Роль электронно-компонентной базы в робототехнике

Опубликовано в номере:
PDF версия
От выбора компонентов на ранней стадии создания проекта зависит успешность и финальные характеристики робототехнической системы. Национальная Ассоциация участников рынка робототехники (НАУРР) побеседовала с Максимом Гурбашковым, коммерческим директором «АВИ Солюшнс», и Владиславом Сычковым, руководителем Сибирского центра Фонда перспективных исследований (ФПИ), о состоянии и перспективах развития российского рынка робототехники и компонентов.
Владислав Сычков, Сибирский центр ФПИ

Владислав Сычков, руководитель Сибирского центра ФПИ

Какие тренды развития робото­техники в России вы можете выделить?

Владислав Сычков (далее — В. С.): Один из последних трендов развития робототехники — концепция «софт-роботикс» (англ. Soft robotics). Это направление предполагает повышение адаптивности промышленных и гражданских сервисных роботизированных комплексов (РТК), оно ориентировано на активное взаимодействие с человеком как с партнером по работе. В целом, все больше внимания уделяется психологическому восприятию РТК.

 

Развитие робототехники во многом определяется совершенствованием компонентной базы. Какие вы можете назвать драйверы мирового рынка компонентов? Технологические новинки?

Максим Гурбашков (далее — М. Г.): Существует ряд технологий и компонентов, являющихся ключевыми для робототехники. Это приводы и их компоненты, датчики, бортовые вычислители, инерциальные датчики и системы, аккумуляторы и системы питания.

Максим Гурбашков, «АВИ Солюшнс»

Максим Гурбашков, коммерческий директор «АВИ Солюшнс»

Если говорить о приводах и их компонентах, то можно выделить нескольких мировых лидеров: maxon motor (Швейцария, малогабаритные двигатели и приводы), Harmonic Drive AG (Германия, волновые передачи и приводы на их основе), Elmo (Израиль, малогабаритные контроллеры привода), TQ Robodrive (Германия, встраиваемые бескорпусные двигатели и приводы на их основе). Каждая из этих компаний обладает рядом уникальных технологий и компетенций и широко востребована в определенных областях промышленности, включая робототехнику. Отдельного внимания заслуживает технология магнитной передачи: преимущества такого редуктора особенно важны при работе в жестких климатических условиях.

Если говорить про датчики угла поворота, то в настоящий момент очень активно развиваются технологии работы с магнитным полем. Сегодня технологии позволяют построить магнитный датчик угла поворота на одном чипе с высокой точностью (до 22 бит). При этом неоспоримым преимуществом такого датчика являются его малые габариты и высокая интегрируемость в конструкцию РТК.

Активно развиваются и аддитивные технологии. Все больше используется метод 3D-печати, причем особый интерес представляет 3D-печать по металлу. 3D-принтеры по металлу позволяют получить высокоточные качественные компоненты не только на этапе прототипирования, но и при серийном выпуске. Отдельного внимания заслуживает технология трехмерной печати схем на пластиках 3D-MID.

 

Как вы оцениваете состояние отечественного рынка компонентов? В каком направлении он движется?

М. Г.: Дать оценку объема российского рынка компонентной базы для робототехники достаточно сложно, поскольку большую его часть составляет оборонно-промышленный комплекс. Тем не менее рынок еще далек от насыщения и потенциал его роста высок.

В. С.: В России есть существенный НТ-задел для развития собственной компонентной базы, однако технологические возможности и опыт реализации проектов, направленных на изготовление серийных изделий ЭКБ2, способных конкурировать и замещать зарубежные аналоги, начали формироваться только в последние 5–7 лет.

 

На развитие отечественной компонентной базы влияние оказывают также тренды и тенденции, свойственные зарубежному рынку. Как развивается рынок компонентов за рубежом? Насколько отстает от него российский рынок?

М. Г.: Прежде всего стоит отметить, что у западных и российских производителей существенно отличается подход к ведению опытно-конструкторских разработок. Многие российские предприятия, которые занимаются производством приводов, ведут собственные научно-исследовательские разработки, но — точечно, под заказ или узкий круг задач. Такой подход к научным и опытно-конструкторским разработкам накладывает существенные финансовые нагрузки на конкретный заказ или проект, что отпугивает потенциальных потребителей и формирует у них привычку обращаться к каталогу.

