Накануне производства будущего. Умные техпроцессы

Обзор проблемы

Мир стоит на пороге новой, четвертой промышленной революции («Индустрия 4.0»), которая приведет к полной автоматизации большинства производственных процессов и, как следствие, увеличению производительности труда, экономическому росту и укреплению общей конкурентоспособности стран-лидеров.

Для России «Индустрия 4.0» представляет собой шанс для изменения роли в глобальной экономической конкуренции.

Кризис 1990-х и нулевых годов спровоцировал фактически непреодолимое отставание в значительном числе промышленных сегментов (макротехнологий). Большинство из них относится к технологиям, созданным в период третьей промышленной революции на четвертом техническом укладе.

Решения же Индустрии 4.0 в основном уже базируются на технологиях пятого технического уклада и частично используют возможности шестого технологического уклада.

ПЕРИОДЫ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕВОЛЮЦИЙ и их основная характеристика

  Периоды наибольшей концентрации качественных сдвигов
Элементы технического прогресса Конец 18 – начало 19 вв. (первая промышленная революция) Последняя треть 19 – начало 20 вв. (вторая промышленная революция) Середина 20 в. (третья промышленная революция – научно-техническая революция)

Орудия и средства труда

Возникновение машинного производства

Охват машинным производством основных рабочих процессов; массовое производство машин

Формирование систем машин, комплексная механизация, автоматизация производства

Двигательная сила и энергия

Паровая машина

Производство электроэнергии, электродвигатель, двигатель внутреннего сгорания

Электрификация производства, атомный реактор, реактивный двигатель

Предметы труда

Массовое производство железа, чугуна

Массовое производство стали

Качественная металлургия, массовое производство алюминия и пластмасс

Транспорт

Железнодорожный транспорт на паровозной тяге, пароход

Дизельные суда, автомобильный и авиационный транспорт

Развитие единых транспортных систем, контейнеризация, реактивный транспорт и ракетная техника

Средства связи

Почтовая связь

Электросвязь (телеграф, телефон)

Радиосвязь и электроника

Сельское хозяйство

Возникновение научных систем земледелия, селекция растений и животных

Механизация сельского хозяйства, минеральные удобрения

Комплексная механизация и химизация, микробиология, начало регулирования биологических процессов

Строительство и строительные материалы

Господство ручного труда, кирпич и дерево

Первые строительные механизмы; цемент и железобетон

Индустриальные методы строительства, использование новых строительных материалов и легких конструкций

Формы организации науки

Индивидуальная научная деятельность

Возникновение специализированного научного труда

Превращение науки в индустрию знаний, в отрасль народного хозяйства

Образование

Распространение грамотности и возникновение профессионального обучения

Массовое общее и специальное образование

Значительное (в несколько раз) повышение среднего уровня образования, быстрое развитие высшего образования

Источник: Запарий В.В., Нефедов С.А. История науки и техники. Екатеринбург, 2003

 

Концепция Индустрии 4.0 была сформулирована в 2011 г. президентом Всемирного экономического форума в Давосе Клаусом Швабом.

Обобщенные статистические данные 

Суть концепции организации Индустрии 4.0 состоит в ускоренной интеграции киберфизических систем в заводские процессы, в результате чего значительная часть производства будет проходить без участия человека. 

С Индустрией 4.0 связано внедрение в практику таких новейших макротехнологий, как «промышленный интернет вещей» и «цифровое предприятие».

По оценкам Всемирного Банка и корпорации General Electric, Индустрия 4.0 может принести мировой экономике до $30 трлн.

По данным PwC, производители промышленных товаров из различных стран мира планируют до 2020 г. ежегодно вкладывать в развитие направления «Индустрия 4.0» $907 млрд в год.

Макроэффекты от перехода на новые технологические производственные решения активно анализируются в рамках Евразийского экономического союза. Эксперты данного интеграционного сообщества полагают, что вклад новейших технологических решений в общую экономику составит 2,8% к валовому внутреннему продукту (ВВП) в странах Евразийского экономического союза, или 85 млрд долларов США. Такова ожидаемая доля цифровой экономики. По предварительным оценкам, к 2025 году вклад цифровой экономики стран Союза в прирост ВВП должен составить 20% в год.  На такой же объем должна вырасти эффективность экономических процессов за счет цифровой трансформации инфраструктур и систем управления. 

Среди ключевых технологий — аддитивное производство, высокопроизводительные автоматизированные линии быстрого производства электронной компонентной базы, технологии и программное обеспечение роботизированного управления производством, национальные CAD/CAE/CAM системы, новые технологии сборочного производства, системы управления жизненным циклом изделия.

«По нашим данным, доля цифровой экономики к ВВП в странах ЕАЭС уже составляет более 2,8%, или 85 млрд долл. США.  Почти весь эффект от дигитализации сосредоточен в таких секторах экономики, как финансы, торговля, развлечения и медиа. В сфере промышленности и АПК доля цифровой экономики еще незначительна», — отметил Сергей Сидорский.

Российские стратегические решения

Системная работа ведется в России на национальном уровне. В феврале 2017 г. правительство РФ утвердило первую «дорожную карту» по развитию Национальной технологической инициативы (НТИ) — «Передовые производственные технологии» — «Технет».

Источник: http://www.gapm.ru/, ФГБОУ ДПО «Государственная академия промышленного менеджмента имени Н.П. Пастухова»

 

Сложность и преимущества перехода к четвертой промышленной революции и в частности к Индустрии 4.0 заключаются в том, что по ряду направлений происходит скачкообразное изменение в применяемых практиках. По сути, производство создается с нуля. И такой скачок «обнуляет» как отставание, так и лидерство. В этом отношении всем участникам таких сегментов приходится начинать в очень близких условиях — с полного перезапуска инвестиционного цикла. Такой скачок и дает российским предприятиям наверстать отставание, непреодолимое в условиях третьей промышленной революции. И тому есть примеры: «ОДК – Сатурн», «Концерн Калашникова», «Росэлектроника».

На базе «ОДК – Сатурн» создается первая в России «умная фабрика». На предприятии будет создан испытательный полигон для отработки инновационных производственных технологий.  

Полигон планируется запустить до конца этого года. На площадке будут разрабатываться и адаптироваться под массовый выпуск прототипы высокотехнологичных решений. Отечественные идеи и наработки формата «Индустрия 4.0» будут тестироваться в условиях реального производства.

Участники смогут совместно использовать инфраструктуру в Рыбинске, где будет действовать высокопрофессиональный трудовой коллектив. Как рассказал директор по инновационному развитию «ОДК – Сатурн» Дмитрий Иванов, испытания и внедрение в производство одного пилотного проекта оцениваются в 2–5 млн рублей. За первые три года на полигоне будут доведены до промышленного использования около 20 ключевых технологий. В дальнейшем «ОДК – Сатурн» может рассмотреть варианты покупки этих технологических решений.

«Запуск прорывных проектов, таких как полигон “ОДК – Сатурн” “Умная фабрика”, на которых будут разрабатываться и адаптироваться под массовый выпуск прототипы высокотехнологичных решений, является точкой входа на новые рынки умной гражданской продукции», — заявил «Известиям» гендиректор Ростеха Сергей Чемезов.

Специалисты холдинга «Росэлектроника» создали технологическую площадку для эффективного производства программного обеспечения любой сложности. Площадка, получившая название «Цифровая ИТ-фабрика», включает территориально-распределенный стенд с настроенным комплексом программ-инструментов.

«Цифровая ИТ-фабрика» позволяет комплексно автоматизировать процессы проектирования, разработки, тестирования и стендовой отработки ПО. Это существенно сокращает издержки на производство программного обеспечения и ввод его в эксплуатацию.

Главным фактором сокращения издержек является контроль заказчиком, головным исполнителем и подрядчиком автоматизированных процессов создания ПО. «Цифровая ИТ-фабрика» позволяет коллективам разработчиков ПО взаимодействовать с обеспечением всех норм информационной безопасности.

При этом основу программного комплекса «Цифровой ИТ-фабрики» составляет открытое ПО, что дает возможность индивидуальной доработки технологии без привязки к поставщику.

«”Цифровая IT-фабрика” реализует индустриальный подход к производству ПО и тем самым решает прямые задачи цифровизации экономики — она автоматизирует и совершенствует процессы создания, внедрения, сопровождения и модернизации программных решений. Наш программный комплекс способен повысить интеграцию, ускорить обмен данными и в целом вывести взаимодействие предприятий на качественно новый уровень», — комментирует заместитель генерального директора — статс-секретарь АО «Росэлектроника» Арсений Брыкин.

Программный комплекс «Цифровой IT-фабрики» был создан специалистами АО «ЦНИИ ЭИСУ» (Центральный научно-исследовательский институт экономики, информатики и систем управления). Институт является ведущим разработчиком решений в области интеграции разнородных автоматизированных систем управления на основе семантических технологий, новых инфокоммуникационных технологий и опытных образцов, систем и средств защиты информации.

Внедрение таких решений идет и в других отраслях.

В автомобилестроении «фабрикой будущего» уже оснащено производство принципиально нового автомобиля УАЗ «Патриот» модельного ряда 2020 года, а компания «Волгабас» работает с помощью новой программы над созданием беспилотного коммерческого транспорта.

Самый большой атомный ледокол «Арктика» на «Балтийском заводе» строится также при помощи электронных систем. Несколько других проектов реализуются в авиастроении и ракетно-космической отрасли. Всего к 2035 году планируется создать в России 40 умных «фабрик будущего». Об этом сообщил Министр промышленности и торговли Российской Федерации в ходе форума промышленности «Иннопром».

Выводы

  1. Переход к технологиям четвертой промышленной революции благотворен для глобальной конкурентоспособности России.
  2. Внедрение передовых практик четвертой промышленной революции и цифровой экономики идет в разных ключевых секторах реального сектора экономики, для создания синергетического эффекта.

Предложения

  1. Ведение систематической информационной кампании по информированию о реальном состоянии «цифровизации» экономки страны и внедрении лучших практик.
  2. Отдельный блок информационной работы должен быть посвящен профориентации специалистов для постоянного самообразования в направлении освоения навыков, востребованных в условиях тотальной цифровизации экономики.
  3.