Приглашение на презентацию первого в России роботизированного завода изначально вызвало у меня предположение о том, что речь пойдет об предприятии по производству самих же роботов. Однако представленная информация оказалась значительно более впечатляющей. В качестве примера можно привести новейшее производство Tesla Илона Маска или высокоавтоматизированные заводы Японии; до этого момента я не предполагал наличие аналогичных технологий в России. На данном предприятии автоматизированы все этапы производственного цикла: от приемки сырья на склад до формирования готовых упакованных паллет с продукцией. Численность персонала составляет всего 150 человек, что существенно меньше показателя в 700 сотрудников на сопоставимом нероботизированном производстве. В штат включены исключительно водители грузового транспорта, операторы автопогрузчиков, ремонтные бригады, сотрудники службы клининга (необходимые для соблюдения санитарных норм) и специалисты по контролю работы робототехники и обеспечению запасов упаковочных материалов.

Всё начинается с того, что на территорию завода заезжает фура, при этом она проезжает через специальный дезинфицирующий душ. Потом фуру разгружают люди на погрузчиках, отвозя сырьё на специальный склад. И после этого начинается магия.

На складе работает несколько роботов, которые принимают сырьё и через некоторое время перемещают его на производство. Где после конвейера сырьё превращается в колбасы, которые вешаются на шомполы, которые помещаются в рамы с помощью специального робота, и «созревают» в цехе сушки.

По всему заводу ездят 12 складских роботов, которые взвешивают рамы с колбасой (а это важно, ведь по весу можно определить влажность, а значит и степень готовности). Каждую раму за день роботы успевают взвесить по 3000 раз. Когда колбаса готова, робот переносит её на конвейер упаковки. Роботы всё делают автоматически, даже сами уезжают на подзарядку.

На конвейере упаковки всё происходит на столько быстро, что глаз не успевает замечать, ведь проносится по 120 колбас в минуту. При этом специальный робот успевает взвесить колбасу, оценить проходит ли она в диапазон 300 — 315 грамм, направить её дальше или в брак, и наклеить этикетку. Поэтому первое время активно использовали slowmotion для тестирования и настройки.

Далее ABB-робот проверяет этикетки, кладёт колбасы в короба, короба кладёт на палет, а затем полетайзер всё это упаковывает. Роботы отвозят палеты на склад готовой продуктии. И только тогда к процессу вновь подключаются люди: с помощью погрузчиков переносят готовую продукцию в фуры, которые через отдельный выезд уезжают. И это важно, что разделены зоны сырья и готовой продукции.

Изначально завод был разделён на 4 зоны, каждая является мини-заводом. В каждой зоне есть свой начальник, который полностью отвечает за всё, начиная с этапа строительства и заканчивая поддержкой, ремонтами и выполнением заказов.

Когда завод создавался, то сразу ровнялись на самые жёсткие нормы биобезопасности — японские и европейские. При роботизации завода ставилась цель роботизировать всё, что не биобезопасно. В итоге люди находятся за несколько метров от производства. Кроме того были проработаны системы очистки сточных вод и других видов загрязнений. Это позволило заводу разместиться в заповеднике и быть полностью безопасным для него.

Подготовка и запуск завода

Завод был запланирован в 2015 году, в 2016 году началось проектирование, в 2017 — стройка и уже летом 2018 года завод активно работает, производя 11-16 тонн сырокопчёной колбасы в день, а это 5% от потребностей рынка.

Чтобы роботы могли работать на таком производстве потребовалось продумать и подготовить все it-системы. Именно поэтому it-подрядчики приступили к работе ещё на стадии строительства завода. А сами пуско-наладочные работы заняли 3-5 месяцев.

Например, на складе, по которому сейчас ездят роботы пол был заглублён на 1.5 метра, чтобы не было вибраций, которая мешает езде роботов.

Долго выбиралось решение для WiFi и коммуникаций — ведь точки доступа должны быть защищены от влаги. Напомню, что завод каждый день полностью моют керхерами. В итоге остановились на WiFi-роутерах в гермобоксах и розетках по стандарту IP68 из нержавеющей стали и сетью категории 6A.

Сама сеть представляла из себя несколько колец, которые соединены между собой. Конечно же все системы резервировались. Коммуникационные точки — 2N. Сервера — N + 1. Все рабочие места контролёров и инженеров сделаны в качестве планшетов, работающий по WiFi. SLA на устранение IT ошибки инженерами составляет 15-30 минут. Это возможно благодаря 90 камерами и множеству датчиков по всему заводу, и тому что все роботы собирают всю необходимую информацию. И могут сообщить, в случае каких-либо нарушений работы.

