Индустрия 4. Происходит ли в России Четвертая промышленная революция? Роботы и автоматизация труда

2025

2025

«Индустрия 4.0»

К 2025 году совокупный экономический эффект от промышленного интернета составит до $11 трлн в год (прогноз McKinsey)

Благодаря прорыву в технологиях мир стоит на пороге новой промышленной революции, или «Индустрии 4.0», как ее назвал в одноименной книге основатель и председатель совета директоров Давосского форума Клаус Шваб. Масштабные изменения в технологиях в ближайшее время приведут к тому, что не капитал или природные ресурсы, а инновации и человеческое воображение будут стимулировать экономический рост. «В отличие от предыдущих индустриальных революций промышленная революция 4.0 развивается не линейно, а по экспоненте», - писал Шваб.

Каким станет мир в результате промышленной революции 4.0? Впервые с начала индустриальной эры основную ценность в нем будут представлять данные, а не продукты. Будет усиливаться влияние промышленного интернета вещей (IIOT, Industrial Internet of Things; иногда его еще называют промышленным интернетом) - сети физических объектов, платформ, систем и приложений со встроенными технологиями по обмену данных друг с другом, внешней средой и людьми, как определяет его компания Accenture. По ее прогнозу, к 2030 году этот сектор будет добавлять к мировому ВВП $14,2 триллиона (для 20 ведущих экономик мира это плюс 1 % сверх прогнозируемых темпов роста), а количество подсоединенных к сети предметов, по прогнозу IHS, в 2025 году составит 75,4 млрд.

75,4 млрд ПРЕДМЕТОВ БУДЕТ ПОДСОЕДИНЕНО К ПРОМЫШЛЕННОМУ ИНТЕРНЕТУ К 2025 ГОДУ

McKinsey определяет «Индустрию 4.0» как цифровизацию производственного сектора, сопряжённую с датчиками, которые будут встроены практически во все компоненты и оборудование, с повсеместным внедрением киберфизических систем и анализом всех доступных данных. Все технологии, движущие новую революцию, McKinsey группирует в четыре кластера: связанные с данными, вычислительными мощностями и передачей информации (большие данные, интернет вещей и machine-2-machine-технологии, облачные технологии); относящиеся к аналитике (цифровизация и автоматизация научной работы, продвинутая аналитика); посвящённые взаимодействию человека и машины (новые интерфейсы, технологии виртуальной, дополненной и смешанной реальности) и касающиеся перехода из цифрового мира в физический (аддитивные производственные технологии, например: промышленная 3D-печать, робототехника, новые способы выработки и хранения энергии). Все эти технологии сейчас переживают переломный момент: производственные компании должны решить, как на них реагировать, написали эксперты McKinsey в 2015 году.

Почти все объекты в любой индустрии, от смесительных цистерн до инсулиновых помп, будут оснащены датчиками, способными передавать самую разную информацию по сетям коммуникаций. Вместе они сформируют целые новые индустриальные экосистемы - от «умного» здравоохранения , в котором большая часть функций по диагностике и постановке диагноза будет автоматизирована, до новых индустриальных экосистем, управляемых автономными роботами и применяющих анализ больших данных. Например, американская Caterpillar уже анализирует данные, поступающие от машин и других устройств на производстве, и передает их дилерам, которые на их основе могут назначить предварительное техобслуживание машин и предотвратить возможные технические проблемы. Использование собираемых датчиками больших данных в промышленности позволит сократить операционные расходы и усилить безопасность работников. Так, на химических производствах «носимые» устройства смогут предупреждать работников о превышении нормы вредных веществ в воздухе, а в нефтяной индустрии дроны сумеют инспектировать нефтепроводы в труднодоступных районах. В строительстве большие данные сделают возможным появление «умных» городов .

Сможет промышленный интернет вещей помочь и в борьбе с глобальными проблемами, например, за счет более эффективного использования ресурсов - с потеплением. Так, сегодня уже разрабатываются морские грузовые суда, которые будут использовать сжиженный природный газ, дизель, топливные элементы, а также солнечную и ветровую энергию, что позволит сократить вредные выбросы. К таким передовым разработкам относится, например, крупнейшее транспортное судно в мире Maersk Triple-E: оно имеет длину 400 м, может одновременно перевозить 18 000 20-футовых контейнеров, приводится в движение системой из двух двигателей и двух пропеллеров (мощность 43 000 лошадиных сил каждый) - и при этом оно на 16 % энергоэффективнее судов Maersk предыдущих поколений.

С распространением цифровых технологий человечество ждет переход от конкуренции продуктов и сервисов к конкуренции за измеримые результаты и ценность для клиентов, или так называемой экономике результата (англ. outcome economy). Теперь эффективность будет зависеть не от стоимости произведенных продуктов и услуг, а от результатов, которых они позволят добиться потребителю, и ценности, которую они будут для него представлять. Например, при походе на комедийное шоу потребитель платит не за билет, а за то, сколько раз он рассмеялся в зале, - это определяют камеры с помощью технологии распознавания лиц - так уже делает театральная компания TeatreNeu в Барселоне. Медицинские клиники будут использовать фитнес-трекеры и мобильные технологии, чтобы регулярно собирать данные о различных показателях здоровья пациента и на их основе давать рекомендации по обращению к специалистам, - это сделает возможным предотвратить ряд болезней или диагностировать их на ранней стадии, что позволит сэкономить на лечении. Заодно это поможет страховщикам формировать индивидуальные предложения по страхованию здоровья для своих клиентов.

По прогнозу BCG, вместо отдельных, атомизированных ячеек производства, когда конечный продукт складывается в результате последовательного выполнения процессов производственной цепочки, производство станет более интегрированным. Благодаря коммуникации между разными объектами производственной цепочки и людьми удастся сократить затраты времени и финансов, более эффективно использовать ресурсы, а также успешнее адаптировать продукт под каждого клиента. Чтобы выпустить ограниченную партию товара, можно будет не перестраивать всю производственную цепочку, а вносить изменения по ходу процесса.

Автоматизация частично устранит потребность предприятий в низкоквалифицированной рабочей силе, зато появится необходимость участия работников более высокой квалификации для мониторинга процессов и управления ими. По мнению исследователей из Accenture, особенно востребованными будут профессионалы в цифровой медицине и точном земледелии. По расчетам BCG, в Германии промышленный интернет вещей позволит увеличить общую производительность на 5-8 %, или на 90-150 млрд евро.

При этом «соединенность» объектов с интернетом несет ряд рисков, в первую очередь связанных с безопасностью. Близкий простым потребителям пример: «умные» счетчики воды и электричества хотя и позволят более эффективно расходовать ресурсы, будут обладать всей информацией о своих владельцах. Так, управляющая компания будет знать, во сколько жилец выходит из дома и возвращается, оставляют ли родители детей на ночь одних и т. д. Утечка такой информации может грозить самыми неприятными последствиями - от взлома квартиры в то время, когда хозяев точно нет дома, до шантажа владельца с помощью информации о нем.

Более серьезные угрозы связаны с тем, что в интернете неожиданно для инженеров оказались объекты, при проектировании которых такая возможность не учитывалась, а значит, «голые» с точки зрения безопасности. В частности, компьютер на МКС был заражен вирусом, написанным под геймеров, а позже оказалось, что это не единственный случай: компьютеры в космосе периодически «подхватывают» вирусы, например, с зараженных внешних устройств памяти. При этом в промышленных системах непрерывность работы критически важна, ведь если произойдет критический сбой в доменной печи, ее нельзя будет просто перезапустить. Более того, многие промышленные производства относятся к критической инфраструктуре с точки зрения безопасности людей и воздействия на экологию, поэтому последствия хакерской атаки или сбоя в IIoT потенциально могут касаться не только экономики, но и физической безопасности.

Снижением этих рисков будут заниматься в том числе международные индустриальные консорциумы, такие как Industrial Internet Consortium (IIC) или Open Connectivity Foundation (OCF). Сейчас эти консорциумы разрабатывают технические характеристики и согласовывают стандарты разработки IIoT, чтобы разрозненные «смарт»-предметы можно было объединить в общую сеть.

