Появлением новых материалов и даже технологий практически в любой отрасли промышленности сейчас никого не удивишь. Как бы парадоксально это ни звучало, инновации стали явлением будничным. Но с появлением новых полимеров, стандартов связи и все более мощных компьютеров происходят и по-настоящему революционные изменения. Речь идет о четвертой промышленной революции или "Индустрии 4.0". В ближайшие десятилетия она изменит не просто технологические карты, а экономический уклад большинства государств. Delo.ua совместно с компанией IT-Enterprise начинают спецпроект, в котором познакомят читателей с теми революционными изменениями, которые уже сейчас становятся ежедневной реальностью для многих, а остальных ждут буквально завтра.
Генезис
В 2013 году в Германии рабочая группа, работавшая в формате частно-государственного партнерства, представила документ "Рекомендации по реализации будущего проекта Индустрии 4.0". Место рождения новой концепции не случайно. Германия уверенно занимает второе, после Китая, место в мире по экспорту промышленных товаров на мировой рынок. Первоначально, Китай был поставщиком дешевых серийных товаров, но со временем развил свой собственный инновационный сектор. В результате Германия, да и все лидирующие страны Запада, лишились своего главного конкурентного преимущества.
Поставив задачу преодолеть относительную дешевизну рабочей силы, германские исследователи (которые либо были тесно связаны с живой промышленностью, как Немецкая академия технических наук, либо работали в ней, как Зигфрид Дайс из Robert Bosch) не просто подтянули слабые места, а и переосмыслили парадигму работы индустриального сектора экономики.
Подписывайтесь на Youtube-канал delo.uaВторым очевидным фактором, снижающим преимущество дешевой рабочей силы, стало сокращение количества людей на производстве. Это была уже не первая попытка заменить людей роботами. Первая как раз провалилась из-за того, что рабочие в Юго-Восточной Азии оказались намного дешевле роботов. Но с 70-х годов произошло два ключевых изменения: подешевела электроника и развился искусственный интеллект.
"К примеру, на сталелитейном производстве "Днепросталь" корпорации "Интерпайп" мы собираем информацию с 18 тысяч датчиков, — отмечает эксперт по предиктивному обслуживанию техники Кирилл Костанецкий. — Обычный статистический анализ и линейное программирование неприменимо для эффективной работы с таким количеством данных. Тут используется машинное обучение и искусственный интеллект, позволяющий без преуменьшения экономить годы человеко-часов работы".
Третьим ударом по неэффективности стало стирание грани между управлением производством и бизнес-планированием.
Сокращение дистанции между конкретным экземпляром товара и топ-менеджером привело к революционному изменению. Большие производства получили возможность обеспечивать не просто "план по валу", а повернуться лицом к каждому, даже самому маленькому заказчику.
Как это работает
Новая индустрия не началась с открытия потаенного знания или источника энергии. Инструменты Индустрии 4.0 появились до нее, и именно их синергия выводит экономику будущего на качественно новый уровень. Рассмотрим ключевые технологии.
Искусственный интеллект
Непростая для понимания вещь и даже немного пугающая. Суть систем искусственного интеллекта в том, что компьютеры теперь могут не просто решать задачи по жестко заданному алгоритму, а развивать его и адаптироваться к новым условиям. Два самых знакомых бытовых примера — поиск в Google и прокладывание оптимального маршрута в навигаторе. Программисты давно уже не знают, как именно формирует поисковик выдачу на конкретный запрос. Система ИИ учитывает предыдущий опыт взаимодействия с конкретным пользователем, с его географическими соседями, с последними изменениями в WWW. И результат следующего поиска будет учитывать сделанный перед этим.
В бизнесе системы ИИ не управляют корпорациями. Они выявляют брак на конвейере, анализируя фото и видео, планируют и оптимизируют производственные мощности и т. п. Одним словом, берут на себя кропотливую работу, которую человек в силу своей биологической природы делает хуже или медленнее.
