Индустрия 4.0. Революция, которую мы не замечаем
Появлением новых материалов и даже технологий практически в любой отрасли промышленности сейчас никого не удивишь. Как бы парадоксально это ни звучало, инновации стали явлением будничным. Но с появлением новых полимеров, стандартов связи и все более мощных компьютеров происходят и по-настоящему революционные изменения. Речь идет о четвертой промышленной революции или "Индустрии 4.0". В ближайшие десятилетия она изменит не просто технологические карты, а экономический уклад большинства государств. Delo.ua совместно с компанией IT-Enterprise начинают спецпроект, в котором хотят познакомить читателей с теми революционными изменениями, которые уже сейчас становятся ежедневной реальностью для многих, а остальных ждут буквально завтра.
Генезис
В 2013 году в Германии рабочая группа, работавшая в формате частно-государственного партнерства, представила документ "Рекомендации по реализации будущего проекта Индустрии 4.0". Место рождения новой концепции не случайно. Германия уверенно занимает второе, после Китая, место в мире по экспорту промышленных товаров на мировой рынок. Первоначально, Китай был поставщиком дешевых серийных товаров, но со временем развил свой собственный инновационный сектор. В результате Германия, да и все лидирующие страны Запада, лишились своего главного конкурентного преимущества.
Кратко и по делу в Telegram
Поставив задачу преодолеть относительную дешевизну рабочей силы, германские исследователи (которые либо были тесно связаны с живой промышленностью, как Немецкая академия технических наук, либо работали в ней, как Зигфрид Дайс из Robert Bosch) не просто подтянули слабые места, а и переосмыслили парадигму работы индустриального сектора экономики.
Виталий Галелюка руководитель направления промышленного интернета вещей в IT-Enterprise
"В поиске расходов, которые стоит оптимизировать, обратили внимание на эффективность использования основных мощностей. Многомиллионные вложения зачастую используются крайне нерационально. Это получило название "скрытой фабрики" (hidden factory). По исследованию больших консалтинговых компаний, например, McKinsey, использование потенциала предприятия на самых передовых производствах достигает 60%. У остальных - гораздо меньше".
Вторым очевидным фактором, снижающим преимущество дешевой рабочей силы, стало сокращение количества людей на производстве. Это была уже не первая попытка заменить людей роботами. Первая как раз провалилась из-за того, что рабочие в Юго-Восточной Азии оказались намного дешевле роботов. Но с 70-х годов произошло два ключевых изменения: подешевела электроника и развился искусственный интеллект.
"К примеру, на сталелитейном производстве "Днепросталь" корпорации "Интерпайп" мы собираем информацию с 18 тысяч датчиков, - отмечает эксперт по предиктивному обслуживанию техники Кирилл Костанецкий. - Обычный статистический анализ и линейное программирование неприменимо для эффективной работы с таким количеством данных. Тут используется машинное обучение и искусственный интеллект, позволяющий без преуменьшения экономить годы человеко-часов работы".
Третьим ударом по неэффективности стало стирание грани между управлением производством и бизнес-планированием.
Олег Щербатенко генеральный директор IT-Enterprise
"В третью НТР айтишники разделились на две касты. Первые занимались бизнес-процессами, а вторые - автоматизированными системами управления технологическими процессами. Первые автоматизировали планирование и учет производства, вторые - снимали данные со станков с ЧПУ, программировали роботов. Ключевым в Индустрии 4.0 является взаимопроникновение этих IT-систем".
Сокращение дистанции между конкретным экземпляром товара и топ-менеджером привело к революционному изменению. Большие производства получили возможность обеспечивать не просто "план по валу", а повернуться лицом к каждому, даже самому маленькому заказчику.
Как это работает
Новая индустрия не началась с открытия потаенного знания или источника энергии. Инструменты Индустрии 4.0 появились до нее, и именно их синергия выводит экономику будущего на качественно новый уровень. Рассмотрим ключевые технологии.
Искусственный интеллект
Непростая для понимания вещь и даже немного пугающая. Суть систем искусственного интеллекта в том, что компьютеры теперь могут не просто решать задачи по жестко заданному алгоритму, а развивать его и адаптироваться к новым условиям. Два самых знакомых бытовых примера - поиск в Google и прокладывание оптимального маршрута в навигаторе. Программисты давно уже не знают, как именно формирует поисковик выдачу на конкретный запрос. Система ИИ учитывает предыдущий опыт взаимодействия с конкретным пользователем, с его географическими соседями, с последними изменениями в WWW. И результат следующего поиска будет учитывать сделанный перед этим.
