Что_такое_индустрия_4_0

Что_такое_индустрия_4_0

Индустрия 4.0: что такое четвертая промышленная революция?

Сейчас 7 утра, 15 апреля, 2025 года. Ваши умные часы мягко будят вас, вы встаете с постели, а дом оживает. Свет в ванной включается, душ начинает нагревать воду. После душа вы надеваете футболку, которая идеально облегает ваше тело. Проверяете телефон и обнаруживаете, что его батарея вот-вот сядет. Но это не проблема, пуш-уведомление говорит вам, что замена уже готова. Вы слышите, как в гараже заводится машина, готовая отвезти вас на завод, которым вы управляете — пришло уведомление, что одна из машин работает неисправно. Вы довольно редко отправляетесь на работу — большую часть времени завод работает самостоятельно.

«Блин, ну что за ерунда, — бормочете вы себе под нос, когда автомобиль вывозит вас из гаража. — Неужели эти штуки не могут работать правильно».

Добро пожаловать в жизнь после четвертой промышленной революции, когда все объекты, которые вы используете на ежедневной основе, выполнены на заказ и общаются друг с другом в вашу пользу.

Фраза «промышленная революция» (или индустриальная революция), вероятно, вызывает в воображении туманные воспоминания уроков истории в старших классах. Сначала что-то, связанное с паровым двигателем. Да, затем в конце 1800-х была шумиха с электрификацией и разделением труда, а в конце 1900-х годов — еще что-то, связанное с развитием информационных технологий.

Три года назад немцы предсказали четвертую промышленную революцию, которая обещает радикально изменить рабочее место и наконец заставить весь мир объектов вращаться вокруг вас.

Снова перемены

Четвертая промышленная революция, более известная как «Индустрия 4.0», получила свое название от инициативы 2011 года, возглавляемой бизнесменами, политиками и учеными, которые определили ее как средство повышения конкурентоспособности обрабатывающей промышленности Германии через усиленную интеграцию «киберфизических систем», или CPS, в заводские процессы.

CPS — это по сути всеобъемлющий термин, который используется в разговорах об интеграции небольших подключенных к Интернету машин и человеческом труде. Руководители предприятий не просто переосмысливают принцип сборочной линии, но и активно создают сеть машин, которые будут не только производить товары с меньшим количеством ошибок, но и смогут автономно изменять производственные шаблоны в соответствии с необходимостью, оставаясь высоко эффективными.

Другими словами, Индустрия 4.0 — производственная сторона, эквивалентная ориентированному на потребителей «Интернету вещей», в котором предметы быта, от автомобилей до тостеров, будут подключены к Интернету.

Это должен быть «совершенно новый подход к производству», как отметила в отчете Industrie 4.0 Working Group, конгломерат крупных промышленников, экспертов в области искусственного интеллекта, экономистов и академиков. Немецкое правительство поддерживает эту идею и принимает «высокотехнологичную стратегию» для подготовки нации, но в целом Индустрия 4.0 должна и уже постепенно захватывает весь мир, хотим мы этого или нет. США, к примеру, последовали примеру Германии и создали некоммерческий консорциум Industrial Internet в 2014 году, которым руководят лидеры промышленности вроде General Electric, AT&T, IBM и Intel.

Впрочем, термин Индустрии 4.0 остается довольно туманным.

«Несмотря на то, что Индустрия 4.0 — одна из самых обсуждаемых тем в эти дни, я не могу объяснить своему сыну, что она означает», — рассказал производственный менеджер Audi в прошлом году.

Как выглядит Индустрия 4.0?

Потенциал такого вида производства огромен. К примеру, связь между умными продуктами «Интернета вещей» и умными машинами, которые их производят, то есть этот «промышленный Интернет», будет означать, что они смогут производить себя самостоятельно и определять целевое производство в зависимости от нужд, определенных ими же.

