Добре дошли в ерата на киберпънка: Фабрики без хора

Годината е 2025 и бъдещето, което си представяха писателите на научна фантастика, вече настъпи. Поне по отношение на индустриалната автоматизация и индустриалната роботика. Някои съвременни фабрики са проектирани по такъв начин, че на поточната линия да има минимален брой хора, в идеалния случай – нито един.

Напълно автономно производство

Промишленото производство в света бързо се автоматизира. Според доклада World Robotics 2024 броят на активните промишлени роботи е достигнал 4,3 милиона (+10% през годината). Лидери по отношение на автоматизацията са Южна Корея (1 012 робота на 10 000 работници) и Сингапур (770). Китай (470) е на трето място, изпреварвайки Германия (429). Миналата година на Китай се паднаха 51% от всички нови роботи в света (+276 288 единици).

Напълно автоматизирани фабрики съществуват от доста време. Така например японската компания за роботика FANUC Ltd. откри своята първа напълно автоматизирана поточна линия през 2001 г. На нея роботи сглобяват други роботи, без да е необходимо човешко участие или дори надзор.

Според списание Business 2.0 до 2003 г. малката, самостоятелна фабрика ROBOT Factory (3700 кв. м) близо до планината Фуджи произвежда по 50 робота на ден, като работи без надзор до един месец. Те спират само когато няма място за съхранение на продуктите. Камионите извозват новите роботи и процесът се възобновява. Фабриката работи без осветление, отопление и климатизация.

В началото на 2000 г. и други компании стартираха подобни производствени мощности. В Кънектикът (САЩ) компанията ABA-PGT произвежда пластмасови зъбни колела за различни устройства – от принтери до пръскачки. Работниците идват в завода сутрин, за да вземат кутиите, които са напълнени през нощта.

Air Products & Chemicals в Алентаун, Пенсилвания (САЩ), управлява дистанционно инсталации за охлаждане и втечняване на кислород и азот от въздуха. Някои цехове работят без надзор в продължение на седмици.

Във FANUC използването на роботи е разширено и извън рамките на производствения цех. През 2001 г. компанията откри автоматизиран кухненски център, който приготвя 2000 обяда за обикновените служители. Роботите варят ориз, опаковат кутиите за обяд и мият чиниите.

Новите фабрики на Xiaomi

Макар че автоматизираните фабрики съществуват отдавна, Xiaomi ги издигна на следващо ниво, като въведе система с изкуствен интелект, която оптимизира процеса. Така че това производство не само е автономно, но и се самоусъвършенства.

През юли 2024 г. компанията откри автономна фабрика Xiaomi Smart Factory в Пекин. Това е „дигитализирано“ производство, максимално подобно на играта Factorio. Работи напълно автоматично, а хората само наблюдават, за да се уверят, че всичко върви гладко.

Построяването на фабриката с площ 81 000 кв.м струва 2,4 милиарда юана (327,6 милиона долара), което не е много по днешните стандарти. Годишно тук се сглобяват над 10 милиона флагмански смартфона, а именно новите Xiaomi MIX Fold 4 и MIX Flip.

Главният изпълнителен директор Лей Джун казва, че компанията е започнала да проучва тази тема от 2017 г. насам. През 2019 г. тя стартира напълно автоматизирана експериментална линия за сглобяване в Иджуан (предградие на Пекин) в „лабораторни“ условия за 1 млн. телефона годишно. Сега тя е увеличена 11 пъти (толкова са конвейерите в новата фабрика) и е усъвършенствана. Разработен е софтуер за управление на производството, проектирани и произведени са нови роботи, а по-голямата част от оборудването е собствено производство на Xiaomi.

Единствените хора във фабриката седят в контролния център War Room пред гигантския екран на системата за управление Xiaomi Hyper IMP (Intelligent Manufacturing Platform).

Xiaomi Hyper IMP прави нещо повече от мониторинг. По същество това е цифрово копие на фабриката, което дублира всички процеси до най-малките подробности, както и идентифицира проблеми и предлага как да се оптимизира процесът.

Миналата година компанията стартира и фабриката за електромобили на Xiaomi с висока степен на автономност.

Компанията представи първия си електрически автомобил SU7 през март 2024 г. Това решение изненада представителите на индустрията. Никой не предполагаше, че производител на електроника може да овладее автомобилното производство от нулата, без опит. Но Xiaomi проектира не само един автомобил, но и цял завод и оборудването за поточната линия.

В новия завод роботите сглобяват по 40 автомобила на час, което означава, че на всеки 76 секунди от поточната линия слиза нов автомобил.

Процесът на сглобяване на автомобила започва с клъстера Hyper Die-Casting 79100 – нова система, разработена от Xiaomi, която интегрира леене под налягане на задната част на автомобила от сплав на основата на титан. Секторът за леене под налягане с площ 840 м² заема централно място в завода, като осигурява висока скорост на производство. Според китайските медии, чрез отливането на 72 компонента в един клъстер, процесът избягва заваряването на 840 съединения.