В бизнесе системы ИИ не управляют корпорациями. Они выявляют брак на конвейере, анализируя фото и видео, планируют и оптимизируют производственные мощности и т. п. Одним словом, берут на себя кропотливую работу, которую человек в силу своей биологической природы делает хуже или медленнее.
"Один из наших клиентов занимается производством радиаторов для отопления, - приводит пример Виталий Галелюка. - Мы внедрили у него систему выбраковки плохо окрашенных радиаторов на основе систем искусственного интеллекта. Камеры отслеживают на изделиях следы потеков краски или неровностей и отправляют подозрительные батареи для финальной оценки человеком. Что такое потек, пропуск краски или любой другой дефект - определяет искусственный интеллект. И не просто определяет, он обучается на каждом новом объекте. Внедрение системы и первичное обучение системы ИИ обошлось в 50 тысяч долларов, но убрало человеческий фактор. Система позволяет конвейеру работать без снижения темпов непрерывно и окупилась за 2 месяца".
Интернет вещей
И в нашем случае даже "промышленный интернет вещей". В безлюдном или малолюдном производстве появляется масса объектов, взаимодействующих друг с другом, в том числе минуя человека.
В вышеприведенном примере c производством радиаторов для отопления системе контроля покраски нужно взаимодействовать с камерами, с конвейером, с человеком в ряде случаев. Но это далеко не единственный элемент в системе. Различные контроллеры снимают и передают показания о состоянии самой конвейерной линии, следят за грузовиками, развозящими продукцию и т. д.
И все они, без преувеличения, обмениваются данными через интернет.
Кирилл Костанецкий эксперт по предиктивному обслуживанию техники
"Раньше предприятия строили собственные локальные сети, прокладывали кабели, коммутаторы, устанавливали серверы. Сейчас в этом необходимость отпала. Весь трафик идет через интернет".
И конечно же все это не может работать по проводной связи.
Мобильная связь пятого поколения
"Нам для удовлетворения социальных потребностей более чем достаточна сейчас связь 4G, - объясняет Виталий Галелюка. - Связь пятого поколения нам нужна для передачи данных между машинами. Протянуть провод к каждому датчику просто невозможно".
Современные производства генерируют гигантские потоки данных, а индивидуальные сети для их передачи неоправданно дороги. "Наоборот, - указывает Кирилл Костанецкий, - те, кто не построил свои локальные сети, оказываются в преимуществе. Им не нужно не только их строить, но и нанимать штат для их обслуживания".
На данный момент мы находимся на самом старте внедрения сетей пятого поколения, мы еще не ощутили в полной мере тех плюсов, которые они дадут промышленности. Но эти массивы данных и линии связи нужны не только, чтобы где-то удаленно пуансон №4 высекал на конвейере то, что ему укажет оператор. Благодаря этому можно создать так называемые "цифровые двойники".
Цифровые двойники
Цифровые двойники - это концепция, которая подразумевает наличие в цифровом виде всей необходимой информации о физическом объекте или процессе: продукте, оборудовании, цехе или всем бизнесе.
Цифровой двойник продукта позволяет ощутимо снизить затраты на проектирование, испытания, производство и обслуживание, или даже поменять модель бизнеса: давать клиенту не средство удовлетворения его потребности, а ценность в виде нужного ему результата.
"General Electric дает своим клиентам не турбины, а электричество, которое они произведут, - приводит пример Виталий Галелюка, - а для контроля их работы компания использует цифровые двойники каждой единицы продукции".
Компании совершенно разного профиля получили возможность приобретать не оборудование для реализации промежуточных задач, а напрямую финальную ценность, которую можно реализовывать и получать прибыль. Старые технологии позволяли лишь приблизиться к таким формам сотрудничества с подрядчиками. Да и то, далеко не везде.
"Если в начале развития концепции Industry 4.0 все говорили только про цифровой двойник продукта, то сейчас уже понятно, что еще больше возможностей дает цифровой двойник бизнеса. Наличие в единой цифровой среде информации о всех бизнес-процессах, людях, клиентах, финансах, оборудовании поднимает на качественно новый уровень каждое управленческое решение",- объясняет Виталий Галелюка.
Потому, благодаря таким цифровым двойникам, можно не только контролировать работу станка, конвейерной линии или бизнеса в целом. На двойнике можно моделировать гипотетические ситуации. Ускорять работу, масштабировать производство, менять сырье или перестраивать технологические цепочки. "Эти модели помогают менеджерам принимать решения, основываясь не на интуиции и опыте, а зная прогнозированный компьютером эффект", - указывает Галелюка.
