Индустрия 4.0 в Беларуси: быть или не быть?

Принято считать, что мир производства сейчас стоит на пороге четвертой промышленной революции и это действительно так: согласно отчету, составленному исследователями McKinsey Global Institute, уже к 2030 году до 800 млн. рабочих мест могут быть замещены автоматизацией и робототехникой. Поэтому тема перехода промышленных предприятий к автоматизации производственных процессов вызывает сегодня повышенный интерес: в условиях технологического прогресса следование традиционным практикам организации производства может повлечь серьезные денежные потери для бизнеса. Однако переход к Индустрии 4.0. для стран СНГ по ряду причин все еще является болезненной темой и упирается в ряд существенных проблем. Наступит ли в Беларуси Индустрия 4.0? Попробуем ответить на данный вопрос в этом материале.

Индустрия 4.0 не имеет общепринятого определения, однако под этим понятием принято понимать тенденцию к использованию современных технологий в производстве, тем самым минимизируя участие человека в самом процессе. Индустрия 4.0 — это Интернет вещей (IoT), аддитивное производство, оцифровка и интеграция данных и рабочих процессов, удаленный мониторинг, междисциплинарное проектирование и автоматизация управления с помощью машинного обучения.

Впервые этот термин прозвучал на международной промышленной выставке в Ганновере в 2011 году. В 2012 -2013 годах была создана рабочая группа из представителей производственных корпораций, которую возглавляли Зигфрид Дайс (Robert Bosch GmbH) и Хеннинг Кагерманн (Немецкая академия наук и инженерии). Основная задача рабочей группы заключалась в разработке рекомендаций и программы трансформации производственных предприятий согласно принципам Индустрии 4.0 для федерального правительства Германии.

Константин Смирнов, ведущий инженер-программист Invento Labs:

Логично, что раз есть Индустрия 4.0, значит существуют также и предшествующие ей. Первая индустрия начинает свою историю с создания парового двигателя. До этого существовал только ручной труд, который не подразумевал использование машины в производственных процессах. Это стало толчком для промышленной революции в Англии 18-го века, которая длилась довольно долго, по сравнению со всеми последующими. Затем, с изобретением электрического двигателя, произошла вторая промышленная революция. Его компактность позволяла дробить производственные операции на более мелкие. Это впервые формирует понятие производственных отношений. Почему это становится принципиально важным на этом переходном периоде? Изобретение электрического двигателя стало прорывом: до этого отдельные специалисты держали всю необходимую информацию у себя в голове и просто давали распоряжения. Такой метод был распространен преимущественно в легкой промышленности, которая не требует каких-либо вычислений или систем управления таких процессов как таковых. Когда на базе конвейера Генри Форд сделал подобие электрических машин и расположил людей в линию, то возникла необходимость организовать управление производственным процессом. Так начала впервые зарождаться конструкторская технологическая документация и Индустрия 2.0., которая длилась до второй половины 20-го века. “Узким местом” Индустрии 2.0 стала разработка документации, которая зачастую занимала больше времени, чем сам процесс производства. Поэтому основной задачей следующей промышленной революции, - Индустрии 3.0, стала автоматизация разработки этой документации. То есть это “узкое место” сократили за счет ЭВМ и автоматизации: ERP, PLM и т.д.

Можно сказать, что Индустрия 4.0 является логическим продолжением таких исторических событий, как:

• интегрированные электронные и программные средства автоматизации, появившееся в 1970-х годах;
• феномен производственного аутсорсинга в 1990-х годах;
• глобальная автоматизация управления предприятием с применением ИТ систем 2000-х

Сегодня все говорит о том, что существуют реальные предпосылки к переходу на Индустрию 4.0. Чем она отличается от 3.0? В отличие от автоматизации выпуска самой документации, в Индустрии 4.0 Появляется искусственный интеллект и машины начинают работать сами. Начиная с Индустрии 1.0. До Индустрии 3.0 мы пытались как-то формализовать производственные процессы и на сегодняшний день это удалось настолько, что их можно вшивать в алгоритмы программ и они будут работать самостоятельно. Чтобы понять, как это работает, достаточно посмотреть на заводы Siemens в Амберге, на заводы Audi, которые уже перевели свои производственные процессы на новую модель, где все автоматизировано. Нужно понимать, что перейти на Индустрию 4.0. Минуя Индустрию 3.0 невозможно. Очень яркий пример — это завод двигателей КАМАЗ, где столкнулись Индустрии 4.0 и 3.0. На КАМАЗе есть масштабное производство двигателей, которое разрабатывалось еще в советские времена и не подходит под современные производственные процессы. И руководство КАМАЗа приняло решение отдать половину завода под производство двигателей компании-партнера Daimler. Процесс производства двигателей этой компании полностью соответствует Индустрии 4.0: человек сидя на своем рабочем месте не отвлекается на поиск нужных деталей и прочего, а только курирует сам процесс, в отличие от “муравейника” КАМАЗа, где люди бегают туда-сюда с запчастями в руках. Здесь же человек просто сидит, к нему в руки опускается коробочка - так называемый kit (с англ.комплект), здесь же программируется его инструмент. И вот КАМАЗ решили реализовать у себя такую же производственную линию, однако автоматизировали лишь часть производства, не затронув склад. В результате им не удалось сократить количество людей на производстве, даже напротив - пришлось увеличить количество рабочих мест. Более того, люди вынуждены работать в более худших условиях. О чем это говорит? Сперва вы должны формализовать процессы, вы должны формализовать данные. Потому что искусственный интеллект с неформализованной информацией работать не будет, либо будет работать с ошибками, - уверен Константин Смирнов.

Индустрия 4.0 содействует концепции так называемого «Умного Предприятия». Такое предприятие использует модульную структуру, где киберфизические системы контролируют физические процессы, создавая своеобразную виртуальную копию реального мира, и принимают децентрализованные решения. Поэтому одной из главных отличительных особенностей Индустрии 4.0 является исключение человеческого фактора на производстве, ведь с машинами это получается намного быстрее и она делает значительно меньше ошибок в процессе комплектования.

Ключевым термином Индустрии 4.0 является СPS (Cyber Physical Systems) — комбинация нескольких различных систем, которые управляют физическим процессом и его адаптируют его к новым условиям в реальном времени. Такой промышленный гигант, как Siemens утверждает, что внедрение CPS на сегодняшний день обладает большим спросом в промышленном секторе. CPS меняет способ взаимодействия людей с инженерными системами, так же как Интернет изменил способ взаимодействия людей с информацией, однако люди все равно остаются главными в этом процессе. Таким образом, человек берет на себя роль «управляющего высшего уровня», контролирующего работу в автоматизированных и самоорганизующихся процессов.

Эксперты прогнозируют, что в будущем CPS будут присутствовать во всех секторах промышленности Индустрии 4.0 и откроют новые производственные методологии, став стандартом для “новой” промышленности. Благодаря CPS производственные среды станут самоконфигурируемыми, саморегулируемыми и самооптимизируемыми, что приведет к большей подвижности, гибкости и экономичности.

На сегодняшний день мире есть три гранда, которые выпускают программы для автоматизации промышленности:   

• Siemens PLM                       
• PTC Pro/ENGINEER           
• IBM PLM CATIA

Однако некоторые производства в СНГ, в том числе в Беларуси, “грешат” использованием пиратских версий известных программ. Чем это чревато? Например, ПО Siemens оповещает службу безопасности об использовании нелицензионной версии программы со всеми вытекающими из этого последствиями:

Я не буду ругать тех, кто использует пиратские или триал-версии ПО. От этого тоже есть своя польза, например, они отлично подойдут для первичного обучения пользования программой при минимальном бюджете. Однако у них есть существенные минусы:  

• пользователь так и остается на этапе изучения программы и не развивается;
• Версии программ регулярно обновляются, что также не позволяет специалисту развиваться при работе с пиратской версией, лишенной обновлений;
• Невозможность системно охватить производственные процессы: обучившийся человек является единственным источником знаний.

Поэтому для эффективного использования системы необходимо обращаться напрямую к агрегаторам, например Siemens, которые позволят выстроить решение не локально, а во всей корпорации, - утверждает Константин.

Давайте рассмотрим этот вопрос на примере Siemens Teamcenter. Данное решение нуждается в кастомизации и настройке под конкретные процессы подготовки производства, его невозможно просто взять и начать использовать. Возможно ли сделать это самостоятельно с помощью пиратской версии программы? Сомнительно. Более того, так как данный продукт изначально был создан для западных предприятий, в нем используется система отчетности, ориентированная на западные стандарты, поэтому российским представительством были разработаны производственные документации на русском языке (ЕСКД, ЕСТД). В силу этих причин кастомизацией решения занимаются компании-агрегаторы. Они пишут плагин, который может как реализовывать отдельную, совершенно уникальную функциональность, так и просто видоизменять то, что имеется в системе. Помимо этого, такие компании помогают интегрировать программу с теми системами, которые уже установлены на предприятии.

По мнению Константина Смирнова, говорить о переходе белорусской промышленности на Индустрию 4.0 говорить пока рано:

В Беларуси кулуарно муссируется тема перехода к Индустрии 4.0, однако на сегодняшний день мы еще находимся на стадии Индустрии 3.0, более того, даже она не везде распространена, а только взяла старт. Как правило, для белорусской промышленности все упирается в проблему нехватки бюджета для полной реформации всего процесса производства. Например, в эпоху зарождения Индустрии 3.0 для нее были необходимы компьютеры, которые в то время стоили баснословных денег и мало кто из производств мог себе их позволить. Таким образом этот процесс был очень затратным, поэтому пионерами в переходе к Индустрии 3.0 стали те компании, которые производят дорогостоящее оборудование. Ведь компьютер начал дешеветь только сейчас и его стоимость постепенно равняется одной зарплате работника. Те же проблемы мы можем видеть и в становлении Индустрии 4.0, для которой требуются внушительные вложения в современные технологии и оборудование. То же самое сейчас происходит с Индустрией 4.0. Искусственный интеллект и роботы сегодня многим не по карману, однако, в отличие от Индустрии 3.0, падение цен происходит еще быстрее, поэтому для полноценного перехода к концепции новой промышленной революции Беларуси определенно нужно время.

Наступит ли эра Индустрии 4.0 для белорусских предприятий? Ответ на этот вопрос нам покажет время. Однако актуальность перехода производственных процессов внутри предприятия на автоматизацию не подвергается сомнению, ведь сегодня это одно из обязательных условий поддержания конкурентоспособности на быстро меняющемся рынке.