Цифровизация идет пунктиром
Переход российской промышленности к новой модели производства еще впереди. Пока бизнес пробует применять лишь отдельные технологии из грядущего технологического уклада
Второго июня 2017 года Игорь Шувалов — тогда первый вице-премьер российского правительства — в ходе панельной дискуссии на Петербургском международном экономическом форуме проинформировал аудиторию, что президент Владимир Путин «заболел» новыми технологиями и цифровой экономикой.
А уже 10 июля в Екатеринбурге в ходе промышленной выставки «Иннопром», главной темой которой было «Умное производство. Глобальный подход», Путину представили программу создания единого цифрового пространства промышленности России 4.0 RU.
По сути, концепция программы предполагала создание своего рода биржи производственных мощностей, где продавалось бы «машинное время», то есть время работы того или иного станка. Здесь уместна аналогия с каршерингом, только для производства в масштабах одной или нескольких отраслей: одно предприятие может удаленно заказать другому изготовление определенной детали. Выгода очевидна для обоих: первое предприятие избавлено от необходимости иметь в собственности дорогостоящее оборудование, второе более плотно загружает имеющиеся у него станки.
Владимиру Путину тогда предложили начать с простой детали — болта, который впоследствии был использован при сборке самолета МС-21. Президент нажал кнопку, на одном из заводов компании «Стан» включился станок и приступил к выполнению задачи.
Понятно, что этот проект не был подготовлен за шесть недель — с момента, как президент «заболел» цифровой экономикой, и до того, как он приехал на промышленную выставку. Курс на цифровизацию экономики в целом и промышленности в частности был взят раньше. Еще в послании Федеральному собранию в 2014 году Владимир Путин поручил разработать Национальную технологическую инициативу, в рамках которой впоследствии была разработана дорожная карта «Технет», направленная на появление в стране высокотехнологичной промышленности. Другое дело, что эпизод с изготовленным удаленно болтом стал одним из первых публичных демонстраций возможностей промышленности будущего.
Застрельщики
Концепция проекта 4.0 RU была разработана по инициативе Минпромторга России с участием ряда компаний. Это уже упомянутый «Стан», «Лаборатория Касперского», Siemens и НПП «Итэлма».
Присутствие в названии проекта цифр «4» и «0», а также участие в нем компании Siemens отсылает нас к немецкому проекту «Индустрия 4.0». Концепция развития промышленности «Индустрия 4.0» была сформулирована в Германии в 2011 году. В ее случае цифра «4» — прямая отсылка к Четвертой промышленной революции, которая, как предполагается, вот-вот состоится и изменит наш мир целиком и полностью.
Принято считать, что человечество пережило уже три промышленные революции. Первая больше известна как «промышленный переворот», поскольку привела к изменению структуры экономики — от преимущественно аграрной она стала индустриальной. Процесс продолжался почти сто лет — с середины XVIII по середину XIX века. Поводом стало изобретение парового двигателя и массовое строительство железных дорог. Появление парового двигателя способствовало укрупнению производства, появлению фабрик, увеличению доли промышленности в экономике.
Вторая революция прошла на рубеже XIX и XX веков, в ее основе — распространение электричества, внедрение конвейера, что привело к возникновению массового производства. Третья началась в 60-х годах прошлого века, толчком для нее стало появление сначала ЭВМ, а затем персональных компьютеров и сети Интернет.
Новая, четвертая промышленная революция опирается на достижения третьей, которые за последнее время развились до такой степени, что готовы обеспечить качественные изменения в организации промышленного производства. Речь идет о смене модели производства, появлении «фабрик будущего», где изготовление продукции автоматизировано и оцифровано от начала и до конца. Жизненный цикл изделия — от конструирования до утилизации — проходит в «цифре»: конструктор создает изделие в цифровом пространстве, его цифровая модель (цифровой двойник), в которую заложены все физические характеристики, проходит виртуальные испытания, затем система подбирает способ производства, необходимое оборудование и станки с учетом стоимости их использования (разные этапы производства изделия могут проходить на разных площадках), выстраивает логистику отправки нужных материалов в нужную точку для обработки, а затем организует доставку готового изделия потребителю. Но и после этого оно не остается вне сферы внимания системы — при необходимости ремонтируется, обновляется, а по завершении жизненного цикла утилизируется.
