Происходит ли в России Четвертая промышленная революция? Индустрия 4.0 и концепции маркетинга статьи.

Профессор Вальстер, в экспертных обсуждениях и специализированных изданиях часто упоминается термин «Индустрия 4.0». В будущем машины смогут обмениваться между собой данными, что, соответственно, коренным образом изменит традиционное промышленное производство. Мы действительно идем к четвертой промышленной революции, как считают многие специалисты?

- Да,киберфизические системы производства в корне изменят традиционную логику производства, поскольку каждый рабочий объект будет сам определять, какую работу необходимо выполнить для производства. Эта абсолютно новая архитектура промышленных систем может быть внедрена постепенно посредством цифровой модернизации существующих производственных мощностей. И это означает, что данную концепцию можно реализовать не только на абсолютно новых предприятиях, но и поэтапно разворачивать на существующих предприятиях в процессе эволюционного развития. В сегодняшней Индустрии 3.0 мы уже наблюдаем признаки неминуемого перехода от жесткого централизованного производственного контроля к децентрализованному устройству.

Большое количество датчиков регистрирует свое окружение с невероятной точностью, а встроенные процессоры самостоятельно принимают решения, независимо от центральной системы управления производством. Но на данный момент у нас нет комплексного беспроводного сетевого взаимодействия компонентов, постоянного обмена информацией, сведения воедино различных данных от датчиков для идентификации сложных событий и критических состояний и их интерпретации на основе сложившейся ситуации, а также планирования дальнейших действий, исходя из полученных результатов.

- Зачем промышленному производству необходим такой высокий уровень сетевого взаимодействия интеллектуальных машин?

На сегодняшних предприятиях огромные объемыданных выдаются точками измерения, количество которых постоянно растет. С этим процессом легко справляются машины, и человек уже не может обрабатывать эти данные с той же скоростью, что и машины. Соответственно, будет целесообразно, если машины получат возможность взаимодействовать между собой в определенных областях производства. Многие процессы можно сделать более эффективными, гибкими и рентабельными посредством создания среды, оснащенной измерительным оборудованием. Сверхмалые и недорогие радиодатчики будут фиксировать свое окружение и обмениваться данными между собой по радиосвязи. Датчики различного типа, как, например, датчики давления и температуры, электрооптические и инфракрасные датчики, будут функционировать совместно, создавая общую картину происходящего и определяя то, что происходит в их окружении.

В мире Индустрии 4.0 производственное оборудование и продукты станут активными системными компонентами, управляющими своими производственными и логистическими процессами. Они будут включать в себя киберфизические системы, связывающие виртуальное пространство Интернета с реальным физическим миром. При этом они будут отличаться от существующих мехатронных систем наличием способности взаимодействовать со своим окружением, планировать и адаптировать свое собственное поведение согласно окружающим условиям, учиться новым моделям и линиям поведения, и, соответственно, быть самооптимизирующимися. Они обеспечат эффективный выпуск даже минимальных партий при быстром внесении изменений в продукцию и большом количестве вариантов. Применение встроенных датчиков/исполнительных механизмов, обеспечение межмашинного обмена данными и использование активной семантической памяти приведет к появлению новых методов оптимизации, направленных на сохранение ресурсов в производственной среде. Это, в свою очередь, будет способствовать будущему созданию экологически безопасного и передового производства с приемлемыми расходами в Германии.

- Означает ли это абсолютно новые возможности для производства?

- Да,появление у машин способности пониматьопределенную ситуацию приведет к абсолютно новому уровню качества в промышленном производстве. Взаимодействие между большим количеством отдельных компонентов позволит вырабатывать решения, которые ранее было невозможно запрограммировать на производственных установках. В физике и биологии мы называем это явление «проявлением». Наглядный пример этому - муравейник, где каждое насекомое по отдельности не является особо интеллектуальным, но когда одновременно взаимодействует большое количество муравьев, они могут вырабатывать удивительные решения по поиску пищи и защите от хищников. В сущности, целое всегда больше суммы его частей. Это явление также используется в «Индустрии 4.0». В случае повреждения компонента или полного выхода из строя детали оставшиеся рабочие компоненты совместно разрабатывают какой-то процесс самовосстановления, определяющий факт повреждения, оценивающий размер этого повреждения, находящий альтернативные решения для текущей производственной задачи и выдающий разрешение на проведение соответствующих работ по ремонту или техобслуживанию, которые, конечно же, будут проводиться квалифицированным персоналом, как и прежде.

Для этого требуется высокоэффективный обмен информацией аналогично процессу в муравейнике. И как эта проблема решается в Индустрии 4.0?

- Важным фактором успеха Индустрии4.0являетсяинтеллектуальная интерпретация информации об окружающей среде. Соответственно, здесь ключевую роль играет программное обеспечение. Оно должно не только регистрировать данные, получаемые от датчиков, и передавать их в виде двоичной последовательности, но также и иметь представление о содержании в конкретном контексте.

Для этой цели программное обеспечение на производстве будущего будет также наделено системой концепций, обеспечивающей четкое описание функций системных компонентов, производственных задач, состояний и событий. Таким образом, Индустрия 4.0 будет способствовать развитию высококачественного семантического взаимодействия, которое будет понятно не только сотрудникам предприятия, но также и заводскому оборудованию. Для того чтобы это заработало, нам нужны унифицированные описательные языки и Интернет в качестве коммуникационной платформы на предприятии. На смену сегодняшнему хаосу, создаваемому бесчисленными шинными системами, придет единый стандартный общемировой протокол - Интернет-протокол, реализуемый в реальном времени по сети WLAN или Ethernet.

- То есть Индустрия 4.0 будет использовать Интернет для обмена данными между системными компонентами?

- Совершенно верно.Именно поэтому в данномконтексте мы говорим об «Интернете вещей». Для некоторых машин web-серверы уменьшены до размеров кусочка сахара, при этом они выполняют свои функции и могут обмениваться данными с заготовками во время проведения технологических процессов. В Индустрии 4.0 заготовку можно будет забирать с мобильного носителя и передавать производственному компоненту, который способен наиболее быстро провести следующий необходимый технологический этап при минимально возможных затратах, аналогично тому, как поставщики услуг делают свои предложения на реальном рынке. Технологическая цепочка, создаваемая таким образом для каждой заготовки, в некотором роде напоминает заданное перемещение по предприятию. Такая система обеспечивает высокий уровень гибкости, надежности и устойчивости Индустрии 4.0. В изменяемой производственной среде Индустрии 4.0 необработанная деталь будет сообщать системе о том, что нужно сделать с ней и изготовить из нее. Системный компонент должен, в свою очередь, передавать продукту информацию о выполняемых им функциях. После этого продукт принимает решение, нужна ли ему эта функция, и если нужна, то в каком виде он примет данную функцию и сохранит данные о ней в своей семантической памяти.

- Это уже существует в промышленности?

- Да,эта концепция уже реализуется в некоторыхобластях логистики. Например, продукт с заданной максимальной температурой в холодильной камере может во время транспортировки контролировать температуру окружающей среды с помощью киберфизических систем, установленных в упаковке. При превышении заданного предела упаковка генерирует сигнал и посылает его, например, в систему грузового автомобиля-рефрижератора. При получении сигнала система автомобиля может отреагировать и понизить температуру. Данная технология уже применяется при транспортировке пакетов с плазмой крови. В данном случае главное преимущество заключается в непосредственной связи объекта с системой управления климатом без вмешательства человека.

- Сколько времени пройдет до того момента, когда первые промышленные предприятия Индустрии 4.0 начнут работать, и можно ли преобразовать или обновить также и существующие предприятия?

