Сетевизация мира

Настало время «Промышленности 4.0». Мы являемся свидетелями четвертой волны промышленной революции – после паровой машины (первый текстильный станок создан в 1784 г.), массовое производство (конвейер – в 1870 г.) и электроника (первое программируемые управляющие автоматы – в 1969 г.). Как и первые три волны промышленной революции, четвертая обещает повысить эффективность и увеличить объем производства. Вместе с тем Промышленность 4.0 не связана с какими-то совершенно новыми и до сих пор неизвестными технологиями. «Речь идет о промышленном, прикладном использовании технологий, которые уже давно применяются в бытовой электронике», – говорит Дитер Вегенер, руководитель сектора «Технологии будущего & стандарты» на предприятии Siemens AG. 
Вегенер имеет в виду, например, довольно привычную технологию Wi-Fi. И все же эта мысль никак не противоречит мнению его начальника: «Скорость изменений в промышленных технологиях достигла невиданных в истории человечества масштабов». Так считает Зигфрид Руссвурм, директор промышленного сектора и член правления Siemens AG.

В чем суть Промышленности 4.0? Она отличается двумя принципиальными вещами. Производители стремятся сделать так, чтобы продукты коммуницировали с машинами. Производство достигает сегодня такой степени автоматизации, что время обработки и сборки сокращается до минимума. Максимум экземпляров за кратчайшее время, главное – рост по экспоненте. Для этого достаточно управлять механизмами индивидуально. В будущем они (роботы, конвейер, центр обработки) смогут не только выполнять все запрограммированные операции, но и самостоятельно распознавать и определять, какие операции необходимо 
произвести с новой деталью. Для этого необходимо, чтобы деталь имела встроенную «визитную карточку» в виде электронного чипа или опознавательного признака вроде штрих-кода на товарах в супермаркете. Тогда машина сможет распознать эту визитную карточку и будет знать, какие операции необходимо выполнить. Тогда она уже не будет обрабатывать каждую деталь одинаковым образом, как это происходит до сих пор при серийном производстве, а наоборот следовать индивидуальным требованиям к продукту. Теоретически речь идет не об увеличении экземпляров, а о создании все более мелких серий или (в пределе) о полностью автоматизированном, индивидуальном производстве продуктов в единственном экземпляре. Однако если каждый обрабатывающий механизм будет сам считывать и выполнять необходимые для изготовления детали операции, можно представить себе и обратную операцию, когда каждая деталь сможет, используя ту же самую технологию, искать подходящий для нее механизм обработки. Тогда будет происходить спонтанный выбор еще незанятых в производстве мощностей, а заранее выработанный производственный план окажется попросту ненужным.

Производство на фабриках становится все более эффективным. Тесная и прямая связь промышленного изделия и самого производства, однако, будет функционировать лишь в случае соблюдения «принципа дуальности». Это означает, что каждому реальному объекту должно соответствовать некое виртуальное отображение. Каждый продукт, каждая машина должна содержать свою цифровую копию, чтобы вступать в коммуникацию с другими машинами или деталями. Ведь коммуницировать они могут только на виртуальном уровне.

Пройдет не одно десятилетие, прежде чем четвертая промышленная 
революция доберется до последнего уголка нашего мира

До этого момента мы ни разу не упомянули интернет. «Промышленность 4.0 может обходиться и без интернета», – считает эксперт из Siemens Дитер Вегенер. Однако интернет позволяет усовершенствовать описанные процессы, поскольку сеть сочетает возможности коммуникации на фабрике с коммуникацией с другими фабриками, поставщиками и клиентами. Таким образом возникает некий рынок мощностей, то есть: продукты сами, с помощью интернета, ищут подходящее для них место обработки или направляются в следующий цех. Это возможно благодаря тому, что в продукт как бы интегрирована его собственная биография, причем она постоянно разрастается и сохраняется на чипе. Чип позволяет в любой момент получить информацию о том, кто, где и когда изготовил продукт, как он обслуживался, каким стандартам качества он отвечает, какой электронный интерфейс у него имеется и многое другое.