Если ваш телефон знает, что скоро «умрет», он может уведомить завод, на котором будет поставлена в очередь задача произвести батарею для вашего телефона или вообще новый телефон, равно как и для других умных устройств. Когда ваш телефон отправится в корзину, другой уже будет ждать вас.

Более того, когда этот процесс станет более сложным и интегрированным, ваш телефон будет прибывать уже с вашими настройками, почти ничем не отличающийся от того, которым вы пользовались вчера.

Этот процесс не ограничивается телефонами и другой сложной электроникой. От одежды до шампуней и мыл, все можно будет ставить на поток без дополнительных затрат, которыми сопровождались услуги индивидуальных дизайнеров. Объекты будут производиться индивидуально для вас напрямую, и уже не придется выбирать из нескольких заранее определенных цветов, называя это персонализацией.

Кроме того, растущая интеграция умных заводов в промышленные инфраструктуры будет означать существенные снижения затрат энергии. Многие заводы тратят много энергии во время перерывов в производстве вроде выходных и праздничных дней, умный завод мог бы этого избежать.

По мнению сторонников такого вида интегрированного производства, Индустрия 4.0 обладает потенциалом изменить само определение человеческого труда. Поскольку машины могут выполнять повторяющиеся, рутинные задачи в производстве с гораздо большей эффективностью, чем люди, эти задачи будут по большей части автоматизированы. Но вместо того, чтобы отнимать работу у людей, люди займутся более требовательными к навыкам, творческими задачами, вместо того чтобы заниматься грубым трудом. Проще говоря, управлять умным заводом можно будет через Интернет.

Новые промышленные гиганты

Тем не менее, несмотря на такую риторику, дальнейшее исследование показывает, что главным стимулом индустриализации являются не столько выгоды потребителей, сколько потенциальные выгоды для многонациональных промышленников, которые первыми примут Индустрию 4.0.

Четвертая промышленная революция обещает разместить Германию на передовой реструктуризации промышленности. Как отмечает рабочая группа в своем докладе, само существование производства в Германии может зависеть от Индустрии 4.0. «Если немецкая промышленность хочет выжить и процветать, ей придется играть активную роль в формировании четвертой промышленной революции». Где гарантии, что условия четвертой индустриализации не будут равными для всех игроков мирового рынка, если предыдущие три революции показали именно это?

Немецкая промышленность инвестирует 40 миллиардов в промышленную интернет-инфраструктуру ежегодно до 2020 года, сообщает консалтинговая фирма Strategy&. Это значительный кусок от европейских инвестиций в четвертую промышленную революцию, которые, как ожидается, составят 140 миллиардов евро в год. Из 278 опрошенных компаний в Германии 131 сообщила, что уже «вовлечена в Индустрию 4.0».

Подавляющее большинство этих компаний вовлечены только на словах, и только одна пятая реализует компоненты CPS на своих заводах. Из них Wittenstein (электродвигатели), Bosch (гидравлическое оборудование) и BASF SE, которая является пионером в области полностью настраиваемых шампуней и мыл и ставит перед собой задачу продемонстрировать возможности Индустрии 4.0.

Препятствия и недостатки

Между тем есть и некоторые проблемы как с технической, так и социальной стороны в революции Индустрии 4.0.

Максимизация плюсов четвертой промышленной революции требует массивных коопераций, не ограничивающихся корпоративными границами, особенно когда дело доходит до того, чтобы все машины говорили на одном языке. Если незаконченный продукт прибудет на машину, которая не сможет считать его RFID-чип, потому что тот запрограммирован на другой частоте, производственный процесс превратится в хаос. Таким образом, определение общих платформ и языков, на которых свободно будут общаться машины разных корпораций, остается одной из основных задач в распространении киберфизических систем.

Читайте также:  Снип_кровли_действующий_2018

С другой стороны, чрезмерная однородность тоже может быть опасной. Следуя примеру Google, горстка влиятельных компаний может завладеть неестественным преимуществом в Индустрии 4.0.

