Квалифицированная работа без рабочего

В то время как многие роботы на автомобильных заводах обычно выполняют только одну функцию, на новом заводе Tesla во Фремонте, штат Калифорния, робот может выполнять до четырех: сварку, клепку, склеивание и установку компонента.

ДРАХТЕН, Нидерланды. На заводе Philips Electronics на побережье Китая сотни рабочих собирают электробритвы руками и специальными инструментами. Это старый способ.

На дочерней фабрике здесь, в голландской деревне, 128 роботов-манипуляторов выполняют ту же работу с гибкостью, подобной йоге. Видеокамеры проводят их через подвиги, выходящие за рамки возможностей самого ловкого человека.

Одна рука робота бесконечно образует три идеальных изгиба двух соединительных проводов и продвигает их в отверстия, которые почти не видны глазу. Оружие работает так быстро, что его приходится заключать в стеклянную клетку, чтобы люди, наблюдающие за ними, не получили травм. И все это без перерыва на кофе - три смены в день, 365 дней в году.

В общей сложности на заводе здесь работает несколько десятков рабочих в смену, что примерно в десять раз меньше, чем на заводе в китайском городе Чжухай.

Это будущее. Новая волна роботов, гораздо более искусных, чем те, которые сейчас широко используются автопроизводителями и другими производителями тяжелой техники, заменяет рабочих по всему миру как в производстве, так и в сфере распределения. Фабрики, подобные фабрике здесь, в Нидерландах, являются разительным противовесом фабрикам Apple и других гигантов бытовой электроники, на которых работают сотни тысяч низкоквалифицированных рабочих.

«С помощью этих машин мы можем изготавливать любые потребительские устройства в мире», - сказал Бинне Виссер, инженер-электрик, управляющий сборочной линией Philips в Драхтене.

Многие руководители отрасли и технологические эксперты говорят, что подход Philips уступает подходу Apple. Несмотря на то, что Foxconn, производитель iPhone от Apple, продолжает строить новые заводы и нанимать тысячи дополнительных рабочих для производства смартфонов, он планирует установить более миллиона роботов в течение нескольких лет, чтобы пополнить свою рабочую силу в Китае.

Foxconn не разглашает, сколько рабочих и когда будут уволены. Но ее председатель Терри Гоу публично одобрил растущее использование роботов. Говоря о его более чем одном миллионе сотрудников по всему миру, он сказал в январе, согласно официальному информационному агентству Синьхуа: «Поскольку люди также являются животными, управление одним миллионом животных вызывает у меня головную боль».

Падение цен и растущая изощренность роботов вызвали новую дискуссию среди экономистов и технологов о том, как быстро будут потеряны рабочие места. В этом году Эрик Бриньолфссон и Эндрю Макафи, экономисты Массачусетского технологического института, выступили за быструю трансформацию. «Темпы и масштабы этого посягательства на человеческие навыки появились относительно недавно и имеют серьезные экономические последствия», - написали они в своей книге «Гонка против машины».

По их мнению, появление недорогой автоматизации предсказывает изменения в масштабах революции в сельскохозяйственных технологиях за последнее столетие, когда занятость в сельском хозяйстве в Соединенных Штатах упала с 40 процентов рабочей силы примерно до 2 процентов сегодня. Г-н Макафи утверждает, что это аналогия не только с индустриализацией сельского хозяйства, но и с электрификацией производства в прошлом веке.

«В какой момент цепная пила заменяет Пола Баньяна?» - спросил Майк Деннисон, исполнительный директор Flextronics , производителя бытовой электроники, который базируется в Кремниевой долине и все больше автоматизирует сборочные работы. «Всегда есть цена, и мы очень близки к ней».

Робот, собирающий солнечные панели на заводе в Милпитасе, Калифорния.

Но Бран Феррен, ветеран робототехники и промышленный дизайнер продуктов в Applied Minds в Глендейле, Калифорния, утверждает, что все еще существуют серьезные препятствия, которые сделали мечту об универсальном сборочном роботе неуловимой. «У меня была ранняя наивность в отношении универсальных роботов, которые могут делать что угодно, - сказал он. «В любом случае рядом должны быть люди. И люди довольно хорошо разбираются в том, как втянуть радиатор или надеть шланг? И роботам все еще сложно делать это ».