- Большое преимущество Индустрии4.0состоит втом, что она может внедряться поэтапно. С киберфизическими системами можно преобразовать предприятие без остановки его производства. Это предполагает оснащение необходимыми датчиками, установку системных компонентов с миниатюрными серверами и замену шинной системы. То есть можно начать с отдельных машин, а затем уже преобразовать весь завод. То, что говорится о «четвертой промышленной революции», в действительности является эволюцией машин. Хотя Индустрия 4.0 еще и не реализована в промышленных масштабах, но партнеры из научно-исследовательских организаций и промышленных секторов усиленно работают для того, чтобы воплотить его в реальность.

В Немецком исследовательском центре искусственного интеллекта (DFKI) в Кайзерслаутерне, находящемся в юго-западной части Германии, мы уже несколько лет эксплуатируем первое в мире умное производство в качестве «живой» лаборатории. Данное производство - эталонная архитектура для Индустрии 4.0. Первые предприятия, полностью согласующиеся с принципами Индустрии 4.0, заработают самое раннее через пять лет. Дела идут быстрее с преобразованием и модернизацией существующих предприятий. Здесь можно предположить, что первые предприятия начнут функционировать на основе определенных киберфизических принципов производства через 2-3 года.

- Будут ли люди все еще востребованы в промышленном производстве будущего?

- Больше,чем когда-либо.Невозможно изготовитьсложные штучные продукты высшего качества без труда квалифицированных рабочих. В Индустрии 4.0 технологические процессы будут выполняться со скоростью, задаваемой рабочими, и никак иначе, не так, как это происходит сейчас в случае централизованного управления. При этом некоторые выполняемые людьми задачи будут отличаться от современных задач. Новое поколение легких интеллектуальных роботов будет работать совместно с персоналом. В Индустрии 4.0 роботы будут активно взаимодействовать с людьми, поскольку благодаря своим интеллектуальным датчикам они будут наделены «избегающим» поведением, как у человека, и, соответственно, они больше не будут представлять опасность для людей. Понимая свое окружение, роботы смогут оценивать даже сложные ситуации и в качестве вспомогательных производственных систем оказывать поддержку сотрудникам в выполнении ручной работы. В этом отношении компания Festo является первопроходцем благодаря своим исследованиям в области бионики. Группа компании, занимающаяся бионными разработками, сделала большой шаг вперед, создав системы Bionic Handling Assistant и ExoHand.

В конце концов в выигрыше от Индустрии 4.0 будут исключительно люди.

Для справки

Профессор Вольфганг Вальстер

Доктор компьютерных наук, занимается исследовательской работой и выступает с лекциями по искусственному интеллекту в Саарландском университете. Вольфганг Вальстер является Главным исполнительным директором, а также Директором по технической и научной работе в Немецком исследовательском центре искусственного интеллекта (DFKI) в Кайзерслаутерне, Саарбрюккене, Бремене и Берлине. Являясь членом научно-исследовательского союза при Федеральном правительстве и Председателем Высшего консультативного органа в Евросоюзе в области Интернета будущего (программа FI-PPP), он консультирует европейских политиков.

Понятие Четвертой индустриальной революции (Индустрия 4.0)

Пропагандистский миф или «знак беды»

«Четвертая промышленная революция», для краткости 4ПР, позиционируется как массовое внедрение роботизации и цифровых технологий управления, что снизит зависимость промышленности от стоимости рабочей силы и даст дополнительный импульс локализации реального сектора. Фактически 4ПР является глобализацией и универсализацией принципов «распределенного» производства и доступа к финансам. Не больше, но и не меньше. И ничего принципиально нового в таком подходе нет: его ключевые элементы апробировались еще в 1980-х годах и на производственном, и на управленческом уровне .

Нет новой энергетической платформы. Мы пользуемся примерно теми же самыми энергетическими платформами, что и 30 лет назад, причем разрекламированные «альтернативные» источники энергии в действительности являются и самыми архаическими (не считая вопроса об их рентабельности).
Нет новой транспортной платформы. Используются в основном технологии 1980-х годов, даже в области освоения космоса. Несмотря на сдвиги в социальной доступности отдельных видов транспорта (прежде всего скоростного), стратегического рывка не произошло. Снижение логистических издержек достигается в основном за счет организационных мер.
Не произошло массового внедрения принципиально новых материалов. В области новых материалов и создания новых свойств для старых материалов есть подвижки, но ничего глобально-революционного на практике не происходит.
Не просматривается революционных сдвигов в области энергоэффективности производства. Хотя есть некоторые, подчеркнем, эволюционные сдвиги в снижении энергоемкости социальной жизнедеятельности, которые, впрочем, не всегда являются адекватными с точки зрения «стоимость-эффективность».

Рассмотрим принципы одной из ключевых экономических новаций 1980-90-х – Toyota Production System. Если отставить в сторону идеолого-мотивационную часть («кайдзен»), в основном они затрагивают сервисные, логистические и управленческие составляющие производственного процесса. Принципы «Тойоты», в сущности, и есть управленческая постиндустриальность, т.е. управление не столько ресурсами, сколько временем и пространством, ключевыми составляющими постиндустриального мира. Этот подход абсолютно соответствует идеям 4ПР.

Со стратегической точки зрения совокупный эффект изменений 1980-х годов был больше. Но их не считали способными изменить суть экономических отношений. И совокупность этих изменений не рассматривалась как глобально катастрофическое событие, которое может похоронить весь предшествующий экономический порядок. Налицо всего лишь предпосылки для перестройки некоторых, но далеко не всех аспектов в функционировании реального сектора мировой экономики. Что неизбежно будет иметь серьезные социальные последствия. Но само по себе это революцией не является.

С точки зрения стратегического эффекта развитие «цифровой экономики» и 4ПР являются не столько взаимодополняющими, сколько взаимно конкурирующими моделями дальнейшего развития глобальной экономики. Особенно с позиций точек изъятия и моделей перераспределения «инвестиционной ренты». В «цифровой экономике» ключевым видом «производства» становится возможность генерации «ренты» из инвестиционного «воздуха». В 4ПР источником инвестиционной ренты остаются вполне реальные ресурсы и производства.

По сути, никакой реальной технологической – да и экономической – базы для 4ПР именно как для «революции в промышленности» не существует. В глобальной «повестке дня» сейчас вообще стоят только два аспекта, которые можно рассматривать в качестве подлинно «революционных»: новая глобальная логистика и новые технологии глобальных финансов.

Но до момента, когда новая логистика (новый Транс-американский канал, Великий шелковый путь, транспортный коридор «Север-Юг», система трубопроводов в обход экономических лимитрофов, Трансафриканский транспортный коридор) начнет играть по-настоящему глобальную роль, должно пройти еще 5-7 лет. Естественно, при условии, что противодействие этим проектам не перейдет в открыто силовую фазу. А пока «новая логистика» остается лишь политико-информационным фактором.

Единственным элементом 4ПР, который на практике имеет «революционное» значение, является вопрос о кардинальной перестройке финансовых коммуникаций и финансово-инвестиционных отношений в современной экономике.

Возникает, однако, главный вопрос: а что является фокусным объектом инвестиционных процессов в ходе 4ПР? Безусловно, на начальном этапе потребуются большие инвестиционные ресурсы для технологического обновления существующих активов и для решения неизбежных социальных вопросов, которые в связи с этим возникают. И первые 5 лет «революции» могут быть вполне инвестиционно благоприятными, хотя и социально крайне опасными – и, вероятно, чреватыми серьезными издержками в развитых странах индустриального мира, где сочетаются относительно высокий уровень жизни и сохранение индустриальной структуры общества.