«Крупные данные, необходимые Индустрии 4.0, собираются не национальными компаниями, а четырьмя фирмами из Кремниевой долины, — заявил министр экономики Германии Зигмар Габриэль в прошлом году. — В этом наши опасения».

Другая серьезная проблема в безопасности: создание безопасных сетей — трудная задача, и интеграция физических систем с Интернетом делает их более уязвимыми к кибератакам. С ростом Индустрии 4.0 производственные процессы можно терроризировать удаленно, манипулируя протоколом производства или просто парализуя этот процесс. По мере того, как умные заводы становятся все более распространенными, их безопасность будет становиться все более злободневным вопросом.

Что будет с рабочими местами?

Тем не менее эпоха машин, которые воруют наши работы, была присуща третьей промышленной революции, когда автоматизированное оборудование получило массовое распространение. Четвертая промышленная революция планирует заставить эти машины говорить друг с другом без вмешательства человека. На заводе Siemens, к примеру, работает более тысячи человек, основная задача которых — мониторить машины и компьютеры.

Основное опасение по поводу работы в Индустрии 4.0 заключается в том, что значительное расширение возможных операций не обязательно потребует создания новых рабочих мест для людей, что вполне может оказаться проблемой, так как общая численность населения продолжает расти.

Эта тенденция может нанести ущерб развивающимся странам. Неудивительно, что один из основных стимулов продвижения четвертой промышленной революции заключается в желании конкурировать с аутсорсингом производства в развивающихся странах. Широкомасштабное внедрение CPS в Европе и США может обратить ситуацию с распределением рабочей силы, эффективно выдернув коврик из-под развивающихся стран, которые в большей степени полагаются на производство.

Тем не менее, несмотря на обещание большего распространения расходных материалов, свободу от заводского труда и миллиарды долларов, которые будут вливаться в экономики стран в процессе реиндустриализации, в конце концов, кто-то должен платить за поддержание этих машин в рабочем состоянии. Если человеческий труд будет заменяться машинами, неважно, сколько будет производиться продукции, если не найдется никого, кто сможет ее покупать. Если цены на продукты вырастут, Индустрия 4.0 просто провалится.

Одно можно сказать точно: Индустрия 4.0 медленно, но верно входит в наш мир, и все свидетельствует о том, что мы с головой нырнем в умную окружающую среду, где все объекты будут постоянно связаны ради нашей выгоды. Не волнуйтесь, эта связь будет беспроводной.

ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ


Индустрия 4.0 — Четвёртая промышленная революция

Именно поэтому компания Adidas возвращает свои фабрики из Азии назад в Германию, так как роботы будут создавать кроссовки гораздо быстрее и дешевле, при этом кроссовки не надо транспортировать из Азии в Германию, а также уплачивать таможенные пошлины, затраты на логистику и т.д.

Кроме того, Индустрия 4.0 позволяет сделать рынок персонализированным, т.е. в приоритете становится разработка и производство продуктов индивидуально под каждого человека. Сегодня фабрики пока еще создают одинаковую продукцию в больших количествах, чтобы создать туже продукцию, но другого цвета, размера или исполнения им необходимо переналадить оборудование. Индустрия 4.0 позволяет создать массовое производство индивидуальных заказов, при этом цена продукции будет меньше.

Так для фабрики, производящей жидкое мыло, разработано оборудование, которое считывает с микрочипа, вшитого в бутылочке, с каким ароматом было заказано мыло и разливает мыло в соответствии с заказом, при этом бутылочки движутся по конвейеру одна за другой, но разливается разное мыло. А компания Nike предоставляет возможность раскрасить свои кроссовки в мобильном приложении или на своем сайте и сделать заказ кроссовок именно Вашей расцветки, индивидуально для Вас.

Третья промышленная революция или «Цифровая революция» проходила в конце XX века (с 1970 г.) и связана с развитием электроники, цифровизации, компьютеризации, информационных систем, а также изобретением робота.

