Толкование инициативы «Сделано в Китае — 2025»: содействие развитию робототехники

Находясь на новом историческом уровне и исходя из общей стратегической ситуации, программа «Сделано в Китае — 2025» чётко определяет план действий на первые десять лет реализации нашей страной стратегии становления производственной державы и выделяет направление «высококлассные станки с ЧПУ и роботы» в качестве одного из ключевых приоритетов, требующих активного продвижения. Предусматривается, что развитие робототехнической отрасли должно быть ориентировано на потребности применения промышленных роботов в таких сферах, как автомобилестроение, машиностроение, электроника, производство опасных товаров, оборонная и военно‑промышленная отрасли, химическая и лёгкая промышленность, а также на применение сервисных роботов в медицине и здравоохранении, сфере бытовых услуг, образовании и развлечениях; при этом следует активно разрабатывать новые продукты, продвигать стандартизацию и модульную конструкцию роботов, расширять их рыночное применение, преодолевать технические ограничения ключевых компонентов — корпуса робота, редукторов, сервоприводов, контроллеров, датчиков и приводов, а также совершенствовать технологии системной интеграции и производства. В дорожной карте технологических инноваций в ключевых областях ясно указано, что в ближайшее десятилетие основные направления развития китайской робототехнической отрасли будут сосредоточены в двух плоскостях: во‑первых, — создание серии продуктов, включая корпуса промышленных роботов и их ключевые узлы, стимулирование индустриализации и широкого применения промышленных роботов, удовлетворение насущных потребностей трансформации и модернизации китайской обрабатывающей промышленности; во‑вторых, — прорыв в ключевых технологиях интеллектуальных роботов и разработка ряда интеллектуальных роботов, чтобы оперативно ответить на вызовы нового этапа научно‑технологической и промышленной трансформации.

1. Ориентированные на спрос, повышение инновационного потенциала, расширение рыночных применений

В зависимости от сферы применения Международная федерация робототехники (IFR) делит роботов на две категории: промышленные роботы, используемые в производственных средах, и сервисные роботы, эксплуатируемые в непроизводственных условиях. Промышленный робот — это общее обозначение роботов, применяемых в промышленном производстве; он является важным средством автоматизации производства в современной обрабатывающей промышленности. Сервисный робот — это непроизводственный робот, предназначенный для обслуживания человека. Технологии сервисных роботов преимущественно применяются в неструктурированных средах со сложной структурой; они способны получать информацию об окружающей среде с помощью собственных датчиков и средств связи, принимая решения и выполняя соответствующие задачи.

1. Китай превратился в крупнейший в мире рынок промышленных роботов, при этом его потенциал ещё предстоит полностью раскрыть.

Промышленные роботы — это, прежде всего многосуставные манипуляторы или роботы с множеством степеней свободы, предназначенные для применения в промышленной сфере; они используются для погрузочно-разгрузочных работ, сварки, сборки, обработки, окраски и обеспечения чистого производства на производственных предприятиях. В 2014 году мировые продажи промышленных роботов достигли рекордного уровня — 225 тысяч единиц, что на 27% больше по сравнению с предыдущим годом. Основным драйвером роста рынка является азиатский регион, особенно Китай и Республика Корея.

В последние годы спрос на роботов в Китае стремительно растёт и превратился в один из ключевых мировых рынков робототехники. В 2014 году объём продаж промышленных роботов в Китае достиг 56 тысяч единиц, что на 52% больше по сравнению с предыдущим годом, и страна вновь стала крупнейшим рынком промышленных роботов в мире. Среди пользователей наблюдается расширение — от полностью иностранных компаний и китайско‑иностранных совместных предприятий до отечественных организаций и даже малых и средних предприятий. Многие предприятия в развитых прибрежных промышленных регионах Китая ориентированы на экспорт, что требует высокого качества продукции. Всё больше компаний заменяют промышленных рабочих роботами. В регионе дельты реки Чжуцзян среднегодовой темп роста применения промышленных роботов достиг 30%, особенно в таких областях, как сборка, дозирование, манипулирование, сварка и др., что вызвало настоящий бум использования роботов.

Несмотря на то что с 2013 года Китай является крупнейшим в мире рынком промышленных роботов, их плотность в обрабатывающей промышленности по‑прежнему остаётся крайне низкой. В 2013 году показатель плотности промышленных роботов в Китае составлял всего 30 единиц на 10 тысяч промышленных работников — менее половины среднемирового уровня. По сравнению с Южной Кореей (437 единиц на 10 тысяч промышленных работников), Японией (323 единицы на 10 тысяч промышленных работников) и Германией (282 единицы на 10 тысяч промышленных работников), где уровень промышленной автоматизации весьма высок, разрыв оказывается ещё более значительным. Отечественный рынок промышленных роботов по‑прежнему обладает огромным потенциалом.

