Роботы на производстве: концепция безопасности
30 июля 2024

Роботы на производстве: концепция безопасности

По числу промышленных роботов Россия должна вой­ти в группу 25 стран-­лидеров к 2030 году. Предполагается, что их количество к этому времени возрастёт минимум до 94 тыс. Для достижения этой цели Правительство РФ выделило около 300 млрд руб­лей.

Такие цифры назвал член комитета Госдумы по информационной политике, информационным технологиям и связи Антон Немкин, комментируя инициативу Минпромторга по снижению ставки льготного кредитования разработчиков промышленных роботов до 5% (на данный момент — 19%).

Ссылаясь на данные аналитиков, депутат напомнил, что роботизация может повысить производительность труда как минимум на 20%, а внедрение программных роботов RPA способно снизить нагрузку на персонал на 30%.

Разговор о преимуществах роботизации можно продолжить, опираясь на результаты исследования, которое провела компания Universal Robots. Его авторы установили, что совместная работа человека и робота в производственном процессе на 85% эффективнее автономного выполнения заданий, а также помогает сократить травматизм на предприятии на 72%.

Даже одна авария — это слишком

Однако не следует забывать о том, что роботизированные промышленные комплексы представляют собой сложное технологическое оборудование, при эксплуатации которого необходимо соблюдать определённые меры безопасности. В зарубежных странах, где к роботизации начали прибегать раньше, ведётся статистика производственного травматизма с участием роботов (возможно, такая статистика есть и по российским предприятиям, но в открытом доступе редакции обнаружить её не удалось).

Так, издание American Journal of Industrial Medicine в начале прошлого года опубликовало данные о том, что в США в период с 1992 по 2017 год по меньшей мере 41 человек был убит промышленными роботами.

Технический директор Universal Robots Дэвид Брандт провёл исследование, посвящённое вопросу травматизма персонала на предприятиях, использующих роботы. В своей работе он опирался на данные, полученные от DGUV — крупной немецкой организации, которая отвечает за страхование работников в Германии и ведёт статистику производственного травматизма, а также использовал информацию о предполагаемом количестве промышленных роботов, применявшихся в Германии в те же годы, от Международной федерации робототехники (IFR).

Сопоставив эти цифры, специалист Universal Robots установил, что средний риск несчастного случая с роботом в период с 2013 по 2020 годы составлял 0,043% за год эксплуатации. Для сравнения, Управление по безопасности и гигиене труда США подсчитало, что риск несчастного случая с вилочным погрузчиком — примерно 8% в год.

Также Дэвид Брандт выяснил, что 2018 году в Германии произошло в общей сложности 35 732 заметных несчастных случая со стационарным оборудованием, и в 169 из них были задействованы промышленные роботы. Это означает, что роботы были вовлечены менее чем в 0,5% этих аварий.

«Очевидный вывод заключается в том, что безопасность промышленной робототехники неуклонно повышается относительно быстрыми темпами. Это положительный результат, и многие люди разделяют эту заслугу. Лично я надеюсь, что тенденция сохранится, поскольку даже одной аварии всегда будет слишком много», — подытожил Дэвид Брандт.

Роботы на производстве: концепция безопасности

Технологии безопасности

Российские разработчики роботов прекрасно осознают, что их продукция должна не только повышать эффективность производства, но и обеспечивать безопасность персонала, который обслуживает данное оборудование. Директор по развитию ООО «Эйдос Робототехника» Игорь Семаков отметил, что компания в своей работе следует первому закону робототехники, сформулированному Айзеком Азимовым: «Робот не может своим действием или бездействием причинить вред человеку».

Для реализации этого принципа на практике существует множество решений. Как пример, одно из основных направлений деятельности компании «Эйдос Робототехника» — сварка на базе робота и позиционера собственной разработки, управляемая авторским ПО. Это решение позволяет сваривать детали, закреплённые в оснастке поворотного позиционера с одной стороны, а с другой стороны оператор в это же время закрепляет очередную заготовку.

Между зонами размещён защитный экран, а также установлены световые завесы безопасности — если человек пересечёт периметр защитной зоны, робот и позиционер экстренно остановятся. «Эйдос Робототехника» оснащают все свои решения контролером безопасности собственной разработки, а всё производимое и используемое оборудование соответствует стандарту безопасности ISO 12100.

Помимо технологии контролируемой остановки, которая автоматически отключает робота при приближении человека на определённое расстояние, устройство можно ограничить в мощности и силе при выполнении производственных операций. Специальные датчики способны оценивать и регулировать силу воздействия на тот или иной объект: бережно обращаться с хрупкими предметами и действовать более интенсивно в тех случаях, когда нет опасности повредить изделие.

В числе прочего можно настроить оборудование на работу в деликатном режиме в случае, когда рядом с ним находится человек.

«Выбор технологии для обеспечения безопасной эксплуатации робота зависит от места, где он установлен. Если мы размещаем несколько единиц оборудования на обширной площади, где роботы и люди будут работать совместно, камера просто не отследит их взаимодействие. В этом случае разумно применять физические ограждения и датчики.

Если же робот установлен в отдельном помещении, предназначенном специально для него, ограждения не нужны. За безопасность будет отвечать система, настроенная на вход одного сотрудника — наладчика», — поясняет руководитель сервисного направления промышленной роботизации АО «ПроТехнологии» Илья Андреев.

Роботы на производстве

Доверяй, но ограждай

Считается, что коллаборативные роботы более безопасны в эксплуатации, чем промышленные, поскольку оснащены функцией обнаружения столкновений. Кобот может очень точно определять силы, воздействующие на его суставы, и за счёт этого обеспечить беспрепятственное взаимодействие с человеком без угрозы травмировать его.

С этой точки зрения коллаборативные роботы более эффективны, поскольку позволяют сделать пространство безбарьерным, а значит, предприятию не придётся уменьшать внутрицеховую площадь ограждениями и перегородками. Кроме того, коботы обычно даже внешне вызывают больше доверия у пользователей за счёт гладкой поверхности, закруглённых краёв и углов — всё это обеспечивает так называемую пассивную безопасность оборудования.

Однако не стоит забывать, что коботы, как и промышленные роботы, не наделены интеллектом, зато оснащены мощным электроприводом и обладают возможностью перемещения манипулятора по самым разным траекториям. Так что для объективной оценки возможного прямого соседства кобота и человека специалисты рекомендуют проводить предварительную оценку рисков.

«Важно учитывать, как строится технологический процесс в комплексе. Коботы могут выполнять самые разные операции на производстве, в том числе с применением сварочного оборудования или острого инструмента.

И, если траектория их перемещения такова, что сам манипулятор не задевает человека, это не означает, что того не зацепит горелкой или лезвием. В этом случае система обнаружения столкновения не сработает.

Кроме того, мы защищаем не только людей от роботов, существует и обратный процесс — защита технологического процесса от посторонних вмешательств и нештатных ситуаций», — подчёркивает руководитель направлений «Промышленные аддитивные технологии» и «Роботизация» ООО «Топ 3Д Групп» (Top 3D Group) Сулейман Бекмурзаев.Примечательно, что граница между коллаборативными и промышленными роботами постепенно стирается, и этому способствуют разработчики такого оборудования.

Например, портал Robogeek.ru сообщает о запуске компанией ABB кобота SWIFTI. Его максимальная скорость в точке инструмента составляет более 5 м/с — более чем в пять раз выше, чем у других коботов этого класса, что ставит его в один ряд с промышленными роботами. При этом машина предназначена для выполнения задач, предусматривающих периодическое взаимодействие с человеком.

Чтобы обеспечить его безопасность, в кобот интегрированы лазерный сканер и программное обеспечение. Когда система обнаруживает оператора в рабочем пространстве, движения кобота автоматически замедляются или он полностью останавливается, а при выходе человека из зоны опасности машина возвращается к работе на максимальной скорости.

Специалисты российского ООО «Технорэд» (TECHNORED) пошли другим путём: функции коллаборативного робота, такие как лёгкость программирования и максимальная безопасность, они интегрируют в промышленных роботов, обладающих более высокой досягаемостью, грузоподъёмностью и показателем повторяемости. Запустить производство новой линейки оборудования компания планирует к 2027 году.

«Таким образом, традиционное разделение на коллаборативных и промышленных роботов будет стёрто, и это станет новым витком в развитии робототехники», — сказано в пресс-­релизе TECHNORED.

Роботы на производстве

Адвокат для робота

Современные технологии позволяют сделать производственный процесс, в котором участвуют роботы, максимально безопасным. Однако инциденты, в результате которых страдают люди, всё ещё случаются. Периодически в СМИ появляются громкие заголовки: «Восстание машин: в Южной Корее робот раздавил рабочего», «Робот нанёс тяжелые травмы инженеру завода», «Робот напал на человека».

Если проанализировать эти случаи, можно вывести закономерность: большинство травм люди получают во время проведения ремонта или техобслуживания роботов, а не в ходе их эксплуатации в производственном цикле.

Например, нашумевший инцидент, который случился в южнокорейской провинции Кёнсан-­Намдо в распределительном сельхозцентре, связан с работой системы, перемещающей ящики с овощами с конвейерной ленты на поддоны. Как сообщило информационное агентство Yonhap, сотрудник центра решил проверить работу датчиков робота перед тестовым запуском.

Робот прижал верхнюю часть тела рабочего к конвейерной ленте с такой силой, что тот не смог освободиться. Местная полиция пришла к выводу, что причиной стал сбой в системе машины, в результате которого она идентифицировала человека как коробку с продуктами.

В связи с этим случаем в РБК вспомнили аналогичные случаи, в том числе произошедшие на российских предприятиях. Так, в 2019 году в городе Грязи Липецкой области робот-­упаковщик прижал мужчину к оборудованию для формовки железобетонных изделий. Травмы оказались несовместимыми с жизнью.

Похожий случай произошёл в 2015 году в немецком городе Баунаталь на заводе Volkswagen. Подрядчик устанавливал стационарного робота, когда тот схватил его и прижал к металлической пластине. В ходе расследования причиной произошедшего признали человеческий фактор.

Проектный менеджер ООО «Нейроботикс» Раиса Богачёва в своей статье «К вопросу об ответственности в отношении преступлений, совершённых с участием роботов» изучила подобные ситуации и пришла к выводу, что наиболее распространены случаи летального исхода и причинения вреда здоровью различной степени тяжести с участием промышленных и военных роботов, менее частотны — в медицинской и бытовой робототехнике, единичны — с участием беспилотного транспорта гражданского назначения и т. п. Исследователь задалась вопросом: кто должен нести ответственность за аварии с участием роботизированного оборудования, в результате которых пострадали люди?

Роботы на производстве

«Основываясь на юридической практике, мы видим, что на данном временном этапе участие роботов в преступлениях коренным образом не меняет подхода к их раскрытию и наказанию виновных.

Однако в будущем самообучающиеся роботы будут всё ближе к понятию субъекта преступления, и общество будет нуждаться в компетентных междисциплинарных специалистах, которые помогут производителям, пользователям и правоохранительным органам разобраться со спецификой работы робототехнических объектов и мерой ответственности каждой из сторон», — сделала вывод Раиса Богачёва.

В своей работе она приводит мнение основателя юридической фирмы Seneschal International Павла Шинкаренко, который ещё в 2016 году в интервью обозревателю vc.ru высказал мнение, что в связи с ростом популярности самообучающихся нейронных сетей, выполняющих роль интеллекта машин, станет актуальной профессия «адвоката» для роботов. Эти юристы должны будут уметь понимать и публично объяснять, как реализуются алгоритмы и принимаются решения, сохраняя при этом коммерческую тайну разработчиков.

Роботы на производстве

«Машины и программы становятся всё сложнее, а кроме того, мы видим интеграционные решения и взаимодействие компонентов разных производителей и разработчиков внутри одного механизма.

Это потребует не только технических ответов, вроде „работа какого из компонентов системы привела к тем или иным действиям”, но и юридических ответов на вопросы должной осмотрительности производителя или разработчика. А если мы прибавим к этому взаимодействие устройств между собой, получим ещё более интересные задачи», — отметил Павел Шинкаренко.

Россия в 2020 году приняла Концепцию развития регулирования отношений в сфере технологий искусственного интеллекта и робототехники, которая предполагает введение ответственности за негативные последствия разработки и применения искусственного интеллекта и роботов.

А в начале июля 2024 года Госдума РФ приняла во втором чтении законопроект о страховании рисков от применения технологий искусственного интеллекта. Разработчики ИИ, работающие в экспериментальном правовом режиме, будут обязаны страховать ответственность за возможный вред жизни, здоровью или имуществу от применения данной технологии (сейчас такое страхование является добровольным).

Подробнее о том, как это отразится на применении ИИ в промышленности, по мнению разработчиков и пользователей, читайте в следующем номере журнала.


Текст: Мария Кармакова. Все фото редакции PromoGroup Media.

Этот материал опубликован в журнале
Промышленные страницы №4, 2024.
Смотреть другие статьи номера
Автоматизация
Рекомендуем
Подпишитесь на дайджест «Промышленные страницы»
Ежемесячная рассылка для специалистов отрасли
Популярное на сайте
Бизнес-кейсы
Индустрия 4.0
Подпишитесь на Телеграм-канал