Четвертая промышленная революция берет начало в 2011 году, как Германская частно-государственная программа industrie 4.0, в рамках которой германские компании при поддержке федерального правительства в виде грантов создают цифровые, умные производства, устройства и изделия которых взаимодействуют друг с другом, и обеспечивают персонализированный выпуск продукции.

Принципы Индустрии 4.0

В Германии были сформулированы некоторые принципы Индустрии 4.0:

1. Совместимость – все устройства и машины должны уметь общаться друг с другом на одном языке посредством интернета вещей, т.е. они должны быть совместимы.

2. Прозрачность – создание цифровой копии продукта, сбор данных с микрочипов и датчиков посредством которых устройства общаются.

3. Техническая поддержка – программное обеспечение производит сбор, анализ, систематизацию, визуализацию данных, полученных с датчиков, и помогает человеку принимать решение или принимает их в автоматическом режиме, тем самым высвобождая человеческие ресурсы.

4. Децентрализация управленческих решений, автоматизация различных решений системами, максимально полное человекозамещение.

Что важно?

Одним из важных составляющих Индустрии 4.0 является не продукт, а данные. Цифровизация производства связана с данными, большими массивами данных, которые нужно считывать, собирать, анализировать, систематизировать, обрабатывать, хранить, передавать, представлять в нужном виде и многое другое. Для этого необходимы соответствующие информационные системы, программные обеспечения, средства беспроводной передачи данных, облачные сервисы для обмена и хранения данных.

Практически все предметы и устройства будут включать в себя микрочипы и датчики, посредством которых и будут общаться друг с другом. К 2025 году планируется подключить 75,4 млрд предметов к интернету.
Необходим язык для общения между устройствами разных брендов.

Элементы Индустрии 4.0

Объединение всех этих составляющих Индустрии 4.0 сделает предприятие максимально автоматизированным и конкурентоспособным, а следовательно, номером 1 на мировым рынке.

Примеры Индустрии 4.0

Проекты рождаются один за другим, поле деятельности обширное, но наиболее известные из них, и которые уже заявили о себе можно привести в качестве примера Индустрии 4.0.

1. Очки дополненной реальности. Рабочий, надев данные очки, видит все необходимые инструкции по его работе. Так на авиационных заводах очки помогают распознать провода в самолетах и сделать правильные их соединения электрикам.

2. Модуль моделирования и визуализации. При проектировании обработки детали в CAM-системе программист может произвести симуляцию обработки детали на виртуальном станке и убедиться в отсутствии столкновений органов станка и зарезов детали.

3. Программное обеспечение, позволяющее соединить станки в одну сеть. Вся информация со станков стекается в данное ПО, которое систематизирует данные, а также сигнализирует о различных событиях (простое, перегреве, вибрации, износе узлов, времени работы и т.д.).

4. Самовосстанавливающееся оборудование. При достижении некоторого износа деталей станка, станок сообщит об этом механику и сам закажет запасную часть на заводе изготовителе или в службе снабжения предприятия, также предупредит о скором ремонте. Реализовывается с помощью специальных датчиков на станке. Поломка станка больше не будет сюрпризом, что исключит простои оборудования.

5. Автоматический заказ компонентов. На сборку изделия гарантированно поступят все необходимые комплектующие и в нужном количестве, т.к. при получении заказа на изготовление изделия система сама проверит их наличие на складе и сделает заказ всего необходимого заранее.

Читайте также:  Почему_ушм_называют_болгаркой

6. Станок общается с заготовкой и другими объектами. Станок считывает с микрочипа на заготовке необходимые данные, как ее нужно обработать, какими инструментами и производит эту обработку.

7. Цифровая копия продукта. Электронный клон наделен всеми характеристиками физического продукта, что позволяет более точно осуществлять анализ конструкции.

9. Удаленная настройка оборудования для производства умной продукции.

10. Мониторинг всех производственных, технологических и других процессов. Например, мониторинг доставки продукта от производителя до конечного пользователя.

11. Внутрицеховое перемещение деталей без участия человека.