Кроме индустриальных консорциумов, свою роль во внедрении промышленного интернета вещей сыграют и правительства. В Германии в 2013 году принят план Industrie 4.0 по внедрению «умных» технологий в производства, особенно в части подключения малых и средних бизнесов к глобальным инновационным решениям. В Китае разработана стратегия Made in China 2025, которая подразумевает внедрение инноваций в производство, повышение роли качества, а не количества продукции, заботу об экологии и о развитии таланта. К 2025 году Китай планирует усилить автоматизацию промышленности, развить систему инноваций и вывести стандарты производства на международный уровень.

В России в 2016 году «Лаборатория Касперского» открыла первый в стране центр реагирования на компьютерные инциденты на индустриальных и критически важных объектах Kaspersky Lab ICS-CERT. Он будет собирать информацию о найденных уязвимостях, произошедших инцидентах и актуальных угрозах, а затем на основе этих данных давать рекомендации по защите индустриальных и критически важных инфраструктурных объектов. Сегодня не существует даже общепринятых практик и стандартов применения IT-защиты для промышленных сетей и все достижения IT-безопасности пока «малоприменимы для защиты промышленных и инфраструктурных объектов», объяснял при открытии CERT гендиректор «Лаборатории Касперского» Евгений Касперский.

Автоматизация труда

В 2033 году на 47 % рабочих мест людей могут заменить роботы

Роботы и автоматизация труда

От беспилотных автомобилей до полуавтономных роботов все больше «умных» устройств берут на себя ежедневные обязанности людей. И в ближайшие десятилетия кардинально изменят рынок труда и общество.

В лобби отеля Yotel на Таймс-сквер в Нью-Йорке постояльцев встречает большой белый кронштейн. Это Yobot - робот, который забирает у клиентов багаж и размещает его в ячейках, чтобы клиенты могли спокойно погулять по городу после выписки из отеля. Владельцу Yobot помогает сэкономить на персонале, а постояльцам - на чаевых носильщикам.

Разнос чемоданов - лишь один пример занятия, которое вместо людей скоро будут выполнять специально обученные машины. Роботы уже мало кого удивляют в промышленности: например, в сентябре 2016 года Adidas представила первую модель кроссовок Futurecraft M.F.G., собранную на фабрике Speedfactory в Германии практически без участия людей. В ходе пилотной фазы шить и клеить кроссовки роботам помогали 10 сотрудников, но в ближайшее время компания рассчитывает полностью автоматизировать процесс.

Исследователи из Оксфордского университета Карл Бенедикт Фрей и Майкл Осборн в 2013 году подсчитали, что 47 % всех профессий в США могут быть частично или полностью заменены роботами в ближайшие 20 лет. Причем изменения коснутся не только низкоквалифицированного труда: высококвалифицированных сотрудников все чаще будет заменять искусственный интеллект.

47% ВСЕХ ПРОФЕССИЙ В США МОГУТ БЫТЬ ЧАСТИЧНО ИЛИ ПОЛНОСТЬЮ ЗАМЕНЕНЫ РОБОТАМИ В БЛИЖАЙШИЕ 20 ЛЕТ

Пример, который любят приводить эксперты, - медицина. Например, уже разработаны технологии, которые, возможно, заменят в больницах часть врачей: австралийский стартап Enlitic создал автоматическую систему для расшифровки рентгеновских снимков и компьютерной томографии с помощью машинного обучения . Технология тестируется в 40 клиниках Австралии и в большинстве случаев показывает, что роботы допускают меньший процент ошибок, чем люди. С приходом роботов, вероятно, отомрет целый пласт медицинских специальностей. В июне группа психологов и специалистов по искусственному интеллекту Стэнфордского университета опубликовала результаты испытаний чат-бота-психоаналитика: он помогает успешно справляться с симптомами тревожности и депрессии и уже доступен обычным клиентам психотерапевтов. Многие клиники уже проводят машинную диагностику, а также используют роботов для помощи хирургам во время операций, в которых они часто могут добиться идеальной точности и аккуратности. В будущем алгоритмы машинного обучения позволят компьютеру ставить не менее точный диагноз на основе данных об истории болезни пациента, чем если бы это делал живой врач. По сути, технологии будут позволять медицинским работникам вмешиваться в процесс диагностики, только если машина покажет отклонение от нормы в анализах или на снимках.

При этом люди верят в собственную незаменимость: 80 % американцев-респондентов опроса исследовательского центра Pew за июль 2015 года, имеющих постоянную работу или с частичной занятостью, считают, что их профессия будет существовать примерно в той же самой форме спустя полвека. Но экономисты утверждают обратное: роботы в ближайшие 50 лет вытеснят из профессии сотрудников самой разной квалификации, в первую очередь низкой и средней. Например, автоматическая машина для готовки гамбургеров от компании Momentum Machines может собрать гамбургер (в том числе пожарить и перевернуть котлету) за 10 секунд и вскоре сможет заменить целую бригаду сотрудников McDonald"s. Первыми «кандидатами на вылет» станут офис-менеджеры и клерки, а также кассиры, консультанты в магазинах, операторы колл-центров и менеджеры по продажам.

Следующие на очереди - работники индустриальных предприятий. Например, датская компания Universal Robots уже продала по всему миру больше 8000 роботов, которые способны выполнять повторяющиеся команды и, скорее всего, сделают ненужными автомобильных сборщиков на предприятиях. Ожидается, что роботы вытеснят официантов, библиотекарей, уборщиков и даже провизоров в аптеках. Например, в Университете Калифорнии в Сан-Франциско уже сегодня рецепты расшифровывает компьютер, а находит, упаковывает и выдает нужные лекарства заказчику робот. Автоматизация угрожает и представителям более креативных профессий: в январе в китайской газете Southern Metropolis Daily в Гуанчжоу дебютировал робот-журналист, который написал заметку на 300 знаков всего за секунду.

Предприниматель и автор книги Rise of the Robots Мартин Форд предупреждал, что ч еловечеству грозит «безработное будущее»: большую часть работы можно разбить на серию рутинных задач, значительную часть которых будут выполнять машины. «Промышленная революция была основана на специализированных технологиях, которые нельзя было применить в других индустриях, - говорил Форд в интервью журналу Wired в 2015 году. - Но информационные технологии - это легко применимые технологии общего свойства. Для всех этих работников просто не найдется новых мест».

Если раньше у тех, чей труд автоматизировали, была возможность сменить профессию, то сейчас развитие машинного обучения охватывает потенциально все индустрии. Причем роботы могут принимать самые разные формы, часто далекие от привычного по фильмам человекоподобного образа. Одно из направлений развития робототехники - строительство мягких, пластичных роботов на основе полимеров: искусственные «мышцы» способны сокращаться подобно конечностям осьминогов. Без костей и прочих жестких элементов такие роботы смогут менять форму и размер, растягиваться и скручиваться в самых разных направлениях, заворачиваться вокруг объектов и людей, не нанося им вреда. Такими разработками занимаются, например, лаборатория биодизайна в Гарварде и стартап из Массачусетса Soft Robotics Inc. Для создания мягких роботов необходимы технологии, позволяющие точно рассчитывать и программировать траекторию их движения, но, если это удастся сделать, такие роботы будут способны совершить революцию в работе, например, спасателей или помощников по хозяйству.

Роботизация затронет экономику на всех уровнях, избавляя человечество от самых нудных, монотонных задач, таких как хождение по складским территориям, длительный поиск товара на полках, уборка помещений, засев полей и сбор урожая, банковское обслуживание физических лиц, выдача лекарств по рецептам и т. д. А экзоскелеты помогут расширить физические возможности человека - от повседневной жизни, в которой обездвиженные люди смогут передвигаться без помощи инвалидного кресла, до освоения космоса и оборонной промышленности, где солдаты в таких «механических костюмах» станут практически неуязвимыми.