Предприятието е разположено в определена от правителството зона за икономическо и технологично развитие (технопарк) в покрайнините на Пекин. На конвейера работят само промишлени роботи, като от време на време се появяват хора, които контролират някои големи машини и избутват страничните врати извън конвейера.

Няколко самоуправляващи се робота придвижват палетите и частите из фабриката и вежливо спират, за да пропуснат посетителите, които са влезли на обиколка.

В цеха за купета 100% от ключовите производствени процеси са напълно автоматизирани, като общото ниво на автоматизация е 91%. На монтажната линия има общо 39 индустриални робота.

Според компанията това е една от двете системи в Китай, която е постигнала 100-процентово автоматизирано сглобяване на „четири врати, два капака и калници“. Точността на сглобяване е ±0,5 мм, т.е. такива свръхмалки разстояния, каквито е трудно да се постигнат с човешка намеса.

Роботите отговарят и за боядисването и довършителните работи по купето. Слоят боя с дебелина 120 µm се нанася по метода 3C2Z – три слоя и две изпичания. Твърди се, че този процес, който включва две допълнителни стъпки в сравнение с традиционните методи, използвани в индустрията, подобрява гладкостта на боята с 8%.

Истинското предимство на пълната автоматизация на процеса на боядисване е, че той може да се препрограмира бързо, като смяната на боята отнема 40 минути. Ето защо SU7 се предлага в девет цвята, докато статистически средният модел автомобил на пазара в момента се предлага само в шест.

Дори процесът на контрол на качеството тук е напълно автоматизиран. Лидар с точност ±0,05 мм се използва за откриване на дефекти в отливаните части и за оценка на размерите на купето. Всяка част се проверява и от система с изкуствен интелект, която анализира 28 рентгенови изображения с висока резолюция. Ултравиолетовият скенер търси дефекти в целия екстериор, включително в прозрачните части като покрива и фаровете.

Гигантските фабрики на BYD

Китайската компания BYD (Build Your Dreams) се счита за световен лидер в производството на електромобили (EV) и техните батерии, като от 2023 г. насам изпреварва Tesla по продажби.

Ето например размерите на новата фабрика на BYD в сравнение с гигафабриката на Tesla:

BYD е и световен лидер сред производителите на автомобили по отношение на научно-техническия персонал, като разполага със 110 000 инженери (общият брой на служителите на компанията е над 700 000). През последните две години компанията е наела близо 50 000 души с висше образование.

Разбира се, BYD активно използва промишлени роботи, но все още е далеч от напълно автономното производство. Стотици хиляди обикновени работници все още работят на поточната линия, както и при изграждането на новите заводи. Нещо повече, бразилските власти наскоро спряха строителството на нов завод на BYD заради използването на работна ръка, близка до робската. Така например хората е трябвало да спят на легла без матраци и без лични шкафчета.

На една тоалетна се падат по 30 души, така че те трябва да се редят на опашка от 4 часа сутринта, за да стигнат навреме за началото на работния ден в 5:30 ч.

Работодателят вземал паспортите и удържал 60% от заплатите на работниците, а останалото се изплащало в китайски пари.

Храната се е приготвяла на улицата:

Съобщава се, че повече от 160 китайски работници са били спасени от робските условия.

Бразилският завод трябваше да бъде първият производствен обект на BYD извън Азия. Компанията възнамерява да открие заводи и в Турция, Мексико и Пакистан.

Цифровите модели на фабриките

Друга интересна тенденция напоследък е разработването на цифров модел на производствено предприятие, преди то да бъде построено. Така например дигиталното копие на завод на BMW се изгражда с помощта на платформата Omniverse на Nvidia. Тази облачна платформа за услуги Metauniverse поддържа езика за описание на 3D сцени Universal Scene Description (USD), така че е съвместима с инструментите за автоматизирано проектиране и строителство, които BMW използва, като Siemens Process Simulate, Autodesk Revit и Bentley Systems MicroStation.

Цифровият модел дава възможност за оптимално позициониране на роботите в едно ограничено пространство. BMW е разработил персонализираното приложение Factory Explorer, базирано на Omniverse USD Composer.

Обектите се поставят както във Factorio, а след това дизайнът се възпроизвежда в реалната фабрика. Разходите за цифровия модел се изплащат, тъй като извършването на промените и повторната оптимизация на съществуващите съоръжения е много скъпо и води до престой на производството. Nvidia работи и с други производители на автомобили, включително Mercedes, Volvo, Toyota, General Motors, Lotus и Lucid, за симулиране на отделни производствени етапи.

По принцип това е същата идея, която стои зад софтуера за 3D интериорен дизайн, където можете да избирате мебели и обзавеждане за къща, апартамент или стая преди строежа/реконструкцията. Всички размери се изчисляват с точност до милиметър, за да няма неприятни изненади.

---

На този фон няма как да не се замислим какво ще се случи с пазара на труда и изобщо с хората. Някак си твърде много хора са нещо като в робско положение и в бъдеще могат да се окажат излишни – нещо, за което може би всеки трябва да се замисли. Навярно предстои голяма промяна в социалния строй, каквито промени всъщност вече са се случвали неведнъж.