Индустриальные страны составляют значительную часть не только развивающегося мира, но и Европейского союза, начиная с Германии , где структура экономики соответствует индустриальной модели даже в большей степени, чем в России , и заканчивая Италией. Не говоря уже о Польше или Испании . Вместо разделения между «северным» и «южным» флангами ЕС возникает водораздел по критерию индустриальный/постиндустриальный. И он может оказаться гораздо политически резче и социально острее.

На временном «лаге» в 5-7 лет, а в историческом плане это – крайне близкая перспектива, возникает риск формирования «пузыря», при котором даже «извлекаемые» из финансовых спекуляций ресурсы не смогут найти экономически обоснованных активов для инвестирования. Ведь одним из важнейших положительных обстоятельств 4ПР провозглашается быстрая и относительно комфортная в экономическом и управленческом плане система, позволяющая осуществлять быструю операционную переналадку. Нивелируется задача периодического полного обновления основных фондов, наиболее капиталоемкий элемент современного реального сектора.

Именно поэтому ключевым компонентом 4ПР является не модернизация как таковая, а географическое каскадирование технологических процессов, а также масштабирование производства в зависимости от размера и динамики рынков. И это, кстати, будет, большим вызовом для постсоветского пространства.

Но тогда система расчета конкурентоспособности, характерная и для индустриального, и для постиндустриального капитализма, уже неактуальна. Основой становится не эффективность, возведенная в рамках финансово-инвестиционного капитализма в ранг высшей ценности, а адаптивность, способность быстро адаптироваться к изменяющимся и качественно, и количественно рынкам, доступным с точки зрения экономически оправданной логистики. А это – совершенно иная картина не только с точки зрения глобальных вопросов, связанных с перераспределением технологической и логистической ренты, но и практического планирования инвестиций.

Встает вопрос: а куда должен быть направлен инвестиционный поток. «В первом приближении» таковыми видятся следующие направления:

Географическая мобильность активов. Компактные безлюдные предприятия вне признанных и обеспеченных промышленных центров. Резкое снижение требований к логистическому обеспечению. Переход к «лего-сборке». Основным инвестиционным фокусом в таком случае становится инжиниринг и адаптация производства под потребности регионов или макрорегионов (глокализация).
Базовые технологические решения. Ключевая технологическая рента будет возникать и взиматься именно на уровне базовых технологий, а также разработки и выпуска ключевых компонентов, вклад которых в общую стоимость продукции может быть и невелик.
Человеческий капитал. Организация социально-производственного (а не просто производственного) пространства вокруг активов и социально-обеспечивающей и торговой инфраструктуры 4ПР. Но масштабы данной потенциальной «сферы инвестиций» вряд ли слишком велики – обустраивать придется скорее инфраструктуру продаж, но не выпуска продукции.

Провозглашаемая промышленная революция – это почти возврат к ремесленному адаптивному, кастомизированному производству, но – и это очень важно – при снятии ограничений на доступ к инвестиционным ресурсам и при резком повышении «связности» технологических и операционных процессов, которая достигается за счет широкого использования технологий «блокчейн» помимо финансового сектора. «Фабрично-индустриальная» модель утрачивает преимущество масштаба, которое уже в первой половине «нулевых» было одним из ключевых.

Даже поверхностное рассмотрение вопроса о 4ПР подводит нас к выводу: дело точно не в промышленности, а, прежде всего, в финансовом и логистическом обеспечении. А также возможности окончательного отрыва управляющего звена от активов.

Если пользоваться советской парадигмой, то из неизменной триады «директор-парторг-главный инженер» востребованным в рамках новой системы остается, как ни странно, «парторг», функцией которого будет обеспечение социальной стабильности на производстве. «Директор» (не в смысле должности, а в смысле функции) может стать столь же «удаленной» фигурой. Такой, как сейчас является «акционер». А «главный инженер» может быть частично автоматизирован (диагностика), частично переведен на аутсорс (смена инжинирингового решения).

Да и само понятие «собственность» в новой экономике становится, как минимум, «мозаичным». Но если собственность «мозаична», то насколько можно говорить о сохранении традиционного подхода к инвестициям? Насколько в принципе возможны инвестиции в собственность, реальный бенефециар, которой существует только в «дисперсном виде» в сети блокчейн? Можно ли в такую собственность инвестировать ресурсы, ликвидные за пределами виртуальных финансов?

Важно и то, что сформированные в последние годы в глобальной экономике «инвестиционные циклы» оказались обременены гигантским объемом инвестиционных дериватов и суррогатов. Чрезмерную роль стали играть экономические приоритеты с искаженной рыночной мотивацией. Например, стимулирование инвестиций в страны с большой безработицей и дешевой рабочей силой. Классические примеры: Бангладеш, страны Африки, Пакистан , Индия . Но стоит вспомнить и индустриальную часть Латинской Америки, ряд стран АТР, отнесенных к «промышленным «тиграм».

Констатируем: в условиях избыточной «гуманитаризации инвестиционных приоритетов» реализовывать принципы 4ПР крайне затруднительно. Чтобы успешно как минимум начать «четвертую промышленную революцию», хотя бы в том системно неполноценном виде, как она в настоящее время трактуется, придется осуществить дегуманитаризацию инвестиционного, а затем – и операционного пространства. Говоря проще, операционное пространство 4ПР должно стать «социально безответственным».

Но тогда идеальным пространством для «революции» становится «инвестиционный пустырь», где нет депрессирующего социально-гуманитарного обременения.

Для 4ПР понадобится «расчистка» пространства ранее сложившихся социально-экономических обязательств и обнуление инвестиционных циклов, сформированных в последние 25-30 лет. Начиная с перевода отношений между «условным Западом» и Китаем в русло исключительно экономического конкурентного взаимодействия. «Китай » – также условное понятие, в котором КНР выступает как доминирующий центр более широкого индустриального пространства. Отношения Запад-Китай и составляют ключевой «инвестиционный цикл» в современной экономике, который стал слишком экономически «громоздким», обрастая различными «политическими обременениями». Но «обнулить» этот цикл без глобальных последствий – невозможно

Отсюда вопрос: а не является ли навязывание идеи о близости и неизбежности новой промышленной революции частью подготовки к глобальному инвестиционному дефолту? И именно это скрывается под цветистым термином «революция». Ведь только после этого дефолта, после неминуемой (хотя и временной) регионализации глобальных финансов возникнет возможность оценить последствия и перспективы новой ситуации не с точки зрения лозунгов 4ПР, которые сами по себе привлекательны, а с точки зрения их реального социально-экономического содержания.

) рассказали об опыте своей компании на пути к IKEA Industry Lithuania, System Air, Dovista A/S – лишь несколько скандинавских компаний, которые решили начать новый бизнес в Литве. Подробнее .

Со времен первой промышленной революции технологические достижения позволили значительно увеличить производительность промышленности. Паровые двигатели снабжали энергией заводы в XIX веке, электрификация привела к началу массового производства в начале ХХ века, а в 70-х годах XX века в промышленность пришла автоматизация. Однако в последующие десятилетия технологический прогресс в области промышленного производства не отличался своей масштабностью, особенно по сравнению с прорывами в области информационных технологий, мобильной связи и Интернет-коммерции.

Сегодня мы наблюдаем приход четвертой промышленной революции, известной также под термином «Индустрия 4.0 », ключевыми аспектами которой являются 9 фундаментальных технологических достижений современности. В рамках концепции Индустрии 4.0 различные датчики, оборудование, продукция в производстве и информационные системы объединятся в рамках производственной цепочки, выходящей за пределы одного предприятия. Эти взаимосвязанные комплексы, так называемые киберфизические системы, будут взаимодействовать друг с другом через Интернет на основе стандартных протоколов, а также самостоятельно собирать и анализировать данные, чтобы прогнозировать отказы, самостоятельно настраиваться и адаптироваться к изменениям внешней среды. Это в свою очередь увеличит производительность, даст толчок развитию экономики, будет способствовать промышленному росту, а также изменит требования к профессиональным навыкам персонала предприятия, что, в конечном счете, повысит уровень конкурентоспособности компаний и регионов.