Стоит ли бояться тотальной безработицы из-за нашествия роботов? Как утверждал экономист Генри Хэзлитт, автоматизация труда освобождает возможности для лучшего применения человеческих ресурсов, а также порождает массу иных профессий, которые пока не существуют. Часть таких профессий будет создана благодаря искусственному интеллекту. Например, беспилотные автомобили с высокой долей вероятности ликвидируют профессию шофера, но взамен потребуют операторов, которым придется справляться с внештатными ситуациями или сопровождать автоматы в случаях доставки ценных грузов. Чат-боты и другие электронные сервисы для обслуживания покупателей потребуют, чтобы кто-то писал для них тексты и они могли тренироваться и улучшать диалоги с клиентами. В отраслях, где речь идет о жизни и здоровье человека, отдать принятие окончательного решения алгоритмам и роботам в ближайшее время люди вряд ли решатся.

Один робот сокращает три рабочих места в экономике (подсчитали ученые из MIT и Бостонского университета), но полностью автоматизировать возможно меньше 10 % рабочих мест, указывала Международная федерация робототехники (IFR). Например, в Великобритании технологии привели к потере 0,8 млн низкоквалифицированных рабочих мест, но одновременно позволили создать 3,5 млн высококвалифицированных, говорилось в материалах IFR со ссылкой на Deloitte. Развиваться будут в первую очередь профессии, связанные с разработкой, настройкой и управлением робототехникой.

3 РАБОЧИХ МЕСТА В ЭКОНОМИКЕ СОКРАЩАЕТ 1 РОБОТ

Какие профессии имеют самые высокие шансы остаться востребованными через 15-20 лет? Консультанты McKinsey пришли к выводу, что сложнее всего автоматизировать занятия, которые включают управление людьми и их обучение (например, учитель, коуч, бизнес-тренер), где нужен опыт и экспертиза для принятия решений или творческий подход (журналист, программист, шеф-повар), а также умение вести переговоры с поставщиками или клиентами. Как ни странно, некоторые из профессий низкой квалификации тоже тяжело автоматизировать: например, роботы пока не способны выполнять работу горничных и заправлять постели: слишком непредсказуемо, куда постоялец бросит подушку и не оставит ли на кровати свою одежду.

По расчетам McKinsey, только 5 % нынешних профессий могут быть полностью автоматизированы с использованием существующих технологий. При этом на сегодняшний день роботы могут выполнять 45 % отдельных активностей во всех профессиях. Для некоторых это означает автоматизацию до 30 % рабочих обязанностей.

Кроме того, эксперты McKinsey отмечают, что хотя технически возможно заменить роботами представителей почти всех профессий, на практике это не всегда будет необходимым. Какой смысл заменять повара, который получает $10 в час, роботом, если его покупка и обслуживание будут обходиться дороже? К тому же в некоторых случаях - например, когда речь идет о сиделках или нянях - многие предпочли бы видеть рядом все-таки живого человека, а не механизм.

Но кроме гуманистических и экономических проблем распространение роботов ставит и вопросы в области кибербезопасности. Главная угроза - собственно в программах, по которым роботы могут действовать. Весной 2017 года группа экспертов из компании Trend Micro и Миланского политехнического университета представила результаты полуторагодового исследования промышленного робота. Выяснилось, что внести изменения в операционную систему 110-килограммовой «автоматической руки» удалось, просто воткнув флешку в USB-порт, а изменить программу действий робота - вообще без физического контакта, через Интернет. Все уязвимости, которые нашли эксперты, по их словам, были «очень простыми, из учебников», но их легко найти и для роботов других производителей, писал Wired.

1,4 млн АВТОМОБИЛЕЙ JEEP ПРИШЛОСЬ ОТОЗВАТЬ ПОСЛЕ ТОГО, КАК ДВОЕ ХАКЕРОВ ЧЕРЕЗ УЯЗВИМОСТЬ В МУЛЬТИМЕДИЙНОЙ СИСТЕМЕ СМОГЛИ ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП К УПРАВЛЕНИЮ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ И ЗАСТАВИТЬ МАШИНУ СЪЕХАТЬ С ДОРОГИ

На более близком потребителям уровне Chrysler в 2015 году пришлось отозвать 1,4 млн автомобилей Jeep после того, как двое хакеров через уязвимость в мультимедийной системе смогли получить удаленный доступ к управлению коробкой передач и заставить машину съехать с дороги. Спустя месяц исследователи из Университета Сан-Диего объявили, что с помощью смс-команд, посылаемых на датчик, который обычно устанавливают на машину страховщики, смогли отключить тормозную систему к Chevrolet Corvette, причем заявили, что могли бы сделать то же самое с тормозной системой практически любого пассажирского автомобиля. В 2016 году ФБР даже выпустила специальную памятку для автовладельцев по этому вопросу.

Наконец, роботы - помощники по дому - это, с точки зрения кибербезопасности, подключенные к интернету устройства, которые могут собирать и хранить информацию о происходящем вокруг, записывать и воспроизводить речь, изображения, видео и т. д. Захотите ли вы, чтобы у злоумышленников была даже теоретическая возможность знать обо всем, что происходит у вас дома?

Новый транспорт

В 2035 году каждый десятый продаваемый автомобиль будет беспилотным

Концепция и принцип использования транспорта в ближайшие 30 лет изменятся более радикально, чем за весь прошлый век. Беспилотные автомобили позволят водителям экономить до четырех суток каждый год, поезда будут перевозить людей со скоростью 1000 км/ч, а сами люди, возможно, смогут перемещаться с помощью летающих рюкзаков.

Беспилотники в массы

«Обычные автомобили могут стать незаконными, потому что это слишком опасно. Нельзя доверять человеку управление двухтонной машиной смерти!» Весной 2015 года эти слова миллиардера Илона Маска вызвали у многих как минимум усмешку. Но в 2017-м они уже не кажутся такими странными: по мере того как «роботомобили» Google совершают тест-драйвы в Калифорнии, автоконцерны заявляют о внедрении функций автопилота в свои новейшие модели, а уже в России тестируются как минимум две модели беспилотных автобусов, человечество постепенно смиряется с тем, что будущее - за беспилотным транспортом.

Развитие автомобилей без водителей движется стремительно: по прогнозу IHS Automotive, уже к 2035 году самоуправляемые автомобили будут составлять 10 % от общего числа продаваемых автомобилей (при этом с 2025 по 2035 год их продажи будут расти в среднем на 43 % ежегодно), а к 2050 году, по прогнозу McKinsey, они могут стать основным средством передвижения.

Сегодня автомобильные компании наперебой заявляют о намерениях выпустить автоматический автомобиль или машину с функциями автопилота в ближайшие несколько лет. Концерн General Motors вложил более $1 млрд в стартап по разработке таких технологий Cruise Automation (и в августе 2017 года автомобили Chevrolet Bolt уже бесплатно возили сотрудников проекта по Силиконовой долине, сообщал Wired). Ford тестирует самоуправляемый гибридный Fusion на территории кампуса университета в Мичигане, Audi уже проводила тест-драйвы на таком автомобиле на шоссе во Флориде, а все автомобили Tesla с октября 2016 года оснащены сенсорами и другим оборудованием для автономного вождения. Даже Apple в ноябре 2016 года признала, что интересуется сектором беспилотных автомобилей, отвечая общему тренду: создание систем для беспилотного управления автомобилем ожидается не только и не столько от автоконцернов, сколько от ИТ-компаний, которые разрабатывают технологии машинного обучения .

Но первым бенефициаром революции скорее всего станет индустрия не пассажирского, а коммерческого транспорта. На грузовики в США приходится 70 % доставки всех товаров, и грузовики-беспилотники должны сделать перевозки дешевле (в том числе за счет экономии топлива), экологичнее и безопаснее, сократив практически до нуля число ДТП со смертельным исходом. Первая в истории коммерческая перевозка груза уже состоялась: в 2016 году грузовик Volvo, оснащенный системой Otto (система стоимостью $30 000 состоит из двух камер для контроля над курсом, лазерного локатора для воспроизведения 3D-модели окружающей среды, двух сенсоров для считывания координат препятствий и других участников дорожного движения, а также GPS-датчика), доставил 50 000 банок пива на расстояние 160 км. Otto разработали выходцы из Google, а в прошлом году ее купил Uber. Предполагается, что беспилотные автомобили будут оснащены сенсорами, позволяющими им оценивать дорожную обстановку, и смогут общаться между собой по беспроводной технологии. Это сделает распределение дорожного потока более эффективным, увеличит проходимость дорог, уменьшит расход топлива и позволит избегать пробок. Например, исследователь Джейсон Гао из Массачусетского университета технологий (MIT) предположил, что машины, въезжающие в зону с плотным трафиком, будут получать цифровую бирку с разрешением на въезд от машины, покидающей такую зону. Если такого разрешения нет, водитель получит аудиоинструкцию, как объехать пробку. Это может повысить среднюю скорость автомобилей почти на 8 %, считает Гао.

С ростом урбанизации особенно ценной для городского жителя станет возможность уединиться и провести время в тишине и комфорте. Для этого вполне подойдут дорогие машины с функцией автопилота, считают в концерне Mercedes. «Автономные автомобили будут брать на себя водительские функции в ситуациях, когда вождение не доставляет удовольствия, например в медленном потоке, и это реально улучшит качество времени, проведенного в дороге», - говорится в описании концепт-кара Mercedes-Benz F 015 Luxury in Motion, который должен появиться на улицах после 2030 года.

Переход на беспилотные автомобили поможет сократить количество аварий на дорогах, более 90 % которых, по данным Национальной администрации безопасного дорожного движения США, происходит из-за человеческого фактора. К 2050 году, когда подавляющее большинство решений на дорогах будет принимать компьютер, число аварий сократится почти на 90 %, оценивает McKinsey. Как подсчитали эксперты компании, если бы число аварий в США уменьшилось настолько в 2012 году, это сэкономило бы американской экономике $190 млрд.

90% АВАРИЙ ПРОИСХОДИТ ИЗ-ЗА ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА

Уже к 2025 году 90 % автопарка в США, Германии и Китае будет оснащено электронной системой курсовой устойчивости (ESP), 40 % машин будут оснащены системами автоматического экстренного торможения и предупреждения о непреднамеренном пересечении разметки, а каждая вторая развлекательная система в машинах будет с функциями смартфона , прогнозируют производитель автомобильных компонентов Bosch и консалтинговая компания Prognos. В результате не только уменьшатся количество аварий, суммы выплат по страховкам и выбросы углекислого газа, но освободится время самих водителей: интернет-решения по поиску парковочных мест позволят сэкономить в трех странах около 70 млн часов за рулем (это рабочее время приблизительно 40 000 сотрудников в течение года), а в дальних поездках по автомагистралям водители получат до 31 часа свободного времени в год. До 80 % времени за рулем водители смогут использовать для других занятий: чтения, работы или просмотра кино. «Активные водители, проезжающие около 40 000 км в год, получат до 95 часов свободного времени во время поездок», - резюмируют авторы исследования из Bosch и Prognos.

Водород и электричество

Вторая важная тенденция в развитии транспорта - он будет использовать все более экологичные источники энергии. Продажи электромобиля Tesla Илона Маска за 2015 год превзошли 50 000, в 2016 году выросли уже до 76 000, а за первые два квартала 2017 года выросли еще на 40 %. А летом Tesla начала поставки Model 3, цена на которую стартует от $35 000. Эта модель, как ожидается, может стать первым по-настоящему массовым электромобилем.

Более экологичным может стать и общественный транспорт: он будет работать в основном на водородном топливе. Некоторые страны, например Германия, уже продвинулись в этом плане: в Гамбурге с 2011 года используются исключительно гибридные автобусы на топливных элементах, бесшумные и не производящие вредных выбросов.

Но по-настоящему революционные изменения могут ждать человечество с появлением Hyperloop - поезда, состоящего из капсул с пассажирами внутри, который будет перемещаться в герметичной трубе с пониженным давлением со скоростью более 1000 км/ч. Концепцию Hypeloop представил Илон Маск в 2013 году. Тоннель для шаттла планируют строить на земле, на опорах для монорельса, чтобы создать устойчивость к землетрясениям, а также сделать всю систему автономной благодаря использованию солнечной энергии. В 2016 году первые испытания системы состоялись на специально построенном отрезке трека в пустыне в Неваде. За возможность реализовать проект конкурируют несколько компаний, вокруг него растет индустрия стартапов, и летом 2017 года Маск написал в twitter, что получил «устное разрешение правительства» на строительство туннеля для Hyperloop, который позволит добираться из Нью-Йорка в Вашингтон за 29 минут. Первые коммерческие треки Hyperloop могут быть построены уже к 2020 году, причем не факт, что первые поезда запустят в США: варианты рассматривают и Индия, и ОАЭ.

29 минут ЗА ТАКОЕ ВРЕМЯ МОЖНО БУДЕТ ДОБРАТЬСЯ ИЗ НЬЮ-ЙОРКА В ВАШИНГТОН БЛАГОДАРЯ HYPERLOOP

Летающие рюкзаки

Авторы фантастического фильма «Назад в будущее» предполагали, что в 2015 году мир должен быть наводнен ховербордами - небольшими досками, похожими на скейтборды, использующие магнитное притяжение. Но в реальности летающие доски имеют мало шансов стать повседневным видом транспорта. Как показала модель ховерборда, выпущенная в 2015 году Lexus, чтобы эта доска исполняла практическую роль, для нее нужна искусственно построенная поверхность со встроенными в асфальт или бетон мощными магнитами.

Но прощаться с мечтой о личном летающем средстве рано. В этом плане человечество ждет огромный выбор: от джетпаков и дронов до летающих автомобилей. Последний уже стал реальностью: в октябре 2016 года словацкий стартап AeroMobil представил на собрании Всемирной организации интеллектуальной собственности в Женеве уже третью версию этого футуристичного авто со складными крыльями, которое легким движением руки превращается в мини-самолет. Генеральный директор компании Юрай Вакулик объявил, что планирует вывести продукт на рынок уже в 2017-м. Точная цена такого автомобиля станет известна только после запуска полномасштабного производства, но ожидается, что он будет стоить несколько сотен тысяч евро, как нечто среднее между спортивным автомобилем и легким спортивным самолетом.

Для тех, кому эта сумма кажется неподъемной, могут появиться варианты подешевле. Например, джетпаки - индивидуальные приспособления с моторами, обладающие достаточной силой, чтобы поднять человека в воздух. На таком джетпаке - правда, с помощью умелого киномонтажа - улетел от преследователей Джеймс Бонд в фильме «Шаровая молния» 1965 года.

Мини-джетпаки размером с рюкзак разрабатывает американская компания JetPack Aviation. Более крупные варианты размером со шкаф и весом 200 кг пытается выпускать новозеландская компания Martin Aircraft Company. Такой джетпак может управляться как вручную, так и автоматически и оборудован парашютом, который, по словам разработчиков, должен спасать и летчика, и транспортное средство. Предполагаемая розничная цена такого транспорта — порядка $150 тыс.

Другой возможный способ облететь пробки - ховербайк, или летающий мотоцикл, состоящий из основы с двумя большими пропеллерами. Коммерческую версию ховербайков разрабатывает Malloy Hoverbike, по задумке основателей компании этот аппарат должен выдерживать вес до 130 кг, развивать скорость свыше 90 км/ч и подниматься на высоту более 3 тыс. м. На нем можно будет развозить товары, доставлять помощь, оборудование или людей.

Изменятся и сегодняшние самолеты: в них, скорее всего, исчезнут иллюминаторы, чтобы увеличить скорость. Правда, пассажирам будет чем себя развлечь на борту: бесплатный вайфай на борту, шлемы и другие приспособления для виртуальной реальности компенсируют утраченный вид из окна.

Новые вызовы

Новые виды транспорта сделают мир еще теснее связанным: не только расстояния будут преодолимы за меньшее время и с большей скоростью, но и человек высвободившееся время сможет тратить более продуктивно. Вместо того чтобы отдавать все свое внимание вождению, люди смогут тратить 1-2 часа времени в дороге на развитие бизнеса или решение рабочих вопросов, сокращая традиционный рабочий день.

Но прежде чем эти технологии станут повседневными, человечеству предстоит ответить на несколько вызовов. Во-первых, автоматические транспортные средства должны будут «внедриться» в существующую сегодня инфраструктуру. Чтобы этот процесс шел быстрее, понадобится участие телеком-компаний, операторов дорог и других участников процесса, экономическая выгода для которых на первый взгляд может не быть очевидной. Многие опасаются, что условия сложно будет создать без участия государства. Кроме того, с развитием автоматизации обостряется проблема безопасности . Что, если транспортные средства или объекты транспортной инфраструктуры подвергнутся хакерским атакам? Каким образом программировать транспортные средства на случай аварий и кого привлекать к ответственности? Все эти вопросы требуют тщательной проработки и часто изменения законодательной базы.

Зато развитие «смарт»-технологий в области транспорта подстегнет рост сразу нескольких смежных рынков, например, рынка телематики, «умных» парковок, сетей аварийных услуг, а также развлекательного бизнеса для тех, у кого в машине освободится время на просмотр кино и прочие занятия. Во всех этих областях появятся возможности для создания новых продуктов и услуг.

Евгений Касперский

Генеральный директор «Лаборатории Касперского»

Представьте себе современное промышленное производство: цех с конвейером, по которому движется какое-то изделие, или, например, машинный зал электростанции, пропитанный свежим электричеством, или металлургический комбинат, почти любой завод. Как вы думаете, чего мы не увидим на этой картине? На ней практически полностью отсутствуют люди. В мире активно обсуждаются огромные социальные изменения, которыми грозит повальная роботизация и четвертая промышленная революция. Грозит ли миру массовая безработица? Какие профессии окажутся ненужными в век роботов?

Что интересно, эти социальные проблемы тотальной автороботизации предвидели уже очень давно, одно из самых ярких прозрений - роман Курта Воннегута «Механическое пианино».

В нем жестко представлен бунт выброшенных из жизни людей против умных механизмов. А это 1952-й год издания, между прочим! Категорически рекомендуется к прочтению владельцам предприятий и мэрам моногородов. Социальные катаклизмы как результат технического прогресса - это очень важная тема, о которой много думали фантасты и ученые. Но на этом фоне сегодня все более заметна еще одна весьма существенная проблема - киберугрозы и уязвимость современных «умных» физических систем. Предположить и обрисовать темы кибернегодяйства и цифрового терроризма писатели не смогли. Да, не получилось. При этом в жизни компьютерные атаки, целью которых становятся промышленное производство и инфраструктура, происходят все чаще и с пугающей регулярностью. Первым звонком стал червь Stuxnet, который в 2010 году нанес серьёзный технический ущерб иранской ядерной программе. С тех пор утекло много воды и произошло много нового и интересного, включая и новые кибератаки на промышленные объекты. Например, в 2013 году злоумышленники проникли в систему управления дамбой недалеко от Нью-Йорка, а в конце 2014-го вывели из строя доменную печь на одном из металлургических производств в Германии. В декабре 2015-го кибертеррористы на несколько часов обесточили запад Украины. В 2016-м появились сообщения, что неизвестные нам пока хакеры проникли в систему управления станцией водоочистки и смогли заменить состав химикатов, используемых для обработки воды.

Ну а свежайший пример - эпидемия шифровальщиков WannaCry и ExPetr, поразивших компьютеры промышленных, финансовых и других компаний по всей планете, которые зачастую были вынуждены приостановить свою деятельность, в том числе производственную.

Что делается, чтобы предотвратить такие разрушительные атаки в будущем? Во-первых, по всему миру внедряются стандарты информационной безопасности для промышленных предприятий и критической инфраструктуры. Устанавливаются обязательные требования к системам безопасности и реагирования на киберинциденты, а также правила, регулирующие раскрытие информации об уже случившихся атаках. Принимается новое законодательство и в России, хотя и несколько неторопливо. Стандарты, устанавливаемые государственными регуляторами, - это лишь необходимый минимум для госструктур и операторов критической инфраструктуры. Но зачастую и этого минимального уровня даже госкомпаниям с их ресурсом достичь непросто. И это с учетом того, что постепенно складывается понимание, насколько велик потенциальный масштаб ущерба при успешной атаке на промышленные системы. Мы советуем производственным компаниям и операторам критической инфраструктуры повышать уровень защиты и стараться поддерживать его выше минимально рекомендуемого. Во-вторых, создаются группы реагирования на инциденты компьютерной безопасности - особые правительственные или частные подразделения, которые занимаются расследованием и предотвращением киберпреступлений. Группы, которые специализируются на промышленной безопасности, сокращенно называются ICS-CERT - Industrial Control Systems Cyber Emergency Response Team. В США первый ICS-CERT был сформирован в 2009 году, и там он относится к Министерству внутренней безопасности (Department of Homeland Security, DHS). Первый российский ICS-CERT открыла наша компания, произошло это меньше года назад - то есть через семь лет после американского - и это частный проект, который все-таки не может сравниться по ресурсам и возможностям с правительственным.

Надо заметить, что приоритеты технологов и специалистов по информационной безопасности исторически различались: первым всегда была важнее непрерывность технологических процессов, вторым - конфиденциальность данных и защита системы.

Промышленность консервативна, подозрительна к IT-новшествам и, как правило, руководствуется принципом «работает - не трогай». По факту это означает в том числе «не устанавливай патчи и обновления». В результате многие промышленные системы остаются уязвимыми даже к старым угрозам, от которых давно есть защита. И эти системы все чаще подключены к Интернету. Постепенно бизнес понимает растущую опасность кибератак: какие-то четыре года назад в рейтинге угроз, который ежегодно составляет страховая компания Allianz, они занимали 15-е место, а в 2017 году поднялись уже на третье и вплотную приблизились ко второму. В отдельных странах, например в Германии, компьютерные атаки и вовсе стали главным страхом бизнеса. Рассуждая об опасностях для бизнеса и промышленности, можно забыть про место человека в мире победившей четвертой промышленной революции. Однако в обезлюдевших цехах роль людей многократно возросла. Именно они определяют уровень информационной безопасности компании, и без сильной команды специалистов в этой области ни о какой защищенности не приходится и мечтать. Ну а если персонал не понимает элементарных правил компьютерной гигиены и не следует им, то, сколько ни вкладывай в защитные железки и софт, уровень рисков останется высоким. Возможно, у вас сложилось впечатление, что перспективы нас ждут исключительно мрачные. Это не совсем так. Уже сейчас благодаря инновациям в производственных системах производительность труда значительно выросла. При этом их надежность, точность и безаварийность достигла невиданных высот. Да, вместе с этим резко выросла взаимосвязанность систем управления с помощью компьютерных сетей. Во многих случаях критические системы сейчас просто невозможно отключить от Интернета, это стало бы шагом назад в плане производительности и надежности. Просто необходимо помнить, что побочным результатом этого развития могут стать и очень серьезные проблемы, техногенные катастрофы и прочие катаклизмы. Наша задача - суметь их предвидеть и предотвратить.

Понимание того, что делать, есть, решения существуют, государства потихоньку сознают важность киберзащиты критической инфраструктуры, университеты начинают готовить специалистов. Работы будет много, и то, как мы ответим на этот вызов, зависит только от нас.

Олег Горобец

Глава отдела позиционирования технологий «Лаборатории Касперского»

Отдельный огромный пласт вопросов представляют собой взаимоотношения людей и роботов. Даже до возникновения истинного искусственного интеллекта желание видеть в ряде ситуаций не безликий аппарат-исполнитель, а нечто человекоподобное наверняка породит соответствующее предложение со стороны производителей, но одновременно принесет огромное количество связанных с психологией вопросов и интересных юридических коллизий. Допустимо ли в легальном поле использование человекообразных роботов для реализации некоторых социальных взаимодействий, например для удовлетворения сексуальных потребностей? А как насчет последствий возникновения эмоциональной привязанности к роботу для взрослых или тем более для гораздо более впечатлительных детей и подростков? Не изменятся ли катастрофически базовые социальные концепции, ценности, такие как сакральность человеческой жизни?

В свою очередь, обществу требуются гарантии того, что роботы принципиально не смогут причинить человеку вред. Но как этого добиться, если в основе машинного интеллекта лежит программная система, которую, как утверждает один из основных постулатов кибербезопасности, всегда будет возможно взломать? Писатели-фантасты во главе с Айзеком Азимовым задавались этими вопросами в втечение большей части 20-го века – но в 21-м нахождение ответов на них скорее всего станет насущной необходимостью. Ясно одно: появление человекообразных роботов рядом с людьми, делающих то, что раньше делали люди и даже больше, необратимо изменит существующий социум.

Еще одно далеко идущее последствие пророчат некоторые футурологи для человечества, переложившего чрезмерную долю забот на плечи автоматов. Это общее снижение потенциала выживания, который развивается благодаря способности преодолевать трудности, делать базовые вещи своими руками и решать сложные проблемы силой собственного разума. Для перешагнувшей некий порог техноцивилизации – а пока что человечество развивается именно по этому пути – природная или техногенная катастрофа, приведшая к выходу из строя ряда критических процессов, гораздо легче сможет поставить человечество на грань гибели. Вероятно, это звучит чрезмерно пессимистично, но подумать о мерах, направленных на компенсацию избыточной технологизации общества, определенно стоит.

Дети, проводящие большую часть времени, уткнувшись в электронные устройства вместо того, чтобы познавать мир и учиться взаимодействовать с ним и с другими людьми, являют собой очевидную проблему уже сейчас.

Ближайшие базовые проблемы повсеместной роботизации и автоматизации – это потеря рабочих мест, утрата профессий, отсутствие занятости для широких слоев населения, психологические проблемы, снижение потенциала выживания, юридические (и медицинские) проблемы, связанные с угрозой жизни и психическому здоровью людей, морально-этические проблемы, юридические проблемы социального характера (что нужно, чтоб уволить человека и купить на его место робота? Как человеку защитить свои права?). Возникнут и новые угрозы с точки зрения кибербезопасности: роботы активно взаимодействуют с физическим миром. Военные роботы радикально изменят подход к боевым действиям, снизив порог силового воздействия в случае противостояния противнику с аналогичными возможностями. Военное применение автономных роботов автоматически нарушает «законы робототехники» Азимова, что создает опасный прецедент и потенциал для «робототерроризма».

При этом развитие автоматизации труда дает титанические бизнес-перспективы для всей цивилизации: новые модели производства, освоение ранее неосвоенных пространств. Однако очень важно не забывать при этом о морально-этических, социальных и экологических аспектах такой автоматизации. Целый ряд более отдаленных последствий стоило бы просчитать заранее. Кстати, помочь в этом может (sic!) машинный интеллект.

Робототехника также порождает огромный новый рынок в области информационной безопасности, который будет трансформироваться сообразно совершенствованию машинного интеллекта, а также способности роботов совершать активности, воспроизводящие деятельность человека и способные навредить людям. Так, форенсика – расследования, наука о сборе доказательств – окончательно перестанет существовать только в физическом или только в цифровом пространстве, ибо цифровой мир будет активно интегрироваться с миром реальным. Социальные катаклизмы, которые способны вызвать стремительное проникновение робототехники в различные аспекты жизни, в первую очередь коснутся именно «простых» потребителей, чьи умения и существующие для их применения рабочие места станут не нужны. Однако это дело отдаленного будущего для 95 % людей (см. выше). Тем не менее, если обстоятельства позволяют, построение карьеры в области машинного интеллекта, кибербезопасности и биомеханики сулит более выгодные перспективы (в предстоящее время).

Как и всякая новая технология, новый транспорт может повлечь опасность для жизни, особенно с учетом новых аспектов кибербезопасности и освоения воздушного пространства. Транспортная система является полноценной критической инфраструктурой, а новые технологии в применении к ней открывают новые возможности для саботажа и терроризма. Управление транспортом – один из важных, пока еще сохраняющихся физических навыков в современной цивилизации. Отняв необходимость его приобретения у широких масс, мы, возможно, сделаем себя более уязвимыми в случае каких-либо глобальных катаклизмов, когда рассчитывать на централизованное управление и помощь роботов внезапно станет невозможно. Появление транспортной доступности для ранее малодоступных регионов ведет к возникновению экологических проблем («наступление цивилизации» на дикие регионы, нарушение существующих природных экосистем, исчезновение эндемичных видов etc.). Расширение использования беспилотных и роботизированных аппаратов в военных целях снизит ценз для силового воздействия, что не лучшим образом может повлиять на обстановку в мире.

Но конечно же, новый транспорт открывает обширные перспективы для целого ряда наукоемких направлений бизнеса, ориентированных на обновление существующей транспортной и сопутствующей инфраструктуры (включая аэронавигацию). Открывающиеся пространства дают новые возможности в области добычи природных ископаемых, сельского хозяйства, туризма. «Мобильный бизнес» обретает новую грань: рабочее место может не только находиться где угодно, но и перемещаться в пространстве (при условии одновременного совершенствования систем связи).

Транспортная кибербезопасность – одно из важнейших направлений при развитии технологии, ибо имеет выраженный физический аспект (угроза жизни и здоровью). Уже сейчас мы знаем случаи взлома «умных» машин: эксперты по компьютерной безопасности Чарли Миллер и Крис Валасек еще в 2015 году смогли перехватить управление кроссовером Jeep Cherokee. Взлом им удалось осуществить удаленно. К счастью, речь пока идет об исследованиях, но всегда следует помнить, что параллельно с экспертами в области ИБ подобные эксперименты, несомненно, проводят и киберпреступники.

Ситуация не осталась без внимания: производители операционных систем и самих автомобилей начали внедрять разнообразные меры для защиты от киберугроз. Но к сожалению, очевидно, что всех внедряемых сейчас мер безопасности будет недостаточно. Гиганты компьютерного мира, такие как Microsoft и Apple, потратили годы на обеспечение безопасности собственных продуктов. У автомобильной индустрии этого времени нет.

Во избежание подобных инцидентов разработчикам следует руководствоваться двумя базовыми принципами - изоляции и контролируемой коммуникации. Принцип изоляции означает, что две отдельные системы, функциональность которых не требует этого целенаправленно, не могут повлиять друг на друга. Например, мультимедийная система не должна взаимодействовать с управляющей системой (как это произошло в случае с Jeep Cherokee). Принцип контролируемой коммуникации подразумевает внедрение процедур шифрования и проверки прав доступа при передаче и приеме информации не только между автомобилем и внешней средой, но и между отдельными его электронными подсистемами. Судя по результатам эксперимента с Jeep Cherokee, в этом автомобиле использовались слабые, уязвимые алгоритмы проверки прав доступа, а шифрование было внедрено некорректно.

Но все же развитие транспортной инфраструктуры несет в себе много положительных моментов: общественный транспорт получит новое измерение, последует более активное развитие модели «дели-мобилей» и расширение покрытия таких сервисов на загородные пространства. Крупные города имеют шанс получить разгрузку и избавиться от проблемы пробок. Развитие новых способов передвижения, основанных на новых типах транспорта, и доступность их более широким массам населения, будут стимулировать и развитие индустрии путешествий и туризма. В конце концов, у человека освободится больше времени, которое можно тратить более эффективно.

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.

Со времен первой промышленной революции технологические достижения позволили значительно увеличить производительность промышленности. Паровые двигатели снабжали энергией заводы в XIX веке, электрификация привела к началу массового производства в начале ХХ века, а в 70-х годах XX века в промышленность пришла автоматизация. Однако в последующие десятилетия технологический прогресс в области промышленного производства не отличался своей масштабностью, особенно по сравнению с прорывами в области информационных технологий, мобильной связи и Интернет-коммерции.

Сегодня мы наблюдаем приход четвертой промышленной революции, известной также под термином «Индустрия 4.0 », ключевыми аспектами которой являются 9 фундаментальных технологических достижений современности. В рамках концепции Индустрии 4.0 различные датчики, оборудование, продукция в производстве и информационные системы объединятся в рамках производственной цепочки, выходящей за пределы одного предприятия. Эти взаимосвязанные комплексы, так называемые киберфизические системы, будут взаимодействовать друг с другом через Интернет на основе стандартных протоколов, а также самостоятельно собирать и анализировать данные, чтобы прогнозировать отказы, самостоятельно настраиваться и адаптироваться к изменениям внешней среды. Это в свою очередь увеличит производительность, даст толчок развитию экономики, будет способствовать промышленному росту, а также изменит требования к профессиональным навыкам персонала предприятия, что, в конечном счете, повысит уровень конкурентоспособности компаний и регионов.

Мы рассмотрим основные технологические концепции, составляющие основу 4-ой промышленной революции, и выясним, в чем заключаются их преимущества для предприятий-производителей высокотехнологичной продукции.

9 компонентов Индустрии 4.0.

Многие современные производители уже применяют на своих предприятиях отдельные технологии, которые формируют основу Индустрии 4.0 . Их объединение в рамках единой концепции позволит преобразить производство: полностью интегрированный и оптимизированный технологический поток со значительно возросшей эффективностью всех этапов меняет отношения не только между производителями и заказчиками, но и между человеком и машинами.

Цифровое моделирование.

В настоящее время 3D моделирование объектов, материалов и производственных процессов широко используется на этапе разработки нового продукта. В будущем же эта технология будет широко использоваться и в процессе производства, что позволит в реальном времени использовать актуальные данные для представления физического мира в виде виртуальной модели, включающей в себя оборудование, изделия в производстве и персонал предприятия. Таким образом, значительно сократится время настройки оборудования и увеличится качество выпускаемой продукции.

Опыт «Совтест АТЕ»

По завершении разработки продукт передается на производство, на этом этапе возникает большая вероятность того, что при первом прогоне обнаружатся какие-либо ошибки разработки или технические решения, которые не совместимы с технологией производства. Приняв в производство такой продукт, заготовив для него оснастку, на выходе мы можем получить частично или полностью неработающее изделие. Или, например, для его изготовления потребуется менять технологии, закупать новое оборудование, перестраивать процесс производства. Все это приводит к дополнительным затратам на производство.

Чтобы избежать подобной ситуации на собственном производстве, в компании «Совтест АТЕ» установлен программный продукт Valor MSS Process Preparation фирмы Mentor Graphics с встроенным программным модулем DFA-анализа (Data Flow Analysis – анализ потока данных), который позволяет проверить технологичность и оценить возможность сборки изделия с использованием существующих ресурсов на производстве. Модуль проводит симуляцию сборки и выполняет аналитические тесты на технологичность и тестопригодность. Кроме того, при подключении к базе данных компонентов VPL (Valor Part Library) модуль сопоставляет физические размеры компонентов (габариты, размер и шаг выводов), указанных разработчиком, с размерами реальных компонентов. Выявленные программой замечания можно исправить до изготовления оснастки и запуска производства.

Большие данные и бизнес-аналитика

Аналитика, основанная на работе с большим объемом данных, лишь недавно внедренная в сферу промышленного производства, позволяет оптимизировать качество продукции, экономить энергию и повысить работоспособность оборудования. В контексте Индустрии 4.0 сбор и всесторонняя оценка данных, полученных из разных источников – от производственного оборудования, ERP- (Enterprise Resource Planning) и CRM-систем предприятия (Customer Relationship Management), – станет стандартным инструментом для поддержки принятия решений в реальном времени.

Опыт «Совтест АТЕ»

На предприятии «Совтест АТЕ» сбор информации для анализа и оптимизации процесса производства осуществляет MES-система (система управления производством), технические средства которой позволяют собирать, сохранять и обрабатывать следующую информацию:

• Работа оборудования: время работы, простоя и их причины
• Работа персонала: статистика по производительности, ритмичность работы
• Информация по найденным дефектам и их исправлениям, включая информацию по способу их обнаружения, о ресурсах и персонале, участвующих в их исправлении.

Вся собранная информация предоставляется в виде отчётов, которые могут отображаться в текстовой, табличной или графической форме.

Анализируя представленные отчёты и используя модуль по планированию производства, можно:

• определить загруженность ресурсов и персонала для последующей оптимизации;
• обнаружить узкие места на производстве и принять меры для их устранения;
• определить наиболее часто повторяющиеся дефекты с предположительным местом (процессом) их возникновения для последующего анализа причин возникновения и принятия мер для их предотвращения;
• контролировать сроки выполнения заказов и планировать работу производства для следующих заказов.

Данная информация помогает определить состояние дел на производстве и принять меры по его оптимизации и повышению его эффективности.

Автономные роботы

Промышленные роботы уже долгое время используются на крупных предприятиях в различных отраслях промышленности для выполнения сложных задач. Но сегодня роботы всё больше становятся функционально независимыми, гибкими и исполнительными по сравнению с их предшественниками. Со временем они начнут взаимодействовать друг с другом и не только спокойно работать бок о бок с человеком, но и обучаться. В будущем такие роботы будут стоить меньше, но обладать большими возможностями, чем те, что используются на производстве сегодня.

Горизонтальная и вертикальная интеграция систем

Большая часть из огромного количества использующихся в настоящее время информационных систем не являются полностью интегрированными. Индустрия 4.0 требует пересмотра отношения к этим сетям. Необходима полная интеграция всех процессов деятельности (коммерческих и производственных). Для этого важно наладить тесное взаимодействие не только на различных уровнях (департаментах) внутри предприятия, но также и между различными предприятиями-партнерами по производственному циклу.

Промышленный Интернет вещей

Сегодня лишь часть датчиков и оборудования на производстве объединены в одну сеть. Причем это, как правило, объединение в рамках классических иерархических структур, в которых датчики, периферийные устройства и автоматические контролеры подчинены единой вертикальной системе управления производством. Но с развитием промышленного Интернета вещей, все больше устройств будут оснащаться вычислительными мощностями и стандартными сетевыми протоколами. Таким образом, оборудование будет самостоятельно обрабатывать данные, взаимодействовать между собой на низовом уровне и лишь по необходимости обращаться к централизованной управляющей системе.

Информационная безопасность

Многие компании до сих пор используют закрытые, не подключенные к глобальной сети системы управления производством. С увеличением сетевого взаимодействия и использования стандартных протоколов растет и потребность в обеспечении информационной безопасности основных промышленных систем и производственных линий. В результате неотъемлемыми критериями кибербезопасности становятся защищенный доступ, надежная связь, а также тщательный контроль доступа оборудования и пользователей к сетям управления.

Облачные технологии

Некоторые компании в своей работе уже частично используют облачное программное обеспечение, но с развитием Индустрии 4.0 данная технология будет применяться для решения большего количества задач. Со временем качество технологии облачного хранения улучшится, время получения отклика сократится до миллисекунд, и даже работа систем управления производственными процессами в будущем будет основываться на облачных технологиях.

Аддитивное производство

Промышленность только начала осваивать возможности аддитивных технологий, такие, как, например, применение 3D-печати для прототипирования и производства отдельных деталей. С приходом Индустрии 4.0 методы аддитивного производства будут широко использоваться для мелкосерийного производства уникальной продукции. Например, предприятия аэрокосмической промышленности уже начинают применять аддитивные технологии для создания новых воздушных судов, снижая их вес, и тем самым, сокращая расход сырья и материалов.

Дополненная реальность

Системы дополненной реальности могут применяться для различных целей: например, при выборе частей на складе или для отображения инструкций по ремонту и обслуживанию техники на портативных устройствах. Такие системы только начали развиваться, но в будущем станут широко использоваться для предоставления работникам актуальной информации, помощи в принятии решений в режиме реального времени и выполнении различных задач. К примеру, можно будет получить инструкцию по замене детали в неисправной системе непосредственно в момент ее осмотра с помощью очков дополненной реальности.

Влияние Индустрии 4.0

В целях формирования правильного представления о том, какой вклад может внести внедрение Индустрии 4.0 в различные отрасли промышленности, ведущей консалтинговой компанией Boston Consulting Group был проведен анализ деятельности ведущих мировых компаний Европы, США и Азии в рамках этой концепции. Результаты показали, что четвертая промышленная революция благоприятно повлияет на 4 показателя:

• Производительность. В ближайшие 10-15 лет Индустрия 4.0 будет освоена значительным числом компаний, повысив производительность компаний только в Германии на 90-150 миллиардов евро. Операционные расходы на производство, исключая стоимость сырья и материалов, снизятся примерно на 15-25 %. Полная себестоимость изделий (с учетом материалов) сократится на 5-8%. Однако эти показатели могут меняться в зависимости от того, в какой отрасли занята компания. Предприятия, серийно производящие промышленную продукцию, смогут достигнуть еще большего увеличения производительности (на 20-30%), автопроизводители же могут прогнозировать рост до 10-20%.
• Рост выручки. Внедрение Индустрии 4.0 также будет способствовать увеличению дохода. Необходимость оснащения предприятий современным оборудованием и новейшими информационными приложениями, а также повышение спроса потребителей на более широкий спектр новых товаров в будущем добавит к росту ВВП промышленно развитых стран до 1% в год.
• Занятость населения. По данным проведенного анализа, уровень занятости населения под влиянием внедрения Индустрии 4.0 увеличится на 6% уже за первые 10 лет. А что касается сектора разработки механических и инженерных решений, то здесь рост спроса на персонал может достигнуть 10%. Однако, будут востребованы специалисты с новыми профессиональными навыками. В краткосрочной перспективе тенденция к большей автоматизации вытеснит низкоквалифицированных рабочих, которые в основном выполняют несложные повторяющиеся задачи. В то же время, широкое использование программного обеспечения, различных средств связи и аналитики увеличит спрос на персонал со знаниями в области программирования и IT технологий, например, на специалистов в области мехатроники. Приспособление к изменениям в требованиях к квалификации сотрудников является одной из ключевых задач развития предприятий.
• Инвестиции. Предполагается, что адаптация производственных процессов под концепцию Индустрии 4.0 потребует от компании инвестиций в размере 1-1,5% ее дохода в течение десяти лет.

Кроме того, Индустрия 4.0. непосредственно повлияет не только на производителей и их трудовые ресурсы, но и на компании, которые поставляют производственные системы.

Можно спорить, насколько ожидаемые перемены тянут на полноценную революцию, но уже к 2016 году немецкие промышленники собираются представить первые работающие производственные кейсы с использованием данной бизнес-модели. Впрочем, все больше заводов применяют технологии «Индустрии 4.0» частично. Например, на заводе программируемых логических контроллеров SIMATIC в Амберге (Германия) производство автоматизировано в соответствии с рассматриваемыми стандартами более чем на 75%. Более того, к 2030 году власти Германии планируют полностью перейти на систему промышленности, построенную по новым стандартам.

При этом идея «Индустрии 4.0» становится все более массовой. В США в 2012 году была создана некоммерческая Коалиция лидеров умного производства. Программы, похожие на немецкую, запускаются во Франции, Великобритании и других странах Западной Европы.

Принято считать, что в основе философии четвертой промышленной революции лежит идея «Интернета вещей». В рамках этой концепции благодаря современному высокотехнологическому оснащению предметы смогут обмениваться информацией и собирать данные без участия человека. Например, автомобиль, получив и обработав информацию об износе тормозных дисков, сможет самостоятельно проинформировать завод-поставщик о необходимой замене.

Однако это не совсем так. Идея «Интернета вещей» родилась задолго до концепции «Индустрия 4.0» - еще в 1999 году. Более того, уже получили внедрение технологии различных умных ламп, умных домов и т. д. Четвертая революция, в свою очередь, будет базироваться на изменении принципа организации производственных процессов. Фактически речь идет о новом поколении систем, стратегий и технологий оптимизации труда и снижения издержек.

Одна из данных стратегий - Product Lifecycle Management (PLM) - комплекс технологических решений по управлению жизненным циклом изделия. Она также известна под названием Continuous Acquisition and Lifecycle Support (CALS) - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделия. Данная бизнес-стратегия систематизирует и анализирует все производственные процессы - от оценки спроса на продукт до утилизации. PLM на сегодняшний день объединяет в комплексную систему такие технологии и системы, как управление данными об изделии (PDM), выбор стратегических поставщиков, проверка и управление соответствиями и прочие.

По данным заводов, уже работающих по рассматриваемой стратегии, даже частичное использование предприятиями PLM или CALS сокращает сроки производства изделия в полтора раза и приводит к уменьшению затрат на 50–80%.

Одним из безусловных лидеров на рынке PLM-технологий сейчас является компания Siemens PLM Software. (Появилась в результате поглощения концерном «Сименс АГ» в 2007 году американской компании UGS.)

Комплекс решений PLM находится в постоянном развитии. Недавно «Сименс» заключила соглашение о приобретении компании Polarion - создателя первого корпоративного веб-решения по управлению жизненным циклом программного обеспечения - ALM. Разработки Polarion позволят создать единое PLM/ALM-решение.

Впрочем, многие долгосрочные преимущества внедрения систем управления жизненным циклом изделия (PLM) не удастся реализовать без наличия эффективной стратегии цифрового производства. Она является «вторым китом» четвертой промышленной революции.

Цифровое производство - это интегрированная компьютерная система, включающая в себя средства численного моделирования, трехмерной (3D) визуализации, инженерного анализа, предназначенные для разработки конструкции изделий и технологических процессов их изготовления. Данная технология также позволяет моделировать производственные процессы, оптимизировать технологии до начала выпуска продукта.

Считается, что в течение 10–20 лет 3D-технологии можно будет использовать уже не только для моделирования, но и для создания промышленной серийной продукции. Собственно, уже сейчас скорость некоторых 3D-машин позволяет обогнать традиционное производство при создании мелких серий товаров. При этом уже достаточно примеров «несерийного» создания различных сложных продуктов. Так, с помощью 3D-принтеров уже были созданы не только относительно «простые» железнодорожные шпалы, более «сложные» протезы, но даже беспилотный самолет. Пока массовое производство сдерживает дороговизна оборудования для 3D-моделирования. Но понятно, что по мере роста массовости данной технологии цена 3D-принтеров будет стремительно снижаться.

Очевидно, что совместное использование 3D и PLM/ALM-решений позволяет предприятиям почти полностью избежать перепроизводства и минимизировать брак. Потому зачастую данные технологии продаются в комплексе. Например, корпорация Bosch для своего подразделения автокомпонентов недавно заказала у Siemens PLM Software интегрированное решение для автоматизированного проектирования (CAD) (включает 3D-моделирование), управления данными об изделиях (PDM) и управления жизненным циклом изделий (PLM). Работы должны быть закончены летом 2016 года. Число таких заказов, очевидно, будет только расти.

В России пока масштаб внедрения описанных технологий невысок, и примеров их использования не так много. Тем не менее, еще в 2013 году Siemens PLM Software заключила соглашение с «Объединенной двигателестроительной корпорацией» (ОДК). Также соглашение заключено между Siemens PLM Software и холдингом «Вертолеты России». Используют 3D-моделирование уже и в ОАО «КАМАЗ» и в «ОКБ Сухого».

Четвертая промышленная революция делает необходимым внедрение новых технологических решений во всех сферах экономики. Успешность и конкурентоспособность российских разработок напрямую зависит от своевременного внедрения новых технологических решений по управлению жизненным циклом изделия. «Сименс» делает многое для успешного включения российских компаний в технологическое поле «Индустрии 4.0».

лицензий на ПО «Сименс»

За последние 10 лет 70 ведущим российским вузам было передано более 40 000 лицензий на программное обеспечение «Сименс» с целью подготовки современных инженерных кадров.

Широкое внедрение технологий по управлению жизненным циклом изделия в отечественной промышленности позволит российским компаниям на равных конкурировать с компаниями-лидерами мировой индустрии.