Если рассматривать роботизацию как инструмент снижения стоимости единицы продукции, то наиболее эффективной будет область применения роботов в серийном и мелкосерийном производстве (рис.1).
Рис.1. Стоимость единицы продукции от объема выпуска
При применении роботов в серийном производстве при частой смене однотипных изделий удается максимально снизить стоимость производства единицы продукции. При увеличении серийности и переходе к массовому производству более эффективными остаются все же специализированные установки с высоким уровнем автоматизации
По данным IFR (International Federation of Robotics) распространение роботов в промышленности увеличилось за последние 15 лет в 3,5 раза. Общемировой рост применения роботов в промышленности наблюдается на протяжении всего XXI века и, по прогнозам экспертов, к 2019 году количество ежегодно устанавливаемых промышленных роботов во всем мире достигнет 40 000 штук со стабильным приростом в 13%.
Распространение промышленных роботов в мире
По данным IFR 70% от всего объема продаж промышленных роботов пришлось на пять наиболее развитых в области применения роботов стран: Китай, Японию, США, Республику Корею и Германию.
Китай – крупнейший рынок промышленных роботов и самый быстрорастущий рынок в мире. Такое быстрое развитие является уникальным для истории робототехники. Еще никогда ни на каком другом рынке не было зафиксировано такого динамичного роста в столь короткий промежуток времени. К 2019 году Китай займет 40 % общемирового рынка промышленной робототехники с ежегодным приростом в 2-2,5 раза больше, чем во всем остальном мире.
В целях анализа распространения многофункциональных промышленных роботов в разных странах сравнение количественных показателей, например, общего числа единиц робототехники на рынке, может вводить в заблуждение. Для того, чтобы учитывать различия в масштабах производящей промышленности, предпочтительно использовать показатель плотности роботизации. Эта плотность выражается в отношении количества многофункциональных роботов на 10 000 работников, задействованных в обрабатывающей, автомобильной промышленности или в промышленности "в общем", куда включаются все промышленные отрасли за исключением автомобильного производства.
Приблизительная мировая плотность роботов в 2014 году равняется 66 установленным промышленным роботам на 10 000 работников сферы обрабатывающей промышленности. Производства с самым высоким уровнем автоматизации – это производства в Республике Корея, Японии и Германии (рисунок 2).
Рис.2. Плотность роботизации в разных странах в 2015 году (World Robotics 2016)
Распространение промышленных роботов в России
Распространение промышленных роботов в России значительно ниже, чем в мире. По данным IFR общее число инсталлированных промышленных роботов в Российской Федерации к 2015 году – около 2 740 шт.Если рассматривать распределение промышленных роботов по секторам промышленности в Российской Федерации (рис. 3), то сварка занимает третье место (21 %) после автомобильной промышленности (28 %) и погрузочно-разгрузочных работ (24 %).
Среди производителей промышленных роботов, применяемых для сварки, в России лидирующее место занимает Fanuc (Япония), также распространение получили роботы производства ABB (Швейцария), Yaskawa (Япония), Kuka (Германия), Kawasaki (Япония) (рис. 4).
Рис.3 Распределение промышленных роботов по секторам промышленности в РФ в 2013 году (источник: World Robotics 2014)
Рис. 4. Объем продаж роботов на российском рынке в 2014 году (Источник: Fanuc)
Распространение промышленных роботов в сварочном производстве
Промышленные роботы в сварочном производстве нашли широкое применение. К характерным областям применения роботов в сварке, позволяющим использовать все их преимущества, можно отнести:
- серийное производство;
- мелкосерийное и среднесерийное производство (в условиях частой смены номенклатуры выпускаемой продукции) – сварка однотипных изделий (при смене изделия можно использовать тот же робот, изменяя лишь его программу);
- выполнение швов любой формы, а также большого числа коротких швов, различным образом расположенных в пространстве;
-сварка и резка седловидных и эллипсоидных соединений;
-контактная точечная сварка нахлесточных соединений.
Если говорить отдельно о мировых тенденциях в сварочном производстве, то доля сварочных роботов в общем числе составляет приблизительно 47% (рис.5) от общего парка промышленных роботов. Причем наиболее распространены роботы для контактной точечной сварки – 30%. В основном они применяются в автомобилестроении. Роботы для дуговой сварки составляют около 17% от общего числа роботов в мире.
Рис.5 Распределение роботов по отраслям промышленности в мире в 2014 году (Источник: World Robotics 2015)
Второй (по численности парка) после сварки областью применения является обслуживание оборудования и сборка, в которую входят процессы термической обработки, штамповки и ковки, механической обработки, сборки. На ней задействовано порядка 20% всех роботов.
Третьей по численности группой являются роботы для складирования и упаковки – 10%.
Промышленные роботы нашли наибольшее применение для дуговой (43% от общего числа роботов, используемых в сварке) и контактной сварки (53% от общего числа роботов, используемых в сварке). Распространение роботов в данных способах сварки отличается стабильным ростом (таблица 1). Третьей, по численности используемых роботов, является лазерная сварка, а учитывая постоянно возрастающее распространение данного способа, стоит ожидать в ближайшие годы значительного роста применения роботов для лазерной сварки. Существенная часть промышленных роботов также нашла применение в пайке.
Таблица 1. - Распределение применения промышленных роботов по способам сварки в мире
|
Способ сварки |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
|
Дуговая сварка |
100975 |
114625 |
122748 |
129748 |
128728 |
134200 |
|
Контактная сварка |
145407 |
156342 |
166829 |
166819 |
161918 |
164280 |
|
Лазерная сварка |
943 |
1316 |
1987 |
1987 |
2022 |
2186 |
|
Другие способы сварки |
2236 |
2414 |
3458 |
3458 |
3616 |
3564 |
|
Пайка |
2539 |
2387 |
2987 |
2987 |
2844 |
2509 |
|
Общее кол-во |
252102 |
277084 |
292675 |
305009 |
299128 |
306739 |
Если рассматривать распределение промышленных роботов в сварочном производстве по странам в 2010 году, то лидерами здесь являются Китай с 8000 роботов, Германия с 4000 роботов и США с 3800 роботов (таблица 2). Россия по этому показателю значительно уступает как лидерам, так и многим другим странам и занимает 20-е место с 115 роботами. Данный показатель говорит о крайне низком уровне развития роботизации сварки в нашей стране, а также показывает возможности для роста в данной области.
Таблица 2 - Применение промышленных роботов в сварке по странам в 2010 году
|
Страна |
Кол-во роботов |
Страна |
Кол-во роботов |
|
Китай |
8000 |
Индия |
446 |
|
Германия |
4129 |
Словакия |
396 |
|
США |
3883 |
Бразилия |
246 |
|
Республика Корея |
3800 |
Великобритания |
197 |
|
Япония |
3609 |
Польша |
171 |
|
Тайланд |
1449 |
Турция |
158 |
|
Италия |
807 |
Индонезия |
157 |
|
Тайвань |
605 |
Бельгия |
146 |
|
Испания |
563 |
Португалия |
131 |
|
Франция |
496 |
Россия |
115 |