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.
Повсеместная автоматизация и роботизация производственных процессов в мировой промышленности началась еще в 1970-е годы. Этот период принято называть третьей промышленной революцией - по аналогии с индустриальной революцией конца XVIII века, ознаменованной изобретением паровой энергии и механических устройств, и второй половины XIX века, когда была открыта электрическая энергия и произошло разделение труда. Казалось бы, фантастика уже стала реальностью: 15-20 лет назад ни один руководитель предприятия не мог мечтать о том уровне производительности труда, который обеспечила автоматизация производства. Однако сегодня мы понимаем, что запущен механизм, возможно, даже более масштабных изменений, которые еще раз перевернут нашу жизнь.
Концепция «Индустрия 4.0», или Четвертая промышленная революция, предусматривает сквозную цифровизацию всех физических активов предприятия и их интеграцию в единую экосистему. Вроде бы новая парадигма - новые возможности для всех. Но история доказывает, что смена формации может стать началом конца для тех предприятий, которые к ней не были готовы. Только от нас зависит, дадут ли изменения новый толчок для роста бизнеса или приведут к закату целых отраслей экономики.
Диджитал - не модная игрушка, а способ выживания
Индустрия 4.0, диджитал, искусственный интеллект, машинное обучение - об этих концептах говорят так часто, что возникает ощущение, будто это не более чем очередная мода. Но для бизнеса подход к инструментам Индустрии 4.0 как к модным трендам - бесполезная трата ресурсов. Конечно, так можно заработать пару очков, создавая репутацию «инновационной компании». Но долгосрочную пользу принесет только глубокое понимание тех возможностей и рисков, которые дает Индустрия 4.0 бизнесу, а также системный подход, при котором новые инструменты интегрируются в стратегию компании на всех уровнях. То, что мы называем диджитал-трансформацией.
Диджитал-трансформация в нашем понимании - это способ адаптации к стремительно меняющимся условиям и в конечном итоге способ выживания в конкурентной борьбе. Рынки стали, на которых работает «Северсталь», очень конкурентны. Усугубляет ситуацию и нерешенная проблема избыточных мощностей. Это создает постоянное «напряжение» в отрасли: ежедневно производители стали борются за каждого клиента, за долю процента в себестоимости. Но у ситуации есть и позитивные стороны. Существует известное высказывание: «Там, где нет конкуренции, спится лучше, но живется хуже». Так вот, мы предпочитаем лучшую жизнь спокойному сну. Именно конкуренция - одно из необходимых условий развития рыночной экономики, она заставляет компании выходить из зоны комфорта и постоянно искать новые точки роста. Возможности Индустрии 4.0 могут стать для металлургов такой точкой роста, когда классические инструменты эффективности начинают себя исчерпывать.
Российские производители стали в последнее десятилетие много инвестировали в свои активы. Вопреки стереотипам об устаревшем оборудовании советских времен, отечественные предприятия сегодня - самые эффективные и высокомаржинальные в мире. Так, «Северсталь» стабильно показывает лучшую рентабельность по показателю EBITDA среди глобальных конкурентов (32,2% по итогам 9 месяцев 2017 г. - «HBR - Россия»). Но сохраним ли мы лидерство, если остановимся на этом, а международные конкуренты пойдут дальше? В современном мире умение вовремя использовать возможности, которые каждый день открывает развитие общества, - это непременное условие успешности бизнеса.
Эксперты McKinsey оценивают потенциальный эффект от применения инструментов Индустрии 4.0 в металлургии более чем в $115 млрд. Среди основных источников дополнительных доходов - роботизация, удаленный контроль и управление оборудованием, увеличение эффективности труда сотрудников через цифровизацию, внедрение интегрированных платформ, глубокая аналитика данных и предиктивные инструменты. Только благодаря цифровизации управления оборудованием отрасль может заработать более $40 млрд. В металлургии и горной добыче в целом дополнительные доходы прогнозируются на уровне 2,7% от выручки всех компаний отрасли или 9% от их прибыли. Если мы не воспользуемся этими возможностями сегодня, завтра возьмут верх конкуренты, и нам достанется печальная участь догоняющих, а проще говоря - отстающих.