Мы рассмотрим основные технологические концепции, составляющие основу 4-ой промышленной революции, и выясним, в чем заключаются их преимущества для предприятий-производителей высокотехнологичной продукции.

9 компонентов Индустрии 4.0.

Многие современные производители уже применяют на своих предприятиях отдельные технологии, которые формируют основу Индустрии 4.0 . Их объединение в рамках единой концепции позволит преобразить производство: полностью интегрированный и оптимизированный технологический поток со значительно возросшей эффективностью всех этапов меняет отношения не только между производителями и заказчиками, но и между человеком и машинами.

Цифровое моделирование.

В настоящее время 3D моделирование объектов, материалов и производственных процессов широко используется на этапе разработки нового продукта. В будущем же эта технология будет широко использоваться и в процессе производства, что позволит в реальном времени использовать актуальные данные для представления физического мира в виде виртуальной модели, включающей в себя оборудование, изделия в производстве и персонал предприятия. Таким образом, значительно сократится время настройки оборудования и увеличится качество выпускаемой продукции.

Опыт «Совтест АТЕ»

По завершении разработки продукт передается на производство, на этом этапе возникает большая вероятность того, что при первом прогоне обнаружатся какие-либо ошибки разработки или технические решения, которые не совместимы с технологией производства. Приняв в производство такой продукт, заготовив для него оснастку, на выходе мы можем получить частично или полностью неработающее изделие. Или, например, для его изготовления потребуется менять технологии, закупать новое оборудование, перестраивать процесс производства. Все это приводит к дополнительным затратам на производство.

Чтобы избежать подобной ситуации на собственном производстве, в компании «Совтест АТЕ» установлен программный продукт Valor MSS Process Preparation фирмы Mentor Graphics с встроенным программным модулем DFA-анализа (Data Flow Analysis – анализ потока данных), который позволяет проверить технологичность и оценить возможность сборки изделия с использованием существующих ресурсов на производстве. Модуль проводит симуляцию сборки и выполняет аналитические тесты на технологичность и тестопригодность. Кроме того, при подключении к базе данных компонентов VPL (Valor Part Library) модуль сопоставляет физические размеры компонентов (габариты, размер и шаг выводов), указанных разработчиком, с размерами реальных компонентов. Выявленные программой замечания можно исправить до изготовления оснастки и запуска производства.

Большие данные и бизнес-аналитика

Аналитика, основанная на работе с большим объемом данных, лишь недавно внедренная в сферу промышленного производства, позволяет оптимизировать качество продукции, экономить энергию и повысить работоспособность оборудования. В контексте Индустрии 4.0 сбор и всесторонняя оценка данных, полученных из разных источников – от производственного оборудования, ERP- (Enterprise Resource Planning) и CRM-систем предприятия (Customer Relationship Management), – станет стандартным инструментом для поддержки принятия решений в реальном времени.

Опыт «Совтест АТЕ»

На предприятии «Совтест АТЕ» сбор информации для анализа и оптимизации процесса производства осуществляет MES-система (система управления производством), технические средства которой позволяют собирать, сохранять и обрабатывать следующую информацию:

Работа оборудования: время работы, простоя и их причины
Работа персонала: статистика по производительности, ритмичность работы
Информация по найденным дефектам и их исправлениям, включая информацию по способу их обнаружения, о ресурсах и персонале, участвующих в их исправлении.

Вся собранная информация предоставляется в виде отчётов, которые могут отображаться в текстовой, табличной или графической форме.

Анализируя представленные отчёты и используя модуль по планированию производства, можно:

определить загруженность ресурсов и персонала для последующей оптимизации;
обнаружить узкие места на производстве и принять меры для их устранения;
определить наиболее часто повторяющиеся дефекты с предположительным местом (процессом) их возникновения для последующего анализа причин возникновения и принятия мер для их предотвращения;
контролировать сроки выполнения заказов и планировать работу производства для следующих заказов.

Данная информация помогает определить состояние дел на производстве и принять меры по его оптимизации и повышению его эффективности.

Автономные роботы

Промышленные роботы уже долгое время используются на крупных предприятиях в различных отраслях промышленности для выполнения сложных задач. Но сегодня роботы всё больше становятся функционально независимыми, гибкими и исполнительными по сравнению с их предшественниками. Со временем они начнут взаимодействовать друг с другом и не только спокойно работать бок о бок с человеком, но и обучаться. В будущем такие роботы будут стоить меньше, но обладать большими возможностями, чем те, что используются на производстве сегодня.

Горизонтальная и вертикальная интеграция систем

Большая часть из огромного количества использующихся в настоящее время информационных систем не являются полностью интегрированными. Индустрия 4.0 требует пересмотра отношения к этим сетям. Необходима полная интеграция всех процессов деятельности (коммерческих и производственных). Для этого важно наладить тесное взаимодействие не только на различных уровнях (департаментах) внутри предприятия, но также и между различными предприятиями-партнерами по производственному циклу.

Промышленный Интернет вещей

Сегодня лишь часть датчиков и оборудования на производстве объединены в одну сеть. Причем это, как правило, объединение в рамках классических иерархических структур, в которых датчики, периферийные устройства и автоматические контролеры подчинены единой вертикальной системе управления производством. Но с развитием промышленного Интернета вещей, все больше устройств будут оснащаться вычислительными мощностями и стандартными сетевыми протоколами. Таким образом, оборудование будет самостоятельно обрабатывать данные, взаимодействовать между собой на низовом уровне и лишь по необходимости обращаться к централизованной управляющей системе.

Информационная безопасность

Многие компании до сих пор используют закрытые, не подключенные к глобальной сети системы управления производством. С увеличением сетевого взаимодействия и использования стандартных протоколов растет и потребность в обеспечении информационной безопасности основных промышленных систем и производственных линий. В результате неотъемлемыми критериями кибербезопасности становятся защищенный доступ, надежная связь, а также тщательный контроль доступа оборудования и пользователей к сетям управления.

Облачные технологии

Некоторые компании в своей работе уже частично используют облачное программное обеспечение, но с развитием Индустрии 4.0 данная технология будет применяться для решения большего количества задач. Со временем качество технологии облачного хранения улучшится, время получения отклика сократится до миллисекунд, и даже работа систем управления производственными процессами в будущем будет основываться на облачных технологиях.

Аддитивное производство

Промышленность только начала осваивать возможности аддитивных технологий, такие, как, например, применение 3D-печати для прототипирования и производства отдельных деталей. С приходом Индустрии 4.0 методы аддитивного производства будут широко использоваться для мелкосерийного производства уникальной продукции. Например, предприятия аэрокосмической промышленности уже начинают применять аддитивные технологии для создания новых воздушных судов, снижая их вес, и тем самым, сокращая расход сырья и материалов.

Дополненная реальность

Системы дополненной реальности могут применяться для различных целей: например, при выборе частей на складе или для отображения инструкций по ремонту и обслуживанию техники на портативных устройствах. Такие системы только начали развиваться, но в будущем станут широко использоваться для предоставления работникам актуальной информации, помощи в принятии решений в режиме реального времени и выполнении различных задач. К примеру, можно будет получить инструкцию по замене детали в неисправной системе непосредственно в момент ее осмотра с помощью очков дополненной реальности.

