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 .

Распечатать

Автоматизация

Промышленная революция 4.0: угрозы реальные и мнимые

Мировую индустрию ожидают грандиозные перемены

Ведущие промышленные страны готовятся к усилению мировой конкуренции и разрабатывают новые программы развития. Все они - от немецкой "Индустрии 4.0" до американского "Интернета вещей" и "Сделано в Китае-2025" - ставят на интеллектуализацию производства и дальнейшее повышение уровня автоматизации. Германия первой вступила в эту гонку, однако педантичность и скрупулезность немцев может сыграть с ними злую шутку. Пока на берегах Рейна выверяли запятые, группа ведущих американских компаний также решила заняться выработкой стандартов нового производства.

Утверждают, что четвертая промышленная революция серьезно изменит цепочку создания прибавочной стоимости, исчезнут целые традиционные отрасли. Чем грозит миру новый промышленный порядок и как следует готовиться к цифровому будущему отечественным компаниям, мы поинтересовались у экспертов ведущих европейских компаний.

"Следующее десятилетие принесет большие и быстрые изменения, мировая промышленность изменится до неузнаваемости…". Стоит ли верить подобным журнальным заголовкам и грозит ли миру четвертая индустриальная революция?

Безусловно, в ближайшие годы мы увидим серьезные изменения, которые затронут множество отраслей промышленности. Уже сейчас во главу угла при проектировании машин и станков ставятся модульность конструкции и гибкость подходов к реализации их функций. Доступ к АСУ цеха или целого предприятия с мобильных устройств через Интернет уже сейчас стал частью повседневной работы промышленности развитых стран. И то, что отдельные узлы и агрегаты станут "умнее и самостоятельнее", - дело ближайшего будущего.

Максим Сонных, "Бош Рексрот"

Революция в мировой промышленности уже началась. Сегодня мы видим устойчивую тенденцию к переходу от жесткого централизованного управления процессами к децентрализованной модели сбора, обработки информации и конечному принятию решений. Причем уровень производительности и автономности децентрализованных систем непрерывно растет. В конечном итоге такая система становится активным системным компонентом, способным автономно управлять своим производственным процессом.

В компании Bosch Rexroth традиционно большое внимание уделяется созданию продуктов и системных решений, ориентированных на работу в составе производственных линий, построенных в соответствии с философией "Индустрии 4.0". Компания, например, предлагает гидравлические и электрические интеллектуальные приводы, интегрируемые при помощи Ethernet в гибкие производственные системы, а также семейство индустриальных контроллеров, подготовленных к интеграции с IT-системами и мобильными устройствами при помощи Open Core интерфейса. Концепция "Индустрии 4.0" в целом широко внедряется на фабриках Bosch по всему миру.

Бьёрн Фреркинг, "Сименс"

Не сказал бы, что "Индустрия 4.0" – это угроза. Это отличный шанс произвести переворот в сегодняшней промышленности. Взаимосвязь виртуального и реального миров позволит ускорить процесс производства и создать индивидуальные решения по оптимальной для заказчика цене. Все, о чем сейчас мечтают дизайнеры, инженеры и предприниматели, вплоть до рядового пользователя промышленных товаров, воплотится в жизнь и, более того, сможет приносить прибыль благодаря "Индустрии 4.0".

Дмитрий Васильев, «ФЕСТО-РФ»

В следующем десятилетии нас ждет бурное развитие компьютерной автоматизации (в рамках третьего промышленного уклада), но все же с жесткой организацией процессов: совершенствование процессов производства, выстраивание более тесных межуровневых связей, развитие программных продуктов для расчета и проектирования. А вот воплощение в жизнь идей "Индустрии 4.0" (самоорганизация, отсутствие детального плана производства, самостоятельное взаимодействие между средствами и объектами производства), по расчетам немецкого правительства, грядет к 2030 - 2050 гг.