Помимо технических проблем, кроется сопротивление со стороны членов профсоюзов и сообществ, обеспокоенных работой. Появление роботов может означать, что в этой стране создается меньше рабочих мест, даже несмотря на то, что рост затрат на рабочую силу и транспорт в Азии и опасения по поводу кражи интеллектуальной собственности теперь возвращают некоторую работу на Запад.

Взять, к примеру, огромную фабрику солнечных панелей, которой управляет Flextronics, в Милпитасе, к югу от Сан-Франциско. Большой баннер с гордостью провозглашает: «Возвращение рабочих мест и производства в Калифорнию!» (Прямо сейчас Китай производит значительную долю солнечных панелей, используемых в этой стране, и автоматизирует свою промышленность.)

Однако на современном заводе, где сборочная линия работает 24 часа в сутки, семь дней в неделю, повсюду роботы и мало людей. Вся тяжелая работа и почти вся точная работа выполняются роботами, которые соединяют солнечные элементы и герметизируют их под стеклом. Рабочие-люди делают такие вещи, как обрезка лишнего материала, продевание проволоки и ввинчивание нескольких крепежных элементов в простую раму для каждой панели.

Такой прогресс в производстве также начинает преобразовывать другие сектора, в которых работают миллионы рабочих по всему миру. Один из них - это распространение, когда роботы, которые движутся со скоростью самых быстрых спринтеров в мире, могут хранить, извлекать и упаковывать товары для отправки намного эффективнее, чем люди. Вскоре роботы могут заменить рабочих в таких компаниях, как C&S Wholesale Grocers, крупнейший в стране дистрибьютор продуктовых магазинов, который уже внедрил роботизированные технологии.

Благодаря быстрому совершенствованию технологий зрения и сенсорного управления широкий спектр ручной работы становится доступной для роботов. Например, широкофюзеляжные коммерческие самолеты Boeing теперь автоматически приковываются гигантскими машинами, которые быстро и точно перемещаются по обшивке самолетов. Компания заявила, что даже имея эти машины, ей трудно найти достаточно рабочих для изготовления своего нового самолета 787. Скорее, машины обеспечивают значительное повышение точности и более безопасны для рабочих.

А на фермах Earthbound в Калифорнии четыре недавно установленных робота-манипулятора с индивидуализированными присосками быстро помещают контейнеры с органическим салатом-латуком в транспортные ящики. Роботы движутся намного быстрее, чем люди, которых они заменили. Каждый робот заменяет от двух до пяти рабочих в Earthbound, по словам Джона Далчиноса, инженера, который является главным исполнительным директором Adept Technology, производителя роботов из Плезантона, Калифорния, который разработал систему Earthbound.

Производители роботов в Соединенных Штатах заявляют, что во многих приложениях роботы уже более рентабельны, чем люди.

На выставке автоматизации в прошлом году в Чикаго Рон Поттер, директор по робототехнике в консалтинговой фирме в Атланте под названием Factory Automation Systems, предложил участникам электронную таблицу, чтобы рассчитать, насколько быстро роботы окупятся.

В одном примере система производства роботов первоначально стоила 250 000 долларов и заменила двух операторов станков, каждый из которых зарабатывал 50 000 долларов в год. За 15 лет эксплуатации системы машины принесли экономию труда и производительности на 3,5 миллиона долларов.

Администрация Обамы заявляет, что этот технологический сдвиг предоставляет нации историческую возможность сохранить конкурентоспособность. «Единственный способ сохранить производство в США - это обеспечить более высокую производительность», - сказал Том Калил, заместитель директора Управления по политике в области науки и технологий Белого дома.

Роботы-манипуляторы, подобные тем, что используются на заводе Philips Electronics в Нидерландах, могут выполнять те же задачи, что и сотни низкоквалифицированных рабочих.

