Что включает в себя простейшая цифровая фабрика. Цифровая экономика: как специалисты понимают этот термин
14.08.2017, Пн, 17:22, Мск , Текст: Игорь Королев
В рамках проекта НТИ утверждена дорожная карта «Технет», посвященная внедрению ИТ-систем для управления и проектирования промышленных производств. В случае реализации мероприятий дорожной карты в России в 2025 г. появится 40 «Фабрик будущего» и 25 испытательных полигонов, а объем экспорта продукции, полученной с помощью передовых производственных технологий, достигнет 800 млрд руб.Для чего нужен «Технет»
Совет при Президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию одобрил дорожную карту «Технет». Документ разработан в рамках проекта Национальной технологической инициативы (НТИ), реализуемой по поручению президента России Владимира Путина .
Руководителями рабочей группы «Технет» являются замминистра промышленности и торговли Василий Осьмаков и проректор по перспективным проектам Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Алексей Боровков .
Дорожная карта «Технет» направлена на формирование в России комплекса ключевых компетенций, обеспечивающих интеграцию передовых производственных технологий (ППТ) и бизнес-моделей для их распространения в качестве «Фабрик будущего» (Factories of the future). Мероприятия, описанные в документе, рассчитаны на период до 2035 г.
Что такое «Фабрики будущего»
Под «Фабриками будущего» понимаются системы комплексных технологических решений, обеспечивающих в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения, которые, как правило, генерируются на основе испытательных полигонов (TestBeds).
Авторы документа отмечают, что уже сейчас Россия входит в топ-20 стран по количеству технологических заделов в области передовых производственных технологий и по количеству первых патентных заявок по ряду технологических направлений, включая 3D-печать, нанотехнологии и роботехнику.
К 2020-2030 г.г. глобальная индустрия перейдет к масштабированию использования передовых производственных технологий, которые сегодня еще относятся к неконвенциональным, прогнозируют авторы документа.
К 2035 г. цифровое и интеллектуальное производство станет массовым, произойдет изменение архитектуры рынков, цепочек поставок и переход к виртуальным распределенным производствам.
Основными трендами «Фабрик будущего» являются: комплексирование мультидисциплинарных и кросс-отраслевых передовых технологий, распространение универсальных межотраслевых платформенных решений, широкое распространение передовых производственных технологий, формирование нового неконвенционального пакета в развитых странах, радикальное удешевление и ускорение циклов разработки и производства и развитие системы распределенного производства.
В 2025 г. в России появится 40 «фабрик будущего»
Основным принципом реализации мероприятий дорожной карты «Технет» является преодоление разрыва между имеющимся заделом по производству целого ряда «best-in-class» продукции по ряду технологических комплексов ППТ и требованием к масштабируемости и серийности изготовления кастомизированных продуктов, изделий и решений. Для реализации данного принципа в документ были включены мероприятия, направленные на преодоление технологических барьеров, которые существуют на данный момент в промышленных секторах российской экономики.
Речь идет, прежде всего, об устаревших форматах организации технологических и производственных цепочек. «Фабрики будущего» станут ответом на вызов России, обещают авторы документа. Они обеспечат принципиально новые подходы к цифровому проектированию на основе полного математического моделирования и технологий оптимизации, виртуальные испытания (значительно снижают объемы дорогостоящих натурных испытаний), передовые производственные технологии и цифровое «умное» производство.
Какими бывают «Фабрики будущего»
«Фабрики будущего» бывают трех видов. Цифровая «фабрика» должна быть ориентирована на проектирование и производство продукции нового поколения: от стадии исследования и планирования, когда закладываются базовые принципы изделия, до стадии создания цифрового макета продукта (Digital Mock-Up, DMU), «цифрового двойника» (DigitalTwin) и опытного образца или мелкой серии. «Цифровая фабрика» снижает затраты на 10-50%, сокращает времея производства на 20-70%, приводит к росту прибыли на 10-50%.
