Происходит ли в России Четвертая промышленная революция? Без участия человека

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

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 .

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.

Недавно в Москве состоялась конференция Tadviser Summit, посвященная использованию современных информационных технологий, на тему «Государство. Бизнес. ИТ». На одной из секций выступал Владислав Беляев, директор по ИТ группы «Черкизово», который рассказал о реализации проекта по строительству монозавода-робота по производству сырокопченых колбас. Сегодня он более подробно делится проектным опытом, а также описывает системное решение поставленных задач в рамках концепции «Индустрии 4.0».

Мясной рынок в России высококонкурентный, это касается и производства колбас. Рынок сильно сегментирован; по приблизительной оценке, у основных игроков доли рынка составляют где-то примерно 5-7%. Группа «Черкизово» работает давно и весьма успешно, выросла из Черкизовского мясоперерабатывающего завода, является одним из лидеров рынка сырокопченых колбас в России (более 20%). Группа старается выдерживать оптимальное соотношение цена/качество для потребителя.

Несколько лет назад мы поняли, что, если хотим выделиться, удержать и увеличить долю на рынке, нужно реализовать какое-то смелое решение. Встал вопрос: как развиваться и конкурировать дальше?

Было принято решение развивать стратегию с упором на качество и реализовать проект по производству колбас (в основном из своего сырья). В 2017 г. на Петербургском экономическом форуме мы подписали соглашение с Московской областью о строительстве нового высокотехнологичного завода по производству сырокопченых колбас.

Производство этого вида продукции очень сложное и трудоемкое, оно основано на соблюдении строгой рецептуры. Необходимо на всех этапах четко отслеживать качество продукции, что из-за сложности технологии изготовления достаточно трудно. Требуется строго следовать рецептурам - здесь большую роль играет человеческий фактор в производстве (как сознательные, так и случайные ошибки): не та пропорция ингредиентов, не та влажность задана и т.д. Это приводит к тому, что качество продукции может получиться разным. Если возникает какое-то нарушение, в старых схемах производства непросто найти «узкое место», где возникла ошибка или нарушение (рецептуры, качества и т.д.). Поиск причин нарушения качества при контроле готовой продукции на выходе на старых заводах относился к весьма творческой, сложной и трудно формализуемой задаче - то ли сырье не соответствующее, то ли была нарушена рецептура, может, еще какие-то факторы сказались. А ведь потребителю необходимо гарантированное, понятное качество продукции.

Было принято решение построить новый монозавод-робот в Кашире производительностью 80 тонн в сутки, который занимался бы производством только сырокопченой колбасы. Выбор местоположения завода не случаен: в Кашире у группы «Черкизово» имелся участок земли и производственные здания, поэтому было возможно в достаточно короткие сроки реализовать этот проект. Расположение завода удачное с точки зрения логистики, потому что пока Москва для нас является основным рынком сбыта, хотя работаем по всей России, но на Москву и область приходится около 20% наших продаж. Кроме того, нам удалось договориться с Московской областью о взаимном сотрудничестве и поддержке. Мы подписали соглашение и получили ряд льгот, в том числе налоговых.

Таким образом, стратегия была сконцентрирована на качестве продукции, и основными задачами, которые должен был решить новый завод, стали:

прямая цепочка производства одного вида продукции - сырокопченых колбас;

уменьшение человеческого фактора в процессе производства и связанных с этим фактором ошибок - минимальное присутствие человека на производстве;

уменьшение различных рисков безопасности в производстве;

полная интеграция всех бизнес-процессов. Контрольные точки должны быть интегрированы как на микро- (производство, переделы), так и на макроуровне предприятия (выполнение договоров, целей по объему производства и т.п.).

Завод-робот - воплощение концепции «Индустрии 4.0»

Целостная концепция проекта по строительству нового завода родилась достаточно органично, и уже потом пришло осознание, что этот проект реализуется в рамках философии «Индустрии 4.0». Была поставлена цель: спроектировать такой завод-робот, которому в буквальном смысле слова можно задать задачу выпустить столько-то тонн продукции по определенным рецептурам в выбранной упаковке, а далее все расчеты и работу он проведет качественно и в срок, то есть система сама поймет, что для этого нужно сделать. Это позволяет гибко подстраиваться под спрос по количеству и рецептуре.