Технологии изменили и отношения между клиентом и продавцом. Появились инструменты онлайн-продаж, которые позволяют максимально удовлетворять основные потребности покупателей: скорость, удобство и простота. Это быстро поняли игроки сегмента B2C, которые привыкли работать с большим количеством клиентов. Но для покупателей в сфере B2B тоже важны удобство и простота. «Северсталь» запустила интернет-магазин, где можно купить металлопродукцию со склада или под заказ в пять кликов. Уже в 2018 году мы планируем продать через интернет около 30% своей продукции.
Существенный прогресс заметен в создании так называемых «материалов нового поколения» - например, графена. Появляется возможность делать продукты из комбинации различных материалов, скажем, при помощи 3D-печати. Эти тренды тоже нельзя игнорировать, чтобы не упустить шанс выйти на новые рынки. Правда, мы не слишком оптимистичны относительно сроков внедрения этих технологий в массовом производстве. Недавно мы провели эксперимент: напечатали кусок арматуры на 3D-принтере. Стоил он нам в тысячи раз дороже, чем арматура, произведенная традиционным способом. То есть технология существует, и с ее помощью можно реализовывать единичные проекты - вопрос в том, насколько они экономически обоснованы. В то же время мы пробуем технологии 3D-принтинга - например, для нанесения бронзовых и никелевых слоев на определенные детали оборудования. И эти проекты позволяют нам, наоборот, снижать затраты.
ИНФОРМАЦИОННАЯ АРХИТЕКТУРА «СЕВЕРСТАЛИ»
Ставка на профессионалов
Но у медали есть и другая сторона. История показывает, что прогнозы, какая именно технология или платформа «выстрелит», сродни гаданию на кофейной гуще. Кроме того, даже самое эффективное инновационное решение, внедренное, когда рынок или корпорация к этому не готовы, окажется несостоятельным. Однако технология, выбранная и представленная рынку в нужный момент, может кардинально изменить не только компанию, но и в какой-то степени мировую экономическую парадигму. Как говорится, winner takes it all. Достаточно вспомнить примеры таких компаний, как Uber, Facebook или Ethereum.
Но все это компании так называемой «новой» экономики. Применение инноваций в традиционных, устоявшихся отраслях, где во главе угла стоит дисциплина, а любая неточность в эксплуатации дорогостоящего оборудования может привести к значительным потерям, имеет свою специфику. Внедрение той или иной технологии иногда занимает годы - это во многом объясняется культурными барьерами, в частности, боязнью брать на себя риски и экспериментировать. И работа с инновациями действительно сопряжена с рисками. Относиться к инструментам диджитализации как к панацее, бездумно используя решения, которые появляются на рынке, мягко говоря, неэффективно. Поэтому важно разработать в рамках компании комплексную систему, которая поощряет инициативу и эксперименты и в то же время управляет рисками. Единственный разумный способ снизить вероятность опрометчивых решений - профессиональная экспертиза, как внутренняя, так и внешняя.
Вплотную занявшись темой диджитализации в 2016 году, в начале 2017-го мы в «Северстали» ввели должность директора по развитию цифровых технологий и наняли профессионала, который собрал одну из самых сильных в российской промышленности диджитал-команд. Также мы работаем с крупнейшими российскими и международными провайдерами. Мы только в начале пути, но уже видим первые результаты.
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.
Можно спорить, насколько ожидаемые перемены тянут на полноценную революцию, но уже к 2016 году немецкие промышленники собираются представить первые работающие производственные кейсы с использованием данной бизнес-модели. Впрочем, все больше заводов применяют технологии «Индустрии 4.0» частично. Например, на заводе программируемых логических контроллеров SIMATIC в Амберге (Германия) производство автоматизировано в соответствии с рассматриваемыми стандартами более чем на 75%. Более того, к 2030 году власти Германии планируют полностью перейти на систему промышленности, построенную по новым стандартам.
При этом идея «Индустрии 4.0» становится все более массовой. В США в 2012 году была создана некоммерческая Коалиция лидеров умного производства. Программы, похожие на немецкую, запускаются во Франции, Великобритании и других странах Западной Европы.
Принято считать, что в основе философии четвертой промышленной революции лежит идея «Интернета вещей». В рамках этой концепции благодаря современному высокотехнологическому оснащению предметы смогут обмениваться информацией и собирать данные без участия человека. Например, автомобиль, получив и обработав информацию об износе тормозных дисков, сможет самостоятельно проинформировать завод-поставщик о необходимой замене.