12. И многие другие.

С другой стороны

Имеется и негативная сторона медали Индустрии 4.0. Массовая роботизация и автоматизация приведет к освобождению рабочих мест, большое количество людей может остаться без работы, потребуется переобучение специалистов на другие профессии, но также появится и множество новых профессий.

Ценность низко- и среднеквалифицированного труда будет резко снижена, что может привести к снижению доходов и материальных благ среднего класса. Переход на высококвалифицированный труд довольно сложен и будет доступен не всем. Средний класс составляет широкую прослойку населения страны и снижение доходов среднего класса может привести к расшатыванию политической системы в стране.

Также имеется предпосылка, что вызванная в результате Индустрии 4.0, низкая покупательская способность населения, приведет к низкому спросу на продукцию, и рентабельность многих предприятий, производящих не жизненно важных продуктов, окажется под вопросом.

Будет наблюдаться резкая разница между странами, успешно внедривших Индустрию 4.0, и отстающими в этом плане странами. Мировое богатство будет сосредоточено у стран победителей, так как они будут на порядок конкурентоспособнее. Многие предприятия, которые не смогут трансформироваться закроются, независимо от их известности и долгого успеха до Индустрии 4.0.

В связи с тем, что четвертая промышленная революция связана с данными, интернетом, цифровыми технологиями, то появляется и угроза информационной безопасности, угроза хакерских атак, вывод из строя оборудования, хищение секретной информации военных производств, а также информации, обладающей коммерческой тайной предприятия. Поэтому требуется реализация средств информационной безопасности и антивирусных обеспечений.

Также опасностью является то, что автоматизация заменит умственную и физическую деятельность людей, производственные работники будут лишь наблюдать за роботами и тем самым у людей может атрофироваться память и другие функции мозга. Необходимо вовлекать людей в решение различных задач для всеобщего развития.

Резюме

Как будет реализовываться четвертая промышленная революция на деле не известно, об этом говорит и сам Клаус Шваб — возможно Индустрия 4.0 будет реализовываться сразу по нескольким сценариям, известным нам по прошлым промышленным революциям.

Индустрия 4.0 позволит выйти на новый уровень человеческого развития и качества жизни. Она изменит отношение людей и самих людей.

Индустрия 4.0 в зеркале интернета вещей: риски выше ожиданий

Цифровизация производства отметает традиции привычной автоматики. Сочетание промышленных и информационных технологий порождает новые возможности. И хотя не все ожидания оправдываются, проблемы и риски уже обозначены. Решать их придется на отраслевом и международном уровне.

Роботы и революция

Четвертую промышленную революцию, или «Индустрию 4.0», которой отроду менее десятилетия, можно назвать итогом столкновения волны новейших информационных технологий с технологиями промышленной автоматизации, которые десятилетиями развивались относительно «неспешно». Синергия двух направлений дала огромный экономический эффект, который уже начал проявляться в работе промышленных предприятий:

  • появляется более точное и качественное производство с меньшими эксплуатационными расходами,
  • сокращаются простои на профилактику оборудования,
  • сокращаются расходы на логистику, сроки поставок,
  • снижается травматизм.

Пока мы говорим об «образцово-показательных» предприятиях, это единичные проекты. Но аналитики уверены, что в ближайшем будущем рынок ждет массовая перестройка производства.

Однако уже обозначились нестыковки старого с новым. Проявились серьезные принципиальные проблемы в области интеграции и стандартизации, правового регулирования и конфликта коммерческих интересов.

Наконец, особое место в новой системе занимает вопрос безопасности людей – как сотрудников производства, так и живущих в непосредственной близости от промышленных объектов. Такие вопросы невозможно устранить простым обновлением мобильного приложения или операционной системы.

Все перечисленное означает, что сегодня нельзя объединить весь комплекс производства в единый «организм».

