Робототехника: фантастика, которая станет реальной

Понятие робототехники появилось благодаря Айзеку Азимову и его научно-фантастическому рассказу «Лжец», опубликованному в 1941 году. В 50-х годах XX века появились механические манипуляторы для работы с радиоактивными материалами, они копировали движения рук оператора.

История развития рынка робототехники

В 1954 году американский инженер запатентовал метод управления погрузочно-разгрузочным манипулятором с помощью сменных перфокарт. Благодаря этому патенту в 1956 году была создана первая в мире промышленная компания по производству промышленной робототехники — Unimation. Этот год можно считать годом появления производственных роботов.

На сегодняшний день существуют целые робототехнические комплексы. Сам сектор можно разделить на несколько категорий:

• разработка промышленных роботов;
• разработка коллаборативных роботов;
• сервисная робототехника;
• инфраструктура: инжиниринг, программное обеспечение и так далее.

Международная федерация робототехники (IFR), которая является профессиональной некоммерческой организацией по вопросам робототехники, агрегирует данные по множеству стран и параметров. Каждый год Федерация предоставляет актуальные данные более чем по 2000 компаний из 25 стран, которые согласились раскрыть корпоративную информацию.

Согласно отчету IFR общий объем рынка робототехники в мире составляет более $50 млрд, при этом важно помнить, что в этой статистике участвует ограниченное количество государств и частично отсутствует Китай, который не готов предоставить полные данные.

Промышленные роботы: автомобилестроение и электроника

Промышленные роботы выполняют множество функций быстрее и точнее человека. Они появились гораздо раньше, чем другие виды манипуляторов, и получили широкое распространение в Японии, когда компания Kawasaki в 1969 году купила патент у американской Unimation. В 1980-х японцы стали мировым лидером по производству промышленных аппаратов, и на сегодняшний день почти половина промышленных роботов производится в Японии. Также в четверку производителей входят Китай, Германия и Южная Корея. Компании из США были выкуплены и сменили географию в 2000-х, поэтому в России на данный момент производят больше промышленных роботов, чем в США.

Основным потребителем является Китай. В перерасчете одной единицы на десять тысяч человек лидерами по внедрению робототехники являются Южная Корея и Сингапур. В них это значение в 7,4 и 4,8 раза превышает среднемировое — 126 роботов на 10 тыс. населения. В России в 2019 году на 10 тыс. россиян приходилось всего шесть промышленных роботов.

В мировом потреблении выделяются два основных сегмента потребителей промышленных роботов: автомобилестроение и электроника. В 2020 году автомобильная промышленность в этом направлении потеряла лидирующую позицию, которую удерживала с 1961 года. Мировое производство легковых и коммерческих машин упало на 16%, что позволило сектору электроники выйти в лидеры с учетом отложенного спроса поле торговой войны между США и Китаем в 2019 году.

Основное применение роботов — это перемещение, а также сварка и пайка. С усовершенствованием и появлением новых технологий функционал у производственных аппаратов увеличивается.

За год объем продаж промышленных роботов вырос на 0,5%. При этом азиатский рынок вырос на 7%, китайский — на 20%. Рынки Европы упали на 8%, а Северная и Южная Америка — на 17%. К концу 2020 года насчитывалось более трех миллионов промышленных роботов, которые сейчас эксплуатируются по всему миру.

Прогноз рынка промышленных роботов до 2024 года

Предположительно, количество продаж роботизированных систем увеличится на 13% в 2021 году за счет отложенных инвестиций с 2020 года и восстановления в цепочках поставок. После бурного роста в 2021 году может последовать небольшое снижение в 2022-м. В целом общемировой рост составит около 6% к 2024 году.

Способствовать росту будут государственные программы стимулирования и высокий рост на чипы и компоненты. Также развитию сектора поможет переход на полностью цифровое производство — от приема заказа до доставки.

Основные технологии, которые позволят рынку промышленных роботов расти:

• облачные вычисления, сети 5G, новое машинное зрение и искусственный интеллект;
• распространение ESG и внедрение роботов на многих этапах производств;
• переход на роботизированное производство, которое помогает снижать долю брака;
• переход на электромобили.

Коллаборативные роботы: сотрудничество с человеком

Коллаборативные роботы, или коботы, — это устройства, оснащенные сенсорами и датчиками. Благодаря им робот может взаимодействовать с окружающей средой и человеком. Это дает человеку возможность работать в тандеме с роботом в одной зоне. Главными плюсами таких роботов являются универсальность и многозадачность, низкая цена и быстрая окупаемость, легкость установки и настройки, безопасность, компактность, энергоэффективность и возможность использования на малых предприятиях.

