Аналитический обзор Sberbank Robotics Laboratory рассказывает о состоянии глобального рынка автономных систем на текущий момент, а также о его ближних и среднесрочных перспективах.
Аналитический обзор Sberbank Robotics Laboratory, опубликованный недавно, рассказывает о состоянии глобального рынка автономных систем на текущий момент, а также о его ближних и среднесрочных перспективах. Перед российскими интеграторами и VAR’ами робототехника открывает недоступные прежде возможности роста — но вместе с тем и бросает бизнесу вызовы, справляться с которыми необходимо уже прямо сейчас, не дожидаясь повсеместного победного пришествия роботов во все отрасли хозяйства.
Что творится на рынке
Само определение робота и, соответственно, робототехники до сих пор толком не устоялось. На взгляд лауреата Нобелевской премии по экономике (2008) Пола Кругмана, роботом (именно с экономической точки зрения) можно считать любой объект, использующий технологии для выполнения работы, которая прежде доставалась людям. С таким подходом уничтожение машин британскими луддитами в начале XIX века вполне можно считать первым восстанием против роботов.
Впрочем, теперь большинство экспертов отрасли выделяют две имманентно присущих подлинному роботу свойства: автономность в исполнении поставленной перед ним задачи и способность самостоятельно (без прямого вмешательства оператора, только на основе заложенных исходно алгоритмов либо машинных систем самообучения) реагировать на изменения в окружающей обстановке. Одновременно удовлетворяющий обоим этим критериям агрегат действительно способен заменить человека на множестве направлений трудовой деятельности — что, собственно, уже и происходит.
Современный рынок робототехники простирается крайне широко — от самоуправляемых складских погрузчиков и сельскохозяйственных комбайнов до автономных чат-ботов и голосовых помощников с элементами искусственного интеллекта. Составители обзора «Сбербанка» отметили, что чем полнее то или иное устройство соответствует определению «подлинного робота», тем более универсальным оно объективно становится.
Конвергенция автономных технологий — размывание прежде чёткой границы между промышленной и сервисной робототехникой — тому прямое свидетельство. В последние годы эта конвергенция проявляет себя всё явственнее, поскольку роботу, действительно способному уверенно ориентироваться в своём окружении и адаптироваться под меняющиеся обстоятельства, по большому счёту, нет никакой разницы, где функционировать, — на заводской сборочной линии, в логистическом ангаре или на морском дне: разниться будут только рабочие инструменты да базовые алгоритмы, на основе которых работает система самообучения (deep learning, machine learning).
Впрочем, пока подлинные роботы продолжают оставаться уделом будущего (пусть уже и не безнадёжно далёкого), автономные машины попроще всё увереннее отвоёвывают себе место под экономическим солнцем. Причина проста: по оценке McKinsey Global Institute, снижение OPEX вследствие автоматизации в каждой из отраслей хозяйства может составлять от 15 до 30% прямо сегодня, то есть даже при современном, вовсе не идеальном, уровне развития робототехники.
Неудивительно, что только в 2017 г. продажи одних лишь промышленных роботов по всему миру выросли на 31% по сравнению с 2016-м (данные Международной федерации робототехники, — International Federation of Robotics, IFR), до 381 тыс. единиц. В денежном исчислении этот сегмент роборынка достиг 16,7 млрд долл. США без учёта управляющего роботами ПО или 48 млрд долл. вместе с ним. Всего же в мире по состоянию на 2018 г. смонтировано, по оценке той же IFR, более 2 млн промышленных роботов, а по итогам 2021-гоих должно стать вдвое больше. Как утверждают эксперты Всемирного экономического форума, доля мирового промпроизводства, отрасли которого хотя бы в какой-то мере роботизированы, уже достигает 29%.
