Индустрия 4.0 в автопроме: предпосылки экономической эффективности коллаборативной и мобильной робототехники

На фоне ускоренной цифровой трансформации Казахстана и национальной повестки смарт-производства статья предлагает практико-ориентированную экономическую рамку для предпроектной оценки целесообразности внедрения коллаборативных и мобильных роботов в автомобилестроении. Цель – заранее выровнять инженерные решения с производственной экономикой, снизив риск завышенных ожиданий и «витринных» пилотов. Методологически применяется концептуально-количественный подход: полная стоимость владения (TCO) декомпозируется на капитальные и операционные элементы; операционные эффекты в зонах сборки, контроля качества и внутризаводской логистики картируются и связываются с KPI – общей эффективностью оборудования (OEE) и ее составляющими A-P-Q, временем цикла, уровнем дефектов, плановыми/внеплановыми простоями и показателями безопасности. Ключевое отличие – явная интеграция инфраструктурных ограничений и рисков (точность и калибровка, качество связи и коммуникаций, требования безопасности HRC, кибербезопасность, принятие со стороны персонала) как в экономические расчеты, так и в управленческий чек-лист go/no-go. Результатом выступают: (i) воспроизводимая логика «пилот → расширение → масштаб», привязанная к контрольным метрикам; (ii) структурированный пакет данных для последующей статистической верификации и обучения между пилотами; (iii) адаптируемые правила учета, совместимые с местными практиками закупок и бюджетирования. Подход делает компромиссы прозрачными и контекстно чувствительными, помогая казахстанским автопредприятиям выбирать жизнеспособные кейсы, оценивать инвестиции и планировать поэтапное внедрение в русле национальных приоритетов цифровизации

1. International Federation of Robotics. World Robotics 2024 – Industrial Robots. Executive Summary. 2024. URL: https://ifr.org/img/worldrobotics/Executive_Summary_WR_2024_Industrial_Robots.pdf (accessed: 02.08.2025).

2. Lu Y. Industry 4.0: A survey on technologies, applications and open research issues // Journal of Industrial Information Integration. 2020. Vol. 6. P. 1–10. DOI: 10.1016/j.jii.2017.04.005.

3. Xu L.D., Xu E.L., Li L. Industry 4.0: state of the art and future trends // International Journal of Production Research. 2021. Vol. 56. No. 8. P. 2941–2962. DOI: 10.1080/00207543.2018.1444806.

4. Wang L., Törngren M., Onori M. Current status and advancement of cyber-physical systems in manufacturing // Journal of Manufacturing Systems. 2021. Vol. 37. P. 517–527. DOI: 10.1016/j.jmsy.2015.04.008.

5. Lee J., Bagheri B., Kao H.A. A cyber-physical systems architecture for industry 4.0-based manufacturing systems // Manufacturing Letters. 2022. Vol. 3. P. 18–23. DOI: 10.1016/j.mfglet.2014.12.001.

6. Ionescu T.F., Negulescu O. Cost Calculation and Deployment Strategies for Collaborative Robots in Production Lines: An Innovative and Sustainable Perspective in Knowledge Based Organizations // Sustainability. 2024. Vol. 16. No. 13. Art. 5292. DOI: 10.3390/su16135292.

7. Krüger J., Lien T.K., Verl A. Cooperation of human and machines in assembly lines // CIRP Annals. 2021. Vol. 58. No. 2. P. 628–646. DOI: 10.1016/j.cirp.2009.09.009.

8. Bogue R. Growth in e-commerce boosts the market for mobile robots in warehouses // Industrial Robot: An International Journal. 2022. Vol. 43. No. 6. P. 583–587. DOI: 10.1108/IR-08-2016-0224.

9. Khamis A., Hussein A., Elmogy A. Mobile robot navigation and collision avoidance in dynamic environments // Robotics and Autonomous Systems. 2023. Vol. 72. P. 32–52. DOI: 10.1016/j.robot.2015.04.007.

10. Silva A., Simões P., Blanc F. Supporting decision making of collaborative robot (cobot) adoption: the development of a framework // Technological Forecasting & Social Change. 2024. Vol. 204. Art. 123123. DOI: 10.1016/j.techfore.2024.123123.

11. Polonara M., Romagnoli A., Biancini G., Carbonari L. Introduction of Collaborative Robotics in the Production of Automotive Parts: A Case Study // Machines. 2024. Vol. 12. No. 3. Art. 196. DOI: 10.3390/machines12030196.

12. Țîțu A.M. et al. Cost Calculation and Deployment Strategies for Collaborative Robots in Production Lines: An Innovative and Sustainable Perspective in Knowledge Based Organizations // Sustainability. 2024. Vol. 16. No. 13. Art. 5292. DOI: 10.3390/su16135292.

13. Hermann M., Pentek T., Otto B. Design principles for Industrie 4.0 scenarios // Proceedings of the 2016 49th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS). 2016. P. 3928–3937. DOI: 10.1109/HICSS.2016.488.

14. Michalos G., Makris S., Papakostas N., Mourtzis D., Chryssolouris G. Automotive assembly technologies review: Challenges and outlook for a flexible and adaptive approach // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2021. Vol. 2, No. 2. P. 81–91. DOI: 10.1016/j.cirpj.2010.03.001.

15. Borangiu T., Raileanu S., Anton F. A service-oriented approach to holonic manufacturing control in the Industry 4.0 context // IFAC-PapersOnLine. 2021. Vol. 48. No. 3. P. 1421–1426. DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.06.290.

16. Schuh G., Potente T., Wesch-Potente C., Weber A.R., Prote J.P. Collaboration mechanisms to increase productivity in the context of Industrie 4.0 // Procedia CIRP. 2021. Vol. 19. P. 51–56. DOI: 10.1016/j.procir.2014.05.016.

17. Lu Y. Industry 4.0: A survey on technologies, applications and open research issues // Journal of Industrial Information Integration. 2020. Vol. 6. P. 1–10. DOI: 10.1016/j.jii.2017.04.005.

18. Xu L.D., Xu E.L., Li L. Industry 4.0: state of the art and future trends // International Journal of Production Research. 2021. Vol. 56. No. 8. P. 2941–2962. DOI: 10.1080/00207543.2018.1444806.

19. Zhao Y., Chen X., Wu Y. Impact of industrial robot on labour productivity // Insights in Global Development. 2024. Vol. 3. No. 2. Art. 100025. DOI: 10.1016/j.igd.2024.100025.

20. Liu Y. et al. The impact of industrial robots on labor investment in China // Economic Modelling. 2024. Vol. 132. Art. 106533. DOI: 10.1016/j.econmod.2024.106533.

21. Eder A. et al. The contribution of industrial robots to labor productivity growth and cross country convergence // Journal of Productivity Analysis. 2024. Vol. 61. P. 123–150. DOI: 10.1007/s11123-023-00707-x.

22. Haller J., Kaven L., Göppert A., Schmitt R.H. Industry 4.0 advancements in discrete production ramp ups: a systematic literature review // Journal of Intelligent Manufacturing. 2025. DOI: 10.1007/s10845-025-02656-8.

23. Lewicki W., Stefanowicz J., Strzelczak S. Assessment of Parameters Affecting the Efficiency of Production Processes in an Automotive Plant // Applied Sciences. 2025. Vol. 15. No. 6. Art. 3092. DOI: 10.3390/app15063092.

24. Address of the President of the Republic of Kazakhstan to the people of Kazakhstan. September 8, 2025. URL: https://www.akorda.kz (accessed: 08.09.2025)