Как промышленный интернет поможет в реализации Индустрии 4.0

Как говорил Чарльз Дарвин, выживает тот, кто лучше всех адаптируется к новым условиям. В этом материале мы расскажем, как умение вовремя «оседлать» промышленный интернет вещей поможет стать первопроходцем в четвертой промышленной революции и оставить конкурентов позади.

Адаптируйся или умри

Конкуренция на современном рынке производства сродни гонке регаты. Обойти соперника получится или на старте, или на повороте, остальное — дело случая. И одним из таких поворотов станет Индустрия 4.0.

Первая промышленная революция началась в конце XVIII века. Тогда появились первые паровые двигатели, и человечество перешло от ручного труда к машинному. Распространение электричества и конвейерное производство в XX веке стали символами второй промышленной революции. Третья революция началась в конце второго тысячелетия. С внедрением компьютеров началась автоматизация и роботизация производства.

Кирилл Еременко, из книги “Работа с данными в любой сфере”:

Машины теперь знают о нас больше, чем мы сами, благодаря всем доступным им данным. Они читают наши личные данные как сборник рассказов о нас.

Четвертая промышленная революция стала логическим продолжением третьей. Она предполагает полную автоматизацию производства, основанную на машинном обучении и искусственном интеллекте. В Индустрии 4.0 всю механическую работу будут выполнять роботы, человеку останется лишь дистанционно управлять ими (возможно, даже с мобильного приложения). При этом часть управленческих решений (например, спрогнозировать время ремонта оборудования) также перейдет автоматизированным системам. Западные аналитики ожидают, что эффективность промышленных компаний после этого вырастет на 40–50%.

Главную роль в этой истории получит промышленный интернет вещей: датчики управления и контроля установят везде, от каждого цехового станка до каждого фонарного столба на территории предприятия. Кто быстрее и эффективнее оцифрует свое производство, тот получит весомое преимущество на долгие годы вперед. На первых порах можно обойтись и без роботов; объемы производства значительно вырастут и за счет умной аналитики, которую обеспечит промышленный интернет вещей.

Чем конкретно поможет IoT?

В Индустрии 4.0 промышленный интернет вещей позволит взять под контроль всю цепочку производства и формирования стоимости продукта. В этом помогут так называемые цифровые двойники технологических процессов — точная модель всего происходящего в цехе. На каждом этапе производства система подскажет, можно ли там оптимизировать расход ресурсов. Также датчики определят узкие места, где падает скорость производства, и выявит причину (или оборудование неправильно настроено, или сотрудник ленится и медленно работает).

Но обо всем по порядку. На предприятиях в индустрии 4.0:

1) Сокращается время выхода товара на рынок. Интернет вещей позволяет проверить, как ведет себя продукт в реальных условиях, не помещая его в огонь или воду. Заранее протестировать все возможные сценарии можно на цифровой модели изделия.

Особенно активно этот метод используют в автопроме. В июле представители УАЗа рассказали, что новый «Патриот» полностью разработан на цифровой платформе, и в целом время проектирования машин за счет цифровых двойников сократилось на 20–25%.

2) Оптимизируется график работы оборудования, что позволяет ему работать бесперебойно и на наиболее эффективной мощности. Также предиктивная аналитика, учитывая опыт предыдущего производства, минимизирует вероятность брака.

В то же время система с помощью предиктивной аналитики подскажет инженерам, когда пора подлатать тот или иной станок. Обычно оборудование чинят, когда оно уже полностью вышло из строя. В результате — лишние затраты на капремонт и недополученная прибыль из-за простоев.

3) Сокращаются рабочие места. Уже сегодня на современных заводах никто не оттачивает все детали вручную, за автоматизированным производством следит десяток операторов. В скором времени останется лишь один оператор, который будет контролировать машины, выполняющие роль остальных девяти сотрудников.

4) Собирается информация об уже реализованных продуктах. Например, Rolls-Royce получает данные от авиационных двигателях вместе со сведениями о расходе топлива, маршруте полета, погодных условиях. Нечто похожее недавно сделал «Камаз» вместе с Билайном — они оснастили фуры интеллектуальными системами, которые самостоятельно проводят первичную диагностику транспорта. Также проект интегрирован в специальную спутниковую систему мониторинга — она позволяет оценить качество вождения и проверить расходы на топливо.

Кирилл Еременко, из книги “Работа с данными в любой сфере”:

Будущее принадлежит данным. Все — каждый процесс, каждый датчик — скоро будет управляться данными. Это резко изменит способ ведения бизнеса. Я предсказываю, что через десять лет от каждого сотрудника любой организации в мире будет требоваться обладание определенным уровнем грамотности в сфере данных и умение работать с ними, получая на их основе некоторые идеи для повышения ценности бизнеса.

Благодаря контролю после продажи улучшается планирование производства. С помощью датчиков можно проследить весь жизненный цикл товара — сколько продуктов создали, сколько продали, сколько вернули из магазина обратно на склад. Благодаря этим данным система адаптируется под покупательский спрос и поможет руководителю избежать перепроизводства, а также наладить логистику, своевременную доставку товара клиентам.

5) Экономятся деньги на «расходниках» и ресурсах. Система автоматически разработает оптимальную модель производства, при которой не будет перерасхода необходимых деталей и при котором сократится время простоя оборудования. Известный кейс — бритвы на голландском заводе Philips делают 128 роботов в неосвещенном помещении, его персонал — всего девять человек;

6) Появляется возможность кастомизировать продукцию, то есть штучно производить товар под конкретного заказчика, не перенастраивая вручную все оборудование, а нажав пару кнопок на пульте управления;

7) Обеспечивается полная безопасность предприятия. Если вдруг на территории цеха прольются опасные вещества, или же в воздухе будет превышение загрязнения или шума — датчики сразу передадут данные диспетчеру. Это поможет сэкономить на простоях и «подменах», когда сотрудник лежит дома из-за производственной травмы.

Но я же не гуманитарий, могу посчитать, как повысить эффективность, самостоятельно?

Привычные способы повысить эффективность компании уже не работают. Базовые показатели производства остаются на довольно низком уровне. По данным Центра конъюнктурных исследований ИСИЭЗ НИУ ВШЭ, в среднем загрузка цехов в обрабатывающей промышленности в 2019 году составляет 63%. По другим данным, загруженность цехов в России колеблется от 30 до 50%. И просчитать все нюансы так, чтобы повысить этот показатель, мало у кого получается.

При этом рынок оборудования для промышленного интернета вещей кратно растет, и отказываться от него нерационально. По прогнозам международной консалтинговой компании McKinsey & Company, полный переход к индустрии 4.0 займет около 100 лет, однако уже к 2025 году мировой экономический эффект составит от 4 до 11 трлн долларов США.

Тогда почему мы до сих пор не перешли в Индустрию 4.0?

Во-первых, полная автоматизация — это дорого. Точных цифр никто не приведет, однако, по оценкам российских экспертов, крупные компании в ближайшие 5 лет потратят на цифровизацию около 4% выручки. В частности, НЛМК в 2019 году планировала инвестировать в IT-сервисы 5,7 млрд рублей. Тем временем «Газпром нефть» уже ждет не менее 150 млрд операционной прибыли в год от внедрения цифровых сервисов.

Во-вторых, это долго. Полная автоматизация требует реконструкции всего производства, замены оборудования. Для этого нужны специальные кадры, которые смогут наладить всю систему.

В результате получается парадокс — чем больше компания, тем больше у нее свободных денег на цифровизацию, но тем меньше она готова для этого приостановить производство. А маленькие предприятия были бы рады пойти на такой шаг, но они просто не могут единоразово вложить в проект миллионы рублей.