Как крупная страна‑производитель, Китай до сих пор находился в отстающем положении в сфере применения промышленных роботов. За исключением автомобильной отрасли, внедрение роботов в обрабатывающей промышленности в основном носит стихийный, децентрализованный или фрагментарный характер. По мере развития автоматизации производственных процессов в Китае промышленные роботы будут активно распространяться и в других отраслях — таких как электроника, производство металлических изделий, резины и пластмасс, пищевая промышленность, строительные материалы, взрывные работы, авиация, медицинское оборудование и другие.

Степень внедрения промышленных роботов является важным показателем уровня промышленной автоматизации в стране. Развитие промышленных роботов в нашей стране должно быть направлено на ускорение реализации потребностей отечественного интеллектуального производства и обеспечивать взаимодействие как со стороны предложения, так и со стороны спроса на робототехнику. С одной стороны, необходимо повышать инновационный потенциал отечественных предприятий‑производителей роботов, содействовать стандартизированному, модульному и системному развитию робототехники, снижать эксплуатационные затраты и совершенствовать комплексные применения, тем самым расширяя сферу рыночного применения; с другой стороны — активно проводить пилотные проекты по внедрению роботов собственных брендов и реализовывать ряд типовых демонстрационных проектов с выдающимися результатами, способствуя использованию промышленных роботов для трансформации и модернизации традиционного производства.

2. Китайская отрасль сервисных роботов должна быть ориентирована на спрос и сосредоточена на развитии.

Сервисные роботы включают специализированные сервисные роботы и бытовые сервисные роботы. Они обладают широким спектром применений и в основном используются для технического обслуживания, ремонта, транспортировки, уборки, охраны, спасательных операций, мониторинга, медицинского ухода, ухода за пожилыми людьми, реабилитации и оказания помощи лицам с ограниченными возможностями. Сервисный робот — это новый тип интеллектуального оборудования и стратегически важный высокотехнологичный продукт, обладающий в перспективе более значительным рыночным потенциалом, чем промышленные роботы.

Глобальный рынок сервисных роботов демонстрирует стремительный рост за последние пять лет. Согласно данным Международной федерации робототехники (IFR), в 2013 году объём мировых продаж профессиональных сервисных роботов и бытовых/персональных сервисных роботов составил соответственно 21 000 и 4 миллиона единиц; соответствующие рыночные стоимости достигли 3,57 млрд и 1,7 млрд долларов США, что на 4% и 28% выше показателей предыдущего года. В ближайшие годы глобальный рынок сервисных роботов продолжит бурно расти. Благодаря значительному прорыву в области технологий облачных роботов, основанных на взаимном обучении и обмене знаниями, стоимость производства небольших домашних вспомогательных роботов существенно снизилась, и к 2020 году они сформируют развивающийся рынок с совокупным объёмом не менее 41,6 млрд долларов США. С другой стороны, хотя развитие устройств для помощи людям с ограниченными возможностями пока идёт медленно, можно ожидать его ускоренного роста в течение следующих двадцати лет.

В настоящее время технические исследования и разработки сервисных роботов в мире в основном возглавляются США, Японией, Китаем, Германией и Южной Кореей. Развитие сервисных роботов в нашей стране отстаёт от развития промышленных роботов. По сравнению с Японией, США и другими странами, научно‑технические исследования и разработки в сфере сервисных роботов в Китае начались поздно, и абсолютный отрыв от развитых стран остаётся довольно значительным. Однако по сравнению с промышленными роботами разрыв между отечественными и зарубежными решениями невелик. Сервисные роботы, как правило, создаются с учётом специфических рыночных потребностей; местные компании при этом легче адаптируются к особенностям локальной среды и культуры, что позволяет занять прочную позицию на рынке и сохранить определённое конкурентное преимущество. С другой стороны, зарубежные сервисные роботы также относятся к развивающимся отраслям, а большинство компаний в этой сфере существуют сравнительно недолго. Таким образом, китайская индустрия сервисных роботов сталкивается с широкими возможностями и значительным пространством для развития.

С точки зрения тенденций развития, в нашей стране профессиональные сервисные роботы, как ожидается, будут индустриализированы раньше, чем личные/бытовые роботы — особенно медицинские роботы, а также роботы для проведения инспекций в опасных и специальных средах и т. п. По мере того как Китай вступает в период старения населения, спрос на медицинское лечение, уход и реабилитацию неизбежно растёт. В то же время, благодаря повышению уровня требований людей к качеству жизни, личные и бытовые роботы в будущем получат более широкие рыночные перспективы.