Правительственные чиновники и руководители отрасли утверждают, что даже если фабрики автоматизированы, они по-прежнему являются ценным источником рабочих мест. Если Соединенные Штаты не будут конкурировать за передовое производство в таких отраслях, как бытовая электроника, они также могут потерять проектирование и дизайн продукции. Более того, руководители робототехники утверждают, что даже если рабочие места рабочих будут потеряны, более эффективное производство создаст квалифицированные рабочие места для проектирования, эксплуатации и обслуживания сборочных линий, а также значительное количество других видов рабочих мест в сообществах, где расположены фабрики.

И производители роботов отмечают, что их отрасль сама создает рабочие места. Отчет, подготовленный Международной федерацией робототехники в прошлом году, показал, что 150 000 человек уже наняты производителями робототехники по всему миру на инженерные и монтажные работы.

Но доминирование Америки и Европы в производстве следующего поколения далеко не гарантировано.

«Я вижу, что китайцы тоже собираются применять роботов», - сказал Франс ван Хаутен, генеральный директор Philips. «Окно возможностей для восстановления производства - это еще до того, как это произойдет».

Более быстрая сборочная линия

Royal Philips Electronics начала производить первые электробритвы в 1939 году и открыла фабрику здесь, в Драхтене, в 1950 году. Но г-н Виссер, инженер, отвечающий за сборку, гордится изысканностью новейших бритв. Они продаются по цене до 350 долларов, и, по его словам, их сложнее изготовить, чем смартфоны.

Сборочная линия здесь состоит из десятков стеклянных клеток, в которых размещены роботы, сделанные компанией Adept Technology, которые вьются по цеху завода более чем на 100 ярдов. Видеокамеры, установленные на клетках, почти безошибочно направляют манипуляторы роботов, чтобы подобрать детали, которые они собирают. Плечи сгибают провода с точностью до миллиметра, устанавливают шпиндели, тонкие как зубочистку, в крошечные отверстия, захватывают миниатюрные пластиковые шестерни и вставляют их в корпуса, а также защелкивают кусочки пластика на месте.

Следующее поколение производственных роботов будет более гибким и простым в обучении.

Взгляните на завод Tesla Motors , который недавно начал производство роскошного седана Tesla S во Фремонте, штат Калифорния, на окраине Кремниевой долины.

Более половины здания закрыто ставнями, что называется «темной стороной». Здесь до сих пор находится грязная, неиспользуемая сборочная линия Toyota Corolla, на которой армия рабочих когда-то выпускала полмиллиона автомобилей ежегодно.

Сборочный конвейер Tesla - это резкий контраст, ярко освещенный. Его быстро движущиеся роботы ярко-красного цвета Тесла имеют по одной руке с несколькими суставами. Большинство из них внушительные, от 8 до 10 футов в высоту, что придает им немного угрожающее качество «Терминатора».

Но руки кажутся пугающе человеческими, когда они протягивают руку к стойке и меняют «руку», чтобы выполнить другую задачу. В то время как многие роботы на автомобильных заводах обычно выполняют только одну функцию, на новом заводе Tesla робот может выполнять до четырех: сварку, клепку, склеивание и установку компонента.

Целых восемь роботов исполняют балет вокруг каждого транспортного средства, когда оно останавливается на каждой станции вдоль линии всего на пять минут. В конечном итоге на заводе будет производиться до 83 автомобилей в день - примерно 20 000 запланировано на первый год. Когда в следующем году компания добавит внедорожник, он будет построен на той же сборочной линии после перепрограммирования роботов.

Завод Tesla крошечный, но делает большую ставку на гибких роботов, которые могут стать образцом для отрасли. А другие уже думают шире.

Завод Foxconn в Шэньчжэне, Китай.

Hyundai и Beijing Motors недавно завершили гигантский завод за пределами Пекина, который может производить миллион автомобилей в год, используя больше роботов и меньше людей, чем крупные заводы их конкурентов, и с такой же гибкостью, как у Tesla, сказал Пол Чау, американский венчурный капиталист из WI. Харпер, который посетил завод в июне.

