В январе 2011 года  немецким правительством был инициализирован проект Индустрия 4.0.  Прошло семь лет. Что сделано за эти годы ? Как далеко удалось продвинуться ? Проект был принят в рамках плана «Хай-тек стратегия 2020».
До «2020»   осталось всего 2 года – что удастся предъявить миру к этой «магической» дате ?

      О четвертой промышленной революции говорят сейчас много, но мы все-таки кратко напомним, о чем идет речь: первая революция была связана с заменой мускульной силы энергией пара и воды,  вторая – с  электрификацией и появлением конвейера, третья  — с развитием числового программного управления.

Четвертый этап преобразований связан с интернет и искусственным интеллектом: «умное оборудование» на «умных фабриках» (Smart Factory) будет самостоятельно, без участия человека выходить в сеть, передавать и получать необходимую для работы информацию. Такое взаимодействие «машина-машина», «продукт-машина», «деталь-станок», «товар-склад», «товар-транспорт»  и т.п. будет развиваться в рамках концепции интернета вещей (Internet of Things, IoT).  Использование цифровых моделей изделия и технологического процесса производства – так называемых «цифровых двойников» ( Digital Twin ) позволит выполнять виртуальные корректировки для достижения целевого результата.

Авторы, изучающие грядущую четвертую промышленную революцию, отмечают, что она отличается от трех предыдущих следующими факторами:

Темпами развития. Изменения нарастают не линейно, а скорее экспоненциально. В нашем глобальном и глубоко взаимозависимом мире все процессы развиваются быстрее.

Широтой и глубиной.  Революция не ограничивается одной промышленностью,  новейшие технологии распространяются в информационную сферу, в медико-биологическую отрасль, в генетику, энергетику, транспорт и пр. Беспрецедентные изменения затрагивают экономику, политику и общество.

Системным воздействием. Она предусматривает целостные внешние и внутренние преобразования всех систем в компаниях, отраслях, в обществе, во всех странах.

Но, по нашему мнению, есть еще одно радикальное отличие. В основе трех предыдущих промышленных революции лежали объективные изменения: появление новых машин, технологий, способов производства. Их никто не режиссировал, ими никто не управлял, да и революциями  эти преобразования были названы позже, задним числом. Это обычная практика – исторические события изучаются, классифицируются и  получают некую оценку  уже после их завершения. Для осмысления требуется некоторое время.

Особенностью четвертой промышленной революции является то, что впервые в истории  возникающие изменения признаны революционными  во время их развития, задолго до их завершения.

Кроме того,   запуск Германией проекта «Индустрия 4.0» на уровне правительства одной страны, демонстрирует попытку совершить революцию «сверху» и  возглавить ее.  Это делает четвертую промышленную революцию в некотором смысле рукотворной,  что коренным образом отличает ее от трех предыдущих.

Старшее поколение, изучавшее марксизм-ленинизм, помнит, что просто так, по чьему-то желанию   революцию  сделать невозможно.  Для этого нужны объектные предпосылки.  Но они налицо —  взрывное развитие цифровых технологий, их проникновение во все сферы деятельности.  Прорывы  в самых различных отраслях – в промышленности, аграрном секторе, медицине, науке, в управлении и т.д.

Количество данных,  их разнообразие и в то же время связанность,  доступность их получения, скорость обработки переходят в новое качество и позволяют решать многие задачи на принципиально ином уровне.

Число  подключенных к сети устройств  уже превысило численность населения планеты и по прогнозам к 2020 году составит по одним данным  — 26, а по другим – 50 миллиардов.

С другой стороны, одних объективных факторов мало – необходимо еще и субъективное условие  —  кто-то должен быть готов взять  дело в свои руки и возглавить процесс.

Видимо, на родине марксизма,  вспомнили об этих постулатах революционной теории и решили действовать. В январе 2011 года в Германии  был инициирован проект Industrie 4.0  (Индустрия 4.0).  Как и любой процесс, начатый „сверху“ он развивался медленно. Сначала были многочисленные согласования, создания рабочих групп, выработка плана действий, рекомендаций. Создавался базис проекта, выявлялись и объединялись заинтересованные лица, налаживались контакты, формировалось общественное мнение. На это ушло около 2-х лет.

