Колаборативні роботи: нова ера автоматизації в промисловості

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «РОБОТОТЕХНІКА»

Вы можете скачать(открыть) полный текст статьи в PDF-версии

Світова промисловість вступає в фазу глибокої трансформації, обумовленої дефіцитом робочої сили, зростанням витрат і необхідністю підвищення виробничої ефективності. Одним з ключових драйверів цих змін стають колаборативні роботи (коботи) — інтелектуальні машини, здатні безпечно взаємодіяти з людиною в єдиному робочому просторі.

Коботи проти традиційних роботів

На відміну від класичних промислових роботів, які працюють в ізольованих зонах, коботи проєктуються дляспільної діяльності з операторами, не вимагаючи фізичного огородження. Це робить їх особливо затребуваними на підприємствах малого та середнього масштабу, де важливі гнучкість, швидке налаштування такомпактність.

Світовий ринок коботів демонструє експоненціальне зростання: обсяг продажу у 2022 році склав близько $750 млн, а до 2030 року прогнозується збільшення до $22 млрд. Головні переваги коботів:

інтуїтивне програмування (в тому числі навчання рухом);
мінімальні вимоги до інтеграції;
компактність і мобільність, що важливо при обмежених виробничих площах.

Формати взаємодії людина — кобот

У сучасній практиці розрізняють кілька моделей взаємодії:

1. Ізольована робота — кобот установлений у захищеній зоні.

2. Послідовна співпраця — людина та кобот працюють по черзі.

3. Паралельна співпраця — одночасне виконання завдань в одній зоні.

4. Колаборація з примусовим управлінням — людина задає дії в режимі реального часу.

5. Адаптивна взаємодія — автономна поведінка кобота на основі аналізу середовища та дій оператора.

Основний обсяг рішень сьогодні реалізується в рамках перших двох сценаріїв, однак розвиток штучного інтелекту (ШІ) та сенсорики поступово розширює застосування адаптивних моделей.

Безпека: пріоритет № 1

Ключовим аспектом упровадження коботів є дотримання стандартів безпеки, включно з:

ISO 10218 — безпека промислових роботів;
ISO/TS 15066 — специфічні вимоги до коботів.

Коботи мають вбудовані функції обмеження сили,контролюють крутний момент і автоматично зупиняються при контакті з перешкодою. Проте навіть зцим потрібна оцінка ризиків при кожному конкретному впровадженні.

Основні сценарії застосування

Колаборативні роботи все частіше знаходять застосування в таких завданнях:

збирання, завантаження та переміщення — повторювальні операції, які раніше виконувалися вручну;
упаковка та палетування — ефективна робота в умовах високої номенклатури;
зварювання, склеювання, фарбування — точність і однорідність якості;
контроль якості — візуальна інспекція з використанням ШІ та машинного зору;
людина-робот команди — підтримка операторів під час виконання складних або важких завдань.

Економічна доцільність

Впровадження коботів часто виявляється економічно виправданим уже в короткостроковій перспективі. Приклад розрахунку для одного робочого місця:

Середня окупність — від 1,5 до 3 років, особливо при трьохзмінному режимі роботи та повторюваних операціях.

Вартість

Ціни коботів залежать від вантажопідйомності, точності, бренду та оснащення. На 2024–2025 роки діапазон такий:

коботи: від $15 тис. до $50 тис.;
промислові роботи: від $30 тис. до $150 тис.

Коботи в середньому у 2–5 разів дешевші, за рахунок:

меншої потужності приводів;
відсутності захисних огороджень;
швидкого налаштування та програмування.

Виробники

Лідери ринку (за обсягом продажу у 2024 році):

Китайські бренди (Dobot, Elite, AUBO) домінують за обсягом, але поки що поступаються за виручкою через низьку вартість.

Азія залишається найбільшим регіоном за виробництвом і споживанням коботів (понад 50% світового ринку). США демонструють стабільне зростання їх використання, особливо в логістиці та фармацевтиці. Країни Європи — другий за величиною ринок після Китаю з обсягом споживання понад 1,1 млрд доларів у 2024 році з щорічним зростанням на +15–18%.