«Умная фабрика» должна быть ориентирована на производство продукции нового поколения от заготовки до готового изделия по цене серийного производства текущего индустриального уклада. В качестве входного продукта «Умной фабрики» используется результат работы «Цифровой фабрики».
| Наименование целевых показателей | Единица измерения | Текущее значение | 2017 | 2018 | 2019 | 2025 | 2035 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Доля России на мировых рынках «Фабрик будущего» в сегменте инжиниринга и конструирования | % | 0,28% | 0,3% | 0,4% | 0,5% | 0,9% | 1,5% |
| 2 | Количество компаний-поставщиков услуг по созданию «Фабрик будущего» в рейтинге топ-50 технологических газелей РФ | Ед. (накоп.) | 0 | 0 | 1 | 3 | 10 | 20 |
| 3 | Позиция России в Global Manufacturing Competitiveness Index (или сопоставимый) | Место | 32 | 33 | 30 | 28 | 20 | 10 |
| 4 | Объем экспорта продукции, полученной с использованием ППТ | Тыс. руб. | - | - | - | 1 500 000 | 80 000 000 | 800 000 000 |
| 5 | Число созданных «Фабрик будущего» «Технет» | Ед. (накоп.) | 0 | 0 | 3 | 5 | 17 | 40 |
| 6 | Число созданных испытательных полигонов (TestBeds) «Фабрик будущего» | Ед. (накоп.) | 0 | 2 | 3 | 4 | 10 | 25 |
| 7 | Количество экспериментально-цифровых центров (лабораторий) сертификации в России | Ед. (накоп.) | 0 | 0 | 1 | 3 | 10 | 15 |
| 8 | Число специалистов, прошедших программы подготовки и переподготовки по передовым производственным технологиям | Чел. (накоп.) | не менее 30 | >200 | 1 000 | 2 000 | 20 000 | 50 000 |
Источник: CNews Analytics
Отсутствие зависимости цены от признака серийности обеспечивается за счет увязанных общей системой управления и логистической системой отдельных модулей, обеспечивающих реализацию всех технологических переделов без участия человека. Внедрение «умной фабрики» приводит к 2-4-кратному сокращению времени производства и росту прибыли до двух раз.
Наконец, под «виртуальной фабрикой» подразумевается объединение «цифровых» и «умных» Фабрик в единую сеть либо как части глобальных цепочек поставок, либо как распределенных производственных активов.
Продукт «виртуальной фабрики» – это виртуальная модель всех организационных, технологических, логистических процессов территориально распределённых «цифровых» и «умных» производств, представленных для пользователя как единый объект. «Виртуальная фабрика» обеспечивает 2-4-кратный рост производительности, снижение затрат на 40%, сокращение числа единиц оборудования на 7-15%.
Из чего состоят «Фабрики будущего»
Составными технологическими направлениями «Фабрик будущего» являются: цифровое проектирование и моделирование (CAD, CAE, HPC, CAO); топографическая, топологическая, технологическая подготовка производства (CAM); технологии управления данными о продукте (PDM) и технологии управлениям жизненным циклом изделий (PLM); новые материалы, в том числе передовые сплавы, передовые полимеры и т.д; аддитивные технологии, включая 3D-принтеры; CNC-технологии и гибридные технологии (включая станки и технологии оборудования с числовым программным управлением); промышленная сенсорика; информационные системы управления предприятием (ICS, MES, ERP, EAS); Big Data и индустриальный интернет.
«Фабрики будущего», по сравнению с традиционными производствами, будут обладать следующими преимуществами: сокращение затрат на производство до 50%; сокращение времени производства в 2-3 раза; цифровизация производственных процессов на уровне до 95%; возможность прототипирования, проектирования новых процессов производства, существенно снижающей время выхода на рынок готовой продукции (time-to-market); повышенная предсказуемость производственных процессов.
Кроме того, «Фабрики будущего» обеспечат ряд достижений: безлюдное интеллектуальное производство не менее 50% технологических операций; переход к виртуальному управлению цепочками поставок (с использованием Big data и предикативной аналитики); соединение больших программных пакетов в единую систему, обеспечивающую управление производством; снижение количества дефектной продукции; повышенная кастомизация производственного процесса и использование новых материалов (приводят к облегчению конструкций до 50% и более).
Рынок «Фабрик будущего»: текущее состояние и прогнозы
Рынок Фабрик будущего состоит из нескольких компонентов. Рынок конструирования и инжиниринга в мире вырастет с $773 млрд в 2015 г. до $1,396 трлн, в России за аналогичный период - с $2,2 млрд до $10,9 млрд. Рынок систем и услуг ускоренной сертификации в 2035 г. составит $33,6 млрд в мире, в России - $160 млн. Рынок образовательных услуг в данной сфере в России составит в 2035 г. $50 млн.