 

В настоящее время проект Индустрия 4.0 представлен тремя большими группами участников:

1. Федеральное правительство представлено министерством образования и исследований  (BMBF) и  министерством экономики и технологии (BMWi).
2. Исследования курирует Общество имени Фраунгофера (Fraunhofer-Gesellschaft).
3. Бизнес и индустрию представляют промышленные Союзы Германии BITKOM, VDMA и ZVEI.

 

Первые экономические результаты

Технологии Индустрии 4.0 с 2015 года реализуются с оборотом, растущим на 20 % в год.  В 2015  году – около 4 млрд. евро, в 2018  ожидается  около 7,1 млрд. евро.

Рост добавленной стоимости, достигнутой с помощью этих технологий, прогнозируется от 153 млрд. евро в 2015-20 годы до 425 млрд. евро к 2025 году.

Немецкая академия технических наук оценивает рост производительности в Германии  за счет Индустрии 4.0 — около 30 %, а в целом по другим странам, сотрудничающим по данному проекту — около 20 %.

Экономический эффект от Индустрии 4.0 достигается за счет следующих факторов:

1. Оптимизация и индивидуализация производства. Учет потребностей клиентов и выпуск продукции с объемом партии 1 штука („Losgröße 1“ или поток единичных изделий) в сочетании с преимуществами массового производства.
2. Новые бизнес-модели: процессы, отдельные компоненты цепочки создания ценности и даже сами продукты генерируют данные и обмениваются ими. Машины и продукты становятся «умными». Применение анализа «больших данных» (big-data). Выгода для клиента возрастает за счет добавления к товару дополнительных функций или новых услуг. В будущем также все большую роль будет играть искусственный интеллект.
3. Бизнес-модели все больше основаны на цифровых платформах, чья добавленная стоимость увеличивается с ростом числа пользователей (это наблюдается в потребительском секторе, например, Amazon). Многочисленные платформы для приложений Индустрии 4.0 уже предлагаются на рынке или выйдут на него в ближайшее время.

В разных странах  главные источники экономического эффекта Индустрии 4.0   оцениваются по-разному.

В Германии видят наибольшие шансы в оптимизации производств. Традиционно немцы сильны в технологиях и умении организовывать производственные процессы, они успешно используют свои стартовые позиции мирового поставщика оборудования.

В США предприятия обращают больше внимания на бизнес-модели, основанные на данных. Они сильны в IT-платформах, особенно в потребительском секторе.

Японцы сочетают и оптимизацию производства, и новые бизнес-модели.  В Китае стараются технически  обновить, модернизировать производства.

Инициаторы проекта Индустрия 4.0 считают главными задачами на сегодня следующие:

1. Разработка стандартов
2. Информационная безопасность
3. Подготовка рынка труда
4. Вовлечение в процесс малых и средних предприятий
5. Международное сотрудничество

На каждом из этих направлений достигнуты определенные результаты.

1. Разработка стандартов

Заинтересованные стороны организовали в апреле 2013 года так называемую Платформу «Индустрия 4.0» http://www.plattform-i40.de, играющую роль координирующего штаба проекта.

В апреле 2014 г. Платформа Индустрия 4.0 опубликовала первую версию эталонной модели архитектуры для Индустрии 4.0 (Referenzarchitekturmodell für Industrie  — RAMI 4.0),   целью которой является  описание сложных взаимосвязей и разложение их на «удобоваримые»  фрагменты. Под новую архитектуру разрабатываются также новые стандарты DIN.

 

Как это часто бывает, почти одновременно  некоммерческое объединение OMG (Object Management Group), занимающееся разработкой и продвижением объектно-ориентированных технологий, основало в  США консорциум промышленного интернета (Industrial Internet Consortium — IIC). Изначально в него входили IBM, Cisco, AT & T, Intel и GE. Сегодня, IIC насчитывает более 200 участников.