"Один из наших клиентов занимается производством радиаторов для отопления, — приводит пример Виталий Галелюка. — Мы внедрили у него систему выбраковки плохо окрашенных радиаторов на основе систем искусственного интеллекта. Камеры отслеживают на изделиях следы потеков краски или неровностей и отправляют подозрительные батареи для финальной оценки человеком. Что такое потек, пропуск краски или любой другой дефект — определяет искусственный интеллект. И не просто определяет, он обучается на каждом новом объекте. Внедрение системы и первичное обучение системы ИИ обошлось в 50 тысяч долларов, но убрало человеческий фактор. Система позволяет конвейеру работать без снижения темпов непрерывно и окупилась за 2 месяца".
Интернет вещей
И в нашем случае даже "промышленный интернет вещей". В безлюдном или малолюдном производстве появляется масса объектов, взаимодействующих друг с другом, в том числе минуя человека.
В вышеприведенном примере c производством радиаторов для отопления системе контроля покраски нужно взаимодействовать с камерами, с конвейером, с человеком в ряде случаев. Но это далеко не единственный элемент в системе. Различные контроллеры снимают и передают показания о состоянии самой конвейерной линии, следят за грузовиками, развозящими продукцию и т. д.
И все они, без преувеличения, обмениваются данными через интернет.
И конечно же все это не может работать по проводной связи.
Мобильная связь пятого поколения
"Нам для удовлетворения социальных потребностей более чем достаточна сейчас связь 4G, — объясняет Виталий Галелюка. — Связь пятого поколения нам нужна для передачи данных между машинами. Протянуть провод к каждому датчику просто невозможно".
Современные производства генерируют гигантские потоки данных, а индивидуальные сети для их передачи неоправданно дороги. "Наоборот, — указывает Кирилл Костанецкий, — те, кто не построил свои локальные сети, оказываются в преимуществе. Им не нужно не только их строить, но и нанимать штат для их обслуживания".
На данный момент мы находимся на самом старте внедрения сетей пятого поколения, мы еще не ощутили в полной мере тех плюсов, которые они дадут промышленности. Но эти массивы данных и линии связи нужны не только, чтобы где-то удаленно пуансон №4 высекал на конвейере то, что ему укажет оператор. Благодаря этому можно создать так называемые "цифровые двойники".
Цифровые двойники
Цифровые двойники — это концепция, которая подразумевает наличие в цифровом виде всей необходимой информации о физическом объекте или процессе: продукте, оборудовании, цехе или всем бизнесе.
Цифровой двойник продукта позволяет ощутимо снизить затраты на проектирование, испытания, производство и обслуживание, или даже поменять модель бизнеса: давать клиенту не средство удовлетворения его потребности, а ценность в виде нужного ему результата.
"General Electric дает своим клиентам не турбины, а электричество, которое они произведут, — приводит пример Виталий Галелюка, — а для контроля их работы компания использует цифровые двойники каждой единицы продукции".
Компании совершенно разного профиля получили возможность приобретать не оборудование для реализации промежуточных задач, а напрямую финальную ценность, которую можно реализовывать и получать прибыль. Старые технологии позволяли лишь приблизиться к таким формам сотрудничества с подрядчиками. Да и то, далеко не везде.
"Если в начале развития концепции Industry 4.0 все говорили только про цифровой двойник продукта, то сейчас уже понятно, что еще больше возможностей дает цифровой двойник бизнеса. Наличие в единой цифровой среде информации о всех бизнес-процессах, людях, клиентах, финансах , оборудовании поднимает на качественно новый уровень каждое управленческое решение",— объясняет Виталий Галелюка.
Потому, благодаря таким цифровым двойникам, можно не только контролировать работу станка, конвейерной линии или бизнеса в целом. На двойнике можно моделировать гипотетические ситуации. Ускорять работу, масштабировать производство, менять сырье или перестраивать технологические цепочки. "Эти модели помогают менеджерам принимать решения, основываясь не на интуиции и опыте, а зная прогнозированный компьютером эффект", — указывает Галелюка.