Тренди на 2025–2027 рр.:

зростання частки ШІ-коботів (AI-cobots) з розпізнаванням об'єктів та адаптивною поведінкою;
інтеграція з AMR (автономними мобільними платформами);
перехід до RaaS-моделі (Robot-as-a-Service) — оренда замість купівлі;
розширення застосування в сільському господарстві, медицині, лабораторній автоматизації;
спрощення впровадження — платформи «кобот у коробці».

Німеччина — найбільший споживач коботів в ЄС.

На її долю припадає близько 30% європейського ринку (обсяг — $300–350 млн у 2024 році). Зниження цін на коботи на 10–15% стало можливим завдяки посиленню конкуренції між китайськими виробниками (AUBO, Elite) та європейськими брендами (Universal Robots, ABB, KUKA).

Основний обсяг поставок коботів по галузях промисловості Німеччини:

автомобілебудування — 40% (впровадження на збірці та зварці у VW, BMW, Bosch);
металообробка — 25% (Trumpf, Siemens);
фармацевтика та автоматизація лабораторій — 15% (Bayer, Merck);
харчова промисловість — 10% (Nestle, Muller, пакувальні лінії);
логістика — 10% (DHL, Amazon EU, сортування та пакування).

Особливості німецького ринку — високі стандарти безпеки (вимоги ISO/TS 15066, більш суворі, ніж у США та Китаї) та акцент на «зелені» технології: вітаються коботи зі зниженим енергоспоживанням.

Прогнози до 2027 року:

зростання гібридних рішень (кобот + AGV) для мобільної автоматизації;
розширення ШІ-функціональності (наприклад, Techman TM AI, ABB YuMi з комп’ютерним зором);
спрощення впровадження через платформи «кобот у коробці» для малого та середнього бізнесу;
очікується, що до 2027 року коботи будуть використовуватися на 50% німецьких заводів (проти ~30% у 2024 році);
розширення бізнес-моделі RaaS (робот як послуга): частка зросте до 25% (зараз — 10%).

Основні проблеми ринку:

висока вартість інтеграції — від €50 тис. до €100 тис. за проєкт;
консерватизм малого бізнесу, що ускладнює впровадження інновацій;
конкуренція з країнами Східної Європи (Польща, Чехія), де автоматизація обходиться дешевше.

Німеччина — один з ключових гравців у глобальній індустрії коботів. Незважаючи на відставання від Китаю за обсягами виробництва, вона лідирує у преміум-сегменті та в розробці спеціалізованих рішень.

Найбільші німецькі виробники коботів:

		KUKA (належить Siemens AG): Лінійки LBR iisy (3–15 кг, флагман з ШІ-навігацією) та LBR iiwa (7–14 кг, для точного складання в автомобілебудуванні та авіабудуванні). Виробництво: у 2022 р. – 2500 шт., у 2023 р. – 3100 шт. Експорт: у 2022 р. – $320 млн, у 2023 р. – $400 млн (60% — ЄС, 20% — США, 10% — Китай). Інновації: інтеграція з IoT-платформою Siemens MindSphere.
		Franka Emika: Коботи серії Panda (3–7 кг) з функцією силового зворотного зв’язку. Виробництво: 2020 р. – 800 шт.; 2023 р.– 1500 шт. Експорт: 2020 р. – $50 млн, 2023 р.– $120 млн (70% — ЄС, 15% — Японія). Відмінність — відкрите ПЗ (ROS 2.0) і SDK для розробників.
		Wandelbots: Спеціалізується на «непрограмованих» коботах з навчанням через AR-окуляри. Засновано на платформах Universal Robots і Techman. У 2023 році продано понад 500 систем (у тому числі в США та Південній Кореї).
		Neura Robotics: Кобот MAiRA (10 кг) — перший у світі з когнітивним ШІ. Виробництво у 2023 році — 400 шт. Експорт: $60 млн (у тому числі США, ОАЕ).
		F&P Robotics (Швейцарія — Німеччина): Медичні та логістичні коботи швейцарської розробки, виробництво — в Німеччині.