Хотя надо сказать, что Festo как активный участник I4.0 уже в 2016 году планирует открыть инновационный завод по производству пневмоостровов и контроллеров, где будут постепенно внедряться отдельные концепции и технологические наработки "Индустрии 4.0".

Первыми о цифровых фабриках будущего заговорили в 2011 году немцы, но весной прошлого года американцы создали консорциум IIC. И, безусловно, борьба за право разрабатывать нормативы будущего еще впереди. Появятся ли в итоге общие универсальные стандарты или повторится история с промышленными сетями?

Максим Сонных, "Бош Рексрот"

Ясно, что в качестве такого единого стандарта должен быть выработан гибкий протокол реального времени, реализуемый посредством беспроводной сети или Ethernet. По крайней мере на физическом уровне ситуация, подобная истории с промышленными сетями, повторится уже, к счастью, не может.

Бьёрн Фреркинг, "Сименс"

Инновации в области "Индустрии 4.0" базируются на существующих решениях и стандартах. И "Сименс" здесь занимает особое место, поскольку компания не только придерживается стандартов, но и вместе с другими лидерами рынка создает их. Стандарты продолжат развиваться. Сегодня, включая чайник в розетку, вы не задумываетесь, будет ли он работать правильно. Мы видим, что киберфизическим системам будущего предстоит работать по принципу Plug and produce - "Включи и выпускай", поскольку это требование заказчиков, к которому все должны прислушиваться, а мы это делаем все 168 лет нашей работы.

Дмитрий Васильев, "ФЕСТО-РФ"

У немцев "Индустрия 4.0" поддержана правительством и развивается системно. Создание Промышленного Интернет консорциума - IIC (Industrial Internet Consortium), как мне кажется, не более чем попытка американских гигантов IT-индустрии (среди первых Cisco) не остаться в стороне и не потерять рынок в будущем.

Что касается нормативов и стандартов, то физическим уровнем будет Ethernet (проводной или беспроводной). По программной же части эксперты возлагают большие надежды на OPC UA (OPC Unified Architecture - унифицированную архитектуру OPC), разработанную промышленным консорциумом OPC Foundation.

Дмитрий Черняков, "Б+Р Промышленная автоматизация"

Полагаю, что история с появлением определенного числа различных стандартов повторится. Глобализация еще не зашла настолько далеко, чтобы объединить всю мировую промышленность общим стандартом связи и управления.

Если компания выбирает сегодня между Industrial Ethernet и Fieldbus, на чем стоит остановиться?

Бьёрн Фреркинг, "Сименс"

Мир не стоит на месте. Industrial Ethernet и Fieldbus – современные технологии, как и Profinet и Profibus. В данном вопросе главное – сделать выбор в пользу той системы, которую предлагает надежный, инновационный и представленный во всем мире поставщик, такой как компания "Сименс".

В зависимости от уровня автоматизации можно делать выбор в пользу того или иного решения, проводить экспертный анализ, дорогостоящее проектирование. Наш подход – избавить заказчика от подобной головной боли и предложить оптимальное решение, основанное как на инновациях, так и на международных промышленных стандартах. В "Индустрии 4.0" роль промышленных сетей возрастет, и мы уже видим востребованность в едином решении со стороны российской промышленности. Если посмотрим шире, на цифровом предприятии "Сименс" мы конструируем изделия, моделируем работу завода, разрабатываем технологию, передаем ее на производство, осуществляем выпуск продукции, передаем информацию о работе оборудования, отрабатываем производственные заказы, и все данные здесь передаются по различного рода сетям. Все это способствует сокращению времени вывода продукции на рынок, что в современных условиях сложно переоценить. У инженеров российских предприятий наступают очень интересные времена!

Дмитрий Черняков, "Б+Р Промышленная автоматизация"

Нельзя ответить однозначно. Ведь только различных протоколов полевой шины существует несколько вариантов, каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками. Выбор сильно зависит от требований, предъявляемых к Сети. Если конечному пользователю необходимо жесткое реальное время при высокой скорости обмена данными между узлами сети, лучше строить сеть на базе технологий Ethernet. К примеру, промышленный протокол реального времени Ethernet POWERLINK пользуется большой популярностью среди машиностроителей благодаря открытому исходному коду и возможности легко адаптировать его для требований производств, характеризующихся высокой скоростью операций.