Но как же передавать эти тонны информации? Ведь никакой WiFi такой нагрузки не выдержит. И тут как раз помогают туманные вычисления, которые используются в IoT. Роботы обрабатывают всю информацию самостоятельно, и сами принимают решение, какую информацию отправлять — на порядки снижая нагрузку на WiFi. Это достигается благодаря визуальной настройке моделей поведения роботов в специальном ПО.

Далее данные обмениваются с MES-системой, которая находится на заводе. А MES-система в свою очередь общается с ERP-системой, расположенной на ЦОДе в Москве. И чтобы сбои не вызвали остановку завода — было разработано 3 уровня отказоустойчивости. Если появились проблемы с ERP-системой, то MES-система может спокойно продолжать работать. Правда потом потребуется сверка ERP и MES. А если даже сбой произойдёт в MES-системе, то роботы всё равно продолжат работать.

Так же хотел отметить, что IT-система построена так, что если запущен заказ в производство, то никто не может его отменить или исправить. Это сделано для того, чтобы заказы на 100% исполнялись. Даже поставщиков отбирали по принципу 100% исполнения. Для этого приезжали к ним на склады, и первое время контролировали количество сырья на их складах. Чтобы всё следовало принципу Just In Time.

Для любознательных:

Эволюция мясной промышленности: как устроены максимально роботизированные колбасные заводы

Мясная промышленность на протяжении веков оставалась одной из самых консервативных отраслей, критически зависимой от ручного труда. Исторически автоматизация пищевых производств началась на рубеже XIX–XX веков с появлением подвесных конвейерных линий на бойнях Чикаго. Однако эта ранняя механизация лишь задавала темп работы для людей — обвалка, жиловка, формовка и вязка колбас по-прежнему выполнялись мастерами вручную. Вторая половина XX века принесла в цеха базовую автоматизацию: полуавтоматические шприцы-дозаторы, клипсаторы и термокамеры с электронным управлением.

Настоящий технологический прорыв произошел в XXI веке с приходом концепции Индустрии 4.0, которая превратила разрозненные станки в единую киберфизическую систему. Современный передовой мясокомбинат — это не просто конвейер, а полностью изолированная цифровая экосистема, где автоматизация достигает 95–98%. Ярким мировым примером такого подхода стал флагманский завод Группы «Черкизово» в Кашире (Московская область), инвестиции в который составили около 7 млрд рублей. Предприятие функционирует по принципу «lights-out» (завод без света), где присутствие человека в производственных зонах сведено к минимуму.

1. Интеллектуальная внутрицеховая логистика

В условиях высокой роботизации традиционные погрузчики и ручные тележки полностью заменяются автономными транспортными системами. Они связывают между собой сырьевые зоны, цеха ферментации и упаковочные линии без участия операторов.

• Беспилотные шаттлы Techno Ferrari: Автоматизированные транспортные средства (AGV) итальянского производства перемещаются по заводу с помощью Wi-Fi-навигации и магнитных датчиков. Они способны перевозить технологические рамы с колбасой весом более 1 тонны.
• Роботизированные лифты-штабелеры: Автоматически распределяют рамы с продукцией по ярусам в камерах сушки и осадки, оптимизируя пространство по вертикали.
• Рельсовые автоматические подвесные пути: Перемещают мясные туши и крупные отруба между зонами обвалки без контакта с полом или руками персонала.
• Интеллектуальные конвейерные развязки: Динамически распределяют потоки батонов колбасы в зависимости от загрузки упаковочных машин, предотвращая заторы на линиях.

2. Роботизированная обработка и отсутствие человеческого фактора

Исключение человека из производственной цепочки решает главную задачу пищевой промышленности — обеспечение абсолютной биологической безопасности и стабильного качества.

• Дельта-роботы (например, ABB FlexPicker): Высокоскоростные манипуляторы с системами машинного зрения захватывают готовые мини-колбаски или нарезку и с ювелирной точностью укладывают их в блистерную упаковку.
• Автоматические шприцы-дозаторы с вакуумными клипсаторами: Высокопроизводительные системы (такие как Handtmann) осуществляют непрерывное наполнение оболочки фаршем с автоматическим перекручиванием и наложением скрепок.
• Роботизированные дисковые пилы и ножи: На этапе первичной разделки роботы с 3D-сканерами оценивают плотность и структуру сырья, совершая максимально точные надрезы для отделения шпика от мышечной ткани.
• Лазерные системы маркировки: Наносят индивидуальные коды прослеживаемости непосредственно на клипсы или оболочку каждого батона, исключая использование токсичных чернил в чистой зоне.