Всё более широкому распространению автономной машинерии способствует целый ряд факторов: снижение стоимости решений вследствие стремительного развития технологий, рост инвестиций в соответствующие разработки (выражает стремление удешевить и в целом оптимизировать производство, сокращая влияние человеческого фактора), а также взятый правительством КНР чёткий курс на крупномасштабную модернизацию своей промышленности. По праву называемый «всемирной мастерской», Китай в огромной степени влияет на общую динамику промпроизводства в мире — и потому перемены в индустриальных секторах хозяйства этой отдельно взятой страны напрямую и архизначимо отражаются на общемировом состоянии соответствующих рынков.
Как расти и что внедрять
Робототехника относится к числу тех немногочисленных высокотехнологичных отраслей, от которых в обозримой перспективе аналитики ожидают двузначных темпов CAGR — на фоне считанных процентов прироста, стагнации или вовсе вялого спада подавляющего их большинства. IFR прогнозирует увеличение рынка промышленной робототехники со средним темпом 14% год к году как минимум до 2021-го,а глобальный его объём, по оценке IDC, превысит в 2022 г. 210 млрд долл.
Почти две трети продаж промышленных роботов приходятся сейчас (и продолжат приходиться в среднесрочной перспективе) на автопром и выпуск электроники. Среди других перспективных областей применения роботов исследователи называют металлообработку, сельское хозяйство, атомную промышленность, судо- и самолётостроение, добычу полезных ископаемых. В российской промышленности эти направления традиционно сильны, так что рост спроса на автономные производственные машины и самоуправляемые механизмы на нашем рынке может оказаться даже более значимым, чем в среднем по миру.
По сделанной в 2017 г. оценке экспертов Financial Times, приведённой в докладе «Сбербанка», стоимость труда робота в среднем по миру находилась примерно на уровне 6 евро в час — что заметно меньше типичной стоимости труда в Западной Европе (почти 40 евро в час), Восточной Европе и России (около 10) и даже КНР (приблизительно 8). Среднемировая плотность роботизации в 2017 г. вышла на уровень 85 роботов на 10 тыс. занятых в промышленности людей, тогда как в Южной Корее этот показатель достигает 710, в Сингапуре — 658, в Германии — 322 и в Японии — 308. В России, для сравнения, на 10 тыс. занятых в промышленности в 2017 г. приходилось лишь 4 (прописью: четыре) робота, что оставляет гигантский простор для деятельности производителей и интеграторов соответствующего оборудования.
Впрочем, хотя промышленные роботы присутствуют на рынке ещё с середины прошлого века, наиболее бурными темпами развивается сегодня другое направление робототехники, — сервисное. В общемировом ВВП, обращает внимание доклад «Сбербанка», доля услуг достигает 63%, тогда как на промышленность приходится лишь 30%. Эато роботов для промпроизводства сравнительно несложно проектировать: действовать им приходится в практически неизменном окружении, реализуя наперёд заданный набор функций.
От сервисного же робота исходно требуется куда более высокая гибкость, весьма развитое умение ориентироваться в быстро меняющейся обстановке, способность на ходу корректировать свои непосредственные действия ради достижения конечной цели. Промышленный манипулятор у конвейера, обнесённый ради безопасности живых рабочих стальной оградкой, требует для своего создания принципиально меньших усилий и инвестиций со стороны разработчика, чем роботизированный электрокар, доставляющий по дорогам общего пользования товары с локального склада крупного Интернет-магазина заказчикам в данном районе города.
Эксперты «Сбербанка» уверены, что роботизация промышленности в обозримом будущем достигнет точки насыщения — тогда как сфера услуг ещё долгие десятилетия будет предоставлять необъятный простор для разработки и внедрения самых разнообразных автономных систем. Темпы роста профессиональной сервисной робототехники (имеются в виду роботы для коммерческой сферы услуг, а не для домашних приложений), по оценке IFR, в 2017-м достигали 83% относительно предшествующего года. Сравните эту величину с приростом рынка промышленной роботизации (31%) или мирового ВВП (3,7%).