На Западе сформирован другой подход. Крупные компании ежегодно выделяют часть своей прибыли на ведение R&D3 по актуальным направлениям в инициативном порядке, опираясь на результаты маркетинговых исследований, запросы и обратную связь от заказчиков. Это позволяет создать технологический задел в компании и сформировать «библиотеки» наработанных технических решений. В совокупности с готовностью вести доработки изделий под требования заказчика это дает существенное сокращение сроков разработки специализированных решений и уменьшение расходов. В результате до 90% оборота компании обеспечивается заказами на специализированные решения, максимально соответствующие индивидуальным требованиям проекта.

В. С.: Отставание России от мирового уровня в разработках компонентов РТК в среднем составляет 5 лет. Поэтому сегодня требуется реализовать меры, направленные на сокращение этого отставания и разработку типовых рядов РТК различного применения.

 

По сравнению с ведущими мировыми странами, в России повышенное внимание к робототехнике и компонентам наблюдается недавно. Чего, по-вашему, не хватает российским компаниям для того, чтобы сократить отставание от ведущих мировых производителей?

М. Г.: Несмотря на приверженность традиционным методам ведения работ, у российских разработчиков есть свои преимущества. Их отличает сильная инженерная школа, опыт разработки, оригинальные конструкторские решения. Если говорить о компонентах, то одной из проблем российского рынка является разрыв между наукой и практическим применением результатов исследований. Требуется развивать компетенции компаний, связанных с внедрением разработок на практике, подготовкой и запуском серийного выпуска актуального для рынка продукта, а также выведением его на рынок. Российским компаниям— разработчикам компонентов необходимо учиться создавать конечный продукт, изучать рынок и внедрять этот продукт в конечные применения, поддерживать его на всех этапах реализации, включая послепродажное обслуживание.

В. С.: Российским робототехническим компаниям, в свою очередь, не хватает кооперации. Большинство предприятий пытается «единолично» выполнять свои проекты и разработки, не привлекая внешних специалистов. Из-за этого результат страдает, т. к. робототехника — комплексное направление, охватить все его аспекты в рамках одного предприятия практически невозможно. Необходима профилизация: кто-то делает мехатронную часть, кто-то — связь и навигацию, кто-то — алгоритмику, интерфейсы и т. д. Также нужен инструмент организации профессионального сообщества и средство эффективного обмена информацией о существующих предприятиях и их компетенциях.

 

Развитие производства во многом зависит от состояния отрасли. Какие меры поддержки вы считаете необходимыми для развития российского рынка робототехники и отечественной компонентной базы?

В. С.: Не хватает кадров — налицо проблема популяризации. Несмотря на сильную техническую школу, о которой сказал Максим Гурбашков, в робототехнике наблюдается острый дефицит действительно эффективных специалистов. Поэтому необходима популяризация робототехники, проведение конкурсов, создание профильных программ поддержки молодых ученых и специалистов, налаживание взаимодействия между предприятиями-разработчиками и предприятиями-производителями с вузами по вопросу подготовки специалистов-робототехников. Нужно вводить заказ на количество и профиль таких специалистов.

М. Г.: Мероприятия — это отдельная тема. Мероприятия способствуют не только популяризации отрасли, но и пониманию рынка его игроками. Например, практические мероприятия (конференции, семинары) облегчают изучение нужд и особенностей рынка. Это площадки, на которых возможна продуктивная коммуникация между разработчиками и производителями компонентной базы и ее потребителями, создателями робототехнических проектов. К примеру, одним из таких мероприятий практической направленности является международная практическая конференция «РобоСектор», которая уже третий год подряд собирает экспертов робототехнической отрасли, представителей вузов и НИИ, разработчиков и производителей робото­технических систем, носителей технологий и производителей компонентов.

Цель конференции — дать ответ на прикладной вопрос разработчика: «Какие технологии и компоненты можно использовать для решений той или иной практической задачи?». Мы стремимся организовать диалог между всеми участниками профессионального робототехнического сообщества как из России, так и из других стран для обмена идеями, знаниями, опытом, технологиями, которые есть у каждого из них. Именно поэтому девизом конференции выбрана фраза «Объединяя опыт и технологии».

 

Развитию производства способствует и активное государственное участие. Как государство может оказать поддержку производителям робототехники и компонентов?

М. Г.: Все, о чем мы до этого говорили, подводит нас к мысли о том, что нужна целостная система изменений в отрасли, а этого не достичь без государственной поддержки. Причем она должна быть комплексной и системной: таможенные процедуры и ввоз­ные пошлины, система обучения и подготовки кадров для отрасли, поддержка разработок и стартапов, налоговые льготы и послабления и т. д.