Программы, подобные немецкой «Индустрии 4.0», разработаны и реализуются во многих странах. В США это Advanced Manufacturing Partnership, в Евросоюзе — Factories of the Future, в Китае — Made in China 2025.
В России в прошлом году принят национальный проект «Цифровая экономика». До 2025 года в его реализацию будет вложено почти 1,8 трлн рублей, в том числе более триллиона из федерального бюджета.
Так сложилось, что изначально локальный страновой бренд программы перехода на новую организацию промышленного производства «Индустрия 4.0» плавно распространился по миру и стал обозначать в целом Четвертую промышленную революцию.
В основе Четвертой промышленной революции и цифровой трансформации промышленности лежит ряд передовых производственных технологий (ППТ). Это промышленный интернет вещей (IIoT), аддитивные технологии (3D-печать), робототехника, big data, технология «цифрового двойника», искусственный интеллект, блокчейн. Кроме того, необходимы и новые материалы: металлические сплавы, полимеры, композиты, металлопорошки и так далее.
Участники рынка отмечают, что в России активно апробируются (пока именно апробируются, а не внедряются) практически все технологии, составляющие технологический стек «Индустрии 4.0». Вместе с тем внедрений, которые могли бы претендовать на полноценные истории успеха, пока не так уж много. Причиной тому во многом разрыв между технологической привлекательностью того или иного решения и его ценностью для бизнеса. Однако за счет того, что во многих российских корпорациях внутренние проекты, опирающиеся на технологии из арсенала «Индустрии 4.0», все-таки разрабатываются, точечно внедряются и доказывают свою экономическую эффективность, этот разрыв сокращается.
Впрочем, как отмечает руководитель группы Deloitte Digital компании «Делойт, СНГ» Максим Шапировский, на данном этапе ни одна из стран не использовала весь потенциал, который несет в себе Четвертая промышленная революция, и не достигла безусловного лидерства. Внедрение инструментов «Индустрии 4.0» в различные сферы экономики неравномерно, то есть ряд стран являются лидерами в разных отраслях. С ним согласен Юрий Пуха, руководитель Центра компетенций PwC в области IIoT в России, который считает, что критическая масса для смены технологического уклада еще только формируется: мы по-прежнему живем в мире, где доминируют двигатель внутреннего сгорания, массовое производство и углеводородное сырье.
В КПМГ считают, что четких ответов на вопросы, в какие цифровые решения стоит инвестировать в условиях ограниченных ресурсов, как новые технологии повлияют на операционную эффективность и когда смогут окупиться, пока нет. И зарубежные и российские игроки пока ищут ответы на эти вопросы методом проб и ошибок, накапливая опыт использования новых технологий.
Но можно выделить ряд стран, которые находятся на стадии активного внедрения и использования технологий в нескольких отраслях экономики, а значит, являются безусловными лидерами по объему цифровой экономики в отношении к совокупному ВВП. К таким странам можно отнести США, Японию, Германию, Китай, Сингапур, говорит Шапировский. Например, в Германии степень цифровизации экономики в настоящее время составляет 33% и к 2021 году, по прогнозам экспертов, может вырасти до 82%.
На низком старте
Возвращаясь к проекту 4.0 RU, надо сказать, что следующие новости о нем появились в информпространстве спустя год: на следующей выставке «Иннопром» участники подписали соглашение о создании совместной компании НПО «Адаптивные промышленные технологии» («Апротех»).
Тем не менее, как рассказали «Эксперту» представители проекта, к настоящему моменту уже подготовлен концепт применения новой производственной модели для гражданского авиастроительного комплекса как пилотной отрасли, отработаны вопросы обеспечения кибербезопасности производственного контура, обследованы производственные площадки, обеспечена возможность подключения оборудования к платформе промышленного интернета MindSphere от Siemens, создан прототип шлюза подключения к нему на базе отечественного ПО, разработанного «Лабораторией Касперского». Таким образом, проект 4.0 RU готов к полномасштабному развертыванию и тиражированию. И чем шире будет круг участников проекта, тем больше у него шансов на успех.
«Эффект подобных вертикальных решений достигается на отраслевом или даже межотраслевом уровнях, — объясняет Сергей Соловьев, руководитель центра компетенций “Цифровое производство Siemens. — В этом вопросе важна мотивация большого количества участников: с одной стороны, предприятий для осознанного и быстрого “вхождения в технологию, с другой стороны — поставщиков бизнес-сервисов из числа разработчиков со знанием предметной области для оперативной разработки и вывода приложений на рынок».
«Мы в настоящее время переходим к активному пилотированию вертикального решения в интересах производственных предприятий России. Первоначальный список насчитывает 17 потенциальных участников, — продолжает Андрей Духвалов, руководитель управления перспективных технологий “Лаборатории Касперского. — Важно, что более 50 процентов компаний из этого списка уже знают те узкие места, которые можно переложить на платформу IIoT и с помощью анализа промышленных данных получить быстрый эффект».
В целом положительный эффект от участия в проекте для промышленных компаний, безусловно, будет, уверен Сергей Соловьев: «В настоящее время мы можем говорить о неких индикаторах, которые получены в рамках проведенных обследований или в похожих проектах на технологиях Siemens в других странах. Как правило, речь идет о двузначных цифрах процентного роста, если речь идет о показателях эффективности. Например, в одном из проектов внедрения сервисов на основе IIoT-платформы MindSphere компании Siemens достигнуто повышение выхода готовой продукции на 15 процентов за счет сокращения времени простоев и улучшения производственных процессов. Результат другого IIoT-проекта на базе MindSphere — снижение затрат на эксплуатационную поддержку и сервисное обслуживание оборудования на 30 процентов».
«Однако если говорить о долгосрочном эффекте инициативы 4.0 RU, то тут на первое место выходят качественно другие показатели, — продолжает руководитель “Апротех Андрей Суворов. — Это и продажа “чистого операционного часа работы станка с ЧПУ и другого высокотехнологичного оборудования, существенно снижающая нагрузку профильных министерств на субсидирование емких отраслей, и стимулирование среднего и малого бизнеса: небольшая инжиниринговая компания сможет оперативно и за разумные деньги изготовить небольшую партию продукции на арендованном удаленно оборудовании».
Таким образом, проект 4.0 RU — это, по сути, и есть попытка организовать в стране фабрику будущего с распределенными производственными мощностями, которые могут быть оперативно перестроены на выпуск той или иной продукции.
Размножение цифровых двойников
4.0 RU не единственный в стране проект, причастный к созданию в России промышленности нового технологического уклада.
Например, дорожную карту по «Новым производственным технологиям» разрабатывает Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ). Одной из прорывных технологий Алексей Боровков, проректор по перспективным проектам СПбПУ, лидер-соруководитель рабочей группы «Технет» НТИ, считает технологию «цифровых двойников» (Digital Twins).
В интервью «Эксперту» он подчеркнул, что эта технология позволяет сократить сроки проектирования, запуска производства и выхода продукции на рынок.
В основе цифровых двойников лежат математические модели, которые учитывают конструктивные особенности определенного изделия, материалы, из которых оно будет изготовлено, физические процессы, которым оно будет подвергаться в процессе эксплуатации, и т. д. Принимаются в расчет и целевые показатели, которых может насчитываться десятки тысяч и которые необходимо сбалансировать между собой. «Например, в проекте “Кортеж, которым мы занимались, отвечая за кузова автомобилей (головным исполнителем проекта выступало ФГУП НАМИ), было 125 тысяч целевых показателей и ограничений», — рассказывает Боровков.
Цифровой двойник позволяет применять виртуальные испытания, разрабатывать виртуальные стенды и виртуальные полигоны. Это позволяет добиться того, чтобы опытный образец проходил натурные испытания с первого раза. Как это случилось, кстати говоря, с тем же «Аурусом» (лимузин проекта «Кортеж»): сначала разработка была протестирована в «цифре», а уже на реальных испытаниях на полигоне в Германии автомобиль получил высший балл по пассивной безопасности. В случае же с использованием традиционных технологий проектирования и испытаний процесс может затягиваться на годы: сделали опытный образец, испытали, не получилось, пошли проектировать снова, затем изготовление нового варианта изделия, новые испытания, и так несколько циклов. Как следствие, себестоимость разрабатываемого продукта растет, а конкуренты тем временем могут выйти на рынок со своей продукцией, и окно возможностей для производителя закроется. Технология цифрового двойника позволяет выпустить новый продукт быстрее и дешевле, с меньшим числом задействованных сотрудников. «У нас есть примеры, — рассказывает Алексей Боровков, — когда с помощью технологии цифрового двойника сложная продукция делается в десять раз быстрее и в десять раз дешевле, чем традиционным способом, в компании, которая имеет серьезное финансирование, многолетний опыт разработки и выпуска высокотехнологичной продукции. Эта технология практически не оставляет шанса на конкуренцию всем традиционным технологиям».
«Что важно, — продолжает Алексей Боровков, — во время проектирования по технологии создания цифрового двойника можно запустить одновременно двадцать–тридцать траекторий проектирования. В обычной практике по традиционной технологии возможна только одна траектория проектирования. Запуская проект, мы не знаем, какая траектория приведет к нужному результату. Но мы ведем одновременно тридцать, из них на финише, например, десять дают решения, которые удовлетворяют требованиям техзадания. В итоге из них выбирается лучшее решение, и на рынок выходит то, которое позволяет обеспечить лидерские позиции. Плюс остается еще несколько рабочих решений, которые можно выводить на рынок с учетом его конъюнктуры».
По словам Алексея Боровкова, сейчас с технологией цифрового двойника работает около 50 отечественных компаний и холдингов, включая «Ростех», «Росатом» и «Роскосмос», а также ряд частных компаний, например «Синара — Транспортные машины», ММК, НЛМК. Но чтобы оставаться конкурентоспособными на уровне страны, эту технологию необходимо масштабировать на как можно большее число промышленных предприятий.
Популяризация и продвижение новых технологий в реальный сектор — одна из задач ассоциации «Технет», которая объединяет держателей компетенций и разработчиков передовых производственных технологий и служит мостом между ними и крупной высокотехнологичной промышленностью.
«Ассоциация — это прежде всего интегратор сообщества, инструмент его развития и его рупор, а также инфраструктурная поддержка рабочей группы “Технет“ в реализации соответствующей дорожной карты Национальной технологической инициативы, — говорит генеральный директор ассоциации Илья Метревели. — Необходимость ее создания возникла, когда мы смогли говорить о существовании Технет-сообщества и о необходимости артикулировать его позицию».
Центр компьютерного инжиниринга СПбПУ, который возглавляет Алексей Боровков, работает с немецкой автомобильной промышленностью в рамках концепции «Индустрия 4.0» с 2011 года, то есть фактически с момента запуска этой программы в Германии. Это позволяет ему говорить об обладании компетенциями в этой части на мировом уровне. Собственно, уже упоминавшаяся работа над проектом «Кортеж» это подтверждает.
«Мало кто знает, — продолжает Алексей Боровков, — что автомобили премиум-класса — самые интеллектуально емкие изделия в мире. Это более ста миллионов строк программного кода. Для сравнения: разработка самолета Dreamliner Boeing 787 содержит порядка 15 миллионов строк кода, Facebook (соцсеть признана в РФ экстремистской и запрещена) — 60 миллионов строк. Автопром выступает драйвером новых технологий, потому что автомобильный рынок огромен — в год выпускается примерно сто миллионов автомобилей, на рынке действует несколько сотен компаний, конкуренция беспрецедентная. Зазевался, замешкался — и нет тебя на рынке. Здесь не успеваешь фразу договорить, если она об инновации, как тебе готовы заплатить за идею и внедрить ее. Вопрос: как перенести эти передовые технологии из автопрома в другие отрасли? Только через пилотные проекты, когда мы показываем, что можно сделать быстрее, дешевле и меньшим числом людей. Естественно, компании часто сопротивляются, потому что это нарушает сложившийся там социально-экономический уклад. Так же как в свое время были луддиты, которые разрушали ткацкие станки, чтобы затормозить промышленную революцию. Здесь тоже есть защитная реакция. Так что свою роль должны сыграть государство и собственники, менеджмент компаний.
Вот опять же проект “Аурус. В свое время брат американского президента Роберт Кеннеди сказал, что “престиж страны определяется наличием ракет, числом золотых олимпийских медалей и лимузином президента. Руководство нашей страны задало вопрос: можем ли мы вообще сделать автомобиль лучше, чем “Мерседес или “Роллс-Ройс? Сделали. А дальше — новый вопрос: а можем ли мы перенести это на другие производства? Можем. Но мы не готовы перевоспитывать всю промышленность, все отрасли, все компании. Пока они не в рынке, пока государство дает им субсидии, это не про нас, не про промышленную революцию».
Шаг за шагом
Так сложилось, что наиболее современным оборудованием и станочным парком в России обладают предприятия оборонного комплекса. Благодаря этому они имеют возможность оказаться в авангарде применения новых технологий, но из-за того, что сами по себе это закрытые для внешнего окружения комплексы, их участие в организации умных фабрик ограничено из-за режимов секретности.
Однако, как известно, объем оборонного заказа в России постепенно снижается, и к 2030 году оборонные предприятия 50% своей выручки должны будут формировать за счет выпуска продукции гражданского назначения. Пока, по оценкам экспертов, доля гражданской продукции в их выручке находится на уровне 17–20%. Есть куда расти. Но выходить на рынок им придется в условиях жесткой конкуренции с теми, кто уже давно там работает, и использование технологий из списка «Индустрии 4.0» даст им возможность успешно вписаться в рынок. Это подтолкнет процесс цифровой трансформации российской промышленности в целом.
Пока же, согласно исследованию КПМГ, этот процесс носит точечный характер: несмотря на то что крупные российские компании встали на путь цифровой трансформации, у большинства из них нет комплексной программы — они реализуют пакеты пилотных проектов по внедрению отдельных и часто разрозненных цифровых решений.
Андрей Суворов отмечает, что большинство предприятий рассматривают возможность применения «цифровой платформы» в большей степени для оптимизации затрат, не меняя существующей модели. «Кардинальный прорыв в плане смены индустриальной модели требует существенных инфраструктурных и институциональных изменений, адаптации нормативного регулирования и стандартизации, для чего нужны соответствующие меры поддержки. Тем не менее имеющееся движение в сторону пилотирования и последующего развития платформенных сервисов — это, безусловно, движение в сторону цифровых бизнес-моделей», — считает он.
Алексей Боровков уверен, что иного пути, кроме как переходить к новой модели производства, у российской индустрии нет.
«Потенциал использования “королёвской космонавтики полностью исчерпан. Как и потенциал использования советских подходов, идущих от Королёва, Туполева и дальше по списку до Калашникова. Он тоже исчерпан. Ничего нового не создать, если не применить те подходы, о которых мы говорим. Развитие осуществляется лишь благодаря решению тех задач, которые ранее не могли быть решены. Решил такую задачу — и перешел на другую ступень развития. Это и есть технологический прорыв».
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl