В мае в немецком Ганновере снова собрались профессионалы со всего мира на главную выставку деревообрабатывающей отрасли — LIGNA. В этом году все ганноверские выставки активно пропагандировали новые, пока малоизвестные понятия – Индустрия 4.0 и четвертая индустриальная революция. Не стала исключением и LIGNA. Визуальным подтверждением нового тренда стали роботы – их было много, они были разные и это действительно бросалось в глаза.
Сначала немного цифр. По данным устроителей LIGNA в этом году 1567 участников из 50 стран мира расположились на выставочных площадях 120 000 кв. м.. Для сравнения — в выставке Woodex ( Крокус-Экспо) и Лесдревмаш (Красная Пресня), даже если их сложить вместе, участвует в 2 раза меньше экспонентов на более, чем в 3 раза меньшей площади. Посетило выставку почти 96 тыс. человек — это в 10 раз больше чем приходят на московские выставки. Важным показателем является то, что посетители LIGNA более, чем на 40 % иностранцы.
Наша огромная лесная держава представила целых 7 участников. Из них одна выставочная компания, один журнал, одна юридическая фирма, администрация одного из лесных регионов и только два предприятия с реальным оборудованием для деревообработки. Для сравнения Польшу представляли 28 фирм, Китай – 56.
Интересна тенденция – в 2001 году, когда начали говорить об «особом внимании» к глубокой переработке древесины, Россию представляли 30 экспонентов ( и среди них были станкозаводы), Польшу – 7, а Китай всего 3. Германию в этом году представлял 741 экспонент, при этом Ангелы Меркель среди посетителей выставки замечено не было. Видимо, для заинтересованности бизнеса в развитии отрасли нужны все-таки какие-то другие механизмы, чем «особое внимание».
Четвертая революция.
Как обычно, один раз в два года все производители оборудования и материалов для деревообработки готовят к LIGNA свои премьеры. В отличие от прошлых выставок LIGNA -2015 прошла не просто, как очередной смотр новинок, а впервые как начало революционных изменений в отрасли. Повсюду были заметны лозунги: “Индустрия 4.0”, “Четвертая индустриальная революция”.
Если в залах, посвященных оборудованию для малого бизнеса, особого ажиотажа по поводу революционных тенденций не чувствовалось, то в зале 26, где собрались немецкие представители «большой индустрии» все экспонаты, мероприятия и рекламные материалы так или иначе подчеркивали свою причастность к новой индустриальной революции. Любопытно, что в итальянском зале 25, где с технической точки зрения были отражены примерно те же решения, что и в немецком 26 зале, такой информационной атаки с активным упоминанием «Индустрии 4.0» не наблюдалось. Это наводило на мысли о немецком происхождении новых лозунгов.
Действительно проект «Индустрия 4.0» имеет немецкое происхождение. Его инициировали еще в начале 2011 года на уровне федерального правительства. Общеизвестно, что Германия сильна в машиностроении, энергетике, автомобилестроении, но в области цифровых технологий имеет явное отставание. Кроме того, возобновление добычи энергоресурсов в США создало условия для возврата производств американскими компаниями не только из Азии, но и из Европы на историческую родину. В результате создался риск утраты в недалеком будущем лидирующих позиций Германии и Европы в целом. И немцы решили сделать прорыв — соединить свои традиционно сильные позиции в индустрии с использованием цифровых технологий на совершенно новом уровне. Если американцы развивают IT-технологии в сторону социальных сетей, развлечений, коммуникаций, то немецкое правительство поставило задачу подключения к сети промышленного оборудования и целых производств.
Было объявлено, что пришло время четвертой индустриальной революции и Германия взялась ее возглавить. По этой классификации первый прорыв в промышленности был связан в начале 19 века с механизацией ручного труда на основе использования энергии воды и пара. В начале 20 века последовало бурное развитие массового конвейерного производства и электрификация. В 60-70-е годы произошла третья индустриальная революция, принесшая с собой автоматизацию на базе микропроцессоров и программного управления.