Средняя цена профессионального сервисного робота оказывается заметно ниже, чем индустриального, что делает этот сегмент более динамичным. В 2017 г. по всему миру было продано 109,5 тыс. роботов для сферы услуг, а в 2018-м — ещё наполовину больше, в результате чего в денежном выражении обсуждаемый рынок вырос до 8,7 млрд долл. США. CAGR для него на интервале до 2021 г. ожидается на уровне 21%, что также превосходит темпы роста сегмента промышленных роботов. Роботизации особенно активно подвергаются такие отрасли, как медицина, логистика и военное дело.
На логистику в 2017 г. приходилось 63% всех поставок профессиональных сервисных роботов в мире, причём прирост данного сегмента по сравнению с предшествующим годом составил 162%. Повышенное внимание заказчиков из сферы логистики к устройствам различной степени автономности провоцирует неуклонное наращивание объёмов глобальной торговли. В том числе и розничной, в особенности цифровой, с использованием Интернет-коммуникаций. Простота и доступность покупок онлайн способствуют усилению нагрузки на логистические центры и коммуникации, что, в свою очередь, заставляет оптимизировать исполнявшиеся прежде людьми процедуры с привлечением роботов.
Составители отчёта «Сбербанка» развеивают опасения относительно грядущей уже в скором времени безработицы на почве роботизации. По крайней мере, в сфере торговли нехватки рабочих мест опасаться не стоит. Так, американский экономист Майкл Мандель оценил количество вакансий для живых сотрудников, созданных в электронном ритейле одних только США и лишь в период с 2007-го по 2016 г., в 355 тыс. Это как минимум в семь раз превосходит число сокращённых за тот же период позиций в розничном секторе страны.
Растёт и сегмент персональных сервисных роботов: развлекательных, обучающих, занятых уборкой жилых помещений или обеспечением их безопасности, а также сочетающих эти функциональные возможности в различных комбинациях. Такие роботы обходятся в разработке и производстве ещё дешевле, чем профессиональные сервисные, но и востребованы должны быть десятками и сотнями миллионов — когда у потребителя возникнет к ним привычка, как в своё время к смартфонам, например. Эксперты предсказывают, что мировой рынок персональных сервисных роботов с 0,5 млрд долл. в 2018 г. вырастет до 2 млрд уже в 2021-м.
Будущее покажет
Корректность прогнозов при среднесрочном планировании бизнеса крайне важна, и составители рассматриваемого обзора «Сбербанка» собрали мнения множества экспертов в области робототехники, стремясь как можно точнее оценить перспективы этой отрасли на ближайшие годы. Отталкиваясь от намеченных к настоящему времени тенденций, отыскивая пути исправления выявленных недостатков и ограничений автономных механизмов, принимая в расчёт перспективные разработки, эксперты наметили целый ряд направлений, по которым можно ожидать самых воодушевляющих прорывов.
Заблаговременный учёт этих направлений, удачное инвестирование в соответствующие разработки позволит проактивному бизнесу в числе первых вырваться на оперативный простор новых возможностей, уверенно закрепиться на едва возникающих, но чрезвычайно перспективных рынках. Упомянем лишь некоторые из указанных исследователями направлений.
Новая элементная база. Основа любой коммерческой микроэлектроники сегодня — полупроводниковые кремниевые транзисторы (точнее, организованные из таких транзисторов чипы). Однако для автономно действующих в самых разнообразных условиях машин лучше подойдут микросхемы на базе другого полупроводникового материала, нитрида галлия, верхний предел диапазона рабочих температур для которых уже сегодня достигает 200 °С, а в перспективе может быть расширен и до 500 °С. Это позволит значительно удешевить (за счёт отказа от активного охлаждения и теплозащиты) самые разнообразные промышленные роботы и придаст новый импульс автоматизации добывающей и перерабатывающей отраслей тяжёлой промышленности. Вдобавок, нитрид галлия превосходит кремний по таким важнейших физическим параметрам, как электрическая прочность и предельно допустимая плотность тока.
