CC BY
4
2. The results of the work of the crop industry in 2017 and the tasks for 2018 - http://barley-malt.ru/wp-content/uploads/2018/02/agronomycheskoe-soveschanye-ytogy-2017.pdf
3. Narynbaeva A.S. Foreign experience of state regulation of the agro-industrial complex / Bulletin of the Kyrgyz-Russian Slavic University. 2014. Vol 14. No. 4 pp. - 178-182. - https://krsu.edu.kg/vestnik/2014/v4/a50.pdf
4. All-Russian Agricultural Census of 2016 Preliminary Results [Electronic resource] http://www.gks.ru/free_doc/new_site/business/sx/vsxp2014/vsxp2016.html
5. Metelskaya E.A. Current Issues of the Development of Small Business in the Agrarian Sector of the Economy / Economy and Entrepreneurship. - 2016 - № 11 (part 4). - p. 1075 - 1078
О.В. Медникова
к.т.н., доцент кафедры «Информационные системы
цифровой экономики», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта (МИИТ)» (ФГБОУ ВО РУТ (МИИТ))
БУДУЩЕЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И РОСТА В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Аннотация. Технологическая автоматизация производства привела к резкому увеличению производительности промышленности с начала промышленной революции. Электрификация заводов, работающие на паровых двигателях в девятнадцатом веке, привела к массовому производству в начале XX века, а промышленность стала автоматизированной в 1970-х годах. Однако в последующие десятилетия промышленные технологические достижения постоянно росли, особенно по сравнению с прорывами, которые трансформировали информационные технологии, мобильную связь и электронную торговлю.
На сегодняшний момент мы находимся в разгар четвертой волны технологического прогресса: рост новых цифровых промышленных технологий, трансформация, основанная на девяти основополагающих технологиях. При таком преобразовании датчики, машины, заготовки, информационные технологии и системы будут соединены по цепочке создания стоимости за пределами одного предприятия. Эти подключенные системы (также называемые киберфизическими системами) могут взаимодействовать друг с другом с использованием стандартных интернет-протоколов и анализировать данные для прогнозирования сбоя, настройки и адаптации к изменениям. Промышленность позволит собирать и анализировать данные на машинах, обеспечивая более быстрые, гибкие и более эффективные процессы для производства более качественных товаров по сниженным ценам. Это, в свою очередь, повысит производительность производства, изменит экономику, стимулирует рост промышленности и изменит профиль рабочей силы - в конечном итоге изменит конкурентоспособность компаний и регионов.
В этой статье описываются девять технологических тенденций, которые являются строительными блоками промышленности будущего, и исследуются их потенциальные технические и экономические преимущества для производителей и поставщиков оборудования для производства.
Annotation. The technological automation of production has led to a sharp increase in industrial productivity since the beginning of the industrial revolution. The electrification of factories operating on steam engines in the nineteenth century led to mass production at the beginning of the 20th century, and the industry became automated in the 1970s. However, in the following decades, industrial technological achievements were growing, especially in comparison with the breakthroughs that transformed information technology, mobile communications and electronic commerce.
Now we are in the midst of the fourth wave of technological progress: the growth of new digital industrial technologies, a transformation based on nine fundamental technologies. With this transformation, sensors, machines, blanks, information technologies and systems will be linked along the value chain outside of one enterprise. These connected systems (also called cyber physical systems) can communicate with each other using standard Internet protocols and analyze data to predict failure, tuning and adaptation to changes. The industry will allow collecting and analyzing data on machines, providing faster, more flexible and more efficient processes for the production of better quality products at reduced prices. This, in turn, will increase production productivity, change the economy, stimulate industry growth and change the profile of the workforce - ultimately it will change the competitiveness of companies and regions.
This article describes nine technological trends that are the building blocks of the future industry and explores their potential technical and economic advantages for manufacturers and suppliers of production equipment.
Ключевые слова: Industry 4.0, оборудование, чип, автономные роботы, набор данных, производство, моделирование, информационные технологии, облачные технологии, ИТ-системы, Интернет вещи.
Keywords: Industry 4.0, equipment, chip, autonomous robot, data set, production, modeling, information technology, cloud technologies, IT systems, Internet stuff.
Девять достижений технологического прогресса.
Многие из девяти достижений в области технологий, которые составляют основу для промышленности, уже используются в производстве, но с Industry 4.0, они будут трансформировать производство: изолированные, оптимизированные ячейки объединятся в виде полностью интегрированного, автоматизированного и оптимизированного потока товаров, для повышения эффективности и изменения традиционных производственных отношений между поставщиками, производителями и клиентами, а также между человеком и машиной (рис. 1).
будущего
Большие данные и аналитика.
Аналитика, основанная на больших наборах данных, появилась только недавно в мире производства, где она оптимизирует качество товаров, экономит энергию и улучшает обслуживание оборудования. В контексте Industry 4.0 сбор и всесторонняя оценка данных из многих различных производственных устройств и систем, а также систем управления предприятиями и клиентами станут стандартом для поддержки принятия решений в режиме реального времени.
Например, производитель полупроводников Infineon Technologies уменьшил отказы товаров, сопоставив данные с одним чипом, полученные на этапе тестирования в конце производственного процесса, с данными процесса, собранными на фазе состояния пластины ранее в этом процессе. Таким образом, Infineon может идентифицировать шаблоны, которые помогают выпускать неисправные чипы на раннем этапе производственного процесса и улучшать качество продукции.
Автономные роботы.
Производители многих отраслей давно используют роботов для решения сложных задач, но роботы являются более полезными в производстве. Они становятся более авто-
номными, гибкими и совместимыми. В конце концов, они будут взаимодействовать друг с другом и работать безопасно рядом с людьми и учиться у них. Эти роботы будут стоить меньше и иметь больший диапазон возможностей, чем те, которые используются сегодня в производстве.
Например, Kuka, европейский производитель роботизированного оборудования, предлагает автономные роботы, которые взаимодействуют друг с другом. Эти роботы взаимосвязаны, так что они могут работать вместе и автоматически корректировать свои действия, чтобы соответствовать следующему незавершенному продукту в очереди. Высококачественные датчики и блоки управления обеспечивают тесное сотрудничество с людьми. Аналогичным образом, промышленный робот-поставщик ABB запускает двух-рукий робот под названием YuMi, специально предназначенный для сборки техники (такой как бытовая электроника) вместе с людьми. Два мягких рычага и компьютерное зрение обеспечивают безопасное взаимодействие и распознавание деталей.
Моделирование.
На инженерной стадии уже используются трехмерное моделирование товаров, материалов и производственных процессов, но в будущем моделирование будет использоваться более широко и на заводах. Эти симуляции будут использовать данные в реальном времени для зеркального отображения физического мира в виртуальной модели, которая может включать машины, продукты и людей. Это позволяет операторам тестировать и оптимизировать параметры машины для следующего товара в линейном режиме в виртуальном мире до физического переключения, тем самым уменьшая время настройки машины и повышая качество.
Например, Siemens и немецкий производитель станков разработали виртуальную машину, которая может имитировать механическую обработку деталей с использованием данных с физической машины. Это уменьшает время настройки для фактического процесса обработки на целых 80%.
Горизонтальная и вертикальная системная интеграция.
Большинство современных ИТ-систем не полностью интегрированы. Компании, поставщики и клиенты редко тесно связаны. Функции от предприятия до уровня цеха не полностью интегрированы. Даже сама разработка - от установок до автоматизации - не имеет полной интеграции. Но с Industry 4.0, компании, отделы, функции и возможности станут намного более сплоченными, поскольку сети межсетевых, универсальных сетей интеграции данных будут развиваться и активировать действительно автоматизированные цепочки создания стоимости.
Например, Dassault Systèmes и BoostAeroSpace запустили платформу сотрудничества для европейской аэрокосмической и оборонной промышленности. Платформа AirDesign служит в качестве общего рабочего пространства для совместной разработки и производства и доступна как услуга в частном облаке. Он управляет сложной задачей обмена товарными и производственными данными между несколькими партнерами.
Промышленный Интернет Вещей.
Сегодня только некоторые из датчиков и компьютеров производителя подключены к сети и используют встроенные вычисления. Они, как правило, организованы в вертикальной пирамиде автоматизации, в которой датчики и устройства с ограниченными интеллектуальными и автоматическими контроллерами подключаются к всеобъемлющей системе управления производственными процессами. Но с помощью промышленного Интернет вещей больше устройств, иногда включающих даже незавершенные товары, будет обогащено встроенными вычислениями и подключено с использованием стандартных технологий. Это позволяет устройствам взаимодействовать друг с другом и с более централизованными контроллерами, если это необходимо. Он также децентрализует аналитику и принятие решений, позволяя реагировать в реальном времени.
Bosch Rexroth, поставщик системы управления двигателем и системой контроля, оснастила производственный объект для клапанов с полуавтоматизированным децентрализованным производственным процессом. Продукты идентифицируются по радиочастотным идентификационным кодам, а рабочие станции «знают», какие этапы производства должны выполняться для каждого продукта и могут адаптироваться для выполнения конкретной операции.
Информационная безопасность.
Благодаря расширению возможностей подключения и использованию стандартных протоколов связи, которые поставляются с промышленностью 4.0, необходимость защиты критически важных промышленных систем и производственных линий от угроз кибербезопасности резко возрастает. В результате важны надежная связь, а также сложная идентификация и управление доступом к машинам и пользователям.
Облако.
Компании уже используют облачное программное обеспечение для некоторых приложений для предприятий и аналитики, но с Industry 4.0, предприятия связанные с производством потребуют более широкого обмена данными между сайтами и компаниями. В то же время производительность облачных технологий улучшится, достигнув времени реакции всего в несколько миллисекунд. В результате машинные данные и функциональные возможности будут все больше внедряться в облако, что позволит предоставлять больше услуг, основанных на данных для производственных систем. Даже системы, которые контролируют процессы, могут стать облачными.
Производство добавок.
Компании только начали принимать добавки, такие как трехмерная печать, которые они используют в основном для прототипа и производства отдельных компонентов. С Industry 4.0 эти методы обработки присадок будут широко использоваться для производства небольших партий индивидуальных товаров, которые предлагают строительные преимущества, такие как сложные, легкие конструкции. Высокопроизводительные, децентрализованные системы производства товаров уменьшат транспортные расстояния и запасы.
Например, аэрокосмические компании уже используют производство присадок для применения новых конструкций, которые уменьшают вес самолета, снижая затраты на сырье, такое как титан.
Дополненная реальность.
Системы на основе расширенной реальности поддерживают различные услуги, такие как выбор деталей на складе и отправка инструкций. Эти системы в настоящее время находятся в зачаточном состоянии, но в будущем компании будут намного шире использовать дополненную реальность, чтобы предоставить работникам информацию в реальном времени для улучшения принятия решений и рабочих процедур.
Например, работники могут получить инструкции по ремонту того, как заменить определенную деталь, поскольку они смотрят на настоящую систему, нуждающуюся в ремонте. Эта информация может отображаться непосредственно в поле зрения работников с использованием таких устройств, как очки дополненной реальности.
Гонка по внедрению элементов Industry 4.0 уже началась среди компаний в Европе, США и Азии.
Industry 4.0 позволяет быстрее реагировать на потребности клиентов. Это повышает гибкость, скорость, производительность и качество производственного процесса. И это закладывает основу для принятия новых бизнес-моделей, производственных процессов и других инноваций.
Поскольку производители требуют большей возможности подключения и взаимодействия машин и систем, работающих в Industry 4.0, на своих заводах, поставщикам производственных систем придется расширять роль ИТ в своих товарах. Изменения, скорее всего, включают в себя большую модульность функциональности с развертываниями в облаке и встроенными устройствами. С увеличением общей функциональности и сложности систем возникает необходимость в более широком распределении решений. Кроме того, онлайн-порталы для загрузки программного обеспечения и взаимодействия с партнерами могут предлагать более гибкие и адаптируемые конфигурации оборудования. Архитектуры автоматизации также будут развиваться для разных вариантов использования. Поставщикам придется подготовиться к этим различным сценариям и поддерживать эти сдвиги.
Поставщики промышленной автоматизации и большинство производителей станков создали значительные возможности для разработки программного обеспечения, но для Industry 4.0 потребуется еще больше.
Растущая взаимосвязь машин, продуктов, деталей и людей также потребует новых международных стандартов, которые определяют взаимодействие этих элементов на цифровой фабрике будущего. Усилия по разработке этих стандартов находятся в зачаточном состоянии, но они управляются традиционными органами стандартизации и новыми консорциумами.
Отрасли и страны будут охватывать Industry 4.0 по разным ставкам и по-разному. Отрасли с высоким уровнем вариантов продукта, такие как автомобильная и пищевая промышленность, получат большую гибкость, которая может обеспечить повышение производительности, например, и отрасли, требующие высокого качества, такие как полупроводники и фармацевтические препараты, будут полезны усовершенствования, основанные на анализе данных, которые снижают частоту ошибок.
Страны с высокозатратной квалифицированной рабочей силой смогут извлечь выгоду из более высокой степени автоматизации в сочетании с возросшим спросом на более квалифицированную рабочую силу. Тем не менее, многие развивающиеся рынки с молодой квалифицированной рабочей силой могут также воспользоваться этой возможностью и даже создать совершенно новые концепции производства.
Хотя эти усовершенствования уже обладают значительным потенциалом для существующих отраслей, новые области могут использовать технологию Industrial 4.0 для нарушения существующих стандартов с использованием инновационных макетов и производственных процессов.
Поставщикам производственных систем необходимо понять, как они могут использовать технологии в новых вариантах использования, чтобы предлагать максимальные выгоды своим клиентам. Эти технологии могут использоваться для различных предложений, таких как расширение сетевых встраиваемых систем и автоматизации, разработка новых программных продуктов и предоставление новых услуг, таких как услуги, основанные на аналитике.
Industry 4.0 предоставляет огромные возможности для инновационных производителей, поставщиков систем и целых регионов. Но, как и в предыдущих трансформационных событиях, Industry 4.0 также представляет серьезную угрозу для отстающих. По мере изменения бизнес-моделей, экономики и навыков, мы вполне можем увидеть серьезные изменения в топ-позициях как на корпоративном, так и на региональном уровнях.
Источники:
1. Добрякова М., Котельникова З. Социальная укорененность технологий: перспективные направления исследований // Форсайт. 2015. Т. 9. № 1. С. 6-19.
2. Дятлов С.А. Принципы информационного общества // Информационное общество. 2000. № 2.
3. Кастельс М. Информационная эпоха: экономика, общество и культура / Пер. с англ.; под науч. ред. О.И. Шкаратана. М.: ГУ ВШЭ, 2000.
4. Кнорр-Цетина К. Социальность и объекты. Социальные отношения в постсоциальных обществах знания // Социология вещей: Сб. статей / Под ред. В. Вахштайна. М.: ИД «Территория будущего», 2006.
5. Фукуяма Ф. Наше постчеловеческое будущее. Последствия биотехнологической революции. М.: АСТ, Люкс, 2004.
6. Шкаратан О.И. Социология неравенства. Теория и реальность. М.: ИД ВШЭ, 2012.
Sources:
1. Dobryakova M., Kotelnikova Z. Social rootedness of technologies: promising areas of research // Forsyth. 2015. V. 9. № 1. P. 6-19.
2. Dyatlov S.A. Principles of the Information Society // Information Society. 2000. № 2.
3. Castells M. Information Age: Economy, Society and Culture / Trans. from English; under the scientific ed. O.I. Shkaratana M .: State University Higher School of Economics, 2000.
4. Knorr-Tsetina K. Sociality and objects. Social relations in the post-social societies of knowledge // Sociology of things: Sat. articles / ed. V. Vakhshtayna. M .: Publishing House Territory of the Future, 2006.
5. Fukuyama F. Our posthuman future. Implications of the biotech revolution. M .: AST, Lux, 2004.
6. Shkaratan O.I. Sociology of inequality. Theory and reality. M .: ID HSE, 2012.