Глобальный рынок технологий для компонентов Фабрик будущего увеличится с $368 млрд в 2015 г до $1,757 трлн. В 2035 г. объем сегментов данного рынка будет следующим: цифровое моделирование и проектирование - $74,8 млрд, станков с ЧПУ - $281,4 млрд, аддитивных технологий - $216,4 млрд, аппаратного обеспечения - $24,3 млрд, новых материалов - $145,4 млрд, промышленных роботов - $241,6 млрд, MES и ICS-систем управления производством - $366 млрд, информационные системы управления предприятием - $92,6 млрд, Big Data - $90 млрд, промышленный интернет - $255 млрд.
К секторам наибольшей благоприятности с точки зрения условий внедрения ППТ, которые будут определять спрос на технологии «фабрики будущего», относятся: производство машин и оборудования (ожидаемый рост - 226%), производство электрооборудования (233% роста к 2035 г. согласно данным ЦМАКП), химическое производство (230%) и т. д.
Спрос на компетенции участников «Технет» прежде всего будет формироваться в секторах ускоренного импортозамещения, где потребность в создании новых производственных мощностей позволит в краткосрочной и среднесрочной перспективе реализовывать пилотные проекты дорожной карты, а в долгосрочной – масштабировать накопленные знания и приложения в части создания современных производственных цепочек. В части наращивания производственных мощностей наиболее перспективными рынками внедрения ППТ являются сектор производства автомобилей, прицепов и полуприцепов с объемом потенциального импортозамещения $13,8 млрд.
«Технет»: планы в России
Согласно заложенному в дорожную карту плану мероприятий, в рамках разворачивания сети испытательных полигонов TestBeds в 2017 г. в России должны быть запущены виртуальный испытательный полигон для автомобилестроения и испытательный полигон для экспериментально-цифрового центра сертификации, а также сформулированы для Минпромторга требования и стандарты финансирования, аудита и отчетности для TestBeds.
В 2018 г. будут созданы: национальный центр тестирования, верификации и валидации отечественного и зарубежного ПО в области компьютерного и суперкомпьютерного моделирования, национальный сетевой центр реверсивного инжиниринга и прототипирования, первая цифровая фабрика для автомобилестроения и центр трансфера передовых производственных технологий и исследований в Китае.
В 2019 г. будет запущен виртуальный испытательный полигон для судостроения, кораблестроения и судового машиностроения и будет создана ИТ-платформа (по типу marketplace) размещения и конкурса заказов для подключения большого числа разнотипных игроков рынка к развитию, коммерциализации и широкому использованию ППТ. А в 2020 г. должны быть разработаны технологии проектирования и производства оптимизированных конструкций для высокотехнологичных отраслей и рынков.
В рамках создания глобальной сети российских «фабрик будущего» в 2018 г. будут разработаны форматы и требования к протоколам взаимодействия узлов данной сети и запущена «виртуальная фабрика» с использований технологий индустриального интернета.
В 2019 г. состоится запуск полигона «умной фабрики» первой очереди, а в 2021 г. будет открыта первая полноценная российская «фабрика будушего» в одной из стран БРИКС/ШОС.
В рамках проектов развития сертификации новых материалов, адаптивных технологий и конструкций нового поколения в 2017 г. будет запущено формирование международного консорциума в области сертификации. В 2018 г. будет создан объединенный экспериментально-цифровой центр сертификации и сетевой промышленный экспериментально-цифровой центр сертификации, также будут введены в опытную эксплуатацию на производстве композиционных материалов экспериментальные технические средства определения состояния полимерных конструкционных материалов в процессе производства продукции.
В 2020 г. будет создана сеть из не менее чем трех региональных пилотных центров сертификации продукции, полученной с использованием ППТ. К 2025 г. данная сеть будет интегрирована в международную систему сертификации продукции, получаемой с использованием ППТ.
В рамках работы по совершенствованию нормативно-правовой базы к 2018 г. будет принято не менее 20 стандартов в сфере сертификации ППТ. В 2019 г. будут сформированы уточненные описания передовых производственных технологий и методик расчета их использования в России. В 2020 г. будут разработаны унифицированные межотраслевые правила по обоснованию соответствия требованиям безопасности (сертификации) изделий, произведенных на цифровых фабриках.
