Институт статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) НИУ ВШЭ с помощью системы интеллектуального анализа больших данных iFORA и других методов изучил перспективные направления роботизации на примере двух отраслей — химической и авиакосмической индустрий.

Согласно данным Международной федерации робототехники (IFR), до 92% мирового парка промышленных роботов (около 3,2 млн) и около 87% их новых установок (более 375 тыс. в 2023 г.) сосредоточены на предприятиях автомобильной, электронной промышленности, металлообработки и машиностроения, а также на химических и пищевых производствах. Помимо этих пяти обрабатывающих индустрий, характеризующихся высокой долей массовой и крупносерийной продукции, применение робототехники (как промышленной, так и сервисной) постепенно растет и в технологичных отраслях с продукцией высокого уровня сложности, небольших серий и значительной добавленной стоимостью. Среди них — авиакосмическая промышленность.

В мире химическая промышленность занимает четвертое место по установкам и парку имеющихся роботов (в 2023 г. 22,4 и 230 тыс. соответственно). При этом в целом промышленная робототехника для химии представляет сравнительно узкую нишу — не более 5% общемирового парка роботов. Основной спрос формируют лидеры химпрома, аккумулирующие около 80% выручки рынка и парка промышленных роботов отрасли (Китай, США, страны Европы, Япония, Республика Корея, а также Турция). Значительная доля процессов в химическом производстве изначально автоматизированы с помощью архитектуры сложного оборудования и происходят с минимальным участием человека. Робототехнические комплексы чаще всего выполняют стандартные производственные или сопутствующие функции (литье пластмасс под давлением, сборку и упаковку, смешивание и обработку химических веществ, погрузочно-разгрузочные работы, транспортировку, мониторинг и др.). В отрасли растет спрос и на сервисных роботов, которые могут выполнять широкий комплекс задач по мониторингу и инспекции, ликвидации внештатных ситуаций, а также автоматизации химических лабораторий.

Российская химическая отрасль считается одной из самых динамичных в мире: среднегодовые темпы прироста ее производства (+4,8% в 2013–2023 гг.) уступали только китайским (+6,7%) и опережали соответствующий показатель Индии (+1,7%). Дальнейшее развитие отрасли предполагает расширение доли продукции высоких переделов, что невозможно реализовать без полноценной технологической модернизации. В свете стартовавших национальных проектов технологического лидерства «Новые материалы и химия» и «Средства производства и автоматизации» химическая отрасль может стать одним из долгосрочных заказчиков высокотехнологичных устройств, содействуя тем самым развитию внутреннего рынка робототехники, причем не только промышленной, но и сервисной.

Внедрение роботизированных комплексов в авиакосмической отрасли может помочь в преодолении долгосрочных проблем, с которыми столкнулись предприятия отрасли в различных странах. Так, в последние годы растет число невыполненных заказов как следствие высокого спроса на новые гражданские самолеты и другую авиакосмическую технику после ковидных ограничений 2020 г. Несмотря на увеличение числа поставок в 2020–2023 гг. (с 820 до 1,4 тыс.), производителям все еще не удается выполнить многие заказы. Считается, что при уровне поставок 2023 г. крупным авиастроителям потребуется около 13 лет, чтобы «закрыть» существующие заявки. Кроме того, в отрасли наблюдается старение рабочей силы и дефицит кадров.

Большинство робототехнических комплексов востребованы на производственной площадке авиационных компаний прежде всего в погрузочно-разгрузочных работах, напылении (покраске), сборке и сверлении. Две последние операции из этого перечня имеют особое значение для авиакосмоса: сборка конструкций самолета (составляет от 45 до 60% от общего объема производства) может потребоваться от 1,5 до 3 млн отверстий, которые, как правило, просверливаются. Эту работу в значительной мере могут выполнять роботы. К перспективным сферам применения роботов относится инспекция конструкций, включая выявление дефектов и неразрушающий контроль качества компонентов авиационной техники. Отдельные производственные задачи могут быть автоматизированы и в ракетостроении (например, при изготовлении корпусов многоразовых ракет и сборке спутников).

В целом текущий масштаб использования робототехники в авиакосмической промышленности невелик. По сравнению с другими отраслями массового производства здесь преобладают большие, сложные конструкции при меньших объемах выпуска, поэтому и возможностей для автоматизации труда меньше. Габариты, вес авиационных деталей, а также высокие требования безопасности и качества авиационных изделий усложняют внедрение робототехнических систем. Из-за специфики производства ручной труд сохранит свое ключевое значение для отрасли, а робототехнические системы позволят автоматизировать целый ряд рутинных и тяжелых операций (покраска, погрузочно-разгрузочные работы и др.), а также трудоемкие сборку, сверление и инспекцию конструкций.