Однако это не совсем так. Идея «Интернета вещей» родилась задолго до концепции «Индустрия 4.0» - еще в 1999 году. Более того, уже получили внедрение технологии различных умных ламп, умных домов и т. д. Четвертая революция, в свою очередь, будет базироваться на изменении принципа организации производственных процессов. Фактически речь идет о новом поколении систем, стратегий и технологий оптимизации труда и снижения издержек.
Одна из данных стратегий - Product Lifecycle Management (PLM) - комплекс технологических решений по управлению жизненным циклом изделия. Она также известна под названием Continuous Acquisition and Lifecycle Support (CALS) - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделия. Данная бизнес-стратегия систематизирует и анализирует все производственные процессы - от оценки спроса на продукт до утилизации. PLM на сегодняшний день объединяет в комплексную систему такие технологии и системы, как управление данными об изделии (PDM), выбор стратегических поставщиков, проверка и управление соответствиями и прочие.
По данным заводов, уже работающих по рассматриваемой стратегии, даже частичное использование предприятиями PLM или CALS сокращает сроки производства изделия в полтора раза и приводит к уменьшению затрат на 50–80%.
Одним из безусловных лидеров на рынке PLM-технологий сейчас является компания Siemens PLM Software. (Появилась в результате поглощения концерном «Сименс АГ» в 2007 году американской компании UGS.)
Комплекс решений PLM находится в постоянном развитии. Недавно «Сименс» заключила соглашение о приобретении компании Polarion - создателя первого корпоративного веб-решения по управлению жизненным циклом программного обеспечения - ALM. Разработки Polarion позволят создать единое PLM/ALM-решение.
Впрочем, многие долгосрочные преимущества внедрения систем управления жизненным циклом изделия (PLM) не удастся реализовать без наличия эффективной стратегии цифрового производства. Она является «вторым китом» четвертой промышленной революции.
Цифровое производство - это интегрированная компьютерная система, включающая в себя средства численного моделирования, трехмерной (3D) визуализации, инженерного анализа, предназначенные для разработки конструкции изделий и технологических процессов их изготовления. Данная технология также позволяет моделировать производственные процессы, оптимизировать технологии до начала выпуска продукта.
Считается, что в течение 10–20 лет 3D-технологии можно будет использовать уже не только для моделирования, но и для создания промышленной серийной продукции. Собственно, уже сейчас скорость некоторых 3D-машин позволяет обогнать традиционное производство при создании мелких серий товаров. При этом уже достаточно примеров «несерийного» создания различных сложных продуктов. Так, с помощью 3D-принтеров уже были созданы не только относительно «простые» железнодорожные шпалы, более «сложные» протезы, но даже беспилотный самолет. Пока массовое производство сдерживает дороговизна оборудования для 3D-моделирования. Но понятно, что по мере роста массовости данной технологии цена 3D-принтеров будет стремительно снижаться.
Очевидно, что совместное использование 3D и PLM/ALM-решений позволяет предприятиям почти полностью избежать перепроизводства и минимизировать брак. Потому зачастую данные технологии продаются в комплексе. Например, корпорация Bosch для своего подразделения автокомпонентов недавно заказала у Siemens PLM Software интегрированное решение для автоматизированного проектирования (CAD) (включает 3D-моделирование), управления данными об изделиях (PDM) и управления жизненным циклом изделий (PLM). Работы должны быть закончены летом 2016 года. Число таких заказов, очевидно, будет только расти.
В России пока масштаб внедрения описанных технологий невысок, и примеров их использования не так много. Тем не менее, еще в 2013 году Siemens PLM Software заключила соглашение с «Объединенной двигателестроительной корпорацией» (ОДК). Также соглашение заключено между Siemens PLM Software и холдингом «Вертолеты России». Используют 3D-моделирование уже и в ОАО «КАМАЗ» и в «ОКБ Сухого».
Четвертая промышленная революция делает необходимым внедрение новых технологических решений во всех сферах экономики. Успешность и конкурентоспособность российских разработок напрямую зависит от своевременного внедрения новых технологических решений по управлению жизненным циклом изделия. «Сименс» делает многое для успешного включения российских компаний в технологическое поле «Индустрии 4.0».