В 2025 г. будут сформированы законодательные требования при проведении конкурсных торгов на поставку многоэлементных высокоответственных конструкций со сроком службы более 20 лет. Также к этому моменту будет принято не менее 125 стандартов в сфере сертификации ППТ.
В 2017 г. будет разработана архитектура банка натурных и виртуальных моделей, нормативно-методическая документация в обеспечение обращения с моделями и модуль базы данных материалов для автомобилестроения.
В 2018 г. будет разработан модуль базы данных материалов для авиастроения и создан пилотный банк данных натурных и виртуальных стандартов качества для сертификации продукции, получаемой с использованием различных технологий. В 2020 г. будет создана электронная система интерактивного справочника, содержащего характеристики материалов и элементов конструкций и технологических процессов их получения.
В 2025 г. создан банк данных натурных и виртуальных стандартов качества, охватывающий широкий спектр материалов, процессов, изделий, парка изделий, получаемых с помощью передовых производственных технологий, а также разработаны модули базы данных материалов для высокотехнологических отраслей промышленности.
Кроме того, запланировано создание системы профессионального образования для подготовки кадров «Технет». В том числе будет создана инфраструктура - сеть образовательных площадок (learning factories), направленных на формирование перспективных компетенций путем реализации и масштабирования смешанных (blended) и сетевых программ. В рамках работы learning factories будет организовано сотрудничество с промышленными компаниями, обучены сотрудники данных компаний, внедрены в их деятельность передовые производственные технологии и созданы дополнительные рабочие места.
Ожидаемые результаты
Реализация заложенных в дорожную карту мероприятий позволит России к 2035 г. увеличить долю на мировых рынках «фабрик будущего» в сегменте инжиниринга и конструирования с 0,28% до 1,5%. В стране будет создано 40 «фабрик будущего», 25 испытательных полигонов для них и 15 экспериментально-цифровых центров (лабораторий). Объем экспорта продукции, полученной с использованием ППТ, составит 800 млрд руб., а 50 тыс. специалистов пройдут подготовку и переподготовку по передовым производственным технологиям.
Фабрики Будущего - это определенный тип системы бизнес-процессов, способ комбинирования бизнес-процессов, который имеет следующие характеристики:
создание цифровых платформ, своеобразных экосистем передовых цифровых технологий. На основе предсказательной аналитики и больших данных платформенный подход позволяет объединить территориально распределенных участников процессов проектирования и производства, повысить уровень гибкости и кастомизации с учетом требований потребителей;
разработка системы цифровых моделей как новых проектируемых изделий, так и производственных процессов. Цифровые модели должны обладать высоким уровнем адекватности реальным объектам и реальным процессам (конвергенция материального и цифрового миров, порождающих синергетические эффекты);
цифровизация всего жизненного цикла изделий (от концепт-идеи, проектирования, производства, эксплуатации, сервисного обслуживания и до утилизации). Чем позже вносятся изменения, тем их стоимость больше, а потому центр тяжести смещается в сторону процессов проектирования, в рамках которых закладываются характеристики глобальной конкурентоспособности или высокие потребительские требования.
На этапе формирования Фабрик Будущего происходит и формирование новых ключевых компетенций, например:
быстрая кастомизация отклика на запросы Рынка или Заказчика;
использование системных подходов (системный инжиниринг), когда необходимо в каждый момент времени держать в поле зрения всю систему, все ее взаимодействующие компоненты;
формирование многоуровневой матрицы целевых показателей и ограничений как основы нового проектирования, значительно снижающего риски, объемы натурных испытаний и объемы работ, связанных с «доводкой изделий и продукции на основе испытаний»;
разработка и валидация («сравнение с экспериментами») математических моделей с высоким уровнем адекватности реальным объектам и реальным процессам - так называемые «умные» модели;
управление изменениями на протяжении всего жизненного цикла;
«цифровая сертификация», основанная на тысячах виртуальных испытаний как отдельных компонентов, так и всей системы в целом.