Новые аккумуляторы. Хотя альтернатив литий-ионным батареям в лабораториях по всему миру исследуется немало, в ближайшие пять лет эксперты не ожидают кардинальных прорывов на этом направлении. Зато привычные литий-ионные аккумуляторы будут неуклонно становиться более долговечными, способными быстрее заряжаться, менее склонными к самовозгоранию. При длительной эксплуатации множества автономных роботов, полагающихся для получения энергии на собственные батареи, любая экономия на регулярной замене АКБ обернётся ощутимым снижением OPEX. Что, в свою очередь, будет делать роботизированные решения всё более доступными широкому кругу заказчиков.
Интеграция роботов в традиционные производственные процессы. Пока для автоматизации сборочного конвейера или складского ангара требуется жёсткое разграничение зон деятельности роботов и людей — из соображений безопасности, прежде всего, — переход на новый тип хозяйствования будет обходиться слишком дорого для основной массы потенциальных заказчиков. Совсем другое дело — роботы, изначально спроектированные с учётом того, что им придётся работать в непосредственном контакте с людьми. Специальные материалы для корпусов и манипуляторов, продуманная кинетика движений механизмов с заранее предусмотренными ограничителями, множество датчиков ближнего поля и умные системы управления беспилотным трафиком (в самом широком смысле слова) — всё это будет способствовать драматическому снижению CAPEX на включение роботов в существующие производственные, логистические и иные хозяйственные цепочки. Не строить с нуля роботизированное предприятие, снеся предварительно прежний цех либо склад, а постепенно замещать людей роботами, — на это готовы будут пойти множество бизнесов в самое ближайшее время.
Машинное обучение и искусственный интеллект. Перепрограммировать нынешних роботов для исполнения новых задач большого смысла нет: они не слишком универсальны. Перспективные роботизированные комплексы с активным самообучением исходно будут ориентироваться на гибкие сценарии применения и смогут почти самостоятельно (с минимальными подсказками со стороны живого оператора) осваивать новые для себя задачи. Это особенно актуально для сервисных роботов, которым заведомо приходится действовать в значительно менее предсказуемых и стабильных условиях, чем промышленным.
Рост автономности роботизированных устройств будет обеспечиваться в среднесрочной перспективе двумя путями. Первый — совершенствование элементной базы: более мощные бортовые вычислительные средства позволят электромеханическим агрегатам локально производить комплексный вычислительный анализ, лежащий в основе схем машинного обучения. Второй путь — развитие сверхширокополосных беспроводных технологий, таких как 5G и Wi-Fi 6, с тем чтобы обеспечить надёжный скоростной канал связи полевых роботов с централизованным «мозгом» системы, гаранирующим каждому из них должный уровень автономности и гибкости функционирования.
Вызовы и перспективы
Метаиндустрия робототехники («мета-», поскольку она проникает в целый ряд классических хозяйственных индустрий, необратимо и быстро преобразуя их) подвержена в наши дни целому ряду разнонаправленно действующих факторов. Взаимовлияние этих факторов, часто непредсказуемое, порой воздействует на развитие автономной машинерии сильнее, чем самые крупные технологические прорывы на том или ином направлении. В отчёте «Сбербанка» упомянуты такие глобальные факторы, как деглобализация мировой экономики, провоцируемый ею решоринг (обратная тенденция относительно офшоринга — возвращение предприятий в «страны приписки» ради избегания трансграничных тарифов и пошлин), перемены в структуре обществ в развитых и развивающихся странах, а также автоматизация производства.
Здесь следует подчеркнуть принципиальную разницу между автоматизацией (которая, по оценке Международного экономического форума, уже охватывает 28% мирового производства), и роботизацией. Автоматизация — простой процесс перекладывания рутинного труда, прежде исполнявшегося людьми, на плечи сравнительно несложных механизмов и/или алгоритмов. В этом смысле «расчеловечена», очевидно, может быть далеко не каждая задача: эксперты оценивают предельный уровень автоматизации существующих сегодня производств в 70%. Простой пример: в области обработки данных к 2022 г. должно быть автоматизировано 62% всех процессов (сейчас — 47%), тогда как в области принятия управленческих решений — лишь 28% (сегодня — 19%).
