Цифровое предприятие
 
2017/08/22 17:36:37

Как создать цифровое предприятие
6 этапов на пути к Индустрии 4.0

Немецкая академия наук и инженерии описала основные шаги, которые должно сделать предприятие, чтобы соответствовать концепции "Индустрия 4.0". В материале, подготовленном специально для TAdviser, журналист Леонид Черняк рассматривает эти этапы и предпосылки цифровой трансформации, к которой стремятся современные компании.

Содержание

Весной 2017 года Центр Industrie 4.0 Maturity Center, входящий в состав Немецкой академии наук и инженерии acatech, представил результаты исследования «Индекс зрелости для Индустрии 4.0» (Industrie 4.0 Maturity Index). Это исследование было выполнено совместно с экспертами компаний-партеров: Института управления в промышленности (FIR e. V. at RWTH Aachen), PTC, Infosys и TÜV SÜD.

Индекс зрелости характеризует готовность предприятий к переходу на уровень индустриального развития, соответствующий представлениям о Четвертой промышленной революции, называемый «Индустрия 4.0» (Industrie 4.0 на немецком, Industry 4.0 на английском).

Немецкая академия наук и инженерии acatech (от academia and technology) была учреждена 1 января 2008 года с целью усиления научно-технической независимости Германии. Ее деятельность направлена на формирование правильных представлений о перспективах научно-технического прогресса среди политиков и в широких кругах общественности. Академия видит в себе институцию, способную предоставить обществу нейтральные и научно обоснованные рекомендации относительно перспектив развития на будущее. Она стремится усилить взаимодействие между наукой и бизнесом. Она реализует необходимую передачу знаний путем организации конференций и форумов, публикации различного рода отчетов

Что такое Industrie 4.0

Основу производства, согласно немецкой концепции Industrie 4.0, образуют киберфизические системы (Cyber-Physical System, CPS), состоящие из различных природных объектов, искусственных подсистем и управляющих контроллеров, позволяющих представить такое образование как единое целое. В CPS обеспечивается тесная связь и координация между вычислительными и физическими ресурсами.

В понимании acatech, реализация инициативы Industrie 4.0 в полном ее объеме предполагает создание глобальной киберфизической системы в рамках национальной экономики. Но это не значит, что невозможно реализовать отдельные составляющие Industrie 4.0 в рамках одного отдельно взятого предприятия.

Ключевым моментом в Industrie 4.0 является создание инфраструктуры, имеющей в основе три типа интеграции:

  • Горизонтальная интеграция структурной модели бизнеса (value networks);
  • Сквозная цифровая интеграция производственных процессов (digital integration of engineering) по всей структурной модели бизнеса;
  • Вертикальная интеграция внутренней производственной цепочке предприятия (networked manufacturing).

Горизонтальная интеграция может выглядеть так

Трехступенчатая интеграция позволяет превратить всю национальную экономику в единую киберфизическую систему, объединенную государственным управлением. На государство здесь возлагаются координирующие задачи, связанные со стандартизацией и различного рода неизбежными социальными последствиями. Отмечается, что движение по направлению к Industrie 4.0 будет иметь эволюционный характер, а существующие технологии будут постепенно адаптироваться к инновационным решениям и рынкам.

С технической точки зрения национальная киберфизическая платформа складывается из трех типов сетей:

В «Рекомендациях» немецкой академии подчеркивается, что инициатива Industrie 4.0 затрагивает интересы общества в целом, поэтому должна рассматриваться не только в техническом, но и в более широком социокультурном аспекте, с учетом демографических и других вызываемых ею изменений.

6 этапов развития предприятия на пути к Industrie 4.0

Для оценки соответствия предприятий требованиям Industrie 4.0 acatech совместно с компаниями-партнерами разработала методику и показатель, названный индексом зрелости (Maturity Index). То и другое подробно описано в документе «Industrie 4.0 Maturity Index. Managing the Digital Transformation of Companies».

Индекс позволяет судить о том, на какой стадии находится в текущий момент компания в продвижении к желаемому состоянию, соответствующему требованиям Industrie 4.0. А именно - состоянию быстроразвивающейся, динамичной и способной к адаптации компании.