Новый склад

Традиционные и футуристические системы, работающие бок о бок в распределительном центре к северу от Нью-Йорка, показывают, как робототехника меняет способ распределения продуктов, создавая угрозу для рабочих мест. Со своего склада в Ньюбурге C&S, крупнейший в стране оптовый торговец продуктами питания, поставляет товары в крупную сеть супермаркетов.

Старая система занимает площадь почти полмиллиона квадратных футов. Стеллажи загружаются и разгружаются круглосуточно сотнями людей, управляющими домкратами и вилочными погрузчиками. В вечерние часы пик склад представляет собой какофонию писков и мчащихся электромобилей, поскольку рабочих с наушниками направляют к ящикам с едой с помощью компьютера, который разговаривает с ними на четырех языках.

Новая система намного меньше по размеру, занимает всего 30 000 квадратных футов в дальнем конце склада и контролируется всего несколькими специалистами. Они наблюдают за четырехэтажной клеткой с разными уровнями, в которой находится 168 роботов-вездеходов размером с ходунки. Каждый может двигаться со скоростью 25 миль в час, почти так же быстро, как олимпийский спринтер.

Каждый марсоход подключается по беспроводной сети к центральному компьютеру и по команде будет мчаться по проходу, пока не достигнет пункта назначения - ящика с едой, который нужно забрать, или места, куда нужно отправить его на хранение. Робот собирает коробку, вытягивая из нее металлические пальцы длиной два фута и вставляя их под нее. Он поднимает коробку и тянет ее к животу. Затем он ускоряется к передней части стальной клетки, где превращается в широкую полосу движения, где ему приходится бороться с дорожным движением - восемь роботов активны на каждом уровне конструкции, что составляет 20 проходов в ширину и 21 уровень в высоту.

В проходе роботы ждут своей очереди, чтобы выехать на специальную открытую полосу, где они помещают каждый груз в лифт, который отправляет поток ящиков с едой вниз на конвейерную ленту, которая ведет к большой руке робота.

Приблизительно 10 футов высотой, рука имеет изящество и ловкость опытного упаковщика в супермаркете, скручивая и переворачивая каждый ящик, так что конечная стопка образует восьмифутовый куб. Программное обеспечение достаточно сложное, чтобы определить, какой робот должен забрать ящики первым, поэтому, когда заказ поступает в супермаркет, рабочие могут вынимать ящики в точном порядке, в котором они должны размещаться на полках.

Когда рука готова, куб с товарами перемещается к машине, которая оборачивает его в прозрачный пластик, чтобы удерживать на месте. Затем оператор погрузчика, вызванный компьютером, перемещает куб в грузовик для отправки.

Созданный Symbotic , начинающей компанией, базирующейся в районе Бостона, этот роботизированный склад вдохновлен разработчиками компьютеров, которые создали программные алгоритмы для эффективной организации данных для хранения на жестком диске компьютера.

Джим Баум, исполнительный директор Symbotic, сравнивает новую систему с огромным параллельным компьютером. Конструкция эффективна, потому что нет единой точки заслонки; случаи, когда еда перемещается через роботизированный склад, подобны цифровым битам, обрабатываемым компьютером.

Меняющаяся роль людей

За десять лет, прошедших с тех пор, как он начал работать складским работником в Толлесоне, штат Аризона, пригороде Феникса, Джош Грейвс увидел, как системы автоматизации могут облегчить работу, но также создать новый стресс и небезопасность. Гигантское предприятие, где он работает, занимается продажей галантерейных товаров для супермаркетов Kroger.

Новое поколение робототехники с адаптивным зрением изменит производство по всему миру. На фабрике по производству салата в Калифорнии роботы упаковывают коробки вместе с людьми.

29-летний мистер Грейвс пошел работать на склад, где его отец проработал три десятилетия, сразу после окончания школы. Тяжелая работа требовала подъема тяжелых ящиков, а часы были долгими. «Они приведут 15 парней, и только одного хватит», - сказал он.