Фабрики будущего. Ключевые понятия
Цифровые фабрики (Digital Factory) - системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения от стадии исследования и планирования, когда закладываются базовые принципы изделия, и заканчивая созданием цифрового макета (Digital Mock-Up, DMU), «цифрового двойника» (Smart Digital Twin), опытного образца или мелкой серии («безбумажное производство», «всё в цифре»). Цифровая фабрика подразумевает наличие «умных» моделей продуктов или изделий (машин, конструкций, агрегатов, приборов, установок и т. д.) на основе новой парадигмы цифрового проектирования и моделирования Smart Digital Twin - [(Simulation & Optimization) Smart Big Data]-Driven Advanced (Design & Manufacturing).
«Умные» фабрики (Smart Factory) - системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения от заготовки до готового изделия, отличительными чертами которого является высокий уровень автоматизации и роботизации, исключающий человеческий фактор и связанные с этим ошибки, ведущие к потере качества («безлюдное производство»). В качестве входного продукта «Умных» фабрик, как правило, используются результаты работы Цифровых фабрик. «Умная» фабрика обычно подразумевает наличие оборудования для производства - станков с числовым программным управлением, промышленных роботов и т. д., а также автоматизированных систем управления технологическими процессами (Industrial Control System, ICS) и систем оперативного управления производственными процессами на уровне цеха (Manufacturing Execution System, MES).
Виртуальные фабрики (Virtual Factory) - системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения за счет объединения Цифровых и (или) «Умных» фабрик в распределенную сеть. Виртуальная фабрика подразумевает наличие информационных систем управления предприятием (Enterprise Application Systems, EAS), позволяющих разрабатывать и использовать в виде единого объекта виртуальную модель всех организационных, технологических, логистических и прочих процессов на уровне глобальных цепочек поставок (поставки => производство => дистрибьюция и логистика => сбыт => послепродажное обслуживание) и (или) на уровне распределенных производственных активов.
Фабрики будущего. Испытательные полигоны (Testbeds)
Для того чтобы формировать Фабрики Будущего, отбирая и комплексируя различные лучшие в мире технологии с добавлением собственных кросс-отраслевых интеллектуальных ноу-хау, необходимо иметь место, где их можно было бы опробовать на практике, в среде, отвечающей реальным условиям. Для этих целей дорожной картой «Технет» в 2017-2019 гг. предусмотрен запуск трех испытательных полигонов (TestBeds):
Испытательного полигона для генерации Цифровых, «Умных», Виртуальных Фабрик Будущего на базе первого в России Института передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ;
Экспериментально-цифровых центров сертификации на базе Сколковского института науки и технологий и МГУ им. М.В. Ломоносова
 |
 |
Четвертая промышленная революция уже провозглашена, весь мир разными темпами движется к Индустрии 4.0, одним из результатов которой должна стать цифровая фабрика будущего, основанная на новом понимании эффективного производства. Согласно исследованиям Grand View Reseach, мировой рынок промышленного интернета вещей (IIoT) в 2016 году достиг $109 млрд, и ожидается, что к 2025 году он вырастет до $933,62 млрд.
Мировые промышленные гиганты на собственном опыте убедились, что фабрика нового образца - это сокращение расходов и повышение производительности за счет информатизации производства. Россия пока находится в самом начале этого пути, что, однако, не мешает ей совершить рывок и вырваться в лидеры. Отечественные компании выгодно отличаются от других игроков международного рынка сплавом научного инженерного подхода и серьезным промышленным базисом - наследием индустриального прошлого страны. Главное сейчас - не бояться перемен.
Мы движемся от встроенных систем к киберфизическим, которые позволят собирать и передавать информацию в любой форме и объеме из любого места. Это базис для так называемой сетевой культуры, которая лежит в основе цифрового производства.
Но что такое цифровое производство? Трактовок термина много. Эксперты определяют его и как автоматизацию производственного процесса, и как создание цифровых двойников продукта и процессов его производства, и как многоуровневую систему с датчиками, контроллерами, средствами передачи собираемых данных, аналитическими инструментами и др.
Я думаю, цифровое производство подразумевает диджитализацию промышленности, в результате которой решения основных задач, волновавших промышленников еще начиная с появления первых мануфактур, должны выйти на новый уровень. Среди них - снижение процента брака, уменьшение ошибок, вызванных человеческим фактором, оценка качества произведенного продукта и главное - массовое производство продукции по индивидуальным заказам. Для этого на предприятии должны быть полностью автоматизированы все производственные процессы: конструкторская разработка, технологическая подготовка производства, снабжение материалами и комплектующими, планирование производства, изготовление продукции и сбыт.