Максим Сонных, "Бош Рексрот"

Безусловно, будущее за Ethernet. Это обусловлено и унификацией аппаратной базы, и пропускной способностью, и удобством в использовании. Однако для ряда задач, таких как, например, сбор данных в агрессивных средах, применение вариаций Fieldbus на низком уровне является оптимальным, а зачастую и единственным решением.

Фабрика "Сименс" по выпуску ПЛК в баварском Амберге – прообраз полностью автоматизированных производств будущего

Как кратко описать то, что немцы называют сегодня "Индустрией 4.0", а американцы "Интернетом вещей"?

Бьёрн Фреркинг, "Сименс"

"Индустрия 4.0" – прежде всего инновации и производство. Это B2B сектор. Это то, что может сделать наших заказчиков более конкурентоспособными в борьбе за воплощение их идей и производство продуктов. "Интернет вещей" ориентирован больше на непосредственного потребителя.

Дмитрий Васильев, "ФЕСТО-РФ"

"Индустрия 4.0" - это концепция развития промышленного производства, основанная на максимальной индивидуализации производимых продуктов при практически 100%-ной автоматизации. Это станет возможным благодаря наличию большего «интеллекта» в станках, оборудовании и даже обрабатываемых заготовках, а также автономного обмена данными между ними и автономного же принятия решений.

"Интернет вещей" - более общее понятие и охватывает все предметы вокруг нас: гаджеты, бытовая техника, мебель и т. д. Предметы также будут обладать "интеллектом" и общаться между собой, помогая нам в повседневной жизни.

Дмитрий Черняков, "Б+Р Промышленная автоматизация"

"Интернет вещей" – это независимая от оператора связь каждого отдельного агрегата машины с АСУТП, самодиагностика, саморегулирование и самонастройка в рамках производственного цикла.

Максим Сонных, "Бош Рексрот"

Под термином "Индустрия 4.0" следует понимать высокоавтономное децентрализованное реконфигурируемое производство, отличающееся непрерывным информационным обменом между его подсистемами и объектами производства в рамках выполняемых производственных и логистических процессов.

Четвертая промышленная революция отличается от предыдущих производственных теорий гибкостью подхода, интеллектуальностью, реактивностью, основанным на данных и знаниях интегрированным выпуском продукции будущего на "умных" производствах. На таком производстве люди находятся в центре внимания, все задачи выполняются при поддержке интеллектуальных систем. "Индустрия 4.0" не просто модное слово для компании KUKA. Благодаря нашему членству в национальных и международных комитетах по стандартизации (например, OPC Foundation) мы активно принимаем участие в дискуссиях по теме "Индустрия 4.0". Мы включены в рабочую группу платформы "Индустрия 4.0" в Союзе машиностроителей Германии (VDMA) и других отраслевых ассоциациях. Компания KUKA поддерживает возможность объединить усилия со всеми партнерами и ассоциациями, так как поставщики облачных сервисов и технологий автоматизации не могут реализовать идеи "Индустрии 4.0" в одиночку. Всем сторонам необходимы сильные союзы с производителями высоких технологий.

Компания KUKA продвигает и формирует "Индустрию 4.0"! Воплощение идеальной концепции "умного" производства в реальность возможно только с высокопроизводительными производственными системами, не только эффективными, но и гибкими. KUKA уже сегодня предлагает продукцию, которая готова к "Индустрии 4.0". "Индустрия 4.0" и "Интернет вещей" находятся на пересечении широкого спектра компонентов, источников данных, услуг и систем. Если совместимость не гарантирована, потенциал "умного" производства может быть реализован только на очень ограниченном уровне. Компания KUKA инвестирует в международные признанные открытые стандарты в большей степени для того, чтобы обеспечить своим клиентам максимальную совместимость.

