Основные особенности и история технологий Индустрия 4.0.

Компоненты «Индустрии 4.0»:

•     Элементы Интернета вещей

•     Искусственный интеллект, машинное обучение и робототехника

•     Облачные вычисления

•     Big Data

•     Аддитивное производство

•     Кибербезопасность

•     Интеграционная система

•     Моделирование

•     Дополненная реальность

Многие из этих элементов уже давно и успешно применяются на практике, но именно объединение их в одну целостную систему позволит развить концепцию «Индустрии 4.0» и обеспечить новый уровень эффективности производства и дополнительный доход за счет использования цифровых технологий, формирования сетевого взаимодействия поставщиков и партнеров, а также реализации инновационных бизнес-моделей.

Предистория вопроса

По словам одной королевской портнихи, "все новое - это хорошо забытое старое". Удивительно, но многие черты Industry 4.0 были вполне правдоподобно предсказаны Николой Тесла. В 1926 году в беседе с корреспондентом чрезвычайного популярного в то время журнала Collier’s он среди прочего сказал:

С появлением беспроводных систем вся Земля превратится в один огромный мозг. Мы сможем общаться друг с другом практически мгновенно, невзирая на расстояния. Более того, с помощью телевидения и телефона мы сможем видеть и слышать друг друга так же прекрасно, как если бы мы сидели лицом к лицу, разделенные на дистанции в тысячи миль; и устройства, которые позволят нам это сделать, будут поразительно удобным по сравнению с нашими сегодняшними телефонами. Человек сможет носить их в кармане. Мы сможем наблюдать и слушать события — инаугурацию президента, спортивный чемпионат, землетрясения или битвы — как будто мы находимся там. А когда и беспроводная передача энергии будет коммерциализирована, произойдет революция.

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 («вещи»),

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,

- 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.

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.