Индустрия берётся за ум

Если собрать среднее арифметическое из существующих определений, то получится что промышленный интернет вещей (у лингвистов-технократов в почёте аббревиатура IIoT — от Industrial Internet of Things) — это система, при которой оборудование на предприятии общается между собой при помощи интернет-протокола, минуя операторов. В эту информационную сеть объединяются все объекты, все рабочие места, и вопросы повышения эффективности производственных процессов, а также разрешения внештатных ситуаций машины решают самостоятельно. Хотя подобное определение можно считать заметно упрощённым, ведь, по большому счёту, всё вышеописанное — это автоматизация. Эксперты объясняют: синонимичными эти понятия называть нельзя.

«Говорить об автоматизации процессов в рамках концепции промышленного интернета вещей, на мой взгляд, не совсем корректно. Автоматизированные процессы — это продукт 3-й промышленной революции, когда были открыты полупроводники и собраны первые логические контроллеры. Продуктом идеи промышленного интернета вещей или, как эту идею называют в Германии, 4-й промышленной революции должны быть автоматические процессы, основанные на искусственных нейронных или киберфизических сетях. Иначе говоря, искусственный интеллект предприятия сам принимает решения, что делать в той или иной ситуации, а участие человека, которое свойственно автоматизированным процессам, заключается в наставничестве этого искусственного интеллекта, как родитель наставляет своего ребенка», — рассуждает главный инженер, руководитель проектов ООО «БАЛЛУФФ» Михаил Анистратенко.

div style="text-align: justify;">Если собрать среднее арифметическое из существующих определений, то получится что промышленный интернет вещей (у лингвистов-технократов в почёте аббревиатура IIoT — от Industrial Internet of Things) — это система, при которой оборудование на предприятии общается между собой при помощи интернет-протокола, минуя операторов. В эту информационную сеть объединяются все объекты, все рабочие места, и вопросы повышения эффективности производственных процессов, а также разрешения внештатных ситуаций машины решают самостоятельно. Хотя подобное определение можно считать заметно упрощённым, ведь, по большому счёту, всё вышеописанное — это автоматизация. Эксперты объясняют: синонимичными эти понятия называть нельзя.

«Говорить об автоматизации процессов в рамках концепции промышленного интернета вещей, на мой взгляд, не совсем корректно. Автоматизированные процессы — это продукт 3-й промышленной революции, когда были открыты полупроводники и собраны первые логические контроллеры. Продуктом идеи промышленного интернета вещей или, как эту идею называют в Германии, 4-й промышленной революции должны быть автоматические процессы, основанные на искусственных нейронных или киберфизических сетях. Иначе говоря, искусственный интеллект предприятия сам принимает решения, что делать в той или иной ситуации, а участие человека, которое свойственно автоматизированным процессам, заключается в наставничестве этого искусственного интеллекта, как родитель наставляет своего ребенка», — рассуждает главный инженер, руководитель проектов ООО «БАЛЛУФФ» Михаил Анистратенко.

Как уже упомянул эксперт, идеологи концепции IIoT, как правило, связывают её с четвертой индустриальной революцией. Всё обойдётся без политпропаганды и баррикад: просто мир перейдёт на полностью автоматизированное цифровое производство. Три индустриальные революции уже позади — правда, в разных странах достижения неравные. С первой из них, скажем, понятно: на рубеже XVIII-XIX веков появились механические устройства, паровая энергия, а мир, ну или, во всяком случае, развитые страны, перешли от аграрной экономики к промышленному производству. Ещё через 50-100 лет (где как) произошла вторая революция: «приручение» электрической энергии, развитие нефтяной и химической промышленности. Главным результатом здесь стало становление серийного производства. Ну а на настоящее время приходится третья индустриальная революция, характеризующаяся появлением электронных систем и индустриализацией экономики. Ключевым эффектом стала (а точнее, должна была стать) автоматизация и роботизация экономики. Так что четвёртая революция — это уж, скорее, эволюция, поскольку очевидно, что её элементы проявились ещё на предыдущем этапе. Только если раньше речь шла о локальной автоматизации, то есть на уровне конкретного процесса, то говоря о IIoT, эксперты подразумевают формирование глобальных сетей обмена информацией.

Ключевая же запинка в том, что третья революция ещё не завершена — во всяком случае, на российских производствах. Даже об уровне роботизации производств специалисты говорят очень осторожно.

«Учитывая потенциал России и опыт развитых стран, внедрение промышленных роботов в Российской Федерации пока не вызывает бурного оптимизма, хотя, в целом, спрос растёт. Кривая роста спроса смотрит вверх лишь благодаря увеличению интереса производственников к автоматизации процессов сварки. Сегодня примерно 95% всех запросов по внедрению роботов связаны с желанием модернизировать сварочные процессы. Например, в развитых странах роботизация сварочных процессов, в среднем, занимает всего 15% от общей массы, зато наблюдается большой спрос по внедрению роботов для автоматизации паллетирования, обслуживания станков, в том числе листогибочных и прессовых машин. Также в Европе существует высокий спрос на технологии роботизированной 3D-резки, покраски и механообработки.