Впервые термин «Индустрия 4.0» (Industry 4.0) появился в национальной стратегии развития Германии на 2011 год. Он прозвучал в привязке к технологиям встраиваемых систем (embedded systems). Термин обозначает отход от примитивной автоматизации производства с ее многочисленными автономными индустриальными роботами к уровню сетевых «кибер-физических систем». Речь информационной координации между системами и персоналом. Для этого используются сенсоры и ввод данных человеком.

В послании Федерального министерства образования и исследований Германии, которое представило новую стратегию развития, была расшифровка: «Машины, которые взаимодействуют друг с другом, сообщают друг другу о неполадках в процессе производства, определяют сокращение запасов производственных материалов и заказывают их пополнение… именно таково видение Индустрии 4.0».

Индустрия 4.0 – это революционный путь развития производства, а не эволюционное объединение интернета вещей, больших данных, аналитики и машинного обучения с производственной техникой.

От простоев к монобрендам

В традиционной промышленности до 80% времени технического обслуживания оборудования тратится на ремонт неисправностей. Почти половина незапланированных простоев – результат аварий из-за износа оборудования. Согласитесь, обидно, когда поломка пустяковой детали ведет к дорогостоящему простою конвейера или цеха.

Прогнозирование аварий, планирование технического обслуживания и заблаговременная замена оборудования исключат влияние сбоев на производственный цикл. Для бизнеса это огромные сэкономленные деньги и поддержка репутации.

Концепция компьютеризированных систем управления техническим обслуживанием (Computerized Maintenance Management Systems, CMMS) зародилась не вчера – разработки ведутся с 1960-х годов. Известны даже ранние разработки на основе мейнфреймов. Но до появления концепции Индустрии 4.0 решения базировались на ручном вводе данных. Они собирались из отчетов о техобслуживании, информации датчиков. Не было и речи о полноценном охвате данных с сенсоров и глубоком анализе этих данных в масштабе производства.

На рынке уже появились CMMS нового типа, но… проявился правовой индустриальный конфликт. Проблема в том, что датчики устанавливаются вендором оборудования, который судит о необходимости техобслуживания или ремонта. Однако эти же данные могут быть коммерческой тайной промышленного предприятия. Кроме того, некоторые производители обязательно расценят профилактику оборудования в процессе эксплуатации как угрозу снижения доходов. В результате крупные промышленные предприятия создают собственные производственные линии с интегрированными системами прогнозирования.

Роботы Bossa Nova Robotics сканируют полки в магазинах Walmart и передают данные о ценах, расположении и запасах в корпоративное облако

Источник: Walmart

General Electric пошла по этому пути. Ее разработка Predix помогает планировать техобслуживание реактивных двигателей. На основании телеметрических показателей минимизируется влияние простоев на бизнес клиентов GE. Для каждой единицы оборудования и набора датчиков разработчики GE Software создали библиотеки данных, которые используются для раннего обнаружения износа.

GE использует возможности Predix и в менее «механизированных» условиях. Например, для анализа данных о погоде в канадском Квебеке, чтобы смоделировать рост деревьев и предсказать, когда они станут угрозой для линий электропередач. GE адаптировала Predix для анализа данных о производительности электростанций и других факторов энергетического рынка. Прогнозы системы помогают операторам рынка энергетики принимать своевременные финансовые решения.

Читайте также:  Проект_одноэтажного_дома_с_большой_гостиной

«Умные инструменты» для сборки самолета на заводе Airbus в рамках собственной инициативы «Фабрика будущего» для Индустрии 4.0

Источник: Airbus

Amazon использует прогностическое моделирование (Amazon Prime) в логистике – для предварительного формирования запаса товаров в зависимости от планируемого спроса.

Понятно, что область массового внедрения не может быть завязана на монобрендовые решения, которые к тому же принадлежат лидерам рынка. Необходим типовой конструктор за доступные деньги. До этого далеко, но ИТ-вендоры уже предлагают рынку первые системы.

