В 1995 году двадцатилетний Чжу Сяньбо пришёл на судоверфь в Даляне и провалил своё первое задание. Вместо аккуратного шва он прожёг металл.
После этого новичка отправили не к кораблям, а убирать цех.
Каждое утро Чжу приходил к четырём. Днём выполнял подсобную работу, а во время обеда садился у окна сварочного участка и смотрел, как работают опытные мастера. Его интересовали не искры, а движения рук: как держат электрод, где замедляются, под каким углом ведут шов.
После смены он собирал оставшиеся куски электродов и тренировался сам. Дома придумал ещё одно упражнение: одной рукой переливал воду из чайника в узкое горлышко бутылки, постепенно увеличивая расстояние. Так он учился держать руку ровно.
Прошло больше тридцати лет. Теперь Чжу — главный техник Даляньской судостроительной компании. И часть того, чему он когда-то учился у людей, сегодня пытаются передать роботам.
Сначала он учился смотреть
Через несколько месяцев после неудачного испытания Чжу разрешили делать прихватки — короткие швы, которыми детали временно соединяют перед основной сваркой.
В первый же раз он увлёкся и за ночь обработал целую партию деталей. Утром начальник рассердился: проверили только первую, а если остальные окажутся браком, всё придётся переделывать.
Но контроль показал, что работа сделана нормально.
После этого Чжу постепенно перешёл к настоящей сварке. Он участвовал в профессиональных соревнованиях, осваивал новые материалы и всё чаще брался за задачи, для которых на верфи ещё не было готового решения.
Одна из таких задач спустя годы привела его к технологии, связанной со СПГ.
СПГ — это сжиженный природный газ. Чтобы превратить обычный природный газ в жидкость, его охлаждают примерно до минус 162–163 градусов. В таком виде он занимает гораздо меньше места, поэтому его удобно перевозить морем. Но столь низкая температура предъявляет особые требования к резервуарам и сварным швам.
Материал, к которому начали готовиться заранее
В 2015 году на отраслевой выставке Чжу заинтересовался девятипроцентной никелевой сталью. Это специальный сплав, который хорошо работает при очень низких температурах и поэтому подходит для резервуаров со СПГ.
На даляньской верфи такую технологию тогда ещё не применяли. Чжу взял у производителя упаковку подходящих электродов и начал экспериментировать заранее — без конкретного заказа.
Через несколько лет подготовка пригодилась при строительстве «Юань Жуй Ян» (远瑞洋), крупного нефтяного танкера с двухтопливной энергетической установкой. Судно могло использовать СПГ как топливо, поэтому на нём установили два специальных резервуара объёмом по 3500 кубометров.
Здесь легко запутаться. «Юань Жуй Ян» не перевозил СПГ как груз. Газ был нужен самому судну как топливо. Позже Чжу занимался и другим направлением — специализированными газовозами, которые перевозят СПГ в огромных грузовых танках.
Для резервуаров «Юань Жуй Ян» требовалась та самая никелевая сталь. Работа с ней оказалась сложной: привычные методы не давали нужной стабильности.
Команда Чжу начала серию испытаний. Сварили больше тысячи контрольных пластин, меняли углы, зазоры и режимы. Затем к работе подключили робота, который должен был двигаться по изогнутой поверхности резервуара.
Первые попытки были далеки от идеала. Машина проходила около полуметра и теряла устойчивость. Её дорабатывали и запускали снова.
В итоге робот смог работать непрерывно. По данным профиля Чжу в китайской «Рабочей газете», производительность на этой операции выросла примерно в восемь раз, а долю дефектов удалось снизить до уровня менее 1%.
В феврале 2022 года судно передали заказчику.
Но для Чжу этот проект оказался важен ещё по одной причине. Стало понятно: машине можно передать не только простое движение по заданной линии. Можно попробовать научить её части того, что хороший сварщик обычно делает почти автоматически.
Как объяснить роботу опыт мастера
Опытный сварщик смотрит на расплавленный металл и замечает изменения, которые новичок может вообще не увидеть. Где-то нужно чуть замедлить руку, где-то изменить угол, где-то остановиться и проверить шов.
Проблема в том, что мастер часто не проговаривает эти действия. После тысяч часов работы они превращаются в привычку.
У робота такой привычки нет.
Поэтому команде приходится раскладывать мастерство на отдельные параметры: скорость движения, угол, режим сварки, внешний вид дефектов и реакцию на изменение условий.
В материалах о работе Чжу упоминаются 8500 наборов сварочных параметров и 3600 изображений различных дефектов. Эти данные используются для обучения систем, которые должны не просто повторять заданную траекторию, а лучше распознавать, что происходит со швом.
Вот почему в рассказах о Чжу встречаются необычные цифры: удержание сварочной ванны может занимать доли секунды, а движение руки — измеряться долями миллиметра. Для опытного человека это почти мышечная память. Для машины каждую такую мелочь приходится описывать отдельно.
Где робот уже справляется, а где нужен человек
Сегодня Чжу работает и с технологиями для специализированных газовозов СПГ.
Внутри их огромных грузовых танков много длинных и повторяющихся сварочных участков. Именно такие операции удобнее всего автоматизировать. По словам Чжу, роботы уже выполняют там примерно 70–80% сварочных работ.
Но оставшиеся 20–30% оказываются самыми неудобными.
Это тесные места, сложные углы, нестандартная геометрия и ситуации, когда условия меняются прямо во время работы. Здесь человек пока нужен не потому, что робот «плохой», а потому, что сварщику приходится постоянно оценивать происходящее и принимать решения.
Меняется и сама профессия. Один сварщик, по словам Чжу, может одновременно контролировать до четырёх установок. Он уже не обязательно ведёт каждый шов собственными руками, но должен понимать металл, причины дефектов и момент, когда автоматике нельзя доверять без проверки.
Получается, роботизация не просто убирает человека из цеха. Она переносит часть его опыта внутрь машины, а самому сварщику оставляет самые сложные решения. В китайской промышленности такие перемены часто связаны с конкретными людьми — как в истории Дун Минчжу и Gree.
Человек, который сначала был учеником
Чжу много лет обучает молодых сварщиков. Поэтому необходимость объяснять машине то, что мастер привык делать интуитивно, для него не совсем новая задача.
Только раньше ученик мог посмотреть на движение руки и попытаться повторить. Роботу нужно объяснить гораздо подробнее: что именно он должен увидеть, какой признак считать ошибкой и в какой момент изменить режим.
В этом и есть самая интересная часть истории Чжу Сяньбо.
Когда-то он сидел у окна цеха и запоминал движения старших мастеров. Потом сам начал учить молодых сварщиков. Теперь его опыт превращают в параметры, изображения и алгоритмы, чтобы им могли пользоваться машины.
Робот действительно способен взять на себя тяжёлую и повторяющуюся работу. Но прежде чем это произойдёт, человек должен показать ему, что значит сделать хороший шов.
И в Даляне одним из таких учителей оказался бывший уборщик, который когда-то учился сварке на оставшихся после смены кусках электродов.