За последние 25 лет в экономически развитых странах достигнуты значительные успехи в направлении цифрового производства. Завод Philips по производству бритв в Голландии работает в темном помещении, где находятся 128 роботов. Завод Harley-Davidson сократил среднее время производства мотоциклов под заказ с 28 дней до 16 часов.
Надо перенимать подобный опыт зарубежных компаний, но, конечно, с учетом российских реалий.
Для многих отечественных промышленников сейчас фраза «цифровая фабрика будущего» звучит как плод разыгравшейся фантазии. Да, где-то на Западе есть заводы, на которых работают роботы, где-то оборудование используется на 90%, где-то система менеджмента завязана на производстве - где-то, но не у нас. В России, по нашему опыту, средняя загрузка оборудования - 30%. И живем, как работаем, - на те же 30%. А с чего начинать, чтобы запустить маховик перемен, непонятно - слишком уж большой разрыв.
На самом деле, если разложить весь путь к Индустрии 4.0 на логические этапы и начать последовательно двигаться вперед, у России есть все шансы не только догнать Запад, но и выбиться вперед, аккумулируя весь накопленный опыт и адаптируя его под себя. На мой взгляд, для перехода к Индустрии 4.0 необходимо, в первую очередь, выполнить три условия:
- Компьютеризировать рабочие места и производственное оборудование;
- Использовать современное программное обеспечение по подготовке производства (CAD/CAM/CAE/PDM), управлению производством (ERP, MES) и управлению ресурсами (ЕАМ, ТОиР);
- Создать на промышленном предприятии единое информационное пространство, с помощью которого все автоматизированные системы управления предприятием, а также промышленное оборудование, производственный персонал смогут оперативно и своевременно обмениваться информацией.
Первым шагом для объединения всего вышеперечисленного в единую инфраструктуру может и должно стать использование систем MDC (Machine Data Collection - сбор машинных данных), которая позволяет мониторить работу всех производственных объектов (оборудование, рабочие места основных рабочих, сервисные службы и т. д) в целях управления производством. Это и есть фундамент для перехода к цифровому производству (компания автора, «Станкосервис», поставляет подобные системы. - Forbes ).
Системы мониторинга позволяют обходить «журнальные» методы получения информации, эти процессы автоматизируются, и станки, можно сказать, сами отчитываются о своей работе. В России до сих пор многие предприятия зависят от человеческого фактора - например, «лояльности» одного технолога или оператора. Наши люди привыкли работать на свой карман, а не на благо организации. MDC - это способ повысить эффективность и увеличить прибыль за счет контроля и прозрачности всех действий.
Внедрение системы мониторинга не требует больших финансовых и временных ресурсов. Оснастить парк из 100 станков, по нашему опыту, можно за 3-4 недели. Из российских предприятий, развивающих «цифровое производство» я бы выделил ПАО «ПКО Теплообменник» (Нижний Новгород), ВГУП ВНИИА им. Духова (Москва)», АО «Редуктор-ПМ» именно потому, что эти компании начали с MDC и сейчас ясно видят, куда двигаться дальше.
Начав с малого, можно перестроить всю систему. Но не стоит хвататься за что попало, это должен быть логичный и полноценный переход к концепции не столько цифрового производства с его отдельными решениями, сколько к цифровой компании. Нужно понять, что это не очередной этап совершенствования промышленной автоматики, а трансформация всего бизнеса: от процедуры изготовления деталей до способов привлечения клиента. Тут показателен опыт одного из наших клиентов - компании «Вертолеты России». Их грамотный переход к Индустрии 4.0 через формирование единого цифрового пространства с мониторингом работы и людей, и оборудования привел к изменению психологии труда - появилось понимание механизмов слаженной работы предприятия на результат, в которой важна синергия человеческого капитала и новых технологий.