В ряде стран правительство предоставляет реальные ощутимые льготы для бизнеса, который хочет и готов запустить новое производство. Если мы хотим успешно развивать определенные отрасли и конкурировать с экономиками других стран, мы должны искать пути создания благоприятной среды, способствующей изучению и развитию технологий, запуску производств, созданию новых рыночных ниш.

В. С.: Одним из направлений поддержки является создание профильных целевых программ, о котором мы уже говорили. От государства прежде всего требуется формирование профильных средств субсидирования, механизма льготного кредитования, введение льготных налоговых режимов. Кроме того, сейчас в отрасли отсутствуют стандарты и правила, общие (унифицированные) требования к продукции, и это тоже мешает работать. Необходимо выработать ГОСТы, определить регламенты сертификации продукции, задать основные правила игры. Нужно помнить, что нормативное, правовое и методическое обеспечение производства робототехники и компонентов должно осуществляться в соответствии с современными международными практиками и стандартами.

 

Фонд перспективных исследований был создан на основании ФЗ от 16 октября 2012 г. в целях содействия осуществлению перспективных высокотехнологических разработок в интересах обороны страны и безопасности государства. Какие формы сотрудничества с ФПИ доступны робототехническим компаниям? Что делает ФПИ для поддержки и развития гражданской робототехники?

В. С.: Во-первых, Фонд с интересом рассматривает заявки организаций, касающиеся предложений по разработке перспективных технологических решений в области робототехники — по всем направлениям исследований. Сейчас в разной степени проработки есть проектные предложения по физико-техническому и медицинскому направлениям исследований.

Во-вторых, непосредственно с перспективными идеями и разработками, необходимыми РТК, у нас работает Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники.

В-третьих, несмотря на то, что проекты Фонда направлены в первую очередь на решение задач, связанных с обеспечением безопасности государства, все без исключения технологии впоследствии можно использовать и в гражданском секторе экономики. Ведь не секрет, что большое количество ноу-хау, присутствующих в передовых образцах ВВТ4, интегрируются производителями в комплексы и системы гражданского назначения.

Фонд открыт для предложений от всех разработчиков — будь то конструкторские бюро и научно-технические центры государственных корпораций или небольшие коллективы инновационных коммерческих предприятий России. К тому же ФПИ, при условии положительного решения, финансирует проект на все 100% утвержденного бюджета, необходимого для получения максимально эффективного результата.

 

Тренд последних десятилетий — автоматизация, курс на отказ от участия человека в производственном процессе. Какими вы видите перспективы развития робототехники и компонентной базы?

В. С.: Уже сейчас мы видим, что в будущем большую роль в развитии робототехники, особенно промышленной, будет играть «Интернет вещей», его применение на производстве будет включать РТК.

Также уже сейчас ведется активная работа в направлении создания «полноценно» автономных машин, повышается уровень автономности РТК. Одна из тенденций развития робототехники — максимизация замены функционала аппаратной части программным обеспечением.

М. Г.: Что касается российской робототехники, кооперация внутри отрасли, обмен опытом и изучение опыта других стран, совместное выполнение проектов способствуют как повышению качества отдельных проектов, так и развитию отрасли в целом. Передовые производители робототехнических систем осознают это и начинают взаимодействовать с производителями компонентов на ранних этапах производства, что позволяет сделать систему более гибкой, избежать вероятных ошибок проектирования.

Лучшее, что можно посоветовать производителям компонентов в России, — не ждать заказ на исследование какого-то технологического направления, а начинать самостоятельно разрабатывать перспективные направления, что позволит в будущем сократить сроки работы над конкретными проектами и повысить возможности адаптации продуктовой линейки компании к запросам рынка.

Материал подготовили
Алиса Конюховская, вице-президент НАУРР, и Валерия Цыпленкова, аналитик НАУРР.

Комментарии на “Роль электронно-компонентной базы в робототехнике

  1. Приводы и датчики конечно важны, но самый важный и сложный компонент робота — это его встроенное программное обеспечение, и чем автономнее будет робот, тем актуальнее будут вопросы безопасности (safety) и, соответственно, сертификации программного обеспечения по стандарту функциональной безопасности МЭК 61508. А это потребует применения сертифицированных средств разработки ПО. Ну и отдельная, не менее важная тема, связанная со встроенным ПО РТК — информационная безопасность (security).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *