Фабрики будущего добрались до настоящего

Фабрики будущего добрались до настоящего

Как пандемия, интернет вещей и искусственный интеллект ускорили четвертую промышленную революцию

Пандемия COVID-19 ускорила переход промышленности к новым стандартам автоматизации и роботизации, к так называемым фабрикам будущего, концепция которых появилась еще в начале 2010-х годов в рамках понятия «четвертой промышленной революции». Такое мнение высказывают все больше экспертов и участников рынка, отмечая, что в сочетании с бурным развитием ИИ и интернета вещей эта революция позволяет компаниям выходить на новый уровень в достижении целей по энергоемкости, снижении затрат и росту эффективности.

Фото: Александр Коряков, Коммерсантъ

«Пандемия COVID-19 ускорила переход к фабрикам будущего,— такое мнение выразил в конце декабря старший партнер IBM Consulting Скип Снайдер.— Последние два года подчеркнули важность цифровой трансформации, которая так помогла нам выстоять во время пандемии. Бизнес по всему миру сообщает об ускорении цифровизации своих операций, внося фундаментальные изменения в то, как организовывается работа новой мировой экономики».

С ним соглашается директор Центра исследований инновационного производства (Университет Шеффилда, Великобритания) Бен Морган.

В интервью Financial Times господин Морган отметил, что «пандемия COVID-19 ускорила восприятие людьми процесса цифровизации. Вместо того чтобы только осмысливать этот процесс, они стали претворять его в жизнь».

В июле 2020 года британский оборонный концерн BAE Systems открыл в графстве Ланкашир новый завод, который, по словам компании, соответствует стандартам «четвертой промышленной революции» и «фабрики будущего». Предприятие занимается производством узлов для истребителей шестого поколения Tempest, который в 2035 году должен сменить в составе британских ВВС модель Eurofighter Typhoon.

Все процессы завода интегрированы в комплексную смарт-сеть, связывающую полностью роботизированный конвейер. Цифровые офисы менеджеров, применяющие 3D-моделирование при помощи дополненной реальности, следят за контролем качества, состоянием высокоточной техники и энергоэффективности в режиме реального времени. Умные рабочие станции, которые «узнают» своих операторов и могут в режиме реального времени предлагать им изменения в работе для повышения эффективности, созданы в сотрудничестве с учеными Университета Шеффилда.

О «фабриках будущего» впервые заговорили (.pdf) еще в 2011 году, в рамках обсуждения «четвертой промышленной революции». Основное отличие таких фабрик — полная интеграция роботизированных и автоматизированных производственных процессов с интернетом вещей и искусственным интеллектом. В 2016 году консалтинговая компания BCG прогнозировала, что переход к «фабрикам будущего» состоится ближе к 2030 году, именно к этому сроку, по мнению 86% опрошенных участников рынка автопрома, концепция «фабрики будущего» станет наиболее актуальной, тогда как всего 43% опрошенных заявляли о ее актуальности на тот момент. По оценкам компании Dassault Systems, «фабрики будущего» позволят не только оптимизировать использование кадров и производственных процессов, но и сократить выбросы парниковых газов от производства на 45%.

В 2018 году эксперты Всемирного экономического форума и консалтинговой компании McKinsey определили восемь ключевых критериев «фабрики будущего»:

объемы производства непосредственно и напрямую зависит от объема спроса;
цифровизация цепочки поставок позволяет избавиться от производства избыточной продукции, которая залеживается на складах;
более оперативное использование данных;
возможность предиктивного анализа состояния техники, помогающего предотвратить поломки и задержки в производстве;
машинное обучение;
использование дополненной реальности;
использование интернета вещей для качественного улучшения коммуникации между разными фабриками и производственными предприятиями;
использование различных показателей и измерений в режиме реального времени.

Уже тогда эксперты сообщили о нескольких предприятиях, которые в той или иной мере применили стандарты «фабрик будущего». Так, например, на фабрике американской Johnson & Johnson в ирландском Корке используется интернет вещей для создания сетей коммуникации между более современной и более старой техникой по выпуску ортопедических протезов и имплантов. На заводе французской Schneider Electric в Нормандии началось применение интегрированных смарт-технологий с использованием интернета вещей и дополненной реальности, что позволяет оценивать состояние заводской техники по предиктивным моделям.

Те же технологии предиктивного анализа заводского оборудования начала использовать немецкая Bosch на своем заводе в китайском городе Уси. Другая немецкая компания, Siemens, уже несколько лет использует в производственном процессе 3D-моделирование с применением дополненной реальности. По данным американских наблюдателей, даже частичное внедрение стандартов «фабрик будущего» показало существенное улучшение ряда ключевых показателей.

Опрошенные компании сообщили о росте энергоэффективности на 82%, сокращении брака на 49% и росте удовлетворенности клиентов на 45%.

В феврале прошлого года немецкий концерн Siemens заключил с IBM и разработчиком open source платформ Red Hat соглашение о внедрении «гибридной» облачной платформы MindSphere. В рамках этого проекта на производстве будет использоваться анализ big data и промышленный интернет вещей — неотъемлемые компоненты «фабрики будущего». Платформа будет применяться для сбора и анализа в режиме реального времени информации с производственных линий, заводов, систем, машин и техники, что позволяет оптимизировать производство и оперативно реагировать на запросы клиентов.

«Этот совместный проект позволит предложить нашим клиентам гибкость в принятии решений, а нам — значительно усовершенствовать производственные процессы, став более эффективными и оперативными»,— отметил старший вице-президент подразделения Siemens Digital Industries Software по облачным решениям Раймонд Кок.