Сейчас 2025-й год, и будущее, которое представляли себе писатели-фантасты, — наступило. По крайней мере, в части автоматизации производства и промышленной робототехники. Некоторые современные заводы проектируются с таким расчётом, что на конвейере будет минимальное количество людей, в идеале — ни одного.
▍ Полностью автономное производство
Промышленное производство в мире быстро автоматизируется. Согласно отчёту World Robotics 2024, количество действующих промышленных роботов достигло 4,3 млн штук (+10% за год). По уровню автоматизации лидируют Южная Корея (1012 роботов на 10 000 рабочих) и Сингапур (770). На третье место вырвался Китай (470), обогнав Германию (429). В прошлом году на Китай пришёлся 51% всех новых роботов в мире (+276 288 шт.).
Промышленные роботы Kuka на заводе Tesla, источник
Полностью автоматизированные фабрики появились довольно давно. Так, японская робототехническая компания FANUC Ltd. открыла свою первую полностью автоматизированную линию в 2001 году. Там роботы собирают других роботов, совершенно не нуждаясь в человеческом участии и даже присмотре.
По информации журнала Business 2.0, к 2003 году небольшой автономный завод ROBOT Factory (3700 м²) возле горы Фудзи выдавал по 50 роботов в сутки, работая без присмотра до месяца. Они останавливаются только тогда, когда нет места для хранения продукции. Грузовики увозят новых роботов — и процесс возобновляется. Завод работает без освещения, отопления и кондиционеров.
FANUC ROBOT Factory
Аналогичные производства запустили в начале 2000-х и другие компании. В Коннектикуте (США) компания ABA-PGT производит пластиковые шестерёнки для различных устройств, от принтеров до разбрызгивателей. Рабочие приходят на завод утром, чтобы забрать коробки, заполненные за ночь.
Компания Air Products & Chemicals в Аллентауне (Пенсильвания, США) дистанционно управляет установками по охлаждению и сжижению кислорода и азота из воздуха. Некоторые цеха неделями работают без присмотра.
Установка для разделения воздуха Air Products & Chemicals в Нанкинском химическом промышленном парке (NCIP), Восточный Китай, источник
В компании FANUC использование роботов вышло за пределы заводского цеха. В 2001 году компания открыла автоматизированный кухонный центр, который готовит 2000 обедов для рядовых сотрудников. Боты варят рис, упаковывают ланчбоксы и моют посуду.
▍ Новые заводы Xiaomi
Хотя автоматизированные заводы существуют давно, компания Xiaomi вывела их на новый уровень, внедрив систему ИИ, которая оптимизирует процесс. То есть это производство не только автономное, оно ещё и самостоятельно совершенствуется.
В июле 2024 года компания открыла в Пекине автономную фабрику Xiaomi Smart Factory (об этом сообщали на Хабре). Это «оцифрованное» производство, максимально похожее на игру Factorio. Оно работает полностью автоматически, а люди только наблюдают, чтобы всё шло нормально.
Строительство фабрики площадью 81 000 м² обошлось в 2,4 млрд юаней ($327,6 млн), что не так уж и много по современным меркам. Здесь собирают 10+ млн флагманских смартфонов в год, а именно новые Xiaomi MIX Fold 4 и MIX Flip.
Исполнительный директор Лэй Цзюнь (Lei Jun) говорит, что компания начала исследовать эту тему с 2017 года. В 2019 году в Ичжуане (пригород Пекина) запустили полностью автоматизированный экспериментальный конвейер в «лабораторных» условиях, на 1 млн телефонов в год. Сейчас же его масштабировали в 11 раз (столько конвейеров на новой фабрике) и усовершенствовали. Разработано ПО для управления производством, спроектированы и изготовлены роботы, большинство оборудования собственного производства Xiaomi.
Единственные люди на заводе сидят в центре управления War Room перед гигантским экраном системы управления Xiaomi Hyper IMP (Intelligent Manufacturing Platform).
Xiaomi Hyper IMP не только осуществляет мониторинг. Это по сути цифровая копия завода, которая дублирует все процессы в малейших деталях, а также идентифицирует проблемы и подсказывает, как оптимизировать процесс.
Кадры из презентации Xiaomi Hyper IMP
В прошлом году компания также открыла завод по производству электромобилей Xiaomi EV Factory тоже с высокой степенью автономности.
Xiaomi EV Factory
Свой первый электромобиль SU7 компания представила в марте 2024 года. Это решение удивило представителей индустрии. Никто не предполагал, что производитель электроники может освоить автомобильное производство с нуля, без опыта. Но Xiaomi спроектировала не только автомобиль, но целый завод и оборудование для конвейера.
На новом заводе роботы собирают по 40 автомобилей в час, то есть новая машина сходит с конвейера каждые 76 секунд.
Процесс сборки автомобиля начинается с Hyper Die-Casting 79100 Cluster — новой системы, разработанной Xiaomi, которая объединяет вылитое под давлением (die-casting) заднее днище автомобиля из сплава на основе титана. Сектор литья под давлением площадью 840 м² занимает на фабрике центральное место, обеспечивая высокую скорость производства. Как сообщается, благодаря литью 72-х компонентов в едином кластере процесс позволяет избежать сварки 840-х соединений.