Отдельно стоит упомянуть о вредных производствах, где трудятся исключительно роботы, а не люди. То есть Россия неизбежно войдет в период своего развития, когда спрос на роботизированные технологии будет не меньше, чем в развитых странах, а количество квалифицированных компаний, занимающихся проектированием и изготовлением робототехнических комплексов, вырастет в разы», — сказал в интервью порталу «Элек.Ру» директор по развитию холдинга «Белфингрупп» Андрей Филиппович.

И хотя эксперт и оценивает проблему с собственной точки зрения («Белфингрупп» специализируется на роботизированных технологиях), комментарий оказывается очень ёмким. Здесь и неприятное противопоставление «Россия — развитие страны», и вечная вера в светлое будущее государства и его промышленности, и ключевой вопрос: а есть ли предмет для разговора о четвертой индустриальной революции и IIoT?

Эксперты уверены: IIoT — не пустой звук. Они предлагают цифры и графики, иллюстрирующие близость четвёртой индустриальной революции. На разных производствах мира (и Россия — не исключение) можно увидеть элементы системы, которые, в принципе, можно причислять к промышленному интернету вещей.

Старт развития концепции промышленного интернета вещей аналитики видят в 2011 году. Связано это с тем, что именно тогда количество подключенных в мире устройств впервые превысило количество пользователей. Что касается дальнейшего развития этого показателя, то здесь единства экспертного мнения не наблюдается: по мнению аналитиков Gartner, число соединённых устройств в мире достигнет 21 млрд штук в 2020 году, Intel предлагает совсем другие цифры — 200 млрд. Сходятся эксперты лишь в том, что в ближайшее десятилетие концепция будет только прогрессировать, причем высокими темпами.

Также специалисты (за редким исключением) уверены, что становление промышленного IoT — явление положительное и в перспективе позволит снизить расходы на персонал, накладные расходы и повысить качество. В качестве иллюстрации — завод Phillips в Голландии, где бритвы собирают роботы — 128 штук. Они трудятся в темноте, так что предприятие экономит на плате за электроэнергию. Что же касается коллектива, то он состоит из 9 работников. Или другой не менее известный производитель — Harley Davidson, чья история и вовсе является энциклопедийной. У компании существовала проблема: медленно обрабатывались запросы потребителей, что отрицательно влияло на лояльность клиентов. Создатели прославленных мотоциклов провели техническую реконструкцию рабочих площадок и установили на каждом производственном этапе датчики, контролируемые системой класса MES. В результате Harley Davidson достиг 6-часового производственного цикла (по сравнению с первоначальным нормативом в 21 день) и, в качестве главного итога, 7-кратно увеличил свою акционерную стоимость.

Всем известная рекламная акция компании Coca-Cola, когда любой желающий мог зайти на сайт, указать своё имя и пустить в производство банку с газировкой, предназначенной именно для него, также вписывается в концепцию промышленного интернета вещей. Ведь, разумеется, не существует специально обученного человека, который, анализируя обращения, меняет конфигурацию печатающей установки. Всё это происходит автоматически, а информация поступает с веб-ресурса компании. Или сервис Nike, где клиент на сайте может создать персональную модель кроссовок AirMax путём моделирования подошвы, язычка, носов, шнурков и т. д. Здесь технологический процесс изменяется в реальном времени, создавая уникальную пару обуви по требованиям заказчика. Даже если у каждого человека на планете будет по пять пар такой обуви, каждая из них будет уникальной: это кажется невероятным, но существует 1,5 квинтиллиона вариантов. Есть подобные достижения и в мебельном производстве, и в станкостроении, и в металлообрабатывающей отрасли.

Немецкий производитель датчиков и других компонентов автоматизации Balluff также продвигает идею IIoT: компания создаёт решения, основанные на интерфейсе IO-Link и технологии RFID для мониторинга, прослеживаемости и сбора статистики по производству и логистике.

«Мы стараемся дать клиенту полный спектр полевых компонентов с возможностью эскалации данных в верхнеуровневые системы управления и планирования при параллельной интеграции в автоматизированные системы с обратной связью, управляемые циклично контроллерной техникой. Системы с возможностью удалённой параметризации через оба канала связи как человеком (например, через мобильное приложение), так и контроллером (на основе информации, поступающей от контрольно-измерительной техники). Таким образом, наши компоненты и системы позволяют анализировать полезные данные, как, например, текущие мощности, отставания от планов, простои, брак продукции и т. д., и изменять технологические процессы на основе этих данных, тем самым повышая эффективность производства», — комментирует Михаил Анистратенко.

«Компания De Dietrich как производитель котельного и отопительного оборудования весьма заинтересована в развитии идеи интернета вещей. Автоматика водогрейных котлов De Dietrich позволяет подключить дистанционное управление и систему сбора данных. Это позволяет оперативно получать сведения о работе и аварии котла, управлять котлом дистанционно, что даёт возможность сделать котельную полностью автоматизированной и без обслуживающего персонала. Также автоматика De Deitrich позволяет вести статистику работы оборудования, что очень полезно особенно в промышленной сфере для расчёта и планирования амортизации оборудования, понимания эффективности его работы и многое другое. Данные системы реализованы на котельных с котлами De Dietrich в Саратове, Ярославле, Москве, Петрозаводске и многих других городах. В реальности подобные системы автоматики с функцией интернета вещей позволяют сделать котельные гораздо безопаснее, эффективнее и заметно снижают затраты на эксплуатацию котельных», — рассказывает представитель De Dietrich Thermique в Северо-Западном регионе Олег Козлов.

Да, собственно, что далеко ходить: наши земляки, разработчики из Красноярска, создали программно-аппаратный комплекс по сушке пиломатериалов. Она позволяет минимизировать участие человека в этом процессе. В камере устанавливаются датчики, в операторской на электронном табло задаются параметры, и далее процесс идёт фактически автономно. Уже сегодня система самостоятельно справляется со многими задачами сушки, предотвращая аварийные ситуации и выравнивая параметры в случае необходимости, а в будущем разработчики намерены создать полностью самостоятельный комплекс. Ну чем не элемент концепции промышленного интернета вещей?

Вот только беда в том, что всё это — лишь элементы, то есть предпосылки для развития системы IIoT. О её существовании в том виде, в котором об этом говорят аналитики, дискутировать, по всей вероятности, пока рано.

«Разумеется, революция не может быть частичной, революция должна охватить все процессы. Речь идёт о технологиях будущего, а кто не готов шагнуть в будущее, тот останется в прошлом. Это как представить на сегодняшний день производство, не использующее контроллерную технику, а работающую с помощью паровых машин.

Сегодня мир только начинает развиваться в этом направлении, и о революции, разумеется, пока говорить рано. Сейчас это скорее эволюция. Стремительная, инновационная, местами дерзкая, но все же эволюция. Для того, чтобы произошел скачок от эволюции к революции, необходим, в первую очередь, синтез сферы промышленной автоматики и мира информационных технологий, где идея интернета вещей весьма опережает производственную деятельность. Для этого, конечно же, нужно научить «общаться» компоненты систем из двух миров на «одном языке», то есть нужно унифицировать интерфейсы связи. Это довольно сложная работа, ведь создавались они параллельно различными производителями в течение последних 50 лет, и им будет сложно прийти к консенсусу, для создания универсального протокола, и связать его с верхнеуровневыми программно-аппаратными комплексами. На сегодняшний день, единственным решением для создания систем, максимально удовлетворяющих концепции киберфизических сетей является унифицированный протокол IO-Link, который позволяет наделить стандартные датчики и исполнительные устройства интеллектом, а именно самодиагностикой и параметризацией на полевом уровне», — объясняет Михаил Анистратенко.

Формированием концепции IIoT в России занимается несколько общественных и государственных организаций. В их числе Национальная ассоциация участников рынка промышленного интернета (НАПИ). Её комментарии по данному вопросы оптимизма не внушают.В 

По данным НАПИ, в деле становления IIoT Россия отстаёт от США, Германии, Японии и Китая лет на 7-10, а уровень автоматизации практически во всех отечественных промышленных отраслях характеризуется как крайне низкий. Отставание России неудивительно, ведь государственной цифровой стратегии в стране нет, как нет и органа, отвечающего за её создание. Соответственно, комплексная подготовка кадров не ведётся. Да и спроса на цифровую инфраструктуру — за исключением, разве что, дата-центров — не наблюдается.

А в чём, собственно говоря, опасности такой лакуны? Как говорится, семь лет мак не родил… Однако аналитики J’son & Partners Consulting в своём прошлогоднем исследовании предупреждают о возможных угрозах. По их мнению, игнорирование новейших промышленных технологий может привести к тому, что российская продукция станет неконкурентоспособной — кратно увеличится разрыв по таким важнейшим параметрам, как скорость исполнения заказа и себестоимость продукции. По их данным, по производительности труда мы в 2015 году отставали от США в 4 раза, в 2023 году разрыв будет уже в 10 раз, а дальше — непреодолимый технологический барьер.

Перспективы, описанные в исследовании PwC, намного более радужные. По данным аналитиков, в России уже сегодня имеются успешные примеры внедрения интеллектуальных цифровых технологий, и потенциал повышения эффективности производства у нас значительно выше, чем в упомянутых США или Японии. Если здесь рост эффективности на 1-2% — это уже прорыв, то в России возможен скачок продуктивности аж на 10-30%.