2. Преодолеть технический узкий место и повысить уровень промышленной реализации

Робот интегрирует современные технологии производства, новые материалы и технологии информационного управления и является образцовым продуктом интеллектуального производства. Его исследования и разработки, производство и применение стали важным показателем уровня научно‑технических инноваций и уровня промышленного производства страны. Это привлекло пристальное внимание ведущих мировых производственных держав.

Развитие робототехнической отрасли нашей страны уходит корнями в 1980‑е годы. Тогда Министерство науки и технологий включило промышленных роботов в план научно‑технических исследований. Бывшее Министерство машиностроительной промышленности возглавило работу по созданию роботов для точечной сварки, дуговой сварки, окраски, манипуляции с грузами и других задач. Другие министерства и ведомства также активно инициировали соответствующие проекты, что ознаменовало первый подъём китайской промышленной робототехники. С тех пор, главным образом под влиянием рыночного спроса, самостоятельные исследования, разработки и их промышленное внедрение переживали длительный период застоя. После 2010 года установленная мощность роботов в Китае ежегодно росла, а страна приступила к развитию всей отраслевой цепочки, связанной с робототехникой.

Развитие робототехнической отрасли охватывает научно‑исследовательские и опытно‑конструкторские работы и испытания, промышленное производство корпусов и компонентов роботов, технологии системной интеграции, сервисные услуги и другие направления; при этом каждое из этих звеньев играет крайне важную роль. В Китае путь развития отраслевой цепочки робототехники ещё весьма долог. В целом большинство китайских предприятий в сфере робототехники сосредоточено на уровне системной интеграции, причём преобладающую долю составляют компании, занимающиеся обработкой и сборкой. По уровню фундаментальных исследований в области ключевых и базовых технологий, по надёжным базовым функциональным компонентам, по решениям для системных процессов и по массовому производству основных платформ существуют значительные отставания от развитых стран. Что касается ключевых компонентов, то такие узлы, как прецизионные редукторы, сервоприводы и приводы, в значительной степени зависят от импорта. Несмотря на многолетнюю масштабную государственную поддержку в этой сфере, низкий объём рынка и уровень его индустриализации пока не позволяют эффективно стимулировать развитие ключевых компонентов, что приводит к недостаточно удовлетворительным результатам.

Как видно, отсутствие развитых робототехнических технологий в Китае сдерживает масштабы индустриализации, а ограниченные масштабы, в свою очередь, тормозят развитие самих технологий, что негативно влияет на процесс индустриализации робототехники. Для повышения рыночной конкурентоспособности отечественных роботов необходимо, с одной стороны, наращивать объёмы выпуска отечественной робототехники и расширять производственные мощности отечественных предприятий; с другой — продвигать локализацию ключевых компонентов отечественных роботов, повышать их производственную мощность и обеспечивать потребности в расширении производственных возможностей отечественной робототехники.

За последние два года государство придаёт большое значение интеллектуальному производству и робототехнике. Министерство промышленности и информационных технологий, Государственный комитет по развитию и реформам, Министерство науки и технологий и другие ведомства активно продвигают развитие робототехнической отрасли, содействуя формированию отечественных брендов на основе комплексного подхода — начиная с разработки стратегических документов, обеспечения финансовой и налоговой поддержки, стимулирования демонстрационных проектов и подготовки кадров — при этом меры поддержки становятся всё более всесторонними и детализированными. Работа по реализации дорожной карты развития робототехнической отрасли Китая и «13‑й пятилетний план» в этой сфере также неуклонно продвигается. Это окажет значительное влияние на преодоление технических барьеров китайскими предприятиями робототехники и на повышение уровня их готовности к масштабной индустриализации.

В настоящее время для китайской робототехнической отрасли уже не вопрос — уделять ей внимание или нет; важнее — какое видение выбрать для её развития и какие подходы формировать, чтобы обеспечить планомерное развитие этой отрасли. Что касается рыночного спроса, модели технологических инноваций, механизмов финансовой поддержки и других аспектов робототехнической отрасли, ожидается уточнение соответствующих мер государственной поддержки со стороны местных властей.

3. Ускорить разработку и производство роботов следующего поколения и занять новые ключевые позиции в области робототехники и промышленного развития.