Влияние Индустрии 4.0

В целях формирования правильного представления о том, какой вклад может внести внедрение Индустрии 4.0 в различные отрасли промышленности, ведущей консалтинговой компанией Boston Consulting Group был проведен анализ деятельности ведущих мировых компаний Европы, США и Азии в рамках этой концепции. Результаты показали, что четвертая промышленная революция благоприятно повлияет на 4 показателя:

Производительность. В ближайшие 10-15 лет Индустрия 4.0 будет освоена значительным числом компаний, повысив производительность компаний только в Германии на 90-150 миллиардов евро. Операционные расходы на производство, исключая стоимость сырья и материалов, снизятся примерно на 15-25 %. Полная себестоимость изделий (с учетом материалов) сократится на 5-8%. Однако эти показатели могут меняться в зависимости от того, в какой отрасли занята компания. Предприятия, серийно производящие промышленную продукцию, смогут достигнуть еще большего увеличения производительности (на 20-30%), автопроизводители же могут прогнозировать рост до 10-20%.
Рост выручки. Внедрение Индустрии 4.0 также будет способствовать увеличению дохода. Необходимость оснащения предприятий современным оборудованием и новейшими информационными приложениями, а также повышение спроса потребителей на более широкий спектр новых товаров в будущем добавит к росту ВВП промышленно развитых стран до 1% в год.
Занятость населения. По данным проведенного анализа, уровень занятости населения под влиянием внедрения Индустрии 4.0 увеличится на 6% уже за первые 10 лет. А что касается сектора разработки механических и инженерных решений, то здесь рост спроса на персонал может достигнуть 10%. Однако, будут востребованы специалисты с новыми профессиональными навыками. В краткосрочной перспективе тенденция к большей автоматизации вытеснит низкоквалифицированных рабочих, которые в основном выполняют несложные повторяющиеся задачи. В то же время, широкое использование программного обеспечения, различных средств связи и аналитики увеличит спрос на персонал со знаниями в области программирования и IT технологий, например, на специалистов в области мехатроники. Приспособление к изменениям в требованиях к квалификации сотрудников является одной из ключевых задач развития предприятий.
Инвестиции. Предполагается, что адаптация производственных процессов под концепцию Индустрии 4.0 потребует от компании инвестиций в размере 1-1,5% ее дохода в течение десяти лет.

Кроме того, Индустрия 4.0. непосредственно повлияет не только на производителей и их трудовые ресурсы, но и на компании, которые поставляют производственные системы.

Недавно в Москве состоялась конференция Tadviser Summit, посвященная использованию современных информационных технологий, на тему «Государство. Бизнес. ИТ». На одной из секций выступал Владислав Беляев, директор по ИТ группы «Черкизово», который рассказал о реализации проекта по строительству монозавода-робота по производству сырокопченых колбас. Сегодня он более подробно делится проектным опытом, а также описывает системное решение поставленных задач в рамках концепции «Индустрии 4.0».

Мясной рынок в России высококонкурентный, это касается и производства колбас. Рынок сильно сегментирован; по приблизительной оценке, у основных игроков доли рынка составляют где-то примерно 5-7%. Группа «Черкизово» работает давно и весьма успешно, выросла из Черкизовского мясоперерабатывающего завода, является одним из лидеров рынка сырокопченых колбас в России (более 20%). Группа старается выдерживать оптимальное соотношение цена/качество для потребителя.

Несколько лет назад мы поняли, что, если хотим выделиться, удержать и увеличить долю на рынке, нужно реализовать какое-то смелое решение. Встал вопрос: как развиваться и конкурировать дальше?

Было принято решение развивать стратегию с упором на качество и реализовать проект по производству колбас (в основном из своего сырья). В 2017 г. на Петербургском экономическом форуме мы подписали соглашение с Московской областью о строительстве нового высокотехнологичного завода по производству сырокопченых колбас.

Производство этого вида продукции очень сложное и трудоемкое, оно основано на соблюдении строгой рецептуры. Необходимо на всех этапах четко отслеживать качество продукции, что из-за сложности технологии изготовления достаточно трудно. Требуется строго следовать рецептурам - здесь большую роль играет человеческий фактор в производстве (как сознательные, так и случайные ошибки): не та пропорция ингредиентов, не та влажность задана и т.д. Это приводит к тому, что качество продукции может получиться разным. Если возникает какое-то нарушение, в старых схемах производства непросто найти «узкое место», где возникла ошибка или нарушение (рецептуры, качества и т.д.). Поиск причин нарушения качества при контроле готовой продукции на выходе на старых заводах относился к весьма творческой, сложной и трудно формализуемой задаче - то ли сырье не соответствующее, то ли была нарушена рецептура, может, еще какие-то факторы сказались. А ведь потребителю необходимо гарантированное, понятное качество продукции.

Было принято решение построить новый монозавод-робот в Кашире производительностью 80 тонн в сутки, который занимался бы производством только сырокопченой колбасы. Выбор местоположения завода не случаен: в Кашире у группы «Черкизово» имелся участок земли и производственные здания, поэтому было возможно в достаточно короткие сроки реализовать этот проект. Расположение завода удачное с точки зрения логистики, потому что пока Москва для нас является основным рынком сбыта, хотя работаем по всей России, но на Москву и область приходится около 20% наших продаж. Кроме того, нам удалось договориться с Московской областью о взаимном сотрудничестве и поддержке. Мы подписали соглашение и получили ряд льгот, в том числе налоговых.

Таким образом, стратегия была сконцентрирована на качестве продукции, и основными задачами, которые должен был решить новый завод, стали:

прямая цепочка производства одного вида продукции - сырокопченых колбас;

уменьшение человеческого фактора в процессе производства и связанных с этим фактором ошибок - минимальное присутствие человека на производстве;

уменьшение различных рисков безопасности в производстве;

полная интеграция всех бизнес-процессов. Контрольные точки должны быть интегрированы как на микро- (производство, переделы), так и на макроуровне предприятия (выполнение договоров, целей по объему производства и т.п.).

Завод-робот - воплощение концепции «Индустрии 4.0»

Целостная концепция проекта по строительству нового завода родилась достаточно органично, и уже потом пришло осознание, что этот проект реализуется в рамках философии «Индустрии 4.0». Была поставлена цель: спроектировать такой завод-робот, которому в буквальном смысле слова можно задать задачу выпустить столько-то тонн продукции по определенным рецептурам в выбранной упаковке, а далее все расчеты и работу он проведет качественно и в срок, то есть система сама поймет, что для этого нужно сделать. Это позволяет гибко подстраиваться под спрос по количеству и рецептуре.

Об «Индустрии 4.0» сейчас много говорится. Такого завода в области переработки мяса нет в Европе и, возможно, в Америке (может быть, есть, но нам не показали). Он по-настоящему уникальный. Многие думают, что это просто завод-робот. Но это лишь одна из граней. Задание на производство заводу-роботу можно выдавать в понятных терминах (рецептуры, упаковки, сорт колбасы и т.д.), а не в терминах систем и оборудования.

Каждый вид промышленного производства начинался со смены парадигмы и технологий, что приводило к очередной промышленной революции, к смене в целом технологического уклада и другому характеру экономических отношений: эпоха пара и механизации части работ - первая промышленная революция, затем использование электричества и переход к конвейерному производству - вторая революция, третья революция связана с использованием компьютеров и роботов, четвертая - с использованием так называемых кибер-физических систем. Последняя получила условное название «Индустрия 4.0».

Что подразумевает эта концепция? Ведь роботы были и 30 лет назад, во время третьей промышленной революции. В сегодняшней парадигме, по сути, идет объединение в одном решении роботов, искусственного интеллекта, датчиков, программного обеспечения, которые в своей совокупности образуют так называемую кибер-физическую систему. Роботы, автоматические линии и системы (ERP, MES, WMS) работают в единой цепочке под общим управлением. Что было на уже ставшем классикой производстве, использующем ERP-систему (пусть даже самую мощную)? Да, «зашиты» алгоритмы, позволяющие автоматизировать различные области деятельности и связать их с собой. Но все равно сильную роль играет человеческий фактор.