Сегодня г-н Грейвс водит небольшую машину, похожую на вилочный погрузчик, которая хранит и извлекает ящики всех размеров. По словам Рома Алоизы, вице-президента Teamsters в Северной Калифорнии, поскольку такие рабочие выполняют меньше физического труда, они получают меньше травм. Поскольку темп задает компьютер, стресс теперь носит более психологический характер.

Г-н Грейвс носит наушники, и компьютерный голос дает ему инструкции о том, куда идти на складе, чтобы собирать или хранить продукты. Централизованный компьютер, который рабочие называют Мозгом, определяет их скорость. Менеджеры точно знают, что делают рабочие, с точностью до минуты.

Несколько лет назад на складе г-на Грейвса была установлена ​​немецкая система, которая автоматически хранит и извлекает ящики с продуктами. Это привело к сокращению 106 рабочих мест, примерно 20 процентов рабочей силы. Первоначально новую систему поддерживали профсоюзные работники с высоким стажем. Затем эта работа перешла к немецкой компании, которая наняла работников, не являющихся членами профсоюзов.

Теперь Крогер планирует построить высокоавтоматизированный склад в Толлесоне. Шестьдесят профсоюзных рабочих обратились в городской совет в прошлом году, чтобы выступить против плана, по которому город еще не принял решения.

«У нас нет проблем с прибывающими машинами», - сказал г-н Грейвс городским властям. «Но скажите Крогеру, что мы не хотим терять эти рабочие места в нашем городе».

Некоторые виды работ все еще недоступны для автоматизации: строительные работы, требующие от рабочих перемещаться в непредсказуемых условиях и выполнять разные задачи, которые не повторяются; монтажные работы, требующие тактильной обратной связи, такие как размещение панелей из стекловолокна внутри самолетов, лодок или автомобилей; и сборочные работы, при которых производится только ограниченное количество продуктов или существует множество версий каждого продукта, требующие дорогостоящего перепрограммирования роботов.

Но этот список становится короче.

Обновление распространения

Внутри спартанского гаража в промышленном районе в Пало-Альто, Калифорния, робот, вооруженный электронными «глазами», маленькой лопаткой и присосками, неоднократно собирает коробки и сбрасывает их на конвейерную ленту .

Он делает то, что ежедневно делают низкооплачиваемые рабочие по всему миру.

Старые роботы не могут выполнять такую ​​работу, потому что системы компьютерного зрения были дорогостоящими и ограничивались тщательно контролируемыми средами, в которых освещение было правильным. Но благодаря недорогой стереокамере и программному обеспечению, которое позволяет системе видеть формы с той же легкостью, что и люди, этот робот может быстро различать нестандартные размеры случайно расположенных объектов.

Робот использует технологию, впервые использованную в системе обнаружения движения Microsoft Kinect для игровой системы Xbox.

Такие роботы сделают автоматизацию доступной для таких компаний, как Federal Express и United Parcel Service, в которых сейчас работают десятки тысяч сотрудников, выполняющих такие задачи.

Создание робота Industrial Perception Inc. является первым дочерним предприятием Willow Garage, амбициозной исследовательской компании в области робототехники, расположенной в Менло-Парке, Калифорния. Первым заказчиком, вероятно, станет компания, в которой сейчас работают тысячи рабочих для погрузки и разгрузить его грузовики. Рабочие могут перемещать одну коробку в среднем каждые шесть секунд. Но каждая коробка может весить более 130 фунтов, поэтому рабочие легко устают и иногда повреждают спину.

Industrial Perception выиграет свой контракт, если его машина сможет надежно перемещать одну коробку каждые четыре секунды. Инженеры уверены, что скоро робот будет намного лучше, поднимая и опуская одну коробку в секунду.

«Мы находимся на пороге полного изменения производства и распределения», - сказал Гэри Брадски, ученый в области машинного зрения, основатель Industrial Perception. «Я думаю, что это не такое единичное событие, но в конечном итоге оно будет иметь такое же большое влияние, как Интернет».