Всё более популярными становятся понятия Индустрия 4.0, четвертая промышленная революция и они становятся уже не просто словами, за ними стоят реальные проекты, которые входят в нашу жизнь. Четвертая промышленная революция представляет собой объединение промышленности и цифровых технологий, приводящее к созданию цифровых производств или умных заводов и фабрик, где все устройства, машины, продукция и люди общаются между собой посредством цифровых технологий и интернета. Концепцию четвертой промышленной революции сформулировал в 2011 году Клаус Шваб — президент Всемирного экономического форума в Давосе. Клаус Шваб в четвертой промышленной революции увидел глобальные изменения человечества, в этой революции больше изменятся не продукты, а сами люди и соответственно весь мир.

Понятие «Индустрия 4.0» является синонимом четвертой промышленной революции, под таким названием объединяются проекты четвертой промышленной революции и внедряются на предприятиях. Данное направление было создано в Германии и представлено на выставке в Ганновере, и случилось это благодаря тому, что ранее правительство Германии потребовало более широкого внедрения цифровых технологий в производство. Также термином «Индустрия 4.0» называется и государственная программа Германии по развитию экономики путем создания автоматизированных, общающихся с внешней средой, а также персонализированных цифровых производств. На сегодняшний день именно Германия лидирует в темпах развития Индустрии 4.0. Но похожие программы реализовываются и в других странах, например, в Китае — «Сделано в Китае 2025», в Японии – «Connected Factories» подключение фабрик к сети, в США — Industrial Internet и т.д. Данные программы резко повысят конкурентоспособность производителей данных стран и они станут лидерами рынка.

Индустрия 4.0 ведет к массовым внедрениям киберфизических систем в производстве, к автоматизации большинства производственных процессов, наделению устройств искусственным интеллектом и внедрению многих других современных технологий. Все это существенно сказывается на повышении производительности и снижении себестоимости продукции.

Именно поэтому компания Adidas возвращает свои фабрики из Азии назад в Германию, так как роботы будут создавать кроссовки гораздо быстрее и дешевле, при этом кроссовки не надо транспортировать из Азии в Германию, а также уплачивать таможенные пошлины, затраты на логистику и т.д.

Кроме того, Индустрия 4.0 позволяет сделать рынок персонализированным, т.е. в приоритете становится разработка и производство продуктов индивидуально под каждого человека. Сегодня фабрики пока еще создают одинаковую продукцию в больших количествах, чтобы создать туже продукцию, но другого цвета, размера или исполнения им необходимо переналадить оборудование. Индустрия 4.0 позволяет создать массовое производство индивидуальных заказов, при этом цена продукции будет меньше.

Так для фабрики, производящей жидкое мыло, разработано оборудование, которое считывает с микрочипа, вшитого в бутылочке, с каким ароматом было заказано мыло и разливает мыло в соответствии с заказом, при этом бутылочки движутся по конвейеру одна за другой, но разливается разное мыло. А компания Nike предоставляет возможность раскрасить свои кроссовки в мобильном приложении или на своем сайте и сделать заказ кроссовок именно Вашей расцветки, индивидуально для Вас.

Первой промышленной революцией стало изобретение парового двигателя во второй половине XVII века в Великобритании. Но период революции охватывает XVIII—XIX века, в разных странах революция протекала не одновременно. Паровые двигатели использовали в насосах, затем в паровозах, пароходах, а также и в производстве. Паровая энергия повлияла на развитие металлургии, машиностроения, транспорта и других отраслей промышленности. Произошел переход от ручного труда к механическому и наблюдался резкий рост производительности.

Вторая промышленная революция связана с изобретением конвейера Генри Фордом и поточным производством. Период охватывает времена со второй половины XIX по начало XX веков. В этот период также родилось множество других изобретений, бессемеровский способ выплавки стали, как первый недорогой способ получения качественной стали, электрическая энергия, широкое использование химикатов, телефон, телеграф и т.д.

Третья промышленная революция или «Цифровая революция» проходила в конце XX века (с 1970 г.) и связана с развитием электроники, цифровизации, компьютеризации, информационных систем, а также изобретением робота.

Четвертая промышленная революция берет начало в 2011 году, как Германская частно-государственная программа industrie 4.0, в рамках которой германские компании при поддержке федерального правительства в виде грантов создают цифровые, умные производства, устройства и изделия которых взаимодействуют друг с другом, и обеспечивают персонализированный выпуск продукции.

Принципы Индустрии 4.0

В Германии были сформулированы некоторые принципы Индустрии 4.0:

1. Совместимость – все устройства и машины должны уметь общаться друг с другом на одном языке посредством интернета вещей, т.е. они должны быть совместимы.

2. Прозрачность – создание цифровой копии продукта, сбор данных с микрочипов и датчиков посредством которых устройства общаются.

3. Техническая поддержка – программное обеспечение производит сбор, анализ, систематизацию, визуализацию данных, полученных с датчиков, и помогает человеку принимать решение или принимает их в автоматическом режиме, тем самым высвобождая человеческие ресурсы.

4. Децентрализация управленческих решений, автоматизация различных решений системами, максимально полное человекозамещение.

Что важно?

Одним из важных составляющих Индустрии 4.0 является не продукт, а данные. Цифровизация производства связана с данными, большими массивами данных, которые нужно считывать, собирать, анализировать, систематизировать, обрабатывать, хранить, передавать, представлять в нужном виде и многое другое. Для этого необходимы соответствующие информационные системы, программные обеспечения, средства беспроводной передачи данных, облачные сервисы для обмена и хранения данных.

Практически все предметы и устройства будут включать в себя микрочипы и датчики, посредством которых и будут общаться друг с другом. К 2025 году планируется подключить 75,4 млрд предметов к интернету.
Необходим язык для общения между устройствами разных брендов.

Элементы Индустрии 4.0

Индустрия 4.0 охватывает всевозможные направления и технологии. Технологии Индустрии 4.0:
1. Аддитивные технологии, 3d-печать
2. Моделирование и визуализация
3. Интеграция систем
4. Интернет вещей
5. Кибербезопасность
6. Облачные сервисы
7. Дополненная реальность
8. Виртуальная реальность
9. Автономные роботы, роботизация
10. Планирование и анализ онлайн
11. Искусственный интеллект
12. Энергоэффективные технологии
13. Альтернативная энергетика
14. Большие данные и аналитика
15. Дистанционное обслуживание

Объединение всех этих составляющих Индустрии 4.0 сделает предприятие максимально автоматизированным и конкурентоспособным, а следовательно, номером 1 на мировым рынке.

Примеры Индустрии 4.0

Проекты рождаются один за другим, поле деятельности обширное, но наиболее известные из них, и которые уже заявили о себе можно привести в качестве примера Индустрии 4.0.

1. Очки дополненной реальности. Рабочий, надев данные очки, видит все необходимые инструкции по его работе. Так на авиационных заводах очки помогают распознать провода в самолетах и сделать правильные их соединения электрикам.

2. Модуль моделирования и визуализации. При проектировании обработки детали в CAM-системе программист может произвести симуляцию обработки детали на виртуальном станке и убедиться в отсутствии столкновений органов станка и зарезов детали.

3. Программное обеспечение, позволяющее соединить станки в одну сеть. Вся информация со станков стекается в данное ПО, которое систематизирует данные, а также сигнализирует о различных событиях (простое, перегреве, вибрации, износе узлов, времени работы и т.д.).

4. Самовосстанавливающееся оборудование. При достижении некоторого износа деталей станка, станок сообщит об этом механику и сам закажет запасную часть на заводе изготовителе или в службе снабжения предприятия, также предупредит о скором ремонте. Реализовывается с помощью специальных датчиков на станке. Поломка станка больше не будет сюрпризом, что исключит простои оборудования.

5. Автоматический заказ компонентов. На сборку изделия гарантированно поступят все необходимые комплектующие и в нужном количестве, т.к. при получении заказа на изготовление изделия система сама проверит их наличие на складе и сделает заказ всего необходимого заранее.

6. Станок общается с заготовкой и другими объектами. Станок считывает с микрочипа на заготовке необходимые данные, как ее нужно обработать, какими инструментами и производит эту обработку.

7. Цифровая копия продукта. Электронный клон наделен всеми характеристиками физического продукта, что позволяет более точно осуществлять анализ конструкции.

8. Единое цифровое пространство промышленности.

9. Удаленная настройка оборудования для производства умной продукции.

10. Мониторинг всех производственных, технологических и других процессов. Например, мониторинг доставки продукта от производителя до конечного пользователя.

11. Внутрицеховое перемещение деталей без участия человека.

12. И многие другие.

С другой стороны

Имеется и негативная сторона медали Индустрии 4.0. Массовая роботизация и автоматизация приведет к освобождению рабочих мест, большое количество людей может остаться без работы, потребуется переобучение специалистов на другие профессии, но также появится и множество новых профессий.

Ценность низко- и среднеквалифицированного труда будет резко снижена, что может привести к снижению доходов и материальных благ среднего класса. Переход на высококвалифицированный труд довольно сложен и будет доступен не всем. Средний класс составляет широкую прослойку населения страны и снижение доходов среднего класса может привести к расшатыванию политической системы в стране.

Также имеется предпосылка, что вызванная в результате Индустрии 4.0, низкая покупательская способность населения, приведет к низкому спросу на продукцию, и рентабельность многих предприятий, производящих не жизненно важных продуктов, окажется под вопросом.

Будет наблюдаться резкая разница между странами, успешно внедривших Индустрию 4.0, и отстающими в этом плане странами. Мировое богатство будет сосредоточено у стран победителей, так как они будут на порядок конкурентоспособнее. Многие предприятия, которые не смогут трансформироваться закроются, независимо от их известности и долгого успеха до Индустрии 4.0.

В связи с тем, что четвертая промышленная революция связана с данными, интернетом, цифровыми технологиями, то появляется и угроза информационной безопасности, угроза хакерских атак, вывод из строя оборудования, хищение секретной информации военных производств, а также информации, обладающей коммерческой тайной предприятия. Поэтому требуется реализация средств информационной безопасности и антивирусных обеспечений.

Также опасностью является то, что автоматизация заменит умственную и физическую деятельность людей, производственные работники будут лишь наблюдать за роботами и тем самым у людей может атрофироваться память и другие функции мозга. Необходимо вовлекать людей в решение различных задач для всеобщего развития.

Резюме

Как будет реализовываться четвертая промышленная революция на деле не известно, об этом говорит и сам Клаус Шваб — возможно Индустрия 4.0 будет реализовываться сразу по нескольким сценариям, известным нам по прошлым промышленным революциям.

Индустрия 4.0 позволит выйти на новый уровень человеческого развития и качества жизни. Она изменит отношение людей и самих людей.

Также возможно Вам будет интересно
Цифровая наладка
Дополненная реальность