Облачное хранение и обработка данных
В новой парадигме главенствующую роль занимает эффективное использование информации. В то же время, элементы производственных цепочек и центры принятия решений физически обособлены и поддерживают связь при помощи общих телекоммуникационных сетей. В такой ситуации локальное хранение и обработка необходимых данных становится неудобной и даже бессмысленной. Кроме очевидных удобств "уход в облако", по замечанию Кирилла Костанецкого, позволяет также переложить заботу об обслуживании этих мощностей на поставщика услуги.
Наши реалии
В мире Индустрию 4.0 строят, базируясь на трех китах: бизнес, образование, государство. Если в процессы вовлечен только бизнес, то экономика сталкивается с кадровым голодом, если новшествами занимаются только в университетах, то проблемой становится дефицит финансирования. И конечно же, если за дело берутся только чиновники — на выходе мы получаем результат, оторванный от реального сектора, с отсутствием бизнесовых задач и экспертизы.
И вот в этой триаде у нас нарушен баланс. Государственные органы недостаточно уделяют внимания новым реалиям.
[block_5]
Как следствие, Украина отстает не только от лидеров промышленной гонки, но и от своих соседей. Как на Востоке (РФ и Казахстан), так и на Западе (Польша, Словакия, Чехия). По отчету Всемирного экономического форума 2018 года (Readiness for the future of production), Украина занимает 67 место в топ-100 стран мира по уровню готовности к Индустрии 4.0.
Но не будем все мазать черной краской. По оценкам IT-Enterprise шанс догнать страны Восточной Европы вполне сохраняются. Большинство программ у наших соседей малоэффективны по причине недостатка финансирования, и, главное, из-за плохо проработанной стратегии.
И даже в такой ситуации, по оценке McKinsey, добавочный вклад Индустрии 4.0 в ВВП РФ составляет от 5 до 8 %. Анализ Ассоциации предприятий промышленной автоматизации Украины (АППАУ) показывает, что по самым скромным оценкам рост промпроизводства при переходе украинской индустрии к 4.0 составит 7-10%. В том числе, за счет низкой базы.
Как отмечает Роман Яворский, "сейчас наша традиционная индустрия преимущественно теряет рынки из-за своей неэффективности, а новые технологии позволяют ее повысить и повысить за разумные деньги".
Кроме того, внедрение новых технологий в Украине хоть и не широко известны, но не единичны. Те, кто сделал шаг в новую реальность, уже пожинают плоды.
"В 2014 году "Интерпайп" стал переходить на принципы Индустрии 4.0, — приводит один из самых успешных примеров внедрения принципов Индустрии 4.0 в Украине Олег Щербатенко. — Корпорация утратила рынок РФ с массовым потреблением труб. Вместо десяти больших они стали собирать тысячи маленьких заказов по всему миру, что заставило полностью изменить производственную и бизнес-модель.
Благодаря внедрению новых технологий, они не только справились с такой сложной структурой заказов, но и смогли резко снизить себестоимость. Они постоянно вынуждены доказывать антимонопольным органам многих стран, что они не демпингуют, а на самом деле высокоэффективны и прибыльны".
Еще одним фактором, который может сыграть на руку украинской промышленности, как ни парадоксально, ее отставание. Есть возможность "с чистого листа" применить самые передовые решения, не идя на компромисс с богатым, хоть и устаревшим наследием. Уже хрестоматийным стал пример развития проводных сетей передачи данных, которые в Украине в разы дешевле и современнее, чем в той же Германии, поскольку они строились с нуля, минуя "медное наследство" государственного "Укртелекома".
И это справедливо как для гигантов, так и для среднего бизнеса, который находится между молотом и наковальней — между дешевой продукцией из "фабрики мира" и серой экономикой малых производств, "срезающих углы" на налогах, таможенных пошлинах и инвестициях в развитие. Но об этом мы поговорим в следующем материале.