Предложения вендоров

Система Maximo разработана IBM на базе платформы интернета вещей IBM Watson IoT. Решение обрабатывает данные с интегрированных датчиков и внешних источников информации производственного цеха для прогнозирования сроков техобслуживания. Особенность Maximo – применение искусственного интеллекта для дополнительного обучения алгоритмов в процессе эксплуатации системы. То есть предусмотрена «индивидуальная настройка» эффективности.

Дополнительная возможность системы – анализ данных по всем производственными процессам вместе взятым. Предполагается, что Maximo укажет на узкие места техпроцесса и другие проблемы, которые снижают производительность и увеличивают операционные расходы.

В рамках корпоративной стратегии перехода к Индустрии 4.0 компания L’Oreal перевела производственный цикл на платформу IBM Maximo в 2017 году, о чем и заявила в январе 2018 года. С тех пор в открытых источниках новой информации о проекте нет. Вряд ли молчание говорит об успешности инвестиций.

Есть решения и для самостоятельного конструирования CMMS уровня 4.0. Компания MathWorks предлагает набор инструментов MATLAB Predictive Maintenance Toolbox, с помощью которого можно создать собственную систему прогнозирующего обслуживания на базе технологий машинного обучения. К сожалению, оценок экономического эффекта на реальных проектах также нет.

Как данные не превращаются в знания

Теоретики & практики. Несмотря на значительный прорыв технологий прогностики, остается проблема совместимости теории и практики. Поэтому актуальна старая компьютерная пословица «мусор на входе, мусор на выходе» не теряет актуальности.

Методологи по обработке «чистых данных» и прикладные разработчики говорят на разных языках. Предполагается, что в эпоху Индустрии 4.0 появятся принципиально новые инструменты для моделирования, которые будут понятны обеим группам. Случится качественный скачок в развитии прогностических систем.

Не хватает отказов. Другая проблема, как это ни парадоксально, вытекает из слишком хорошей работы производственного оборудования. Как говорят специалисты MathWorks, для обучения алгоритмов предикативных моделей требуется значительный объем данных о сбоях. Но на практике почти вся информация говорит о нормальной работе техники.

Можно тестировать оборудование «до отказа» в экстремальных условиях. Но тогда данные будут говорить о режим эксплуатации за пределами нормальных рабочих параметров техники. Потому что в реальности целенаправленная эксплуатация дорогостоящего и сложного оборудования «на износ» или на пределе возможностей встречается крайне редко. Сегодня применяется компьютерное моделирование, которое имитирует технологический процесс. Алгоритмы, обученные на таких моделях, интегрируются в системы прогнозного обслуживания с дополнительной адаптацией к локальным реалиям.

Точка расчета. Венчает пирамиду потенциальных проблем вопрос о том, где, как и когда обрабатывать производственные данные.

  1. Если решение по итогам вычислений связано с безопасностью или скоростью реагирования, есть смысл обрабатывать данные вблизи от производственной линии. Алгоритмы анализа можно встроить непосредственно в процессор или логический контроллер оборудования.
  2. Данные, анализ которых требует решений в реальном времени, но не завязан на безопасность, можно обрабатывать на серверах, расположенных поблизости.
  3. В остальных случаях – долгосрочное прогнозирование с доступом к другим массивам информации, применение значительных компьютерных мощностей и сложных вычислительных приложений – есть смысл использовать корпоративный дата-центр или облако.

Системы прогнозирования General Electric Predix и IBM Maximo как раз рассчитаны на облачную модель. Алгоритмы MathWorks могут работать как на локальном оборудовании, так и в облачной среде, в том числе в облаке GE Predix.

Корректные и некорректные предсказания по итогам обучения модели с помощью ПО MathWorks

Возможно, стоит подумать о комбинации. Специалисты MathWorks рекомендуют начинать с запуска наиболее критичных систем прогностики и затем продвигаться в сторону внедрения более комфортных в использовании облачных решений.