лицензий на ПО «Сименс»
За последние 10 лет 70 ведущим российским вузам было передано более 40 000 лицензий на программное обеспечение «Сименс» с целью подготовки современных инженерных кадров.
Широкое внедрение технологий по управлению жизненным циклом изделия в отечественной промышленности позволит российским компаниям на равных конкурировать с компаниями-лидерами мировой индустрии.
Одной из основных тем Всемирного экономического форума в Давосе вновь стала Четвертая промышленная революция - 27 заседаний фонда в 2017 году посвящены Индустрии 4.0.
Такое название получила нынешняя эпоха инноваций, когда передовые технологии радикально меняют целые отрасли экономики потрясающе быстрыми темпами.
Возникнет абсолютно новый тип промышленного производства, который будет основываться на так называемых больших данных и их анализе, полной автоматизации производства, технологиях дополненной реальности, интернете вещей.
Корреспондент.net решил разобраться, что такое Четвертая промышленная революция.
Всемирный экономический форум. Что это?
ВЭФ - это частный фонд со штаб-квартирой в Женеве, поддерживаемые международными членами и партнерами, которые вносят финансовый вклад. На ежегодной встрече они делятся своим опытом и мнениями по различным вопросам.
Среди около сотник партнеров форума такие гиганты, как ABB, Nestle, Barclays, Credit Suisse, Deloitte, Deutsche Bank и Google. Они определяют повестку дня ВЭФ и участие в его финансировании: ежегодно каждый вносит сумму в 115 тысяч долларов.
Членами фонда являются около 1,2 тысячи крупнейших компаний мира, которые платят 31,5 тысячу долларов в год. Также приглашаются политики, видные мыслители, ученые и журналисты.
Форуму в Давосе удается собирать под одной крышей 2,5 тысяч представителей политики, бизнеса, науки и СМИ из более чем 90 стран мира, чтобы всем вместе обсуждать текущие проблемы "ради улучшения мира".
Признаки Индустрии 4.0
Первая промышленная революция началась во второй половине 18 века после появления паровых машин, которые позволили перейти от ручного труда к машинному.
Вторая произошла с освоением электричества и характеризовалась развитием массового конвейерного производства.
Третья промышленная революция, ее еще называют цифровой, началась во второй половине 20 века с создания цифровых компьютеров и последующей эволюции информационных технологий. Наш мир живет именно в эту эпоху.
Цифровая революция в данный период времени переходит в четвертую, особенности которой заключаются в массовом внедрении киберфизических систем в производство.
Как описывает промышленную революцию 4.0 основатель ВЭФ Клаус Шваб, она стирает границы между физическими, цифровыми и биологическими сферами. Кстати, он написал целую книгу об этом, которая так и называется, Четвертая промышленная революция.
Индустрия 4.0 стирает границы между физическими, цифровыми и биологическими сферами
"Речь идет о волне открытий, обусловленных развитием возможностей установления связи: роботы, дроны, умные города, искусственный интеллект, исследования головного мозга", - говорит Швабе.
Предполагается, что эти киберфизические системы будут объединяться в одну сеть, связываться друг с другом в режиме реального времени, самонастраиваться и учиться новым моделям поведения.
Они смогут выстраивать производство с меньшим количеством ошибок, взаимодействовать с производимыми товарами и при необходимости адаптироваться под новые потребности потребителей.
Например, изделие в процессе выпуска сможет само определить оборудование, способное произвести его, при этом в полностью автономном режиме без участия человека.
Товар в процессе выпуска сможет само определить оборудование, способное произвести его
Первыми шагами мира к новой промышленной революции стали облачные технологии, развитие способов сбора и анализа Big Data, краудсорсинг, биотехнологии, беспилотные автомобили и медицина, основанная на 3D-печати. В мире финансов это - криптовалюты Bitcoin и технологии Blockchain.
Большие данные
Понятие Big Data - это совокупность технологий, которые призваны совершать такие операции:
Обрабатывать большие по сравнению со "стандартными" сценариями объемы данных
Уметь работать с быстро поступающими данными в очень больших объемах
Уметь работать со структурированными и плохо структурированными данными параллельно в разных аспектах.