В апреле 2015 года IIC  обнародовал  «Эталонную архитектуру промышленного интернета»  (Industrial Internet Reference Architecture  — IIRA).  Если судить по названию, то можно предположить, что IIRA —  это конкурирующая с немецкой RAMI 4.0   модель архитектуры.   Однако отличия существуют и отличия заключаются не только в истории возникновения — RAMI 4.0 появилась по  политической инициативе, а  IIRA – это чисто индустриальный продукт.

Архитектура  IIRA — это одномерная модель, включающая несколько слоев (уровней), и в которой  на сегодня не предусмотрена иерархическая структура.  Эта модель больше подходит для  описания ИТ-архитектуры.

Немецкая модель RAMI 4.0  больше подходит для промышленной автоматизации. Это трехмерная модель.  Существенным различием  RAMI 4.0 от IIRA является явный учет   жизненного цикла объектов производственной среды и потока создания ценностей.

В то время как IIRA в первую очередь занимается описанием информационных потоков и учитывает только физические объекты, компоненты I4.0  могут быть и организационными, например, «план производства» или «заказ».

В RAMI 4.0 предусмотрен длительный сбор, обработка и уточнение данных, тогда как в IIRA  данные генерируются  по необходимости и затем используется только по назначению.

RAMI 4.0  фокусируется больше на  производстве, а IIRA создает основу цифровизации энергетики, здравоохранения, общественного транспорта и производства в том числе.

Однако обе архитектуры не являются взаимоисключающими – они могут дополнять друг друга.

Работы  по совершенствованию архитектуры Индустрии 4.0  и ее отдельных компонентов планируется осуществлять по трем направлениям:

1. Совершенствование структуры управляющих оболочек.
2. Обеспечение надежной бесперебойную связь между управляющими оболочками, в том числе и оболочками, реализованными в «облаке».  Речь идет о наборе правил, которые подобно словарю определяют словарный состав языка общения между машинами, датчиками и продукцией.
3. Разработка сценариев использования (Use Cases) для различных отраслей. Варианты использования рассматриваются, как еще один важный шаг, чтобы сделать RAMI 4.0 и компоненты Industry0 более осязаемыми и приблизить эту тему к машиностроителю и конечному пользователю.

 

2. Информационная безопасность

С темой стандартов тесно связаны вопросы ИТ-безопасности. Это еще одна задача, от решения которой зависит успех проекта Индустрия 4.0.

Киберугрозы становится новым видом бизнес-рисков.  Актуальной является  проблематика интегрирования и достоверности данных, защита интеллектуальной собственности, защита от влияния человеческого фактора.

Важно, чтобы все участники цепочки создания ценности (производители, поставщики материалов и дополнительных услуг,  IT- платформы)  и информация,  которой они обмениваются были бы четко и надежно идентифицируемыми. Роли и права доступа регламентированы. Каналы связи должны быть технически совершенными и  защищенными от несанкционированного доступа.

Участники проекта Индустрия 4.0 в настоящее время заняты поиском практических решений по указанным вопросам и связи их с разрабатываемой архитектурой и стандартами.

 

3. Подготовка рынка труда

Помимо технических аспектов возникают также важные вопросы взаимодействия человека, общества и новых технологий.  В обществе обсуждаются риски нарастания безработицы,  социального расслоения.  Новая индустриальная революция понижает ценность  низко- и среднеквалифицированного труда, что может подорвать материальный достаток среднего класса. Чтобы избежать негативного влияния необходимы превентивные меры, которые активно обсуждаются и реализуются.

Возникает целый ряд вопросов: «Повлияет ли новая индустриальная революция на количество рабочих мест? Как изменится структура занятости? Какие компетенции будут востребованы на рынке труда в будущем?»

Немецкие специалисты  рассчитывают, что по крайне мере в среднесрочной перспективе общее число рабочих мест не уменьшится.  Однако структура занятости существенно изменится —  традиционные рабочие места будут замещаться новыми, изменятся требования к квалификации и компетенции  сотрудников.