У каждого предприятия путь в Industrie 4.0 может быть разным, но в целом они должны пройти по шести ступням, показанным на схеме ниже.

Шесть ступеней на пути к Индустрии 4.0

Если первые две стадии, объеденные в группу Digitalization, то есть освоение цифровых подходов, являются чисто технологическими, то оставшиеся четыре стадии, соответствующие Industrie 4.0, являются не столько технологическими, сколько кибернетическими, поскольку воплощают в себе системные принципы, постулируемые кибернетикой.

1. Компьютеризация (Computerisation)

Под компьютеризацией подразумевают снабжение средствами для цифрового управления всех основных компонентов производства. Современное оборудование изначально рассчитано на цифровое управление, а оборудование, эксплуатируемое длительное время, должно быть соответствующим образом модернизировано.

2. Сетевое взаимодействие (Connectivity)

На этой стадии изолированные технологии объединяются в общую среду, соответствующую требованиям бизнеса компании. Обычно для этой цели используют соединение по протоколу Internet Protocol (IP), образуя при этом Internet of Things. Сетевое взаимодействие позволяет объединить процедуры автоматического проектирования и производства CAD/CAM со средствами управления технологическими процессами Manufacturing Execution System (MES), организовать дистанционное обслуживание и так далее. Если усовершенствовать не новое, но работоспособное оборудование, то оно тоже может быть включено во взаимодействие.

Цифровая трансформация телекома в Индустрии 4.0

3. Обозримость (Visibility)

Под обозримостью понимают создание цифрового отображения или виртуального двойника предприятия. Падение цен на датчики и другое цифровое оборудование делает это возможным. Чем больше датчиков, чем точнее отображение. Наличие отображения, связанного с системами PLM, ERP и MES, позволяет управляющим видеть картину предприятия в реальном времени и принимать необходимые решения. Проблемы этого этапа не столько в технике, сколько в сложности обеспечения сбора достоверных данных, а именно, в некоторых случаях нет единственного источника правды или нет возможности обеспечить сбор данных без участия человека.

4. Прозрачность (Transparency)

Прозрачность в данном контексте означает связь цифрового отображения с аналитическими системами, шире известными как системы работы с большими данными. Здесь приходится решать классическую задачу извлечения знания из данных.

5. Прогнозирование (Predictive capacity)

Для прогнозирования могут быть использованы адаптированные к производству технологии предиктивной аналитики.

6. Адаптивность (Adaptability)

Способность к прогнозированию открывает возможность автоматизации функций, связанных с адаптацией бизнеса к изменяющимся внешним условиям.

Культурная и социальная среда для перехода к Industrie 4.0

При восхождении по всем шести ступеням эволюционного процесса поведение сотрудников имеет не меньшее значение, чем технологии и организация производства. Необходимо изменить ментальность отдельного человека, от простого исполнителя до менеджеров С-уровня, и всей компании в целом. Должна быть создана такая культурная и социальная атмосфера, которая позволит реализовать преимущества Industrie 4.0. Она складывается в основном из двух вещей – готовность к изменением и свободное социальное взаимодействие на всех уровнях.

Под готовностью к изменениям понимают: открытость к инновациям, постоянный профессиональный рост, приверженность изменениям. Свободное социальное взаимодействие обеспечивается демократическим стилем руководства, возможностью открыто высказывать свои мнения, активным участием в эволюционном процессе.

Выводы

За несколько лет термин Industrie 4.0, предложенный на Ганноверской ярмарке 2011 года, стал интернациональным и более известен как Industry 4.0. Он понимается как комплекс мер, направленных на создание «умного производства» (smart factory). Во всем мире была принята методика, разработанная академией acatech, в основе которой:

  • киберфизические системы для всех производственных процессов;
  • цифровое отображение предприятия, служащее для распределенного управления в режиме реального времени;
  • коммуникации на базе Интернета людей, Интернета вещей, Интернета сервисов.

Эта методика, задуманная как инициатива, адресованная немецкому правительству, стала универсальной. Ее могут использовать специалисты любой национальной принадлежности.

Читайте также