На заводском полу люди и роботы учатся работать вместе в качестве партнеров

Пройдя через почти любой небольшой или средний машиностроительный завод в Соединенных Штатах сегодня, можно увидеть новую картину. Среди знакомого звукового сопровождения станков и шлифовальных машин роботизированная рука может обслуживать машину, укладывать детали или помогать с осмотром, часто всего в нескольких футах от человеческого оператора. Эти совместные роботы, или коботы, становятся неотъемлемой частью мест, где исторически не хватало бюджета или персонала для автоматизации.

Их рост совпадает с одной из наиболее насущных проблем в американской промышленности: расширяющимся разрывом в трудовых ресурсах. Согласно отчету Deloitte за 2024 год, между 2024 и 2033 годами необходимо будет заполнить 3,8 миллиона позиций в производстве, и предупреждает, что до 1,9 миллиона этих рабочих мест могут остаться незаполненными, если не будут решены проблемы навыков и заявок. Работодатели, пытающиеся выполнить производственные обязательства, все чаще обращаются к автоматизации, которую можно быстро развернуть, надежно эксплуатировать и использовать вместе с ограниченной рабочей силой.

Я провел свою карьеру в производстве, сначала как инженер в Ford, затем стал сооснователем Fictiv, чтобы помочь соединить цифровой дизайн и физическое производство. Я прошел бесчисленные заводские полы за последнее десятилетие. То, что происходит сейчас, feels по-другому и волнующе.

Коботы не новые; они были изобретены профессорами Северо-Западного университета Дж. Эдвардом Колгейтом и Майклом Пешкиным в 1996 году и успешно коммерциализированы компанией Universal Robots в 2008 году. Но они никогда не были так доступны, как сейчас. Эти более безопасные, умные и меньшие роботы находятся в пределах досягаемости компаний, которые не имеют ресурсов для поддержки крупной, дорогой и сложной традиционной автоматизации. Влияние огромно.

Разрыв в трудовых ресурсах становится катализатором

Производители описывают коботы как практический ответ на нехватку рабочей силы, которая показывает мало признаков улучшения. Эти машины отлично справляются с повторяющимися, утомительными или эргономически рискованными задачами, такими как паллетирование, обслуживание машин, зачистка и базовый осмотр в линии; т.е. те виды задач, которые подпадают под “Четыре Д” роботизации (Скучно, Грязно, Опасно и Дорого) и затрудняют удержание персонала на заводском полу.

Недавний анализ PwC по робототехнике в производстве описывает текущую среду прямо: даже с конкурентной оплатой труда, многие производители просто не могут заполнить ключевые технические роли, и “хроническая нехватка рабочей силы ускоряет автоматизацию”. Современные системы не являются теми же закрепленными промышленными роботами, что и в прошлом. PwC отмечает, что современные системы более безопасны, умны и доступны, предназначены для работы вместе с людьми над точными задачами без тяжелой охраны, благодаря достижениям в области машинного зрения, ограничения силы и интуитивных интерфейсов программирования.

Это имеет значение для небольших и средних производителей в частности. Когда у вас нет скамейки запасных автоматизированных инженеров, вам нужны инструменты, которые ваша существующая команда может развернуть. Работа IBM по RESHORING и “цифровому труду” представляет коботы как часть более широкой стратегии: использовать автоматизацию для выполнения повторяющихся, опасных или сложных задач, а людей – для более ценной работы, такой как решение проблем, оптимизация процессов и техническое обслуживание.

На практике многие цеха делают именно это. С коботами, выполняющими монотонную работу, опытные операторы тратят больше времени на настройку, устранение неполадок, осмотр и непрерывное улучшение, тех областях, где человеческая экспертиза остается важной. Вместо того, чтобы конкурировать с людьми, коботы поглощают работу, которая была все труднее нанять в первую очередь.

RESHORING встречает экономическую реальность

Импульс, стоящий за североамериканским RESHORING, реален, обусловлен желанием обеспечить устойчивость цепочки поставок после лет глобальных нарушений. Однако восстановление внутренней производственной мощности является сложным. Более высокие внутренние затраты на труд и нехватка квалифицированных работников делают трудным для небольших производителей масштабировать выпуск, просто “нанимая” свой путь к мощности.

Именно здесь коботы начинают менять экономическое уравнение.

Роботы больше не являются доменом гигантских глобальных производителей. Согласно Всемирному отчету о робототехнике 2025 года Международной федерации робототехники (IFR), в 2024 году во всем мире было установлено 542 000 промышленных роботов, что более чем в два раза превышает годовую норму десятилетней давности. Это означает четвертый год подряд, когда количество установок превышает полмиллиона единиц. США обеспечили 68% установок в Америке в 2024 году. Такой объем стимулирует снижение стоимости и улучшение доступности во всем, включая совместные системы.

В то же время политики и лидеры отрасли рассматривают автоматизацию как рычаг, который делает внутреннее производство экономически жизнеспособным. Возникающий консенсус заключается в том, что следующая эпоха конкурентоспособности американского производства не будет построена на низкооплачиваемом труде за рубежом, а на автоматизации, умной логистике и высококвалифицированной внутренней рабочей силе.

Коботы идеально подходят для этой картины. Их относительно низкая первоначальная стоимость, небольшой размер и гибкое программирование позволяют цехам автоматизировать отдельные процессы или конечные рабочие потоки без многомиллионных инвестиций, связанных с традиционными роботизированными ячейками. Эта гибкость хорошо соответствует реалиям американского производства, где многие операции являются высокосмешанными, низкообъемными (прототипирование, индивидуальная механика, быстрое контрактное производство), а не чрезвычайно высокообъемными, односкуными линиями, более распространенными в офшорных мега-фабриках.

Нельзя говорить об автоматизации, не упомянув Китай. Данные IFR показывают, что Китай представляет 54% глобальных развертываний, с 295 000 промышленных роботов, установленных в 2024 году,最高 годовой показатель на рекорд. По сравнению с этим США являются меньшим, но быстро растущим рынком. Контраст полезен: Китай полагается на автоматизацию, чтобы стимулировать огромный масштаб и производительность; американские производители все чаще используют коботы, чтобы сделать высокосмешанное местное производство экономически жизнеспособным, несмотря на более высокие затраты на труд.

Искусственный интеллект открывает дверь для меньших фабрик

В течение многих лет барьером для автоматизации в “фабрике рядом” не была только стоимость, но и сложность. Программирование промышленных роботов ранее требовало специализированных навыков и длинных циклов ввода в эксплуатацию. Это быстро меняется.

Недавний обзор Results in Engineering статьи об искусственно интеллектуальной робототехнике описывает, как коботы, интегрированные с ИИ, машинным обучением и умным датчиком, позволяют создавать более безопасную, адаптивную и человеко-ориентированную автоматизацию. Роботы, управляемые ИИ, могут сократить время цикла, улучшить качество продукции и поддержать адаптивное производство в секторах, таких как автомобильная промышленность и логистика, а такие функции безопасности, как ограничение силы и мониторинг скорости и разделения, делают возможным тесное сотрудничество человека и робота на拥挤ных заводских полах.

На практике ИИ используется для улучшения коботов реальными способами: с помощью видения, прогнозного обслуживания, динамического планирования маршрута и многого другого. Эти улучшения повышают традиционные преимущества коботов (гибкость, легкость развертывания) до более высокого уровня производительности и надежности. Вместо жестко закодированных рутин производители получают системы, которые могут учиться на демонстрации, адаптироваться к вариациям деталей и реагировать на меняющиеся производственные графики.

Этот сдвиг проявляется в рыночных цифрах. Согласно Allied Market Research, глобальный рынок совместных роботов составил около 1,4 миллиарда долларов в 2022 году и может достичь 27,4 миллиарда долларов к 2032 году, что подразумевает сложную годовую скорость роста выше 30%. Эта траектория обусловлена в значительной степени принятием среди небольших и средних производителей, которые ранее находили роботов слишком дорогими или слишком трудными для интеграции.

Важно отметить, что эти инвестиции все чаще рассматриваются как умножители рабочей силы, а не замена рабочей силы. IBM ссылается на исследования, которые предполагают, что ИИ и машинное обучение могут стимулировать 37% рост производительности труда к 2025 году, и подчеркивает, как совместные роботы и инструменты ИИ могут взять на себя повторяющиеся задачи, а работники – перейти на более ценные роли.

В других словах, коботы, управляемые ИИ, расширяют возможности и доступность автоматизации, как технически, так и экономически, для тех цехов, которые составляют местные производственные экосистемы.

Будущее, построенное вокруг людей и автоматизации

Распространение коботов по меньшим американским фабрикам сигнализирует о более широком поворотном моменте. Автоматизация больше не ограничивается крупными или наиболее капиталоемкими производителями. Она становится стандартным инструментом для цехов, которые поддерживают американскую промышленность.

Независимо от того, является ли целью поддержание спроса, RESHORING производства или защита бизнеса от волатильности рабочей силы, коботы становятся практическим и все более необходимым инструментом. И по мере того, как системы, управляемые ИИ, созревают, их роль на заводском полу готова расшириться еще дальше.

Но все это технологии ничего не значат, если мы забудем людей за ними.

Лучшие производители, которых я встретил, рассматривают автоматизацию как инвестиции в людей. Они обучают работников использовать ее, вовлекают их в настройку и программирование, и делают их участниками процесса. Когда люди чувствуют собственность над машинами, с которыми они работают, происходит магия. Производительность растет, да, но также и моральный дух. Безопасность улучшается; текучесть кадров снижается. Внезапно разрыв в навыках не кажется таким непреодолимым, потому что самая работа эволюционирует.

Это то, что я имею в виду под человеко-ориентированной автоматизацией: построение среды, в которой технологии усиливают человеческую креативность, суждение и благополучие, а не оптимизируют людей из процесса. По мере того, как компании восстанавливают производство, инвестиции в цифровой труд должны сочетаться с реальным повышением квалификации и переподготовкой, чтобы раскрыть полную ценность автоматизации. Будущее – это то, где люди и машины работают бок о бок способами, которые возвышают обе.

Для многих производителей наиболее значимое изменение, происходящее сейчас, является культурным, а не техническим. Роботы больше не рассматриваются как угроза рабочим местам, а как партнеры, которые помогают командам сделать больше с талантами, которые у них есть. В эпоху, определяемую нехваткой рабочей силы и перенастройкой цепочки поставок, это партнерство меняет, как и где производятся вещи в Америке.

Я, во всяком случае, не могу дождаться, чтобы увидеть, как будет сделано будущее.