С развитием робототехники роботы классифицируются на общие и интеллектуальные в зависимости от их функциональных возможностей. Под общими роботами понимаются устройства, обладающие лишь базовыми программными средствами и стандартными эксплуатационными функциями. В настоящее время большинство роботов, производимых в нашей стране, относятся именно к этой категории. Что касается интеллектуальных роботов, то единого определения пока не существует; по мнению большинства специалистов, такие устройства должны обладать как минимум следующими характеристиками: во‑первых, способностью адаптироваться к неопределённым условиям эксплуатации; во‑вторых, гибкостью в работе со сложными объектами; в‑третьих, умением тесно координировать свои действия и взаимодействовать с людьми; в‑четвёртых, естественным образом взаимодействовать с человеком; и в‑пятых, обеспечивать безопасность при совместной работе человека и машины. Будь то современный промышленный робот или сервисный робот, со временем он неизбежно трансформируется в интеллектуального робота, обладающего способностью к обучению. Интеллектуальные роботы обычно рассматриваются как роботы следующего поколения. Благодаря непрерывному развитию технологий трёхмерного зрительного восприятия и распознавания, датчиков силы и других решений, а также их глубокой интеграции с новым поколением информационных технологий — промышленным интернетом, облачными вычислениями и большими данными — уровень интеллекта роботов следующего поколения будет ещё более повышаться, а их способность воспринимать окружающий мир — усиливаться. Такие роботы смогут выполнять динамичные и сложные операционные задачи, осуществлять многороботное взаимодействие и работать в тесном сотрудничестве с людьми.

В целях дальнейшего освоения международного рынка и укрепления конкурентных позиций обрабатывающей промышленности на мировой арене различные экономические державы стремятся поочерёдно разрабатывать планы развития, чтобы воспользоваться возможностями, связанными с прогрессивными технологиями робототехники. В настоящее время правительство Германии реализует стратегию «Индустрия 4.0», создавая «умные заводы» и внедряя «умное производство». Одной из ключевых тем этой стратегии является взаимодействие и координация между людьми и машинами, а также между самими машинами. Соединённые Штаты в 2013 году представили «Американскую дорожную карту развития робототехники», которая ориентирована на обрабатывающую промышленность и предусматривает решение ключевых задач — таких как высокая адаптивность и перенастраиваемость сборочных систем роботов, манипуляции с использованием человекоподобных устройств, интеграция на основе моделей и проектирование цепочек поставок, автономная навигация, восприятие неструктурированной среды, обучение и подготовка кадров, а также обеспечение необходимой безопасности при совместной работе роботов с людьми. В начале 2015 года японское правительство объявило о принятии «Новой стратегии развития японской робототехники»; в её пятилетнем плане действий чётко указано, что необходимо «разрабатывать технологии обработки данных, сетевые решения, облачные вычисления и другие технологии, которые станут основой для следующего поколения роботов». В последние годы правительство Республики Корея последовательно приняло ряд мер, направленных на поддержку исследований, разработок и практического применения интеллектуальных роботов третьего поколения. В 2012 году Южная Корея опубликовала документ «Стратегическая сеть будущего робототехники до 2022 года», основное внимание в котором уделено поддержке корейских предприятий в выходе на международный рынок и в освоении перспектив индустриализации интеллектуальной робототехники. Благодаря активному продвижению со стороны таких технологических держав, как США, Япония и страны Европы, за последние пять лет продолжают появляться прототипы роботов нового поколения, демонстрационные образцы и даже полноценные эксплуатационные системы.

С современной точки зрения нашей страны рынок спроса на роботов следующего поколения в промышленности ещё не достиг полной зрелости, однако исследования и разработки, а также формирование резерва общих технологий стратегического значения приобретают особую актуальность. В настоящее время для развития отрасли робототехники нового поколения в Китае прежде всего необходимо укрепить техническую базу этой отрасли, активно продвигать процесс индустриализации существующих роботов и ускорить внедрение и применение отечественных роботов собственных брендов на внутреннем рынке. Следует исследовать новые модели научно‑технических разработок, стимулировать научно‑исследовательские институты и предприятия к максимальному использованию своих преимуществ, создать национальную платформу по разработке и освоению передовых и общих технологий для роботов следующего поколения; исходя из национальных условий и потребностей Китая, добиваться прорыва в ключевых технологиях роботов нового поколения, разрабатывать прототипные системы и готовые продукты, а также содействовать их индустриализации, закрепляя за страной лидирующие позиции на международном уровне в сфере роботов следующего поколения. Что касается роботизированной продукции, предназначенной для различных сфер применения, то здесь реализуются разные стратегии развития: с одной стороны, опираясь на предприятия как центральный элемент и используя общие технологические платформы в качестве поддержки, приоритетным направлением является развитие промышленных роботов нового поколения, стимулируется взаимная согласованность производства и спроса, что позволяет занять ключевые позиции в этой области; с другой стороны, ориентируясь на рыночные требования и учитывая специфику внутреннего спроса, развивается сфера сервисных роботов — в том числе медицинских, предназначенных для ухода за пожилыми людьми, а также специальных роботов, эксплуатирующихся в особых служебных условиях.