Простой пример: алгоритм ERP рассчитал остатки на складе, они вошли уже в функцию расчета объемов закупки, но пока все это рассчитывалось, какому-то сотруднику или подразделению банально не хватило детали, каких-то полуфабрикатов и т.д. Что делает сотрудник? Решает проблему - идет на склад, просит выдать в производство то, что ему срочно нужно. И все - остатки на складе другие. А если таких ситуаций много? Идет накопление ошибок в расчетах ERP в связи с изменившимися данными по факту. То есть в любом случае возникают отклонения, и они могут выходить за пределы допустимых, так как жизнь вносит свои коррективы, производство - тоже живой организм. ERP работает с виртуальными данными, со «стерильным» миром цифр. А философия «Индустрии 4.0» свела воедино физические объекты (продукцию, оборудование, сырье, полуфабрикаты и т.д.) и систему ERP.

А как решается проблема в новой концепции? Все оборудование связывается с системой ERP напрямую, все малейшие движения контролируются и видны в режиме онлайн. И ERP «видит» реальные остатки на складе, отклонения фактически сводятся к минимуму, все сырье и полуфабрикаты на последующие производственные переделы передаются автоматически, без участия человека. Количество ошибок, связанных с человеческим фактором, минимально. То есть роботы общаются между собой и с ERP, и если раньше, при классическом варианте ERP-системы, было огромное количество датчиков, собиравших показания, а люди были мостиком между системой и роботами, то здесь роботы общаются не только между собой, они встроены в саму ERP-систему. Таким образом, производственное задание система выдает сразу роботам: сколько мяса надо положить в мешалку, сколько прошло по конвейеру, сколько батонов колбасы попало в набивку.

Залог успешной реализации проекта - в его продуманной организации

Мы начали готовить проект в начале 2015 г. А уже в 2016 г. группа «Черкизово» стартовала и в 2018-м закончила строительство нового монозавода по производству сырокопченых колбас в Кашире (МО).

Строительство было начато в буквальном смысле с «чистого поля» и завершено в течение двух лет, завод имеет линейную производственную цепочку, что упрощает роботизацию. Завод вводится в эксплуатацию 18 июля. Сейчас идет этап опытно-промышленной эксплуатации.

Перед началом проектной работы мы изучали мировой опыт - посещали мясоперерабатывающие заводы в Германии, Австрии, Испании, Италии, Швейцарии, Чехии. Зарубежные коллеги охотно делились опытом, этот обмен знаниями во многом был основан на личных контактах. Есть некая «цеховая» солидарность, так что бенчмаркинг был успешным. Итогом ознакомительных поездок и изучения лучших практик в подобных производствах был масштабный анализ предложений производителей оборудования, современных многофункциональных роботов. После накопления опыта был сделан черновой план проекта завода, над ним работали как свои специалисты, так и на аутсорсинге (российские и зарубежные консультанты, эксперты разных профилей, подрядчики). Это было плотное совместное участие, командная работа большого числа своих и привлеченных специалистов. В итоге было выбрано оборудование десяти производителей из разных стран (Италии, Испании, Германии, Японии и др.). Надо отметить, что глубокий анализ отрасли в России и за рубежом показал: таких комплексных решений «под ключ» ни у кого не было, ни у одного производителя оборудования. Мы бы с удовольствием взяли за основу готовое системное решение по производству монопродукта с большим объемом производства, но никто не смог предложить ничего подобного.

Поэтому и была создана многофункциональная проектная группа, задачей которой было собрать решение в единый завод из мозаичных решений, предлагаемых на рынке оборудования, то есть предложить комплексное интегрированное решение по производству. Это была творческая работа, со множеством итераций: проект «перерисовывался», возвращался на доработку, многократно обсуждался.

Итогом колоссальной годовой работы проектной группы стало разработанное ключевое техническое задание. Работа была очень эффективной, и отклонения по финансам, инвестициям, срокам, техническим характеристикам вписались в допустимые пределы. Проект, конечно, очень масштабный и по инвестициям, они составили порядка 7 млрд руб. Успешность проекта во многом связана еще и с тем, что и руководство, и акционеры, и сотрудники вложили в него много сил.

Само по себе решение можно с полной ответственностью отнести к ноу-хау, так как компоновка столь «разношерстного» оборудования от разных производителей с абсолютно отличающимся программным обеспечением ставила задачи инновационного характера. В процессе анализа оборудования оказалось, что да, оно качественное и с хорошими характеристиками, то есть уровень «железа» очень высок, но есть проблемы с идущим в комплекте с оборудованием программном обеспечением, это во многом «вчерашний день». Более того, чтобы связать оборудование разных производителей, надо в любом случае перепрограммировать его. Были сформулированы технические задания силами проектной группы, и это задание было выдано зарубежным производителям, фактически наши специалисты их обучали в этом плане. Было очень много встреч и поездок к производителям оборудования. Они, конечно, немного возмущались, не хотели что-то менять, но потом убедились, что мы правы и предлагаем разумные решения по модификации их программного обеспечения. Думаю, это и для них был огромный позитивный опыт участия в таком проекте.

А для нас было приятной новостью то, что западные специалисты могут сделать отличное оборудование, но связать его в подобное единое мощное решение из разных элементов с разными интерфейсами не могут. Наша проектная команда и специалисты с этим успешно справились. В этом заключается настоящее ноу-хау нашего проекта - в его системности.

Новое системное решение - новая технология производства

Продукция производится из нашего сырья, в том числе охлажденного, из наших хозяйств (они находятся по всей стране), поэтому мы можем гарантировать качество.

Фактически человек соприкасается с продуктом на входе техпроцесса и на выходе: при разгрузке машин с сырьем и загрузке палет с уже готовой и упакованной колбасой. Только на этих этапах остались ручные операции. Машина разгружается, и сырье поступает на так называемый «робот-склад». Это огромный ангар со стеллажами, темный, людей там нет, укладчики-роботы разбирают палеты и отвозят их в нужные места. В автоматизированном складе каждому ящику с каждым видом сырья присваивается код. ERP проверяет остатки на складе и в производстве, загрузку оборудования и выдает команду о подаче ящиков с сырьем в производство. Сырье поступает на автоматическую линию фаршесоставления (набивка колбасы). Результатом работы этой линии является набитая в оболочку колбаса.

Пока на стартовом пуске отрабатывается пять - семь рецептур, затем их будет значительно больше. При этом роботизированный завод позволяет быть гибким в рецептурах. Система автоматически подстраивается под их изменение и задаваемый размер (калибр) колбасы, можно также менять вид и параметры упаковки.

После этого продукция поступает на следующий передел. Роботы развешивают колбасу на специальные подвесы и вставляют их в рамы, а затем перевозят в термокамеры. В зависимости от вида колбасы и рецептуры процесс созревания сырокопченой колбасы может длиться до месяца.

Следующий этап производства также осуществляется роботами с искусственным интеллектом. Эти роботы, называемые «шатлы», осуществляют мониторинг зрелости колбас в термокамерах. Фактически этот мониторинг упрощается тем, что зрелость колбасы определяется ее усушкой. Поэтому здесь можно избежать излишних датчиков и сложных контрольных мероприятий - роботы взвешивают полуфабрикаты и определяют зрелость колбас по степени усушки. Эксперт-технолог при необходимости выборочно участвует в контроле качества на этом этапе, корректирует работу роботов. Если колбасе надо «дозреть», робот дает задание, и колбаса находится в термокамере еще столько, сколько нужно.