Сотрудничество человека и робота все еще находится в зачаточном состоянии. Пока коботы работают медленно, чтобы не навредить сотрудникам. К сожалению, уровень интеллекта таких роботов не позволяет раскрыть всего потенциала, но с внедрением новых датчиков и машинного обучения в будущем удастся избежать травм на производстве и увеличить производительность. На данный момент уровень продаж коллаборативных роботов низкий.

Сервисная робототехника: разделение на сегменты B2B и B2C

Основными производителями сервисных роботов являются США. В этом сегменте есть четкое разделение на B2B- и B2C-сегменты. B2C-сегмент включает в себя робопылесосы, робокосилки, развлечения и хобби. При этом в штуках пылесосы занимают 75% в единицах и 46% в денежном выражении, газонокосилки — 4 и 24% соответственно.

В B2B-сегменте наблюдается похожая ситуация: 5% роботов задействованы в медицине, и они приносят 47% выручки всего B2B-сегмента. Роботы же специального назначения в большинстве своем относятся к военной отрасли.

За 2020 год стремительно выросли три сегмента: автономные мобильные роботы в логистике, медицинском обслуживании, уборке и дезинфекции. В перспективе — рост числа устройств, занятых в охране магазинов и частных территорий, надзоре за детьми.

Инфраструктура: инжиниринг и программное обеспечение

Производство робота — это всего ⅓ производственной системы и затрат на нее. В оставшиеся ⅔ входит инжиниринг, программное обеспечение, пусконаладочные работы, обслуживание, модернизация и обновление. Все ⅔ можно назвать инфраструктурой.

Компании в этом сегменте делятся на подгруппы в зависимости от того, производят ли они физические комплектующие или программное обеспечение, продают ли свои услуги или практикуют модель продаж, построенную на подписке.

Основные игроки рынка робототехники

За последний год изменений в робототехнике произошло больше, чем за предыдущие 30 лет. Это не техническая трансформация, а ускорение действующих процессов в связи с пандемией. Роботов внедряют на традиционные предприятия, логистику и склады, лаборатории, мастерские и небольшие производственные помещения. Среди производителей роботов можно выделить основных лидеров.

3M — американская диверсифицированная инновационно-производственная компания. Среди ее изобретений — клейкая лента скотч, световозвращающая пленка Scotchlight для дорожных знаков, магнитная лента для звукозаписи, клейкие блокноты для заметок Post-it, одноразовые респираторы и др. Роботы — это небольшая часть бизнеса компании, но сама компания крупная и достаточно стабильная.

KUKA — немецкая компания, производитель промышленных роботов и решений для автоматизации производства. Промышленные роботы KUKA в основном используются для обработки материалов, погрузки и разгрузки машин, паллетирования, точечной сварки и сварки в среде защитных газов.

Intuitive Surgical — американский производитель и дистрибьютор роботизированной продукции, предназначенной для улучшения клинических результатов пациентов с помощью минимально инвазивной хирургии с использованием системы Da Vinci. Хирургическая система Da Vinci — роботизированная хирургическая система, управление которой осуществляется хирургом с пульта. Подобная система широко применяется при простатэктомии, гинекологических хирургических процедурах и операциях на сердце. У компании ежегодно расчет выручка.

iRobot — американская компания, специализирующаяся на разработке, производстве и продаже робототехники: роботов-саперов, роботов-разведчиков, роботов-пылесосов Roomba, моющих роботов-пылесосов Scooba. У компании ежегодно растет выручка.

Общий прогноз развития сектора робототехники

Международная федерация робототехники дает прогноз только до 2024 года, предполагая, что ближайшие три года рынок будет расти по 6% в год в единицах, и не дает прогноз в денежном выражении.

Исследование консалтинговой компании The Boston Consulting Group (BCG) предполагает три сценария развития отрасли до 2030 года:

1. Рост индивидуальных решений. При реализации этого сценария рынок будет расти органично без массового внедрения роботов. Доминировать на рынке будут малые и средние предприятия, а также стартапы с глубокими знаниями в области специализированных приложений для роботов, которые могут быть адаптированы к требованиям клиентов.
2. Робот как стандартное устройство автоматизации. В этом сценарии лидировать будут роботы с легкой системой установки. Их можно внедрить массово, но при этом они не отличаются большой сложностью. Это роботы-доставщики или роботы-сборщики. Тогда крупные и известные компании смогут занять нишу дешевых роботов массового применения.
3. Google World. Этот сценарий предполагает прорыв в области машинного интеллекта и появление ряда интеллектуальных роботов, которые смогут обрабатывать сложные и динамические задачи. На этом рынке ПО станет ключевым фактором успеха, доминировать будут гиганты и стартапы. Традиционные робототехнические компании рискуют стать поставщиками механического оборудования.

Согласно прогнозу BSG, общий объем мирового рынка робототехники достигнет от 160 до 260 миллиардов долларов. Рост до 2030 года в денежном выражении может составить от 5,4 до 9,4 раза, или от 48 до 93% ежегодно.