Примером Big Data может стать Большой адронный коллайдер, который производит огромное количество данных и делает это постоянно. Установка непрерывно выдает большие объемы данных, а ученые с их помощью решают параллельно множество задач.
Интернет вещей
Internet of Things - концепция пространства, в котором все из аналогового и цифрового миров может быть совмещено.
Это не просто множество различных приборов и датчиков, объединенных между собой проводными и беспроводными каналами связи и подключенных к Интернету, а это более тесная интеграция реального и виртуального миров, в котором общение производится между людьми и устройствами.
Виртуальная и дополненная реальность
Virtual reality - созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие.
Дополненная реальность(augmented reality) подразумевает возможность добавлять физическим объектам виртуальные свойства, например, отображение информации о них, которая, к тому же, может быть индивидуализирована под конкретного субъекта восприятия.
3D-печать
Печать на 3D принтере может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твердого объекта.
Это унивиресальный метод создания большого спектра физических объектов на базе единой платформы. Он дает возможность отказаться от разнородных подходов к решению разнообразных задач в пользу единого подхода, реализованного в цифровом виде.
Существуют также экспериментальные биопринтеры, в которых печать 3D-структуры будущего объекта (органа для пересадки) производится каплями, содержащими живые клетки.
Последствия и риски промышленной революции
Для экономики
Отрасли экономики, имеющие доступ к большим массивам данных, получат возможность радикально повысить качество принимаемых решений на их основе, особенно рутинных.
Это относится к банковским, юридическим услугам, страхованию, бухгалтерии, управлению, консалтингу и аудиту, метрологическому обеспечению, здравоохранению.
Клаус Шваб выделяет четыре основных эффекта:
Рост ожиданий заказчика
Улучшение качества продуктов
Совместные инновации и новые формы организации.
Преимущество будет у компаний, владеющих уникальной платформой, объединяющей множество людей.
Для людей
Хотя человек освободиться от тяжелого и рутинного труда, но полная независимость производства от людей приведет к массовой потери рабочих мест, что сейчас можно наблюдать в странах, где практикуется автоматизация на заводах и фабриках.
Развитие технологий также может вызвать увеличение разрыва между доходами от капитала и от труда и, как следствие, рост неравенства. Спрос на работников с низким уровнем образования и более низкой квалификацией, наоборот, снизится.
Поэтому эксперты призывают государства уже сейчас обеспокоиться этим вопросом и подготовиться к новой промышленной революции.
Страны с низкооплачевыемым трудом могут потерять преимущество перед развитыми странами и отстать от них еще больше.
Для человека
Новый мир на базе цифровых технологий изменит личность человека, поскольку Индустрия 4.0 заложит новые принципы в этику и эстетику.
Человек сможет подстраивать под себя товары и слуги, а также создавать "продолжение" мира, которое нравится конкретно ему.
По мере погружения человека в цифровую среду его индивидуальное поведение будет становиться оцифрованнее и спровоцирует отчуждение от человека его внутреннего мира, отсутствие свободы формирования собственной личности, сегрегацию людей, основанную на их идентичности, и, как следствие, поляризацию человеческих сообществ.
Для государства
Чем более плотно физический мир будет пересекаться с цифровым, тем больше появится возможностей для контроля и мониторинга нежелательных событий по всему миру посредством цифровых сетей.
Новые технологии дадут возможность гражданам влиять на политическую жизнь своего государства, но Индустрия 4.0 обострит проблемы безопасности, а войны в будущем будут иметь совершенно другую природу.
Как считает Швабе, будущие конфликты будут носить гибридный характер и совмещать прямые действия на поле боя с негосударственными явлениями и элементами.
"Граница между войной и миром, солдатом и гражданским и даже насилием и ненасилием (кибертерроризм) оказывается пугающе размытой. С развитием военных технологий, появлением биологического и автономного вооружения негосударственные объединения людей достигнут того же уровня смертоносности, что и государства", - говорит председатель ВЭФ.
Кроме того, ухудшающееся положение среднего класса может привести к разбалансировке политических систем, опирающихся на средний класс, усилению идей популизма, радикализма, фундаментализма и милитаризма, что мы сейчас уже можем наблюдать.
Это, в свою очередь, приведет к усилению глобальной неопределенности.