Xiaomi SU7
Завод располагается в выделенной государством Зоне экономико-технологического развития (технопарк) на окраине Пекина. На конвейере работают только промышленные роботы, с очень редким присутствием людей, которые следят за некоторыми крупными механизмами и выталкивают боковые двери с конвейера.
Несколько самодвижущихся роботов перемещают паллеты и детали по фабрике и вежливо останавливаются, чтобы пропустить посетителей, которые зашли на экскурсию.
В кузовном цехе 100% ключевых производственных процессов полностью автоматизированы, а общий уровень автоматизации составляет 91%. Всего на конвейере 39 промышленных роботов.
По информации компании, это одна из всего двух систем в Китае, которая достигла стопроцентной автоматизации сборки «четырёх дверей, двух капотов и крыльев». Точность сборки составляет ±0,5 мм, таких сверхузких зазоров сложно добиться при человеческом участии.
Роботы также отвечают за покраску и отделку кузова. Слой краски толщиной 120 мкм наносится по методу 3C2З — три слоя и два запекания. Этот процесс, включающий два дополнительных этапа по сравнению с традиционными методами, используемыми в промышленности, как утверждается, улучшает гладкость краски на 8%.
Реальным преимуществом полной автоматизации процесса покраски является возможность быстро перепрограммировать его, замена краски занимает 40 минут. Поэтому SU7 предлагается в девяти цветах, тогда как по статистике средняя модель автомобиля на рынке в настоящее время представлена только в шести.
Даже процесс контроля качества здесь полностью автоматизирован. Для обнаружения дефектов в литых деталях и оценки размеров кузова используется лидар с точностью ±0,05 мм. Каждая деталь также проверяется ИИ-системой, которая анализирует 28 рентгеновских снимков высокого разрешения. Ультрафиолетовый сканер ищет дефекты во всём экстерьере, включая прозрачные детали, такие как люк на крыше и фары.
▍ Гигантские заводы BYD
Китайская компания BYD (Build Your Dreams) считается мировым лидером в производстве электромобилей (EV) и батарей к ним, с 2023 года она обошла Tesla по продажам.
К примеру, вот размеры нового завода BYD в сравнении с Гигафабрикой Tesla:
Спутниковые снимки показывают, что постройки BYD чётко ориентированы по сторонам света, в отличие от окружающей реальности
На строительстве завода в Чжэнчжоу задействованы сотни единиц техники:
BYD также является мировым лидером среди автопроизводителей по количеству научно-технического персонала: 110 000 инженеров (общий штат компании более 700 000). За последние два года компания взяла на работу почти 50 000 выпускников вузов.
Платформа BYD e-platform 3.0
Конечно, BYD активно использует промышленных роботов, но до полностью автономного производства ещё далеко. На конвейере по-прежнему работают сотни тысяч обычных рабочих, а также на строительстве новых заводов. Более того, недавно власти Бразилии остановили строительство новой фабрики BYD за использование труда, близкого к рабскому. Например, людям приходилось спать на кроватях без матрасов, без личных шкафчиков.
Один туалет приходился на 30 человек, так что им приходилось вставать в очередь с 4 утра, чтобы успеть к началу рабочего дня в 5:30.
Работодатель забирал паспорта и удерживал 60% зарплаты рабочих, остальное выплачивали китайскими деньгами.
Еду готовили на улице:
Как сообщается, из рабских условий удалось спасти более 160-ти китайских рабочих.
Бразильский завод должен был стать первой производственной площадкой BYD за пределами Азии. Компания планирует также открыть заводы в Турции, Мексике и Пакистане.
▍ Цифровые модели заводов
Ещё одна интересная тенденция последнего времени — разработка цифровой модели производства до его строительства. Например, цифровая копия завода BMW создаётся на платформе Nvidia Omniverse. Эта облачная платформа для сервисов Метавселенной поддерживает язык 3D-описания сцен Universal Scene Description (USD), так что она совместима со средствами автоматизированного проектирования и конструирования, которые использует BMW, такими как Siemens Process Simulate, Autodesk Revit и Bentley Systems MicroStation.
Цифровая модель позволяет оптимально разместить роботов в ограниченном пространстве. BMW разработала кастомное приложение Factory Explorer на основе Omniverse USD Composer.
Объекты размещают как в игре Factorio, а потом на реальном заводе повторяют дизайн. Расходы на цифровую модель окупаются, потому что внесение изменений и переоптимизация на существующих объектах обходятся очень дорого и приводят к простоям производства. Для симуляции отдельных этапов производства Nvidia также сотрудничает с другими автопроизводителями, включая Mercedes, Volvo, Toyota, General Motors, Lotus и Lucid.
В принципе, на таком же принципе основаны программы по 3D-дизайну интерьеров, когда вы можете подобрать мебель и обстановку для дома, квартиры или комнаты ещё до строительства/ремонта. Все размеры просчитываются с точностью до миллиметра, чтобы не случилось неприятных сюрпризов.
© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»
Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT 💻