Облачное хранение и обработка данных
В новой парадигме главенствующую роль занимает эффективное использование информации. В то же время, элементы производственных цепочек и центры принятия решений физически обособлены и поддерживают связь при помощи общих телекоммуникационных сетей. В такой ситуации локальное хранение и обработка необходимых данных становится неудобной и даже бессмысленной. Кроме очевидных удобств "уход в облако", по замечанию Кирилла Костанецкого, позволяет также переложить заботу об обслуживании этих мощностей на поставщика услуги.
Наши реалии
В мире Индустрию 4.0 строят, базируясь на трех китах: бизнес, образование, государство. Если в процессы вовлечен только бизнес, то экономика сталкивается с кадровым голодом, если новшествами занимаются только в университетах, то проблемой становится дефицит финансирования. И конечно же, если за дело берутся только чиновники - на выходе мы получаем результат, оторванный от реального сектора, с отсутствием бизнесовых задач и экспертизы.
И вот в этой триаде у нас нарушен баланс. Государственные органы недостаточно уделяют внимания новым реалиям.
Роман Яворский директор департамента продвижения IT-Enterprise
"В Украине мало государственной поддержки распространения Индустрии 4.0. Когда я выезжаю в Европу или в другие развитые страны, то картина меняется. Я вижу примеры Индустрии 4.0 и об Индустрии говорят все, начиная с глав государств. В Германии этот вопрос курирует непосредственно Ангела Меркель, во Франции - Эммануэль Макрон, в Великобритании - Борис Джонсон".
Как следствие, Украина отстает не только от лидеров промышленной гонки, но и от своих соседей. Как на Востоке (РФ и Казахстан), так и на Западе (Польша, Словакия, Чехия). По отчету Всемирного экономического форума 2018 года (Readiness for the future of production), Украина занимает 67 место в топ-100 стран мира по уровню готовности к Индустрии 4.0.
Но не будем все мазать черной краской. По оценкам IT-Enterprise шанс догнать страны Восточной Европы вполне сохраняются. Большинство программ у наших соседей малоэффективны по причине недостатка финансирования, и, главное, из-за плохо проработанной стратегии.
И даже в такой ситуации, по оценке McKinsey, добавочный вклад Индустрии 4.0 в ВВП РФ составляет от 5 до 8 %. Анализ Ассоциации предприятий промышленной автоматизации Украины (АППАУ) показывает, что по самым скромным оценкам рост промпроизводства при переходе украинской индустрии к 4.0 составит 7-10%. В том числе, за счет низкой базы.
Как отмечает Роман Яворский: "Сейчас наша традиционная индустрия преимущественно теряет рынки из-за своей неэффективности, а новые технологии позволяют ее повысить и повысить за разумные деньги".
Кроме того, внедрение новых технологий в Украине хоть и не широко известны, но не единичны. Те, кто сделал шаг в новую реальность, уже пожинают плоды.
"В 2014 году "Интерпайп" стал переходить на принципы Индустрии 4.0, - приводит один из самых успешных примеров внедрения принципов Индустрии 4.0 в Украине Олег Щербатенко. - Корпорация утратила рынок РФ с массовым потреблением труб. Вместо десяти больших они стали собирать тысячи маленьких заказов по всему миру, что заставило полностью изменить производственную и бизнес-модель. Благодаря внедрению новых технологий, они не только справились с такой сложной структурой заказов, но и смогли резко снизить себестоимость. Они постоянно вынуждены доказывать антимонопольным органам многих стран, что они не демпингуют, а на самом деле высокоэффективны и прибыльны".
Еще одним фактором, который может сыграть на руку украинской промышленности, как ни парадоксально, ее отставание. Есть возможность "с чистого листа" применить самые передовые решения, не идя на компромисс с богатым, хоть и устаревшим наследием. Уже хрестоматийным стал пример развития проводных сетей передачи данных, которые в Украине в разы дешевле и современнее, чем в той же Германии, поскольку они строились с нуля, минуя "медное наследство" государственного "Укртелекома".
И это справедливо как для гигантов, так и для среднего бизнеса, который находится между молотом и наковальней - между дешевой продукцией из "фабрики мира" и серой экономикой малых производств, "срезающих углы" на налогах, таможенных пошлинах и инвестициях в развитие. Но об этом мы поговорим в следующем материале.
4G General Motors Германия Доллар Университеты