При готовности продукции роботы «снимают» колбасы с подвесов, и продукция поступает на линию упаковки. Роботы-упаковщики - уникальные: клеят этикетки, упаковывают продукцию, причем без контроля человека, по заданным заранее параметрам, формируют полностью вид упаковки в зависимости от характера продукции (например, делают ящики для упаковки необходимого размера).

И вот конечный этап, где снова появляются люди. Они забирают сформированные палеты с продукцией и грузят на машины.

Весь завод обслуживают около 120 человек, при этом его производственная мощность может достигать 100 тонн в день. Если бы завод был построен «по старинке», без такого количества взаимосвязанных между собой линий, роботов, ERP и искусственного интеллекта, персонала потребовалось бы в несколько раз больше.

Фактически осуществляется прямое управление завода с минимумом интерфейсов между роботами и небольшим количеством датчиков.

Есть иллюзия: много датчиков - значит хорошо, но это не так. Неправильно мнение, что обилие параметров и огромного объема их обработки равно «Индустрии 4.0». Таким образом, собирается не просто массив больших данных, а только реально нужная информация, и она обрабатывается, на этой основе делаются выводы и прогнозы. Оптимальное решение как раз там, где сложность системы максимально снижена: снижается число возможных отказов и увеличивается надежность работы оборудования.

Большое внимание в проекте было уделено вопросам экологии. Завод стоит рядом с лесом, в Подмосковье, в удалении есть поселок. Природе не должен быть нанесен урон, это было очень важным условием проекта. Заранее, до строительства завода, была продумана подробная схема очистки отходов завода, сделан проект очистных сооружений, который успешно реализован с соблюдением всех норм. Эти очистные сооружения очень современные и дорогие, и проектировались они очень долго. Более того, их строили практически столько же времени, сколько и само производство. Очистные сооружения расположены в отдельном здании, выполняется весь необходимый цикл очистки, учитывающий специфику производства.

Кадры решают все: новая парадигма, новые требования к кадрам

Такой завод сокращает необходимость в низкоквалифицированном персонале, но увеличивает потребность в специалистах высокого уровня: инженерах, ИТ-специалистах, специалистах-смежниках (со знанием инженерных наук, ИТ, программирования). Мы отказываемся от низкоквалифицированных сотрудников, выполняющих ручные операции, но зато имеем дефицит высококвалифицированных сотрудников.

Часть специалистов мы готовили последние полтора года: обучали, проводили тренинги, поскольку у нас было действующее производство сырокопченых колбас. Что касается ИТ, то приглашали и внешних специалистов, и готовили своих - и по линии SAP, и по линии автоматизированных систем и роботов. Какое-то время у нас будут работать и сопровождать проект иностранные специалисты, пока мы не подтянем наших. Они приезжают, обучают наших сотрудников, а часть персонала мы отправляем на похожие производства, может быть, не такого уровня, потому что наш проект уникальный.

Необходимо отметить, что в России инженеры, программисты, ИТ-специалисты различных направлений имеют очень хорошую квалификацию, но их кардинально не хватает. Группа «Черкизово» заинтересована в специалистах инженерных специализаций, имеющих системный взгляд, умеющих принимать комплексные решения и работать в команде. Сейчас особенно актуальна как раз междисциплинарность. Мы платим и готовы платить им очень хорошо, на уровне крупных зарубежных компаний.

Наши сотрудники всех уровней обязаны проходить внутрикорпоративное обучение (в режимах онлайн и офлайн) и развиваться. Для этого на портале компании можно отслеживать в своем рабочем кабинете те курсы, которые предлагает служба управления персоналом. Есть целый каталог тренингов, который постоянно обновляется. Таким образом, персонал постоянно проходит повышение квалификации по актуальным темам управления и производства.

Проект реализован, завод построен, работа начинается

Подводя итоги, можно еще раз выделить те неоспоримые плюсы, которые дает реализация такого проекта по строительству полностью роботизированного монозавода, который является наглядной реализацией подхода «Индустрия 4.0»:

тотальная автоматизация убирает человеческий фактор;

интегрированная цепочка процессов;

ключевые показатели производства онлайн;

управление качеством по всей технологической цепочке;

достоверность информации по всей цепочке;

меньше разрывов между планом и операциями;

достоверная информация для принятия решений по производству и продажам;

контрольные точки, интегрированные в производственный процесс, не дают отойти от запланированных параметров.

Этим проектом можно гордиться. Сейчас идет прогон, инженеры-наладчики проверяют оборудование, выпускается пробная продукция. По мнению генерального директора «Черкизово» Сергея Михайлова, завод является уникальным в своем классе, не только потому, что он один из крупнейших в России и Европе, но и потому, что он использует новейшие технологии, в него вложен огромный опыт группы «Черкизово» и в области информационных технологий, и отраслевой.

Термин «Индустрия 4.0» появился в Европе: в 2011 году на одной из промышленных выставок в Ганновере правительство Германии заговорило о необходимости более широкого применения информационных технологий в производстве. Специально созданная для этого группа официальных лиц и профессионалов разработала стратегию превращения производственных предприятий страны в «умные». Этому примеру последовали и другие страны, активно осваивающие новые технологии. А термин «Индустрия 4.0» стали использовать как синоним четвертой промышленной революции. Суть ее в том, что сегодня материальный мир соединяется с виртуальным, в результате чего рождаются новые киберфизические комплексы, объединенные в одну цифровую экосистему. Роботизированное производство и «умные» заводы - один из компонентов трансформированной отрасли. Четвертая промышленная революция означает все большую автоматизацию абсолютно всех процессов и этапов производства: цифровое проектирование изделия, создание его виртуальной копии, совместная работа инженеров и дизайнеров в едином цифровом конструкторском бюро, удаленная настройка оборудования на заводе под технические требования для выпуска этого конкретного «умного» продукта, автоматический заказ необходимых компонентов в нужном количестве, контроль их поставки, мониторинг пути готового продукта от склада на фабрике до магазина и до конечного клиента. Но и после продажи производитель не забывает о своем продукте, как это было раньше в классической модели: он контролирует условия использования, может менять настройки удаленно, обновлять программное обеспечение, предупреждать клиента о возможных поломках, а под конец цикла использования - принимать продукт на утилизацию.

Cегодня материальный мир соединяется с виртуальным, в результате чего рождаются новые киберфизические комплексы, объединенные в одну цифровую экосистему.

Так теперь производят все что угодно - от «умных» чайников и сковородок до смартфонов. В прошлом году Apple начала программу переработки старых айфонов: роботы разбирают их, снимают самые ценные детали, которые затем снова используются, остальное утилизируется, причем с минимальным вредом для внешней среды. Концепцию Индустрии 4.0 часто изображают в виде математического знака бесконечности - он иллюстрирует этот бесконечный цикл взаимодействия производителя с продуктом и с клиентом.
Немцы сформулировали несколько основных принципов построения Индустрии 4.0, следуя которым компании могут внедрять сценарии четвертой промышленной революции на своих предприятиях.

Первый - это совместимость, что означает способность машин, устройств, сенсоров и людей взаимодействовать и общаться друг с другом через интернет вещей (IoT).
Это ведет к следующему принципу - прозрачности, которая появляется в результате такого взаимодействия. В виртуальном мире создается цифровая копия реальных объектов, систем функций, которая точно повторяет все, что происходит с ее физическим клоном. В результате накапливается максимально полная информация обо всех процессах, которые происходят с оборудованием, «умными» продуктами, производством в целом и так далее. Для этого требуется обеспечить возможность сбора всех этих данных с сенсоров и датчиков и учета контекста, в котором они генерируются.
Техническая поддержка - третий принцип Индустрии 4.0. Суть его в том, что компьютерные системы помогают людям принимать решения благодаря сбору, анализу и визуализации всей той информации, о которой говорится выше. Эта поддержка также может заключаться в полном замещении людей машинами при выполнении опасных или рутинных операций.
Четвертый принцип - децентрализация управленческих решений, делегирование некоторых из них киберфизическим системам. Идея в том, чтобы автоматизация была настолько полной, насколько это вообще возможно: везде, где машина может эффективно работать без вмешательства людей, рано или поздно должно произойти человекозамещение. Сотрудникам при этом отводится роль контролеров, которые могут подключиться в экстренных и нестандартных ситуациях.