Доля промышленности в российском ВВП составляет около 14%. Революция 4.0 для нас - это шанс или угроза? Как следует готовиться к цифровому будущему отечественным компаниям?

Дмитрий Васильев, "ФЕСТО-РФ"

Во-первых, не стоит все же позиционировать "Индустрию 4.0" как четвертую индустриальную революцию. Идет речь о вполне эволюционном пути развития. А потом это же не оружие массового поражения. Результатами работы в рамках данной концепции (например, новые продукты в сфере автоматизации и информатизации) смогут пользоваться по всему миру и в России в том числе. Поэтому продвинутым отечественным компаниям можно отслеживать новинки и постепенно их внедрять.

Максим Сонных, "Бош Рексрот"

"Индустрия 4.0" влечет за собой повышение эффективности и адаптивности производственного процесса. Линии, построенные в соответствии с новой философией, обеспечат эффективный выпуск минимальных партий и допускают быстрое внесение изменений в продукт и производственный процесс. Внедрение принципов "Индустрии 4.0" на отечественных предприятиях приведет к повышению качества выпускаемой продукции, обеспечит возможность быстрого переналаживания линии, что в конечном счете повысит их конкурентоспособность

Дмитрий Капишников, "Кука Роботикс Рус"

"Революция 4.0" для нас, безусловно, шанс. Шанс вступить в новую эру промышленности одними из первых и, таким образом, обеспечить себе задел на будущее.

Отечественным компаниям следует задуматься о среднесрочном и долгосрочном планировании в своей деятельности, что, безусловно, тяжело в текущих российских реалиях. Тем не менее те компании, которые будут более подготовлены, имеют хорошие шансы увеличить свою долю рынка и стать крупными игроками в своих сегментах.

Бьёрн Фреркинг, "Сименс"

У России есть перспективы в области создания производств готовых продуктов с мировой известностью. Речь идет о таких брендах, как Heinz, Coca-Cola, Mercedes-Benz, Louis Vuitton. "Индустрия 4.0" – тот самый шанс, благодаря которому можно сократить отставание в этой сфере и внедрить новые бренды. Потому что "Индустрия 4.0" – это прежде всего стандартизация, инновационный комплекс и набор технологических процессов, которые могут быть легко интегрированы в гибкие производственные ячейки, которые в свою очередь могут взаимодействовать друг с другом. Такой подход облегчает планирование и снижает затраты на инвестиции и риски. Помимо этого перспективы в области внедрения "Индустрии 4.0" есть и у малого бизнеса. Маленькие и не слишком хорошо организованные компании со слабым финансированием, но с креативными и по-настоящему прорывными идеями могут извлечь значительную выгоду. Для этого им достаточно обратиться в департамент "Цифровое производство" компании "Сименс", и мы вместе попробуем разработать решение, которое усилит их позиции на рынке.

Конструктор. Машиностроитель, 2015-2

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.

LIGNA 2015 новое понятие «Индустрия 4.0» упоминалось везде: на баннерах, в каталогах, на семинарах и просто в разговорах. Давайте разберемся что это за понятие, откуда оно взялось и чего от него ждать в нашей отрасли.

Что это?

Индустрия 4.0 – это так называемый «проект будущего» немецкого федерального правительства. Это стратегический план развития экономики Германии, предусматривающий совершение прорыва в области информационных технологий. Но в отличие, например от США, где развивают IT-технологии в сторону социальных сетей, развлечений, коммуникаций, немцы ставят задачу подключения к сети промышленного оборудования и целых производств.

Максимального эффекта предполагается добиться от соединения традиционно сильных позиций Германии в области индустрии с новейшими достижениями в области информатизации.

Почему 4.0 ?

Считается, что новое направление развития промышленности знаменует собой четвертую индустриальную революцию. Первая была связана с заменой в конце 18 — начале 19 века мускульной силы рабочих на энергию пара и воды в первых машинах. Вторая — с электрификацией и внедрением конвейерного производства в начале 20 века. Третья революция произошла в 60-70-е годы прошлого столетия в связи с развитием числового программного управления (ЧПУ) и микропроцессоров.

Четвертый этап, по мнению немецких экспертов, должен быть связан с интернет и искусственным интеллектом. «Умное оборудование» на «умных фабриках» будет самостоятельно, без участия человека выходить в сеть, передавать и получать необходимую для работы информацию.

Исходная ситуация.

Германия является поставщиком промышленного оборудования и технологий для всего мира. Марка «сделано в Германии» всегда говорила о качестве и надежности.

Однако, конкуренты не дремлют. Китай, а теперь уже и другие развивающиеся страны активно осваивают новые технологии и предлагают свое оборудование. Причем данную ситуацию во многом создали сами западные страны, перенося свои производства в страны третьего мира — в результате они попали в зависимость от стран-фабрик. Теперь возникает задача по возращению самостоятельности и возрождения индустрии на родине.

США решают эту задачу в том числе возобновлением добычи энергоресурсов на своей территории, чем создают предпосылки для возврата производств из Азии и Европы.

У Германии нет таких природных ресурсов, как в США, рабочая сила здесь дорогая и, кроме того, существует демографическая проблема, связанная со старением населения.

Чтобы оставаться лидером необходимо поднять и без того высокую эффективность и максимально сократить использование в производстве человеческого труда. Такие задачи и призван решить проект Индустрия 4.0 .

Основные даты:

Январь 2011 – инициирование проекта.

Ноябрь 2011 – проект принят правительством в рамках плана «Хай-тек стратегия 2020».

Январь – октябрь 2012 – создание рабочей группы по координации проекта выработка первых рекомендаций по внедрению.

Апрель 2013 – промышленные Союзы Германии BITKOM, VDMA и ZVEI, объединяющие около 5000 компаний, основали так называемую Платформу «Индустрия 4.0» http://www.plattform-i40.de При поддержке платформы создаются самоорганизующиеся рабочие группы по различным аспектам внедрения проекта.

2014-2015 проведение многочисленных форумов и дискуссий, первые внедрения. В 2015 году практически все промышленные выставки в Ганновере прошли под лозунгами четвертой индустриальной революции, включая выставку по деревообработке LIGNA.

14 апреля 2015 опубликована стратегия разворачивания проекта с промежуточными датами по каждому разделу до 2020 года http://www.plattform-i40.de/sites/default/files/150410_Umsetzungsstrategie_0.pdf

Инициатор проекта

В январе 2012 г. проект был предложен федеральному правительству Исследовательским Союзом Германии (Forschungsunion), объединяющим представителей науки и экономики.

Координатор проекта

Рабочая группа под руководством доктора Зигфрида Даиса (Siegfried Dais), заместителя директора фирмы Robert-Bosch GmbH и профессора Хеннинга Кагерманна (Henning Kagermann), президента академии технических наук.

Бюджет проекта

На реализацию первого этапа разворачивания проекта правительством предусмотрено 200 млн. евро из государственного бюджета. Здесь следует иметь в виду, что финансирование предназначено только для инициирования и подготовки базы для запуска процесса — в будущем проект объективно будет развиваться промышленными предприятиями самостоятельно. Бизнесом выделено уже дополнительно 300 млн. евро.

Для сравнения на проекты, связанные с энергетикой и возобновляемыми источниками энергии, в общей сложности выделено более 4 млрд. евро.

Основные концепции

Проект «Индустрия 4.0» базируется на идеях «интернета вещей» — IoT (Internet of things) и «киберфизических систем» — CPS (Cyber-Physical Systems).

Речь идет о превращении неодушевленных предметов (в данном случае – компонентов производственной системы) в активных пользователей интернет. Уже сегодня многие «умные» системы могут выходить в сеть без участия человека – вспомним «умный дом», современные автомобили, интеллектуальные парковки, системы экомониторинга, энергообеспечения. Количество подключенных к сети устройств в ближайшее время превысит численность населения планеты, а к 2020 году по прогнозам аналитиков — составит 26 миллиардов.

Для производства возможность различных компонентов общаться через сеть открывает невероятные перспективы. В «умных фабриках» машины будут понимать свое окружение и смогут общаться по единому сетевому протоколу между собой, а также с логистическими и бизнес-системами поставщиков и потребителей. Производственное оборудование, получая сведения об изменившихся требованиях, сможет само вносить корректировки в технологический процесс. В результате производственные системы станут способны к самооптимизации и самоконфигурации, оборудование будет осуществлять самодиагностику, произойдет дальнейшее повышения гибкости и индивидуализации продукции.

Заготовка сможет сообщать станку какие именно операции необходимы для ее обработки и какой инструмент выбрать, а транспортной системе – по какому маршруту следует ее передать для последующей операции. Детали агрегатов смогут сами сигнализировать о своем износе и передавать через интернет заказы изготовителям запчастей и предупреждать службы сервиса о планируемых ремонтах.

Индустрия 4.0, благодаря гибкости и адаптивности, обеспечиваемой киберфизическими системами, поможет реализовать массовое производство по индивидуальным заказам (нем. «Losgrösse =1» — «размер партии =1») , что позволит снизить цену продукции. Классические методы организации производства предполагали, что поточным методом можно изготавливать только большие партии товаров. Благодаря новым принципам организации производственных процессов, становится возможным индустриальным способом изготавливать и единичные изделия.

Уже сегодня наблюдается устойчивая тенденция к переходу от жесткого централизованного управления производственными процессами к децентрализованной модели сбора, обработки информации и принятия решений. Причем уровень автономности непрерывно растет. В конечном итоге такая система становится активным компонентом, способным самостоятельно управлять своим производственным процессом.

В качестве примера применения киберфизических систем в производстве можно привести завод Chrysler в Толедо. Каждый день здесь выпускается более 700 кузовов для автомобилей Jeep Wrangler.

При этом задействованы 259 немецких роботов KUKA, которые «общаются» с 60 000 (!) других устройств и станков. Обмен и хранение данными организованы по облачной технологии. Современные решения позволили существенно повысить производительность и гибкость.

Вот, что говорит по этому поводу руководитель немецкого исследовательского центра искусственного интеллекта (DFKI) профессор Вольфганг Вальстер (Prof. Dr. Wolfgang Wahlster): “Киберфизические системы в корне изменят традиционную логику производства, поскольку каждый рабочий объект будет сам определять, какую работу необходимо выполнить… Появление у машин способности понимать определенную 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… “ существенно повысить производительность и гибкость.

“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. Это явление также используется в Индустрии 4.0”.

Что у других?

Инициатива немцев нашла отклик в мире:

— в США в 2014 году создан некоммерческий консорциум промышленного интернета (Industrial Internet),

— в Китае принята доктрина «Китайское производство 2025» и поставлена задача последовательно довести уровень своей промышленности от 2.0 до 3.0 и затем также прорываться к 4.0.

— японцы активно обсуждают собственные концепции “Connected Factories” (подключенных к сети фабрик) для своей индустрии (Monodzukuri)

Критика

Проект Индустрия 4.0 инициирован “сверху”. И как любое такое начинание продвигается медленно, обрастает большим количеством организаций. Сами немцы говорят о медлительности, забюрократизированности, отсутствии реальных результатов.

Критикуется типично немецкая склонность все сначала систематизировать и расписать по пунктам и лишь потом начать действовать, поэтому высказываются опасения, что пока немцы оттачивают формулировки на многочисленных конференциях и форумах, американцы могут продвинуть свой промышленный интернет до практических внедрений.

Однако, согласимся, что лучше медленно, но надежно продвигаться вперед, чем не делать этого вовсе. Отрадно, когда в одной из самых развитых индустриальных стран правительство не останавливается на достигнутом, а прикладывает максимум усилий, чтобы нацелить лучшие умы на решение стратегических задач и сплачивает на этом направлении бизнес и науку.

Опасения

Левые политики Германии высказывают опасения, что Индустрия 4.0 может нанести удар по занятости. Приводятся данные, что в долгосрочной перспективе из 30,9 млн. рабочих мест роботы и компьютеры заменят около 18 млн. — то есть 59 %.

Сторонники прогресса возражают — новые подходы как раз нацелены на стимулирование экономики Европы и устранению диспропорций в международном распределении занятости, возникших в результате безудержного переноса производств в страны третьего мира. Кроме того, четвертая индустриальная революция угрожает далеко не всем профессиям. Рынок труда измениться, будут востребованы профессионализм и компетентность.

Четвертая революция в нашей отрасли

Естественно деревообработка в целом и мебельная промышленность в частности не находятся на переднем краю индустриального прогресса. Однако на выставке LIGNA 2015 в Ганновере новые подходы стали заметны и в нашей отрасли. Откровенно говоря, радикальных новинок, связанных именно с киберфизическими системами и «умными фабриками», пока не появилось. Под лозунгами Индустрии 4.0 посетителям предъявлялись более ранние разработки, связанные с автоматизацией и индивидуализацией производства. Просто чаще стали использоваться эпитеты: компьютеризированный, цифровой, интегрированный, интеллектуальный и т.п.

Что действительно бросалось в глаза на LIGNA 2015, так это обилие и разнообразие роботов. Раньше их было меньше и это обычно были традиционные манипуляторы-перекладчики для загрузки и разгрузки станков или перемещения деталей на складе. Теперь же спектр применений роботов в деревообработке расширился. Был представлен целый ряд роботов для покраски, полирования, паллетирования, для обслуживания пильных центров и межоперационных складов-накопителей деталей.

Активизация интереса в отрасли к роботам может быть связана в том числе с тем, что в 2014 году новым владельцем Homag стала фирма Dürr, специализирующаяся на оборудовании для автомобилестроения, отрасли, где традиционно популярна робототехника.

Ведущими производителями оборудования и фирмами, специализирующимися на автоматизации, были представлены концептуальные проекты гибких мебельных фабрик, способных производить продукцию в режиме Losgrösse =1 (нем. «размер партии =1»).

Наш немецкий партнер — консалтинговая фирма Lignum Consulting представила на выставке LIGNA доклад „Семь ключевых элементов интегрированного сетевого производства мебели», а также впервые в истории выставки проводила двухчасовые туры для специалистов на тему Индустрии 4.0 в мебельной промышленности.

Проект Индустрия 4.0 прежде всего решает внутренние задачи Германии, но его последствия не могут не отразиться и на потребителях немецкой техники во всем мире, в том числе и в России.

Предпосылок для разворачивания четвертой индустриальной революции при сегодняшнем уровне наших мебельных и деревообрабатывающих производств у нас пока нет. Однако знать о современных тенденциях важно, например для того, чтобы избежать ошибок при выборе оборудования. В качестве примера из практики можно привести приобретение дорогостоящего оборудования, созданного для современной концепции Losgrösse =1 (см. выше) – то есть для гибкого индивидуального производства, и использование его на потоке с размером партий сотни и даже тысячи штук. При этом ожидаемого роста производительности не происходит, а такие функции, как автоматическая настройка, идентификация деталей, загрузка программ или рабочих листов, современные протоколы обмена данными, становятся бесполезными.

Изучение опыта внедрения проекта Индустрия 4.0 может быть также полезным тем немногочисленным российским фабрикам, которые, не смотря на сложные времена, ставят перед собой амбициозные цели выйти на современный европейский уровень. Для таких предприятий мы готовы предоставить более подробную информацию на данную тему и предложить сотрудничество в модернизации производства.

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.