Угрозы революционной цифровизации

Концепция Индустрии 4.0 несет потенциал новых и плохо изученных рисков в сфере безопасности. Удачная кибератака на оборудование может привести к разрушительным последствиям, например к трагедиям на производстве, масштабным аварийным отключениям энергосистем, экологическим катастрофам.

С точки зрения безопасности, взлом системы прогнозного моделирования менее опасен, нежели решения, которое управляет оборудованием. Но последствия могут быть неприятными. Взлом не даст доступа к запатентованным секретам или чертежам деталей, но при серьезной обработке сырых данных с применением анализа больших данных злоумышленники или конкуренты могут получить информацию о производственных технологиях, эффективности фабрики. Аналитика может быть использована для промышленного шпионажа или косвенного доступа к гостайне.

Еще большую угрозу может нести смешение производственных и традиционных технологий – особенно в случае подключения автономных систем к интернету. Тогда разрушения могут затронуть муниципальные коммуникации, например управление умным городом, дорожные камеры, светофоры. Что может привести к вымогательству, саботажу и терактам.

Традиционно защита производственных технологий от кибератак строится на протоколах промышленного контроля, которые отличаются у различных поставщиков оборудования. С приходом интернета вещей требуется совершенно иной уровень безопасности, особенно в сегментах с потенциальной угрозой жизни людей. Речь о химической и горной промышленности, энергетике и других критических отраслях.

Опыт General Electric и других разработчиков систем предсказания говорит о положительных результатах блокировки нежелательного сетевого трафика с помощью межсетевых экранов. В промышленности облачные вычисления отделены от внешнего интернета виртуальными частными сетями и другими системами безопасности. Тем не менее мы регулярно слышим о взломах в новостях. В каждом случае роботизации каждому предприятию необходимо всесторонне оценить безопасность всех каналов передачи данных. Кроме того, необходимы соответствующие стандарты и регламенты.

Инвестиции в исследования

Чтобы преодолеть перечисленные проблемы, нужно проделать огромную исследовательскую работу. Евросоюз запустил проект под названием «Европейская ассоциация предприятий будущего» (European Factories of the Future Research Association) и профинансировал его развитие суммой в 1,15 млрд евро.

В аналогичный проект развития «фабрик будущего» инвестировало правительство США. В частности, Министерством обороны страны, которое считает эти исследования основой будущей промышленной базы оборонного производства.

Так, у Агентства перспективных исследовательских проектов в области обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) есть несколько интересных исследовательских проектов. В рамках программы «Производство адаптивного транспорта» (Adaptive Vehicle Make) создаются информационно-интегрированные производственные проекты, разрабатываются системы взаимодействия человека и машины, в которых механизмы выступают партнерами, а не просто инструментами. Проектом LogX разрабатываются интеллектуальные системы производственной логистики с применением искусственного интеллекта.

Исследователи из Лаборатории социальных систем человек-машина (HMSS) компании также оптимизируют взаимодействие роботов и людей. Компания сотрудничает со многими профильными стартапами, например с American Robotics, который разработал полностью автоматизированного дрона Scout для цифрового сельского хозяйства.

В оформлении статьи использовано изображение компании Siemens.

Ссылка на основную публикацию
Что_сшить_из_лоскутков_ткани_своими_руками
Шитьё из обрезков разных тканей и лоскутов для начинающих Желание прикоснуться к старине, украсить интерьер пёстрыми оригинальными вещицами побуждает современных...
Чертежи_измельчителя_веток_гризли
Как изготовить садовый измельчитель веток своими руками Ветки, остающиеся после обрезки деревьев, — довольно неудобные отходы. Наваленные кучей, они занимают...
Чертежи_книжных_полок_на_стену
Идеи книжных полок, которые Вы сможете сделать самостоятельно Чтение, без сомнения, – одно из самых приятных времяпрепровождений. Но, к сожалению,...
Что_сшить_из_ткани_с_пайетками
Как шить из ткани с пайетками | Видео мастер-класс Время от времени модные изделия начинают шить из ткани с пайетками....
Adblock detector