Очевидно, что с переходом на цифровом производство будет уменьшаться необходимость в промежуточном менеджменте на производстве. Если раньше было много контролеров и мастер участка, отчитываясь мастеру цеха за срыв сроков, мог свалить вину на сервисные службы, а мастер цеха, отчитываясь начальнику производства, мог утверждать, что виновато старое оборудование… и т. д, то теперь благодаря системе мониторинга становится все прозрачно. Исказить реальность не получится. Объективная информация с производства доходит до руководителей быстро и без искажений. Далее, связывая воедино все производственные системы, большая часть решений будет приниматься автоматически, без участия человека. Конечно, это серьезно затронет организационную структуру предприятий и требования к квалификации новых кадров.
По прогнозам некоторых экспертов, фабрика будущего должна появиться в России к 2035 году. Уже утверждена «дорожная карта» Технет Национальной технологической инициативы, определяющая план развития таких технологий, как: цифровое моделирование и проектирование, индустриальный интернет, аддитивные технологии, робототехника и мехатроника. Но фабрика будущего включает в себя не только технологический аспект - интернет вещей и бигдата не решат всех проблем без эффективного инновационного менеджмента и новых бизнес-моделей.
С наступлением эры «цифрового» производства можно переходить к новым моделям управления, о которых так много говорят сейчас в узких кругах. В этом случае фраза «станок как сервис» станет реальностью. Система мониторинга сделает все подключенные станки глобальными, доступными для приема заказов, обмена информацией о плановой загрузке и производственных возможностях. На фабрике будущего виртуальный оператор будет управлять логистикой, выбирать оборудование с лучшими показателями. Станок как «интеллектуальный» субъект производства выходит на глобальный рынок и обязан конкурировать за счет качества, скорости и стоимости работ. Мы движемся именно к этому.
Развивая историю «станок как сервис», мы приходим к пониманию, что заводу вовсе не обязательно приобретать станки и заботиться об их состоянии. Станкостроительные предприятия, обладая инструментарием удаленного мониторинга, могут предоставлять станки, как сервис, обеспечивая своевременный ремонт, поставку запасных частей и пр. Стороной, обеспечивающей финансирование этой схемы будет банк. Все три стороны будут зарабатывать процент от продажи продукции конечному покупателю, что существенно повысит эффективность бизнеса и снизит промежуточную коррупцию. Все стороны имеют возможность удаленного мониторинга производства, что существенно снижает риски и обеспечивает заинтересованность сторон в конечном результате.
В заключение стоит добавить, что инновационный менеджмент для большинства предприятий не придет так быстро, как приходят технологии. Для немцев или японцев регламент - это хорошо, а для русского человека – повод проверить систему на прочность. Действовать надо итерационно, на каждом шаге показывая результат и пользу для персонала и бизнеса. Мы долго запрягаем, зато быстро едем.
Задача - работа в области высокотехнологичной промышленности, увеличение ее экспортного потенциала с выходом на глобальные рынки.
По словам участников процесса, ожидается прорыв в сфере научно-технического развития РФ.
О том, что такое фабрика будущего, рассказал председатель комитета по промышленной политике и инновациям Санкт-Петербурга Максим Мейксин.
Цифровой двойник
- Что представляет собой новая концепция и почему на неё возлагаются такие надежды?
Существует два способа выпуска продукции: классический, когда опытный образец изготавливают по чертежу, и новый подход, при котором будущее изделие формируется в виде цифрового двойника. Процесс испытания, например, автомобиля и его сборку с учетом результатов испытаний можно имитировать в цифровой программе. Технологии производства отрабатываются на компьютерной модели. И само производство выглядит иначе, чем классическое, потому что цифровой двойник позволяет прогнозировать свойства будущего изделия, добиваться нужного качества. В какой-то момент двойник начинает «обучать» своего прототипа, реальный объект: на основе работы цифрового аналога, скажем, самолета, можно сделать прогноз его эксплуатационной надёжности. То же и с производством лекарств, цифровые двойники которых позволят рассчитать нужную молекулу не опытным многолетним путем, а гораздо более коротким математическим и просчитать воздействие на человеческий организм.
- То есть цифровой двойник станет ключевым понятием при создании нового типа промышленности?
Наша задача показать предприятиям, как нужно мыслить в новой парадигме, в формате цифровых фабрик, которые открывают широкие возможности. Чтобы не догонять промышленных лидеров, а добежать первыми в этой конкурентной гонке, срезав угол, создав цифровую промышленность, которая посредством цифровых двойников позволит реализовать самые перспективные идеи на высоком уровне. Здесь очень важна работа, которую ведет Политехнический университет. Для реализации проекта «Фабрика будущего» в Петербурге создан проектный офис под руководством губернатора.