3. Умные склады, созревание и ИИ

Процесс изготовления сырокопченых колбас занимает от 21 до 25 дней и требует ювелирного поддержания параметров среды. Ошибки на этом этапе ведут к порче всей партии сырья.

• ИИ-управление микроклиматом: Системы датчиков на базе нечеткой логики (fuzzy logic) ежесекундно отслеживают температуру, влажность и скорость движения воздуха в камерах созревания, подстраивая параметры под каждую партию.
• Системы онлайн-спектроскопии: Оптические сенсоры бесконтактно анализируют уровень ph, содержание влаги и белка в созревающей колбасе непосредственно на рамах.
• Автоматизированные склады хранения (AS/RS): Полностью изолированные зоны, где готовая упакованная продукция формируется в паллеты и отгружается роботами-манипуляторами по принципу FIFO (первым пришел — первым ушел).
• Цифровые двойники производства (Digital Twins): Специализированное ПО класса MES/ERP создает виртуальную копию завода, прогнозируя точное время готовности партий и выявляя узкие места в режиме реального времени.

Технологические вызовы и ограничения

Несмотря на успехи Индустрии 4.0, тотальная роботизация сталкивается со специфическими трудностями:

1. Неоднородность сырья: В отличие от автомобильной промышленности, где металл имеет строго заданные размеры, мясо — это биологический материал. Каждая туша уникальна по форме, объему жира и соединительной ткани, что усложняет работу стандартных жестких манипуляторов.
2. Агрессивная среда для техники: Ежедневная санитарная обработка цехов включает смыв горячей водой под высоким давлением и применение химически активных дезинфектантов. Роботы требуют дорогостоящего защитного исполнения класса IP69K.
3. Сложность деликатного захвата: Традиционные механические захваты могут повредить нежную колбасную оболочку или деформировать фарш, что требует внедрения дорогостоящих систем мягкой робототехники (soft robotics).

Заключение и перспективы развития

Современные роботизированные колбасные заводы доказали свою экономическую и гигиеническую эффективность: объем выпуска на заводе в Кашире достигает 100 тонн продукции в сутки при штате менее 200 человек. Происходит постепенный переход от автоматизации отдельных процессов к сквозной цифровизации всей цепочки поставок.

В ближайшем будущем отрасль ожидает переход к концепции Индустрии 5.0, где акцент сместится на гибкое взаимодействие человека и машины (коллаборативные роботы или коботы). Искусственный интеллект будет не просто поддерживать параметры, но и самостоятельно менять рецептуру фарша в реальном времени, опираясь на экспресс-анализ поступающего мясного сырья. Развитие биоразлагаемых «умных» оболочек со встроенными датчиками свежести позволит роботам автоматически отбраковывать товар на этапе упаковки, гарантируя клиентам безупречное качество пищевых продуктов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Если на заводе почти нет людей, кто следит за качеством колбасы?
   За качеством следят сотни лазерных, оптических и спектрометрических датчиков, объединенных системой машинного зрения. Они замечают отклонения в цвете, форме или составе быстрее и точнее человеческого глаза. Люди (инженеры, IT-специалисты, технологи) осуществляют лишь верхнеуровневый контроль с пультов управления и следят за исправностью самих роботов.
2. Почему роботизируют именно сырокопченые колбасы, а не вареные?
   Сырокопченая колбаса имеет твердую консистенцию, строго фиксированную форму батона и длительный цикл созревания, который идеально алгоритмизируется. Вареные колбасы и сосиски требуют работы с жидкими, вязкими фаршами и сложными термическими режимами (варка, пар), что технически труднее доверить стандартным манипуляторам.
3. Влияет ли роботизация на вкус колбасы?
   Роботизация стабилизирует вкус. Использование коммерческих стартовых культур, автоматическое дозирование специй с точностью до грамма и поддержание идеального ИИ-микроклимата исключают «неудачные партии». Колбаса всегда получается одинаковой, соответствуя эталонному рецепту.
4. Безопасна ли продукция с полностью автоматического завода?
   Она значительно безопаснее традиционной. Главный источник бактерий на пищевом производстве — это человек. Нулевой контакт персонала с сырьем на роботизированном предприятии исключает попадание патогенной микрофлоры, что увеличивает срок хранения продукта без добавления лишних консервантов.

Источник: https://habr.com/
Автор: Сергей Лавров