершение "темного" сезона

    Сегодня завершается "темный сезон. Сейчас будут два противоположных "эха", сначала до 20 марта "светлое", потом на 18 дней вернётся власть "тьмы". Но они уже вряд ли повлияют на положение дел. По тому, чему мы стали свидетелями в последние полгода, можно уверенно сказать, что "темные" проиграли на своём поле с разгромным сч...
    39551
    chipstone 23 января 2017 г. 19:28

    США в реанимации

    - Трамп это клоун, ему никогда не выиграть праймериз! - Выиграл. - Трамп никогда не сможет победить Клинтон! - Победил. - Выборщики взбунтуются и проголосуют против Трампа! - Не взбунтовались. - Конгресс никогда не утвердит Трампа президентом. - Утвердил. - Трамп не доживет до инаугурации! - Дожил. К этому можно добавить еще и громкие...
    15333
    chipstone 31 декабря 2016 г. 12:32

    Новогодний прогноз на год Петуха

    Давненько мы не брали в руки шашек (с), то есть давно в блоге не появлялось новых текстов. По разным причинам. Однако это не повод оставить моих читателей без традиционного новогоднего прогноза. А посему, помолясь и собрав волю в кулак, приступаю.   В начале как обычно вспомним прогноз на год уходящий с тем, чтобы посмотреть степень своей адекватности в пре...
    11825
    chipstone 26 ноября 2016 г. 13:59

    Мир в 2017 по версии победившего крыла глобалистов.

    Журнал "The Economist", ассоциированный с семьями Ротшильдов и Анъелли, выкупившими издание в 2015-м у издательского дома Pearson Plc, примерно с того же момента ежегодно радует читателя шарадами с прогнозами на ближайший год. И вот уже третий раз подряд выход такого прогноза взрывает Интернет в попытках разгадать заложенные в изображение смысл...
    8947
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика