Моя умная фабрика умнее вашей? Трудно сказать

Умная фабрика. Индустрия 4.0. Умное производство.

Что означают эти термины - вопрос открытый. Каждый из них стал больше своего рода маркетинговым лозунгом с меняющимся смыслом, чем определенным указателем для высокотехнологичного производства. И термины, относящиеся к интеллекту или, если на то пошло, к промышленным революциям, со временем становятся все более грандиозными или общими.

Так обстоит дело со вторым термином в этом списке, который появился в 2011 году как поддерживаемая правительством Германии инициатива Industrie 4.0, призванная помочь обрабатывающему сектору страны сохранить свои конкурентные преимущества. Сама фраза намекает на киберфизическую, управляемую системами промышленную революцию, но с ее суффиксом «.0» указывает на уровень изменений, которые можно найти в постепенном, но существенном обновлении программного обеспечения. Это также вызывает в памяти Web 2.0, который в значительной степени ушел из памяти с тех пор, как он появился на рубеже веков и достиг своего пика примерно в 2007 году. И при таких темпах Web 3.0 не стал популярным модным словом.

В 2017 году компания Deloitte указала, что термин «умная фабрика» означает скорее путешествие, чем пункт назначения. «[Он] представляет собой непрерывную эволюцию, непрерывное движение к созданию и поддержанию гибкой системы обучения, а не подход к модернизации фабрики« все готово », который использовался в прошлом», - говорится в части статьи «Умная фабрика:отзывчивость, адаптивное, подключенное производство ».

Текущие фабрики будущего

Конечно, появляется все больше сообщений о фабриках и промышленных объектах, которые, кажется, указывают, в каком направлении может развиваться производственная сфера.

Например, в 2017 году Bloomberg сообщил о сталелитейном заводе в Австрии, который производит 500000 фунтов стали в год всего с 14 рабочими.

Этот объект ни в коем случае не уникален с точки зрения огромного количества средств автоматизации. Согласно статье Fortune за 2003 год, японская робототехническая компания FANUC с 2001 года эксплуатирует так называемую установку «выключения света». В статье сообщается, что роботы производят около 50 роботов за 24-часовую смену. «Это не только отключение света», - сказал Гэри Зивиол, тогдашний вице-президент Fanuc. «Мы тоже выключаем кондиционер и отопление».

Центр FANUC имеет определенное сходство с рассказом Филипа К. Дика «Autofac» 1955 года, в котором машины самовоспроизводятся. Однако в этом антиутопическом художественном произведении автоматизированные фабрики действуют вопреки желанию ограниченного числа выживших людей.

Поскольку большая часть обрабатывающей промышленности во всем мире борется с растущими затратами на рабочую силу и нехваткой рабочей силы, перспектива полностью автоматизированных предприятий продолжает оставаться в моде.

Однако некоторые компании движутся в противоположном направлении. Toyota заменила роботов людьми, где это было возможно. «В целом процесс автоматизации будет развиваться», - сказал Роланду Бергеру Мицуру Каваи, глава производства и исполнительный вице-президент Toyota. «Но когда мы будем использовать роботов, их будут обучать люди, которые знают, что они делают».

Tesla, наоборот, планировала полностью автоматизировать свою так называемую фабрику «инопланетных дредноутов» во Фремонте, штат Калифорния, но ее лидер Илон Маск передумал после того, как понял, что людей «недооценивают», как он язвительно заметил в 2018 году. широко использует автоматизацию, а также подчеркивает, как такие средства могут стимулировать спрос на специализированные должности белых воротничков, таких как инженеры по алгоритмам работы с аккумуляторами, специалисты по компьютерному зрению, а также инженеры по глубокому обучению и машинному обучению.

Удачная среда - по крайней мере, в концепции

Как показывают примеры Toyota и Tesla, ряд предприятий внедряют автоматизацию в сочетании с автоматизацией, постепенно оптимизируя свои операции в процессе.

Кристиан Лутц, генеральный директор компании по управлению данными Интернета вещей Crate.io, увидел, как переход к автономным самооптимизирующимся производственным линиям может трансформировать промышленные компании. Один из ее клиентов, компания по литью пластмасс ALPLA, внедрила технологию автоматизации с возможностями машинного обучения на нескольких своих предприятиях в Северной Америке. «Это драматическое изменение», - сказал Лутц. «Например, до того, как система была развернута, рабочий цеха проходил около 10 километров в день между производственными линиями с буфером обмена и отметками в полях». Грубо говоря, рабочий подходил к машине, проверял, что она работает правильно, ставил галочку и переходил к следующей машине, пока проблема не стала очевидной. На сегодняшний день компания развернула систему на 11 заводах в Северной Америке.

А если произойдет сбой, он потенциально может повлиять на тысячи продуктов. «Это означает, что вам нужна система реагирования в реальном времени, но также и система, которая, надеюсь, предсказывает проблему», - сказал Лутц. «Может быть, вы видите нарастающую тенденцию. Вы видите допуск и получаете предупреждение, когда система выходит за пределы допуска. Надеюсь, система заметит приближение этой тенденции и предупредит вас за минуту до этого ».

Хотя многие производители продолжают шире использовать автоматизацию и такие инструменты, как машинное обучение, общая тенденция имеет давнюю историю. Средние компании в немецкоязычной Европе, известные как Mittelstand десятилетиями применяли автоматизацию, чтобы оставаться конкурентоспособными в мире, где дешевая рабочая сила где-то всегда доступна. «В Европе есть такие мегаоптимизированные заводы, которые уже полностью автоматизированы», - сказал Лутц. «Они все чувствуют себя хорошо. Они собирают информацию из цеха. Но эта информация используется только для визуализации текущего состояния производства ». А если возникает проблема, работники должны постараться ее исправить.

Другие производители по всему миру приняли аналогичную методологию, но тенденция к умным фабрикам меняет расчеты. Это обещает позволить производителям расширить возможности для прогнозирования проблем до того, как они приведут к простоям. Конечно, использовать эту технику зачастую труднее, чем предполагалось. По словам Хала Зейне, президента SAP по цифровой цепочке поставок и производства, он лучше всего подходит для организаций, располагающих значительным объемом данных на значительном количестве машин.

Еще одно препятствие для профилактического обслуживания - это вопрос о том, где должна располагаться обработка данных. Что нужно обрабатывать прямо в цехе - на так называемой «кромке»? А что нужно отправлять в облако? «Правильный баланс - это Святой Грааль в умной фабрике», - сказал Лутц. «В долгосрочной перспективе перенос всего в облако не работает с точки зрения затрат».

Есть ряд компаний, которые продвигают аналитику на периферию и собирают данные в облаке. «Но люди часто забывают:как только вы агрегируете и сжимаете данные, например, до« максимума »,« минимума »,« выброса »,« среднего »и тому подобного, вы теряете возможность заниматься наукой о данных», - сказал Лутц. «Вам нужны необработанные данные, но где вы их храните?»

Трудности с определениями

С акцентом на киберфизические системы термин «Индустрия 4.0», пожалуй, даже более двусмысленный термин, чем «умная фабрика», но его наиболее явным отсылкой является намек на грядущую промышленную революцию. Неизвестно, сохранится ли термин «Индустрия 4.0» через десять лет. Трудно оценить текущее состояние промышленного сектора в целом.

Но если под ногами идет промышленная революция, все может быть иначе, чем вы думаете. В зависимости от того, кого вы спрашиваете и где вы смотрите в мире, производительность производства либо низкая, либо имеет тенденцию к постепенному повышению в последние годы. Германия может быть первопроходцем в области интеллектуального производства, но сигналы относительно скорости трансформации промышленного сектора страны неоднозначны. Его обрабатывающая промышленность, наряду с мощным автомобильным сектором, «в беде», как недавно выразился The Guardian, сославшись на ее уязвимость к глобальной экономической неопределенности и торговой напряженности. С другой стороны, скандал с Dieselgate привел к тому, что автомобильная промышленность удвоила объем инноваций, активизировав исследования и разработки в области электрических и гибридных транспортных средств. Volkswagen также планирует потратить около 10 миллиардов евро на производство высокотехнологичных литий-ионных аккумуляторов и стать первой автомобильной компанией, которая развернула масштабную 3D-печать.

Немецкие автопроизводители, как и их международные конкуренты, также инвестировали в райдшеринг, автономные автомобили и мультимодальные перевозки. Daimler и BMW, например, совместно инвестируют 1 млрд евро в совместное предприятие.

Меняющиеся бизнес-приоритеты VW - это микрокосм стремления многих промышленных компаний изобрести себя заново.

А те, кто смотрит, скажем, исключительно на производственный сектор обрабатывающей промышленности как на свидетельство промышленной трансформации, не видят всей картины, - сказал Мартин Дэвис, управляющий партнер DUNELM Associates Ltd. «Это напоминает мне цитату, приписываемую Генри Форду. , - сказал Дэвис. «Если бы я спросил людей, чего они хотят, они бы сказали, что лошадь будет быстрее».

Эрик Йозефссон, глава отдела передовых производств Эрикссон, смотрит на состояние обрабатывающей промышленности парадоксально. «На самом деле вы не узнаете об изменении, пока оно не произойдет», - сказал Йозефссон. «Потому что, когда вы в нем, вы не понимаете этого таким же образом».

Частично проблема заключается в расширении определения терминов. Любому технологическому термину с предшествующим словом «умный», вероятно, нет четкого определения. Кроме того, меняется и концепция Industrie 4.0. «В первую очередь можно сказать, что это было больше связано с подключением. Мы начали говорить о «киберфизических системах». И тогда возникла вся концепция цифрового двойника », - сказал Йозефссон. «Но на самом деле сейчас мы выводим цифровых двойников на новый уровень. Итак, определение цифрового двойника изменилось ». То же самое и с так называемыми заводами будущего, которые в буквальном смысле всегда останутся вне досягаемости. Йозефссон добавил:«Мы увеличиваем наши ожидания и спрашиваем:« Когда произойдет эта революция? »»