Роботизация подразумевает использование не простых автоматов, действующих по заранее введённой программе, но подлинных роботов: устройств, готовых ориентироваться в меняющейся обстановке, самостоятельно ставить перед собой последовательные частные задачи для достижения заданной конечной цели и успешно решать их. Это уже в значительно большей мере отразится на привычной структуре хозяйствования. Так, в сегменте HoReCa эксперты оценивают предельный уровень автоматизации на базе существующих сегодня технологий в 75%, а с внедрением подлинной роботизации живой персонал имеет шансы удержаться лишь в наиболее высококлассных отелях и ресторанах. Для заведений попроще безотказные неутомимые роботы станут куда более выгодной долгосрочной инвестицией. Таким образом, чем сильнее будет проникать в различные отрасли хозяйства автоматизация, тем плодороднее окажется почва для последующей их роботизации — по мере того, как её передовые технологии будут выходить из лабораторий и воплощаться в серийных коммерческих решениях.
Наконец, объективные перемены в структуре индустриальных и особенно постиндустриальных обществ также будут в существенной мере способствовать скорейшему внедрению роботов. Примерно к середине текущего века средняя по планете продолжительность жизни должна приблизиться к 80 годам, и старение населения вкупе с замедлением темпов его прироста приведёт к острейшей нехватке наёмных работников. Со «страшилок» о сотнях миллионов выброшенных на улицу новых луддитов, громящих роботизированные заводы, шахты и фермы, футурологи буквально за несколько лет переключились на восторженные панегирики грядущей робореволюции, которая избавит стареющее население планеты от необходимости продолжать трудиться далеко за пределами нынешнего пенсионного возраста.
Эксперты «Сбербанка» указывают на кристаллизацию принципиально новой структуры управления в самых разных отраслях бизнеса по мере того, как развиваются и совершенствуются технологии машинного обучения. Теперь всё чаще не человек, создающий алгоритм, указывает автомату, что делать, — но машина (компьютер) на базе анализа больших данных и искусственного интеллекта отдаёт распоряжения людям. Фактически, нынешние программисты оптимизируют алгоритмы для того, чтобы те эффективнее управляли деятельностью живых работников. Причём практически повсеместно, где эта модель реализована, она доказывает свою эффективность — что способствует дальнейшему притоку инвестиций в НИОКР, связанный с машинным обучением.
Инвестиции в робототехнику продолжают расти. Только 10 крупнейших сделок в этой области в 2018 г. принесли в сумме в отрасль 11,5 млрд долл. В 2017-м, для сравнения, десять крупнейших инвестиций в робототехнику в сумме дали лишь 700 млн долл. В числе направлений деятельности, которым в прошлом году достались максимальные финансовые вливания, — беспилотный транспорт, логистические системы, искусственный интеллект, промышленная автоматизация.
Составители отчёта «Сбербанка» отмечают, что в России ёмкость внутреннего рынка робототехники (пока?) остаётся незначительной, что обусловливает ориентацию её локальных разработчиков преимущественно на внешние рынки. К сильным сторонам российской робототехники относят высокий уровень отечественных школ конструирования и программирования, умение наших инженеров решать сложные и уникальные технические задачи, позитивное отношение общественности к роботам — и в целом технократический склад ума населения. В числе наиболее перспективных направлений развития отечественной робототехники выделены самоуправляемый транспорт (в особенности — беспилотные летательные аппараты) и экзоскелеты самого различного назначения.
Простор для деятельности интеграторов и VAR’ов робототехника действительно открывает огромный, — причём по мере развития технологий и одновременного старения населения планеты он будет становиться только шире. Успеть на поезд роботизации, своевременно определить перспективные проекты для инвестиций и выйти на рынок с привлекательными для заказчиков предложениями — практическая гарантия успеха на рынке в новых хозяйственных реалиях, которые будут определять состояние мировой и локальной экономики уже через считанные годы. Время не ждёт!
Источник: Максим Белоус, crn.ru