На национальном IT-саммите в Саарбрюккене  16-18 ноября 2016   основное внимание было уделено коренным образом изменяющемуся миру труда. Пока по результатам опроса VDMA темой Индустрии 4.0 занимаются  менее 30 % технических специалистов в машиностроении Германии.  Но по мере развития проекта он будет затрагивать все больше людей. Новые вызовы ждут 8 миллионов занятых в промышленности Германии. Преобразования ждут  и 260.000 учебных мест,  которые промышленность создает каждый год.

На саммите подчеркивалось, что цифровое образование  должно начинаться как можно раньше и не заканчиваться  в средней школе или колледже — оно должно сопровождать работника всю его трудовую жизнь.

В этой связи немцы планируют инвестировать миллиарды евро в оснащение профессиональных школ. И4.0 нуждается в «профессиональных школах (ПТУ) 4.0», как их назвал Федеральный министр экономики Зигмар Габриэль.

Издано пособие «Цифровое преобразование на предприятии — примеры и рекомендации по образованию и обучению», которое   показывает на примере 15 реальных проектов, какие компетенции   сотрудников в будущем могут потребоваться и каким образом их можно применить на практике.

4. Вовлечение в процесс малых и средних предприятий

Согласно опросам немецкого государственного банка KfW 64 % индустриальных предприятий и 72 % поставщиков промышленных услуг считают, что они выиграют от дигитализации. Но только 35 % производств уже сейчас используют цифровые технологии.  И только у 7 % эти технологии являются центральным звеном их бизнес-модели. Большинство из них — крупные компании.  Тогда как основу экономики страны составляют малые и средние предприятия (МСП).

Многие МСП делают первые шаги в цифровом мире. Четыре из пяти МСП (83%) инвестировали в цифровые системы в 2013-2016 годах. Однако почти половина этих МСП инвестирует менее 10 000 евро в год.

Основными препятствиями для цифровизации, которые называют МСП, является нехватка ИТ-специалистов (67%), высокие инвестиционные требования (59%), необходимость защиты данных (62%), а также отсутствие возможности подключения к Интернету (58%). Неудивительно, что те, кто не используют цифровые технологии, как правило, оценивают преимущества от дигитализации ниже, чем пользователи этих технологий.

Для того, чтобы  привлечь средние предприятия к идее «малого и среднего бизнеса 4.0» ,   по всей стране создаются  региональных центры компетенции при содействии Федерального министерства по вопросам экономики и энергетики (BMWi). Центры компетенции поддерживают компании в их разработках стратегического развития или в конкретных проектах.

Центры компетенции — это небольшие организации. Они собирают на свои встречи по несколько десятков интересующихся новыми технологиями представителей местной промышленности. Для этого привлекаются эксперты из крупной индустрии и науки, которые передают свои опыт МСП.

Профессор Детлеф Цюльке,  создатель и генеральный директор «SmartFactoryKL» (одного из центров компетенции), так образно сформулировал  подход к распространению знаний среди МСП: «Занимаясь темой  Индустрии 4.0 не  нужно стремиться финансировать  свет маяка, работая исключительно с крупными компаниями. Мы должны продвигать уличное освещение совместно с нашим сильным средним классом «.

 

5. Международное сотрудничество

В международном сотрудничестве министерство BMWi, а также платформа «Индустрия 4.0» основное внимание уделяется таким странам, как Китай, Япония и США, а также Италия и Франция.

Основными направлениями международного сотрудничества являются:

• международные совместимые и открытые стандарты,
• требования к ИТ-безопасности в цифровых глобальных производственных цепочках добавленной стоимости,
• международное «игровое поле» в правовой структуре,
• тестирование и демонстрация приложений, совместное использование для этого национальных испытательных центров и лабораторий,
• обмен лучшими практиками для поддержки взаимопонимания и обучения.

Немецкая платформа «Индустрия 4.0»  активно сотрудничает с аналогичными альянсами:   французским Alliance Industrie du Futur, японским  Robot Revolution Initiative, американским Industrial Internet Consortium.

Например, совместно с  Industrial Internet Consortium  развиваются идеи, как организовать международные испытания для малых и средних предприятий (МСП),  как развивать и объединять преимущества созданных эталонных архитектур  RAMI 4.0 и IIRA.