И все же для этого потребуется еще некоторое время. Технические преобразования прошлого тоже пробивали себе путь в течение десятилетий. Так и в случае с четвертой промышленной революцией: пройдет не одно десятилетие, прежде чем она достигнет последнего уголка нашего мира. Началась она недавно. За точку отсчета можно с высокой долей вероятности принять 2010–2013 гг. Подготовительные работы в рамках так называемой промышленной автоматизации, т.е. главным образом в сфере машиностроения и электротехники. В обеих этих областях Германия играет ведущую роль уже не одно десятилетие. Отсюда многие эксперты рассчитывают на то, что сплошной переход к Промышленности 4.0 сыграет на руку именно германским производителям машин и электротехнических устройств вроде Siemens, ABB или Trumpf, равно как и обеспечит бум для предприятий среднего бизнеса вроде Phoenix Contact, Harting или Weidmueller. Более 70% предприятий и профессоров вузов, опрошенных Союзом электротехники, электроники и информационной техники (VDE), придерживаются того мнения, что Промышленность 4.0 приведет к укреплению Германии как экономического региона.

Промышленность 4.0 дает шанс вернуть производство (даже в сфере потребительской электроники, за производство которой сейчас отвечают почти исключительно американцы) в Европу. Ведь у германских производителей немало опыта в сфере управления производством и иных областях программного обеспечения. Различные союзы и объединения уже отреагировали на необходимость межотраслевого сотрудничества. Союз машиностроения (VDMA), Союз электротехники (ZVEI) и отраслевое объединение Bitkom, отвечающее за область ИКТ (информационно-коммуникационных технологий) вместе готовы развивать Промышленность 4.0.

Машины должны научиться говорить, причем на одном и том же языке

Промышленность 4.0 очаровывает своим техническим совершенством, однако уровень предъявляемых ею требований очень высок и требует 
усовершенствования наших знаний и методов. Большую проблему представляет безопасность данных. Безопасность понимается здесь в двух направлениях. Во-первых, все сохраняемые данные должны быть надежны. Во-вторых, они должны быть хорошо защищены от кражи, повреждения и вторжения извне (хакерские атаки, шпионаж). Еще одна трудность – отсутствие стандартизации. Машины должны не только научиться говорить, но и говорить на одном и том же языке. Иными словами, речь идет об определении интерфейса. Для этого необходимы глобальные стандарты (Iso-нормы). А в области стандартизации Германия, кстати говоря, занимает одну из ведущих позиций в мире.

Новое производство изменит и весь мир труда. В производстве будет задействовано еще меньше людей. Однако увеличится спрос на сотрудников со знаниями инженеров и программистов. Чистый инженер-механик вымрет как профессия, а информатикам потребуется овладеть большим количеством знаний из области механики. Вегенер из Siemens убежден, что значение человека в новом мире Производства 4.0 будет только увеличиваться. Он будет выполнять меньше механической работы и все активнее участвовать в креативном процессе, планировании, управлении и контроле. Одной из его важных задач станет оценка полноты и качества предоставляемых в распоряжение данных, а также поиск более простых структурных решений. Цель заключается в том, чтобы быстро реагировать на глобальные колебания рынка и индивидуальные запросы клиентов за счет гибких производственных схем. Однако пройдет несколько десятилетий, прежде чем эти методы будут внедрены повсеместно.

Не следует забывать и о второй революции, осуществляемой посредством сетевизации. Она станет своего рода пользовательским приложением к Промышленности 4.0. Промышленные продукты будут связаны между собой, смогут коммуницировать друг с другом – начиная с умной бытовой техники и кончая постоянным наблюдением автопроизводителя за выпущенной с конвейера и эксплуатируемой машиной. Но это уже другая тема, хотя многие наблюдатели ожидают того, что темпы развития производства будут отставать от развития сетевизации.