Теперь пришло время использования в промышленности новейших технологий на основе интернет. Цель — создания «умных фабрик», где машины будут понимать свое окружение и смогут общаться между собой по сетевому протоколу. В результате производственные системы станут способны к самооптимизации и самоконфигурации, оборудование будет осуществлять самодиагностику, произойдет дальнейшее повышения гибкости и индивидуализации продукции.
На современных предприятиях циркулируют огромные объемы данных, масса параметров фиксируется многочисленными сенсорами. Человек уже не в состоянии обрабатывать эти данные с той же скоростью, что и машины, поэтому целесообразен переход от централизованного управления к прямому взаимодействию между собой элементов производственных и логистических систем (оборудования, агрегатов, установок, инструмента, упаковки, складских ячеек и даже самой продукции).
Заготовка сможет сообщать станку какие именно операции необходимы для ее обработки и какой инструмент выбрать, а транспортной системе – по какому маршруту следует ее передать для последующей операции. Детали агрегатов смогут сами сигнализировать о своем износе и передавать через интернет заказы изготовителям запчастей и предупреждать службы сервиса о планируемых ремонтах. Станок сможет проверять использует ли потребитель фирменные запчасти и пресекать использование контрафакта.
Многие задачи, кажущиеся фантастическими, на сегодня уже решены. Вспомним беспилотники или прямой обмен информацией о состоянии дорожного покрытия между автомобилями, на очереди транспортные средства без водителей.
Инициатива немцев нашла отклик в мире — США в 2014 году создали некоммерческий консорциум промышленного интернета ( Industrial Internet). Не остался в стороне и Китай, приняв доктрину «Китайское производство 2025» и поставив задачу последовательно довести уровень своей промышленности от 2.0 до 3.0 и затем также прорываться к 4.0.
Конечно, как любое осуществляемое сверху начинание, оно пробуксовывает и за это подвергается жесткой критике. Говорят о медлительности, забюрократизированности, отсутствии реальных результатов, о том, что пока немцы тщательно прорабатывают концепции и оттачивают формулировки на многочисленных конференциях и форумах, американцы могут продвинуть свой промышленный интернет до практических внедрений. Но как бы то ни было, есть политическая воля, она подкреплена весомым финансированием, задействованы лучшие умы страны и, зная немцев, рано или поздно прорыв будет совершен.
К сожалению, приходится констатировать, что если до сего момента мы видели хвост уходящего поезда промышленного прогресса, который вот уже многие десятилетия стремимся догнать, то, похоже, вскоре он совсем скроется за горизонтом и мы потеряем даже ориентиры развития. Уже сегодня многие термины из проекта промышленного интернета и Индустрии 4.0 не имеют адекватного перевода на русский язык – у нас просто нет аналогов для обозначения некоторых современных промышленных явлений.
Деревообработка старается не отставать.
Надо сказать, что это не первая LIGNA после объявления новой доктрины в 2011 году. Но на выставке 2013 года упоминаний об Индустрии 4.0 заметно не было. С одной стороны, это можно объяснить тем, что деревообработка все-таки не стоит на переднем крае развития экономики, но скорее всего причина в другом. После периода раскачки и жесткой критики из-за отставания проекту был придан новый мощный импульс и с 2014 года тема четвертой индустриальной революции зазвучала активнее и новые веяния захватили также деревообрабатывающую отрасль.
Если судить непредвзято, то LIGNA 2015 мало чем отличалась по радикальности новинок от прошлых лет. Идет нормальный эволюционный процесс развития и возможно даже количество премьер поубавилось. Но зато теперь все новые разработки были представлены не иначе, как под маркой «Индустрия 4.0». Описание каждого экспоната обильно приправлялось эпитетами: компьютеризированный, цифровой, интегрированный, интеллектуальный и т.п.
Наряду с действительно прорывными техническими решениями некоторые участники объявляли революционным, например, новый пульт управления станком, с помощью которого оператор может через интернет связаться с сервисной службой и получить видео-руководство по устранению неисправности. Удобно, конечно, но кого этим можно удивить в век 4G, Skype и Yotube ? И главное – Индустрия 4.0 использует концепции «интернета вещей» и «киберфизических систем», которые максимально исключают участие человека, а не просто помогают ему скачать видеоролик через интернет.
Что действительно соответствует новой революционной философии, так это остающаяся актуальной в последнее десятилетие тема производства мебели индустриальным способом, но на основе индивидуальных заказов от одной штуки (нем. — «Losgrösse =1»). Классические методы организации производства предполагали, что поточным методом можно изготавливать только большие партии товаров. Благодаря современному оборудованию и новым принципам организации производственных процессов, становится возможным индустриальным способом изготавливать и единичные изделия.
Все ведущие производители оборудования продемонстрировали на выставке свои достижения в этом направлении. Это и целые гибкие производственные линии (Homag, Ima, Schelling, Biesse, SCM), и отдельные компоненты – автоматические склады плитных материалов с загрузкой раскроечных центров (Systraplan, Grundner, Mayer), роботизированные промежуточные склады-накопители для сортировки и группирования деталей, системы комиссионирования ( распределение деталей и комплектующих по заказам) и т.д.
Продолжается и тема облицовывания кромок мебельных деталей с нулевым швом (нем. — Nullfuge). При этом шумиха вокруг применения для этого лазеров и плазмы постепенно улеглась. Homag и IMA демонстрировали свои станки с применением данных технологий уже как серийные продукты. Интересные с теоретической точки зрения решения из-за высокой цены оказались доступны очень узкому кругу потребителей. Настолько узкому, что возникло противоречие между количеством выпускаемых специально под эти технологии коэкструзионных кромочных материалов и способностью их переработать на станках с лазером.
Решение проблемы было предложено лет пять назад небольшой немецкой фирмой Schugoma, специализирующейся на ручных приспособлениях для облицовывания кромок. Она адаптировала давно известный способ нагрева с помощью горячего воздуха для новых кромочных материалов. Изначально скорости подачи были минимальными, но с наращиванием мощности нагревателя стало возможным облицовывать детали и на относительно больших скоростях. На сегодня многие производители кромкооблицовочных станков предлагают опции, обозначаемые словом AIR, для нагрева кромки воздухом. Любопытно, что и создатели лазерно-плазменных технологий были вынуждены опуститься до применения воздуходувок в своих станках.
Таким образом, проблема использования «лазерных» коэкструзионных кромочных материалов, была решена. Качество деталей получается почти сопоставимым, хотя имеется целый ряд ограничений, спектр декоров кромки достаточно узок, а цена высока. Да и стоимость разогрева воздуха в больших объемах оборачивается существенными расходами на электричество. Кроме того, отработанный раскаленный от 300 – 650 градусов воздух никак не утилизируется. Он просто выбрасывается из станка в помещение цеха, а это 500 – 1500 л/мин. Для плохо отапливаемого ангара зимой это может и плюс, хотя после контакта с полимером в помещение выносятся еще и испарения. А вот в августе где-нибудь в Саратове или в Краснодаре, когда в цеху под 40 градусов дополнительный жар совсем некстати.
Над тем, чтобы получать незаметный клеевой шов и при этом работать с привычными кромочными материалами, работает австрийская фирма OTT. Сочетание модульной системы нанесения клея, автоматического дозирования и мощного прижима и некоторые ноу-хау фирмы позволяют достичь очень качественного приклеивания даже с применением обычных EVA клеев. Если же применяется PUR клей, то отличить на глаз результат лазерного и клеевого соединения порой бывает сложно. На выставке фирма продемонстрировала свою систему нанесения клея CombiMelt, а также сервисную станцию для обслуживания и хранения компонентов данной системы.
Роботы, как зеркало индустриальной революции
Что действительно показалось революционным на LIGNA 2015, так это обилие и разнообразие роботов. В общем-то роботами удивить кого-то в 21 веке сложно, хотя на деревообрабатывающих предприятиях, особенно в России это до сих пор большая редкость.
На LIGNA прошлых лет роботы присутствовали, но обычно это были традиционные манипуляторы-перекладчики для загрузки или разгрузки станков или перемещения деталей на складе. Однако спектр применения роботов гораздо шире:
— все виды сварки (это больше относится к металлообработке, но и мебель в наше время состоит далеко не только из древесины),
— резание материалов (например, гидроабразивное — для столешниц из искусственного или натурального камня)
— механическая обработка ( фрезерование, пиление, сверление),
— паллетирование,
— упаковка,
— маркировка,
— покраска, напыление,
— полировка,
— нанесение клея или герметика, установка уплотнений,
— сборка.
На LIGNA 2015 роботы выполняли многие из этих операций.
Кстати, как говорят специалисты, активизация интереса в отрасли к роботам может быть связана в том числе с тем, что в 2014 году основатели Homag продали свой бизнес. Новым владельцем Homag стала фирма Dürr, специализирующаяся на оборудовании для автомобилестроения – ее опыт в робототехнике мог стать катализатором проникновения роботов в нашу отрасль.
На стендах Homag были представлены роботы немецкой фирмы Kuka, правда не в привычном оранжевом цвете, а окрашенные в фирменный голубой цвет Homag. Назначение – загрузка центра ЧПУ, сортировка деталей в складе-накопителе. Но самым эффектным выглядело обслуживание пильного центра. Робот, смонтированный в зоне прижимной балки станка, благодаря широкой рабочей зоне, выполнял целый ряд задач: загружал плиты, разворачивал их, возвращал на раскрой деловые остатки и штабелировал готовые детали.
Был представлен целый ряд роботов для покраски. Любопытно, что такие решения, продемонстрировали фирмы, специализирующиеся на окрасочном оборудовании – хотя ранее роботы воспринимались, как конкуренты производимым ими линиям.
Фирма Bauerrichter, выпускающая полировальное оборудование, в этом году на своем стенде вместо традиционных станков выставила робот, демонстрирующий различные варианты полировки пластей и кромок глянцевых деталей.
Роботов показали производители: вакуумных перекладчиков — Schmalz и AeroLift, станков для лесопиления и производства поддонов Storti, центров с ЧПУ MAKA, отделочного оборудования Cefla, Venjakob, Superfici и Bauerrichter, производитель прессов Bürkle, упомянутые выше Homag и IMA, а также многие другие.
Это были роботы разного назначения, разных типоразмеров и разных изготовителей, но лидировала по количеству представленных моделей, естественно, немецкая марка – Kuka. Фирма занимает первое место по количеству продаж в Европе, выпуская около 25000 роботов в год. Разработками фирмы Kuka пользуются производители самых знаменитых автомобильных марок (Porsche, BMW, Mercedes Benz, Audi и многие другие), а также станкостроительные, авиастроительные, химические, фармацевтические, пищевые компании по всему миру. Кстати, 3000 роботов Kuka работают на сегодня в России.
Сдерживающими факторами активного внедрения роботов на деревообрабатывающих предприятиях являются не какие-либо технические ограничения, а стереотипы и отсутствие опыта, а также неверные ценовые ожидания.
Роботы, в отличие от станков, являются серийным изделием, не привязанным к какой-либо узкой технологической задаче. Поэтому они выпускаются не десятками или сотнями в год, а тысячами и даже десятками тысяч. Что это дает ? Надежность, отработанность конструкции и программного обеспечения, стандартизированный сервис и обучение по всему миру, а главное – более доступную цену.
Если, например, говорить о фрезерования объемных деталей мебели, лестниц, деревянных орнаментов или скульптур, то традиционно для таких работ требуется пятиосевой обрабатывающий центр с ЧПУ. Тяжелый центр портальной конструкции стоит от 200 до 300 тысяч евро. При этом ось Z ( вертикаль) обычно не превышает 400-500 мм. Робот имеет в базовой комплектации семь управляемых осей, при этом ось Z может достигать 3 метров, а цена более, чем в два раза ниже. Единственный минус – точность около 0,3 – 0,5 мм, что ниже, чем у обрабатывающего центра. Но для указанных работ этого часто вполне достаточно.
Теперь, когда взят курс на индустриальную революцию, возможно стереотипы будут сломлены и роботы начнут заполнять мебельные и деревообрабатывающие фабрики как в мире, так и в России.