Сотрудничество осуществляется также  с Европейской комиссией. Так, по инициативе Федерального министерства экономики и Европейской комиссии с 31.01-01.02. 2017 года в Эссене  прошел первый европейский форум «Цифровизация европейской промышленности».  А в марте 2017 —  заседание национальных платформ по дигитализации в Берлине. Здесь Германия максимально использовала свои возможности председательства в G20 в 2017 году.

Для России, как и для других развивающихся стран, Индустрия 4.0 несет определенные угрозы. Отставание в индустриальном развитии может только усилиться. Обесценивание низкоквалифицированного человеческого труда может привести  к потере  преимущества дешевой рабочей силы и возможностей для догоняющего развития. Для передовых индустриальных стран участие в международном разделении труда, перенос  и локализация производств становятся менее актуальными. Сырьевым экономикам станет все сложнее привлекать на свои территории высокотехнологические производства, а также обеспечивать их подготовленным на современном уровне персоналом.

В России важность дигитализации в последнее время подтверждается на самом высоком уровне.  На прошедшем в июне 2017 года Петербургском международном экономическом форуме Президент России подчеркнул: «Цифровая экономика (…) имеет жизненно важное значение».

Немцы готовы сотрудничать  с Россией не в последнюю очередь из-за необходимости защиты евразийского экономического пространства от других экономических тяжеловесов, прежде всего от США. Как высказался на ПМЭФ 2017 комиссар ЕС по цифровой экономике Гюнтер Оттингер: «Нам нужна европейская дигитализация. США хотели обеспечить и расширить свое превосходство в мире благодаря цифровому превосходству. Google и Apple не будут строить автомобили, но они продают мобильность и приносят деньги. А для Вольфсбурга, Рюссельсхайма, Штутгарта и Мюнхена они оставляют сверление, сварку и закручивание винтов… Нам нужна европейская цифровая стратегия, участвовать в которой мы  приглашаем Норвегию, Россию, Украину, Западные Балканы и Турцию. Тогда, по крайней мере, мы сможем сохранить свою позицию в мире».

Кроме того, немцы  просто заинтересованы в продвижении своих технологий: программного обеспечения SAP в Газпром, разработок Siemens для РЖД,  в применении комбайнов Claas с GPS-управлением на «огромных российских полях» и т.д.

Есть примеры и встречного движения —  российская компания «Т-Платформы», ведущий российский разработчик вычислительного оборудования  запустила в эксплуатацию суперкомпьютер JURECA в немецком Суперкомпьютерном центре Юлих. Это первая крупномасштабная зарубежная система, основанная на российском оборудовании.

В рамках Международной промышленной выставки «ИННОПРОМ-2017» в июле 2017 года в Екатеринбурге Министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров доложил Президенту Российской Федерации о готовности к практической реализации программы создания единого цифрового пространства промышленности России 4.0 RU.

Базовая концепция 4.0 RU разработана в рамках совместной инициативы Минпромторга и ведущих инновационных компаний: НПП «ИТЭЛМА», «Лаборатория Касперского»,  «СТАН». В проекте участвует также и немецкий “Siemens”.

Любопытно, что ключевым элементом 4.0 RU наряду с  цифровым  проектированием,   автоматическим   подбором оборудования,  виртуальной обработкой детали,   является сканирование базы данных предприятий России на предмет выполнения заказа. То есть предлагается своего рода промышленная онлайн-биржа, в которой видны  все заводы, у которых есть свободные мощности, чтобы изготовить заказ. Как это стыкуется со свободным рынком и конкурентной средой – не вполне понятно. Зато отмечается, что внедрение системы даст Минпромторгу действенный инструмент мониторинга состояния промышленности страны.

Новая эпоха, основанная на данных, сетях  и искусственном интеллекте уже становится реальностью.  Для одних она несет новые возможности, для других – новые угрозы. Одни страны пытаются возглавить процесс, другие – не отстать. Чтобы не остаться на обочине —  необходимо действовать. Так или иначе, но нам придется встраиваться в новые условия и лучше подготовится к ним заранее.