В результате перехода промышленности на эти принципы происходит также изменение в бизнес-моделях. Так, вместо фокуса на бережливом производстве компании стремятся внедрять выпуск персонализированной массовой продукции по принципам Agile и переходить на выпуск партий размером с один-единственный продукт. При этом сохраняется принцип экономии: роботизированное производство более энергоэффективно, сопровождается меньшим количеством отходов и брака.

Идея в том, чтобы автоматизация была настолько полной, насколько это вообще возможно. Живым сотрудникам при этом отводится роль контролеров.

Тяга к самовыражению
Трансформация производственной отрасли называется революцией именно потому, что изменения происходят не поверхностные, а радикальные: индустрия перестраивается сверху донизу. Меняются бизнес-модели, рождаются новые компании, всемирно известные бренды с долгой историей стираются с лица земли, если они не успевают влиться в ряды цифровых революционеров. Клиенты поменяли свое поведение, они хотят индивидуального подхода, уникальных товаров и никакого «ширпотреба». Рожденные в СССР хорошо помнят, что означает это слово. Советские предприятия выпускали одинаковую мебель, одежду, посуду огромными тиражами и заваливали этими товарами всю страну. Квартиры, люди, улицы, дома выглядели одинаково, куда бы ни обратился взгляд внешнего наблюдателя - будь то Владивосток, Краснодар или Калининград. Следующие поколения так называемых native digital, которые выросли в эпоху интернета, привыкли к тому, что перед ними открыт целый мир предложений: миллионы вариантов принтов на футболках, все оттенки джинсов, какая угодно техника и мебель на расстоянии одного клика. Они не хотят быть одинаковыми, они стараются подчеркнуть свои индивидуальные особенности и выразить настроение.

Предприятиям, привыкшим производить одинаковые вещи, приходится перестраиваться. Внедрение принципов Индустрии 4.0 позволяет получить ряд преимуществ, недоступных в традиционных моделях прошлого. Например, теперь компании могут достичь индивидуального подхода и персонализировать заказы согласно личным предпочтениям клиентов, что резко повышает их лояльность. Старые заводы и фабрики превращаются в «умные» и начинают выпускать буквально штучные продукты по индивидуальному заказу. При этом снижаются удельные затраты на производство единицы продукции, компании получают возможность производить уникальный персонализированный продукт по стоимости массового стандартизированного продукта.

Например, сегодня можно, сидя в кафе на Тверской, скачать приложение Nike или зайти на сайт компании, выбрать модель кроссовок, раскрасить их цветами любимой футбольной команды, оплатить и получить спустя несколько недель. Стоить это будет $120 без учета доставки - не дороже, чем обычные неперсонализированные кроссовки этой же компании.

Производитель же получает возможность предлагать клиентам большое количество уникальных опций для своего продукта, что дает дополнительный источник прибыли и повышает маржинальность бизнеса.

По индивидуальному заказу могут выпускаться и двигатели, и серверы, и вообще все что угодно. На заводе Fujitsu Siemens в немецком городе Аугсбург выпускаются компьютерные системы и серверы буквально поштучно под конкретного заказчика.

Затраты на выпуск продукции по индивидуальному заказу на предприятии с глубокой автоматизацией невелики: если в прошлом под каждую такую пару кроссовок пришлось бы перенастраивать оборудование руками, то сегодня это делает компьютерная система сама и за считаные секунды. Роботизация заводов Tesla, выпускающих электромобили, позволила компании развернуть производство не в Китае, а в Калифорнии. Это оказалось дешевле, чем использовать труд китайских рабочих, а потом платить за транспортировку готовых машин. Четвертая промышленная революция, как видно, меняет не только бизнес отдельных компаний, она влияет на расстановку сил на глобальном уровне. Кто бы мог подумать, что производитель автомобилей, которому нет и десятка лет - Tesla основана в 2008 году, - обгонит по капитализации лидера второй промышленной революции, которая произошла в результате изобретения конвейера и перехода на массовое производство, - Ford Motors.

Благодаря новым технологиям и другой известный производитель - компания adidas - переносит свое производство обратно в Германию. На новой фабрике все операции будут выполнять роботы. Это не только оптимизирует производство, но и резко увеличит скорость.

Роботизация заводов Tesla, выпускающих электромобили, позволила компании развернуть производство не в Китае, а в Калифорнии.

Эра перемен
Не все компании с долгой историей переживут эту волну цифровой трансформации. 52 % компаний из рейтинга Fortune 500 от 2000 года сегодня не существует. Но те, которые смогут перестроиться, выиграют вдвойне: потребители лояльны к уважаемым брендам и готовы оставаться с ними, если те переходят на индивидуальный подход. Так, например, акции компании Harley-Davidson после трансформации бизнеса в партнерстве с SAP и за счет внедрения принципов Индустрии 4.0 выросли в семь раз за шесть лет. И это несмотря на то, что компания пережила серьезное падение спроса на свою продукцию из-за экономического кризиса. Теперь можно заказать свою особенную модель легендарного Harley в любимых цветах и получить ее уже через шесть часов прямо с завода. Производственная компания BRP-Rotax благодаря решениям SAP смогла наладить производство персонализированных моторов для легких самолетов, снегоходов и автомобилей для картинга. Лояльность клиентов компании, которые теперь могут получать двигатель исходя из собственных предпочтений и под конкретные нужды, значительно выросла - как и продажи BRP-Rotax.

Переход на умное производство, конечно, не такое простое дело. Если компания использует старую версию ERP-системы, то это может оказаться «узким местом» при внедрении принципов Индустрии 4.0. Если требуется индивидуальная конфигурация при производстве десятков тысяч готовых изделий, то объемы данных возрастают на несколько порядков, и поддержать такое количество информации способна только специально созданная для этого система. Такая, как, например, SAP S/4HANA - ERP-система нового поколения, корпоративное решение для управления ресурсами предприятия. Система разработана с учетом самых современных технологий: поддержки интернета вещей, машинного обучения, обработки больших массивов данных в оперативной памяти. Она умеет решать задачи бизнеса, которые раньше из-за недостаточного развития технологий или неоправданно высоких затрат человеческих ресурсов было сложно реализовать.

Например, один из клиентов SAP производит один двигатель каждые восемь секунд на трех производственных линиях. На таком комплексном производстве под индивидуальный заказ клиента необходимо выполнять десять тысяч материальных транзакций в минуту. Благодаря использованию S/4HANA компания производит списания компонентов в режиме реального времени без необходимости пакетной обработки в конце каждой смены. Это позволяет в каждый момент времени иметь актуальную информацию об остатках товарно-материальных ценностей. S/4HANA поддерживает функциональность точного планирования производства и возможность планирования по полной логистической сети на единых основных данных и в одной системе. Это существенно повышает точность и оперативность планирования.

Объемы данных возрастают на несколько порядков и поддержать такое количество информации способна только специально созданная для этого система, например, S/4HANA на базе передовой «in-memory» платформы SAP HANA.

Если вы хотите узнать о том, какие выгоды внедрение принципов Индустрии 4.0 может принести вашему бизнесу и как его трансформировать на основе передовых технологий, то свяжитесь с компанией SAP на www.sap.com .