Когда революция лучше эволюции
- Насколько готовы петербургские предприятия к такой перестройке?
На уровне Министерства промышленности и торговли создана специальная группа, занимающаяся оценкой готовности к работе в новом формате. Около 25 предприятий Петербурга заявили о такой готовности. Среди них Средне-Невский судостроительный завод, который строит цифровую верфь. Это будет хорошее конкурентное преимущество, многоуровневое, когда суда станут производиться, исходя из расчетных проектов цифровых моделей. Управление судами и контроль за ними также будет осуществляться при помощи программных продуктов. Облегчается целый ряд технологических операций, как производственных, так и управленческих, повышается производительность труда. Переход на цифровые фабрики - огромный шаг вперед.
- Получается, мы стоим на пороге новой научно-технической революции?
Точнее, четвертой промышленной. Есть два пути развития - эволюционный и революционный. До сегодняшнего дня наша промышленность развивалась эволюционным путём, серьёзно отставая в ряде отраслей, хотя в каких-то областях мы являемся безусловными лидерами. Поэтому выбор такой: либо закупать новое современное оборудование в соответствии с существующими стандартами, окупаемость которого 5-10 лет, либо переходить на цифровую платформу. Во втором случае мы можем дойти до цели быстрее конкурентов, не придётся окупать средства, вложенные в оборудование, мы в этом смысле свободны. У России есть шанс занять лидирующее место на глобальных рынках.
- Какова судьба предприятий, которые не перейдут на цифровые технологии?
Ещё недавно все знали такого мирового производителя, как «Кодак». Компания обеспечивала 80% мировой потребности в фотоплёнке и фотобумаге. Сейчас этой компании нет, плёнка мало кому нужна. Таких примеров много. Те предприятия, которые не будут переходить на новый формат работы, к сожалению, обречены. Задача правительства Санкт-Петербурга - помочь компаниям вписаться в новые условия, стать высокотехнологичными, превосходящими своих партнёров в конкурентной гонке.
А автор кто?
- Это просветительская функция?
Скорее, это роль проводника, указывающего направление. Суть в том, чтобы Центр НТИ и предприятия встретились и начали совместное движение вперёд. Мы готовы предоставить заинтересованным компаниям пакеты сформированных решений, вытекающих из опыта тех предприятий, которые уже идут этим путём. Например, из практики работы Совета по конверсии можно извлечь немало полезного. Мы сейчас упаковываем нужные предложения в некий набор рекомендаций: например, как оптимизировать затраты при переходе на выпуск конкурентного продукта.
Цифровая фабрика - это когда к работе на стадии проектирования могут привлекаться представители разных компаний, наиболее компетентных в той или иной области. Кому в таком случае будут принадлежать авторские права?
Идея в том, что в мире много профессиональных команд, умеющих решать те или иные задачи. Компиляция результатов их работы, создание общего продукта гораздо удобней, чем заказ, выполняемый в рамках одной компании. Если есть возможность привлекать разные проектные команды, то получаются более качественные решения. Проблем с авторскими правами здесь не вижу, потому что всё равно остаётся заказчик, который оплачивает работу. Всё покупается в одном пакете вместе с правами.
Какие новации, появившиеся в Петербурге, можно назвать наиболее интересными? Проектами, опережающими время?
Их много. В сентябре со стапеля Балтийского завода сошёл первый серийный атомный ледокол «Сибирь» проекта 22220 - самый большой и мощный в мире. Совокупный потенциал судостроительной и радиоэлектронной промышленности позволяет нашему городу стать одним из центров создания беспилотного морского транспорта. Крупным экспортёром инновационной продукции стал концерн «Гранит-Электрон», выпустивший уникальные системы наклонного бурения для нефтегазовой промышленности. Годовой объем его экспорта составил 2,5 миллиарда рублей. В 2017 году Петербург занял первое место в рейтинге инновационных регионов Российской Федерации. По данным Национального рейтинга «Техуспех-2017», в топ-100 российских инновационных компаний вошли 15 предприятий Петербурга, лидеров фармацевтики, машиностроения, электроники и инжиниринга.