Об «Индустрии 4.0» сейчас много говорится. Такого завода в области переработки мяса нет в Европе и, возможно, в Америке (может быть, есть, но нам не показали). Он по-настоящему уникальный. Многие думают, что это просто завод-робот. Но это лишь одна из граней. Задание на производство заводу-роботу можно выдавать в понятных терминах (рецептуры, упаковки, сорт колбасы и т.д.), а не в терминах систем и оборудования.

Каждый вид промышленного производства начинался со смены парадигмы и технологий, что приводило к очередной промышленной революции, к смене в целом технологического уклада и другому характеру экономических отношений: эпоха пара и механизации части работ - первая промышленная революция, затем использование электричества и переход к конвейерному производству - вторая революция, третья революция связана с использованием компьютеров и роботов, четвертая - с использованием так называемых кибер-физических систем. Последняя получила условное название «Индустрия 4.0».

Что подразумевает эта концепция? Ведь роботы были и 30 лет назад, во время третьей промышленной революции. В сегодняшней парадигме, по сути, идет объединение в одном решении роботов, искусственного интеллекта, датчиков, программного обеспечения, которые в своей совокупности образуют так называемую кибер-физическую систему. Роботы, автоматические линии и системы (ERP, MES, WMS) работают в единой цепочке под общим управлением. Что было на уже ставшем классикой производстве, использующем ERP-систему (пусть даже самую мощную)? Да, «зашиты» алгоритмы, позволяющие автоматизировать различные области деятельности и связать их с собой. Но все равно сильную роль играет человеческий фактор.

Простой пример: алгоритм ERP рассчитал остатки на складе, они вошли уже в функцию расчета объемов закупки, но пока все это рассчитывалось, какому-то сотруднику или подразделению банально не хватило детали, каких-то полуфабрикатов и т.д. Что делает сотрудник? Решает проблему - идет на склад, просит выдать в производство то, что ему срочно нужно. И все - остатки на складе другие. А если таких ситуаций много? Идет накопление ошибок в расчетах ERP в связи с изменившимися данными по факту. То есть в любом случае возникают отклонения, и они могут выходить за пределы допустимых, так как жизнь вносит свои коррективы, производство - тоже живой организм. ERP работает с виртуальными данными, со «стерильным» миром цифр. А философия «Индустрии 4.0» свела воедино физические объекты (продукцию, оборудование, сырье, полуфабрикаты и т.д.) и систему ERP.

А как решается проблема в новой концепции? Все оборудование связывается с системой ERP напрямую, все малейшие движения контролируются и видны в режиме онлайн. И ERP «видит» реальные остатки на складе, отклонения фактически сводятся к минимуму, все сырье и полуфабрикаты на последующие производственные переделы передаются автоматически, без участия человека. Количество ошибок, связанных с человеческим фактором, минимально. То есть роботы общаются между собой и с ERP, и если раньше, при классическом варианте ERP-системы, было огромное количество датчиков, собиравших показания, а люди были мостиком между системой и роботами, то здесь роботы общаются не только между собой, они встроены в саму ERP-систему. Таким образом, производственное задание система выдает сразу роботам: сколько мяса надо положить в мешалку, сколько прошло по конвейеру, сколько батонов колбасы попало в набивку.

Залог успешной реализации проекта - в его продуманной организации

Мы начали готовить проект в начале 2015 г. А уже в 2016 г. группа «Черкизово» стартовала и в 2018-м закончила строительство нового монозавода по производству сырокопченых колбас в Кашире (МО).

Строительство было начато в буквальном смысле с «чистого поля» и завершено в течение двух лет, завод имеет линейную производственную цепочку, что упрощает роботизацию. Завод вводится в эксплуатацию 18 июля. Сейчас идет этап опытно-промышленной эксплуатации.

Перед началом проектной работы мы изучали мировой опыт - посещали мясоперерабатывающие заводы в Германии, Австрии, Испании, Италии, Швейцарии, Чехии. Зарубежные коллеги охотно делились опытом, этот обмен знаниями во многом был основан на личных контактах. Есть некая «цеховая» солидарность, так что бенчмаркинг был успешным. Итогом ознакомительных поездок и изучения лучших практик в подобных производствах был масштабный анализ предложений производителей оборудования, современных многофункциональных роботов. После накопления опыта был сделан черновой план проекта завода, над ним работали как свои специалисты, так и на аутсорсинге (российские и зарубежные консультанты, эксперты разных профилей, подрядчики). Это было плотное совместное участие, командная работа большого числа своих и привлеченных специалистов. В итоге было выбрано оборудование десяти производителей из разных стран (Италии, Испании, Германии, Японии и др.). Надо отметить, что глубокий анализ отрасли в России и за рубежом показал: таких комплексных решений «под ключ» ни у кого не было, ни у одного производителя оборудования. Мы бы с удовольствием взяли за основу готовое системное решение по производству монопродукта с большим объемом производства, но никто не смог предложить ничего подобного.

Поэтому и была создана многофункциональная проектная группа, задачей которой было собрать решение в единый завод из мозаичных решений, предлагаемых на рынке оборудования, то есть предложить комплексное интегрированное решение по производству. Это была творческая работа, со множеством итераций: проект «перерисовывался», возвращался на доработку, многократно обсуждался.

Итогом колоссальной годовой работы проектной группы стало разработанное ключевое техническое задание. Работа была очень эффективной, и отклонения по финансам, инвестициям, срокам, техническим характеристикам вписались в допустимые пределы. Проект, конечно, очень масштабный и по инвестициям, они составили порядка 7 млрд руб. Успешность проекта во многом связана еще и с тем, что и руководство, и акционеры, и сотрудники вложили в него много сил.

Само по себе решение можно с полной ответственностью отнести к ноу-хау, так как компоновка столь «разношерстного» оборудования от разных производителей с абсолютно отличающимся программным обеспечением ставила задачи инновационного характера. В процессе анализа оборудования оказалось, что да, оно качественное и с хорошими характеристиками, то есть уровень «железа» очень высок, но есть проблемы с идущим в комплекте с оборудованием программном обеспечением, это во многом «вчерашний день». Более того, чтобы связать оборудование разных производителей, надо в любом случае перепрограммировать его. Были сформулированы технические задания силами проектной группы, и это задание было выдано зарубежным производителям, фактически наши специалисты их обучали в этом плане. Было очень много встреч и поездок к производителям оборудования. Они, конечно, немного возмущались, не хотели что-то менять, но потом убедились, что мы правы и предлагаем разумные решения по модификации их программного обеспечения. Думаю, это и для них был огромный позитивный опыт участия в таком проекте.

А для нас было приятной новостью то, что западные специалисты могут сделать отличное оборудование, но связать его в подобное единое мощное решение из разных элементов с разными интерфейсами не могут. Наша проектная команда и специалисты с этим успешно справились. В этом заключается настоящее ноу-хау нашего проекта - в его системности.

Новое системное решение - новая технология производства

Продукция производится из нашего сырья, в том числе охлажденного, из наших хозяйств (они находятся по всей стране), поэтому мы можем гарантировать качество.

Фактически человек соприкасается с продуктом на входе техпроцесса и на выходе: при разгрузке машин с сырьем и загрузке палет с уже готовой и упакованной колбасой. Только на этих этапах остались ручные операции. Машина разгружается, и сырье поступает на так называемый «робот-склад». Это огромный ангар со стеллажами, темный, людей там нет, укладчики-роботы разбирают палеты и отвозят их в нужные места. В автоматизированном складе каждому ящику с каждым видом сырья присваивается код. ERP проверяет остатки на складе и в производстве, загрузку оборудования и выдает команду о подаче ящиков с сырьем в производство. Сырье поступает на автоматическую линию фаршесоставления (набивка колбасы). Результатом работы этой линии является набитая в оболочку колбаса.

Пока на стартовом пуске отрабатывается пять - семь рецептур, затем их будет значительно больше. При этом роботизированный завод позволяет быть гибким в рецептурах. Система автоматически подстраивается под их изменение и задаваемый размер (калибр) колбасы, можно также менять вид и параметры упаковки.

После этого продукция поступает на следующий передел. Роботы развешивают колбасу на специальные подвесы и вставляют их в рамы, а затем перевозят в термокамеры. В зависимости от вида колбасы и рецептуры процесс созревания сырокопченой колбасы может длиться до месяца.

Следующий этап производства также осуществляется роботами с искусственным интеллектом. Эти роботы, называемые «шатлы», осуществляют мониторинг зрелости колбас в термокамерах. Фактически этот мониторинг упрощается тем, что зрелость колбасы определяется ее усушкой. Поэтому здесь можно избежать излишних датчиков и сложных контрольных мероприятий - роботы взвешивают полуфабрикаты и определяют зрелость колбас по степени усушки. Эксперт-технолог при необходимости выборочно участвует в контроле качества на этом этапе, корректирует работу роботов. Если колбасе надо «дозреть», робот дает задание, и колбаса находится в термокамере еще столько, сколько нужно.

При готовности продукции роботы «снимают» колбасы с подвесов, и продукция поступает на линию упаковки. Роботы-упаковщики - уникальные: клеят этикетки, упаковывают продукцию, причем без контроля человека, по заданным заранее параметрам, формируют полностью вид упаковки в зависимости от характера продукции (например, делают ящики для упаковки необходимого размера).

И вот конечный этап, где снова появляются люди. Они забирают сформированные палеты с продукцией и грузят на машины.

Весь завод обслуживают около 120 человек, при этом его производственная мощность может достигать 100 тонн в день. Если бы завод был построен «по старинке», без такого количества взаимосвязанных между собой линий, роботов, ERP и искусственного интеллекта, персонала потребовалось бы в несколько раз больше.

Фактически осуществляется прямое управление завода с минимумом интерфейсов между роботами и небольшим количеством датчиков.

Есть иллюзия: много датчиков - значит хорошо, но это не так. Неправильно мнение, что обилие параметров и огромного объема их обработки равно «Индустрии 4.0». Таким образом, собирается не просто массив больших данных, а только реально нужная информация, и она обрабатывается, на этой основе делаются выводы и прогнозы. Оптимальное решение как раз там, где сложность системы максимально снижена: снижается число возможных отказов и увеличивается надежность работы оборудования.

Большое внимание в проекте было уделено вопросам экологии. Завод стоит рядом с лесом, в Подмосковье, в удалении есть поселок. Природе не должен быть нанесен урон, это было очень важным условием проекта. Заранее, до строительства завода, была продумана подробная схема очистки отходов завода, сделан проект очистных сооружений, который успешно реализован с соблюдением всех норм. Эти очистные сооружения очень современные и дорогие, и проектировались они очень долго. Более того, их строили практически столько же времени, сколько и само производство. Очистные сооружения расположены в отдельном здании, выполняется весь необходимый цикл очистки, учитывающий специфику производства.

Кадры решают все: новая парадигма, новые требования к кадрам

Такой завод сокращает необходимость в низкоквалифицированном персонале, но увеличивает потребность в специалистах высокого уровня: инженерах, ИТ-специалистах, специалистах-смежниках (со знанием инженерных наук, ИТ, программирования). Мы отказываемся от низкоквалифицированных сотрудников, выполняющих ручные операции, но зато имеем дефицит высококвалифицированных сотрудников.

Часть специалистов мы готовили последние полтора года: обучали, проводили тренинги, поскольку у нас было действующее производство сырокопченых колбас. Что касается ИТ, то приглашали и внешних специалистов, и готовили своих - и по линии SAP, и по линии автоматизированных систем и роботов. Какое-то время у нас будут работать и сопровождать проект иностранные специалисты, пока мы не подтянем наших. Они приезжают, обучают наших сотрудников, а часть персонала мы отправляем на похожие производства, может быть, не такого уровня, потому что наш проект уникальный.

Необходимо отметить, что в России инженеры, программисты, ИТ-специалисты различных направлений имеют очень хорошую квалификацию, но их кардинально не хватает. Группа «Черкизово» заинтересована в специалистах инженерных специализаций, имеющих системный взгляд, умеющих принимать комплексные решения и работать в команде. Сейчас особенно актуальна как раз междисциплинарность. Мы платим и готовы платить им очень хорошо, на уровне крупных зарубежных компаний.

Наши сотрудники всех уровней обязаны проходить внутрикорпоративное обучение (в режимах онлайн и офлайн) и развиваться. Для этого на портале компании можно отслеживать в своем рабочем кабинете те курсы, которые предлагает служба управления персоналом. Есть целый каталог тренингов, который постоянно обновляется. Таким образом, персонал постоянно проходит повышение квалификации по актуальным темам управления и производства.

Проект реализован, завод построен, работа начинается

Подводя итоги, можно еще раз выделить те неоспоримые плюсы, которые дает реализация такого проекта по строительству полностью роботизированного монозавода, который является наглядной реализацией подхода «Индустрия 4.0»:

тотальная автоматизация убирает человеческий фактор;

интегрированная цепочка процессов;

ключевые показатели производства онлайн;

управление качеством по всей технологической цепочке;

достоверность информации по всей цепочке;

меньше разрывов между планом и операциями;

достоверная информация для принятия решений по производству и продажам;

контрольные точки, интегрированные в производственный процесс, не дают отойти от запланированных параметров.

Этим проектом можно гордиться. Сейчас идет прогон, инженеры-наладчики проверяют оборудование, выпускается пробная продукция. По мнению генерального директора «Черкизово» Сергея Михайлова, завод является уникальным в своем классе, не только потому, что он один из крупнейших в России и Европе, но и потому, что он использует новейшие технологии, в него вложен огромный опыт группы «Черкизово» и в области информационных технологий, и отраслевой.

Принято считать, что первая промышленная революция случилась после внедрения механизации на производстве. Символом второй стала конвейерная сборка на заводах Ford. Третья прошла под лозунгом смещения центра формирования добавленной стоимости из производства в сферу продаж и дизайна. Отныне больше ресурсов требовалось на то, чтобы придумать и продать новый продукт, чем его произвести.

Сегодня можно с уверенностью говорить о технологиях, которые изменят мир через 5-10 лет. Особенно интересно, что технологии, которые эксперты считают столь перспективными, затрагивают как небольшие компании, так и огромные международные корпорации.

Что такое «Индустрия 4.0»?

Это процесс, характеризующийся полным проникновением интернета и IT-технологий во все сферы человеческой жизни и промышленности — от быта до производства. «Индустрия 4.0» подразумевает применение «интернета вещей» и Big Data на производстве, когда любые звенья связаны между собой с помощью Всемирной паутины, а также самостоятельно находят пути снижения затрат.

Директор современной компании с помощью только одного смартфона может получать полную информацию о работе производства: что меняется, какие пути оптимизации процессов ищут сотрудники? Сами же предприятия будут создавать продукцию, настроенную на нужды индивидуального заказчика, — будь то автомобиль, сделанный под требования притязательного клиента, или платье, учитывающее особенности фигуры. При этом очень важно, что не происходит удорожания производственных процессов: с помощью связи всех элементов через сеть становится возможным находить оптимальные, не затратные пути исполнения заказов.

И наконец, «Индустрия 4.0» предполагает рациональное использование природных и технических ресурсов, максимально эффективное энергосбережение, вторичную переработку всех отходов и получение из них новых товаров, сырья или энергии. Другими словами, речь идет о внедрении принципиально новой парадигмы: «Ремонт вместо новой покупки, аренда вместо собственности».

Eurasian Resources Group

Почему сейчас?

Возникновение четвертой волны промышленной революции стало возможным благодаря бурному развитию технологий и проникновению интернета в жизнь каждого человека. Кроме того, в последние годы все большее внимание стали уделять экологии: smart-технологии как раз и призваны правильно рассчитать оптимальные решения для нанесения меньшего вреда окружающей среде.

Еще одна причина заключается в желании человека обустроить место своей ежедневной деятельности в соответствии с самыми комфортными и умными решениями, которые только можно придумать. Так, «Индустрия 4.0» позволяет обычному сотруднику меньше отвлекаться на рутинную работу, больше развивать творческие направления деятельности и в конечном счете просто иметь больше свободного времени. При этом качество производства не только не падает, но, напротив, растет.

Чем это выгодно?

По оценкам аудиторской компании PwC, компаниям, успешно реализовавшим концепцию «Индустрия 4.0», больше не приходится выбирать между повышением валовой выручки и увеличением прибыли. Они могут улучшать оба показателя одновременно. «В течение ближайших пяти лет компании — участники исследования ожидают прироста годовой выручки в среднем на 2,9% и сокращения затрат в среднем на 3,6% в год», — говорится в обзоре PwC.

Первопроходцы, которые реализуют большие проекты и при этом активно используют цифровизацию, нацелены на еще более высокие результаты.

В целом же, согласно ожиданиям участников исследования PwC, в течение ближайших пяти лет затраты компаний — приверженцев «Индустрии 4.0» сократятся на $421 млрд, а годовая выручка ежегодно будет расти на $493 млрд.

Лидеры «Индустрии 4.0»: кто они?

Впервые на государственном уровне программа «Индустрия 4.0» была принята в Германии еще в 2011 году. Речь шла о стратегической программе экономического развития страны. Впрочем, сейчас лидером в роботизации производства является Китай. Еще в 2014 году президент КНР Си Цзиньпин произнес речь в Китайской академии наук о грядущей революции роботов, которая сначала трансформирует Китай, а затем и весь мир.

«Правительство КНР ставит задачу ускорить внедрение в китайских компаниях технологий больших данных (Big Data), облачных вычислений (cloud computing), «интернета вещей» (Internet of Things) и сфокусироваться на создании «умных фабрик» (intelligent manufacturing)», — говорил лидер Поднебесной.

К слову, за последние годы китайские компании увеличили инвестиции в высокотехнологические разработки по всему миру и, как результат, по данным International Federation of Robotics (IFR), начиная с 2013 года китайский рынок промышленных роботов стал крупнейшим в мире. При этом к 2020 году в Китае будет в среднем уже 150 роботов на 10 000 промышленных рабочих мест, что втрое больше, чем в 2015 году.

Развитым странам, таким как США и Германии, будет теперь очень сложно обогнать «Восточного дракона». Но это не значит, что им не надо стараться. Так, в США в 2014 году создан некоммерческий консорциум промышленного интернета (Industrial Internet). Японцы тоже не отстают и обсуждают собственные концепции Connected Factories (подключение к сети фабрик) для развития своей индустрии.

А что Россия?

В России внедрение новых технологий началось примерно в одно время с другими странами. Однако, учитывая масштабы государства и бюрократическую систему, раскачка оцифровывания производства в качестве общегосударственной идеи продвигается довольно медленно.

В 2017 году в России была принята специальная дорожная карта «Технет» (передовые производственные технологии). По поручению президента Владимира Путина готовится программа «Цифровая экономика 2024». Несмотря на то, что дорожная карта — это документ, а не призыв к немедленному действию, многие российские предприятия уже вовсю стараются внедрять принципы «Индустрии 4.0». Среди них — «Ростехнологии», «Газпром», «Росатом», «Роснефть», даже финансовый сектор в лице Сбербанка, например, пытается расширить сферу применения IT-технологий в своей практике. Однако пока все перечисленные компании действуют на очевидном энтузиазме, понимая выгоду от инвестиций в будущем.

Между тем, по мнению министра коммуникаций России Николая Никифорова, сейчас надо работать на опережение. «Чтобы не технологии нас ждали, а мы ждали технологии. Надо обеспечить приоритет для технологий, которые основаны на цифровом долгосрочном подходе, и создать среду, в которой будем поощрять инновационные процессы, инвестиции в инновации», — подчеркнул Никифоров.

О том, что тратить время на старые подходы в организации производства уже нельзя, заявлял в свое время и глава Сбербанка России Герман Греф. «Первое последствие четвертой революции — это колоссальный разрыв в доходах между странами-победителями и проигравшими странами», — предупреждал Греф, видимо, исходя из того, что новые технологии меняют не только производство, бизнес, общество, но и само государство.

Кстати, соседний Казахстан систему оцифровывания производства перевел сразу на уровень государственной стратегии. Президент страны Нурсултан Назарбаев назвал «Индустрию 4.0» приоритетным проектом, благодаря которому «можно снизить влияние таких негативных факторов, как дефицит рабочей силы высокой квалификации, большие расстояния при одновременном отсутствии выхода к морским торговым путям и малый внутренний рынок». В результате действующие в настоящий момент в стране госпрограммы тесно связаны с реализацией единой стратегии и принципов «Индустрии 4.0».

Частные же казахстанские компании пошли по этому пути еще раньше. Отличным примером внедрения «Индустрии 4.0» на предприятиях может служить опыт Eurasian Resources Group (ERG), одной из крупнейших в мире компаний, работающих в горнодобывающем и металлургическом секторе, с производственными активами в Казахстане, странах Африки и БразилииERG еще в начале 2016 года запустила работу сразу по шести направлениям «Индустрии 4.0».

Первое — «автоматизация и роботизация». За следующие несколько лет Eurasian Resources Group планирует инвестировать более $20 млн в системы диспетчеризации техники и управления материальными потоками. Уже сегодня применяемые в производственной деятельности дроны используются для оценки состояния горных работ и мониторинга соблюдения требований промышленной безопасности на карьерах. В компании внедряется инвестиционная программа, направленная на реновацию существующих и строительство новых ферросплавных цехов с высоким уровнем автоматизации. По прогнозам руководства ERG, использование передовых технологий позволит увеличить производительность труда на 20-30%.

Следующее направление — «Интеграция IT-систем». В настоящий момент на предприятиях Группы реализуется проект по интеграции информации на базе специальных датчиков, видеокамер, систем управления производством в центр дистанционного управления и контроля для краткосрочного планирования основных показателей производства. За последние 5 лет ERG уже инвестировала в данное направление более $250 млн. В единую сеть объединены более 13 тыс. компьютеров, что позволило напрямую связать работников предприятий на всех уровнях взаимодействия.

Виртуальный тур по предприятиям ERG, презентованный на I Форуме инноваторов компании 2 ноября 2016 года, Астана

«Симуляция и моделирование» — третий аспект оцифровывания производства в ERG. Это применение специальных 3D-моделей для ежедневного управления производством. Данные системы позволяют моделировать месторождения, планировать отработку, анализировать альтернативы и определять оптимальный вариант горных работ в режиме реального времени.

Четвертое направление — «Большие данные и аналитика» — позволяет принимать управленческие решения, основанные на результатах анализа большого количества данных из производственных систем различного уровня, что уже сегодня повышает качество продукции, эффективность процессов и обслуживания оборудования.

RTR Metalkol — медно-кобальтовый проект ERG в Демократической Республике Конго (вид с дрона)

«Перечисленные направления «Индустрии 4.0» — это то, что мы в ERG (а я уверен, что и многие коллеги по отрасли) уже делаем. В дополнение к цифровым технологиям мы также планируем развивать аддитивное производство и альтернативную энергетику», — отмечает председатель совета директоров Eurasian Resources Group Александр Машкевич.

В программу Группы также входят применение альтернативных источников энергии (пятое направление) и участие в развитии аддитивных технологий (шестое направление). В настоящий момент ERG участвует в организации алюминиевого кластера и проработке производства сплавов, из которых в перспективе можно будет делать порошки для 3D-принтеров. Интересно, что в компании оценивают предполагаемый объем инвестиций в проекты, нацеленные на внедрение инструментов «Индустрии 4.0» на производстве, в $1 млрд до 2025 года. При этом ожидаемое увеличение производительности должно составить не менее 20-30%.

Eurasian Resources Group

Но самое главное — Eurasian Resources Group пытается решить проблемы эффективности производства, не сокращая персонал, а перепрофилируя его. Известно, что эффективность может достигаться посредством сокращения издержек, а использование техники, в частности роботов, заостряет кадровый вопрос. По словам Александра Машкевича, в Группе решили руководствоваться следующим принципом: вместо высвобождения персонала — его переобучение, повышение квалификации и, как следствие, рост объемов производства. «Переобучение высвободившихся рабочих и менеджеров не только поддержит социальную стабильность, но и даст значительный скачок объемов производства за счет роста производительности труда», — уверен глава ERG.

В Eurasian Resources Group уверены: практика сохранения персонала ведет к повышению производительности, поскольку сотрудники понимают, что им создают новые условия, растет их лояльность и, как следствие, работоспособность. «Мы убедились в этом, переобучив более 8 тысяч человек в рамках программы по внедрению системы ERP на всех наших предприятиях, — подчеркивает Александр Машкевич. — Но мы пошли дальше и работаем над созданием Корпоративного университета Eurasian Resources Group. Его основной целью будет повышение профессиональных и личностных компетенций каждого из 60 с лишним тысяч работников нашей Группы компаний».

Индустрия 4.0 — новая реальность?

Четвертая промышленная революция призывает всех быстрее адаптироваться и вскочить на рельсы бурно развивающихся технологий. Сегодня мы наблюдаем ситуацию, когда успех идет к тем компаниям, которые вплотную работают со стартапами Кремниевой долины, внедряют современные технологии на производствах (при этом некогда экономическое чудо Японии — автоконцерн Toyota со своими принципами Dao по автоматизации производства — считается уже прошлым веком). Жители городов постепенно привыкают к умным домам, возможности решить любую проблему с помощью двух кликов на своем смартфоне. Совершенно очевидно: такие же принципы они хотят перенести и в рабочую среду.

Сегодня тот уникальный момент, когда рынок «Индустрии 4.0» находится в зарождающемся и развивающемся состоянии. А значит, многие компании могут получить преимущества, внедряя принципы производства нового времени. Однако, чтобы стать компанией будущего, действовать необходимо уже сейчас, причем работать на опережение.