Технологии умного производства Индустрии 4.0
ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ производственного ПРЕДПРИЯТИЯ
Цифровизация экономики
Цифровизация экономики и, в частности, переход к умному производству или Индустрии 4.0, является актуальным мировым трендом. Цифровизация экономики признана приоритетным направлением и в Российской Федерации.
Среди приоритетных направлений авторы стратегии научно-технологического развития России до 2035 г. выделили цифровые производственные технологии, развитие систем, способных обрабатывать большие объемы данных, искусственный интеллект и машинное обучение.
Распоряжением Правительства РФ от 28 июля 2017 г. № 1632-р утверждена Программа «Цифровая экономика Российской Федерации». В ней определены цели, задачи, направления и сроки реализации основных мер государственной политики по созданию необходимых условий для развития в России цифровой экономики, в которой данные в цифровом виде являются ключевым фактором производства во всех сферах социально-экономической деятельности.
В 2017 г. президиум Совета при Президенте РФ по модернизации экономики и инновационному развитию утвердил дорожную карту рабочей группы «Технет». Документ представляет собой план мероприятий программы «Национальная технологическая инициатива» и включает в себя развитие цифрового проектирования, робототехники, Big Data и других технологий для управления и автоматизации промышленности.
Фонд развития промышленности РФ разработал Программу «Цифровизация промышленности», в рамках которой планируется предоставлять заемное софинансирование на проекты, направленные на внедрение цифровых и технологических решений, призванных оптимизировать производственные процессы на предприятии. Согласно заявлению министра промышленности и торговли РФ Дениса Мантурова, на проекты разработки технологий интернета вещей будут предоставляться льготные займы под 1% годовых.
В соответствии с программой разработки национальных стандартов на 2019 год на официальном сайте технического комитета 194 «Кибер-физические системы» размещаются первые редакции трех предварительных национальных стандартов в области умного производства в части математического моделирования и виртуализации испытаний изделий[1]. Целью стандартов серии «Умное производство» является применение моделирования изделий на ранних этапах проектирования, снижение затрат на разработку, производство и обслуживание за счет повышения качества разработок.
Таким образом, в развитии цифровой экономики значительную роль призвано играть государство, которое имеет возможность направить свои усилия на внедрение цифровых технологий на промышленных предприятиях страны, а также на создание соответствующей экосистемы.
Учитывая актуальность и важность темы цифровизации производственных предприятий, в первой главе настоящего руководства освещаются такие вопросы, как:
· концепция и технологии умного производства;
· подходы к цифровой трансформации бизнес-процессов;
· стратегии цифровизации и их поэтапная реализация;
· новые бизнес-модели,
а также ряд других тем.
Концепция Индустрии 4.0. Умное производство
Постиндустриальная модель развития подошла к исчерпанию своих производительных возможностей в начале нового тысячелетия, о чем просигнализировали финансовый кризис 2008 г. и последующая рецессия. Средством выхода из данного кризиса стал полномасштабный переход к неоиндустриальной модели развития – Четвертая промышленная революция.
Трансформация производственной отрасли называется революцией именно потому, что изменения происходят не поверхностные, а радикальные: индустрия перестраивается сверху донизу. Меняются бизнес-модели, рождаются новые компании, известные бренды с долгой историей исчезают, если они не успели встать на путь цифровых преобразований. Путь этих преобразований привел к следующему технологическому рубежу, к формированию концепции Индустрии 4.0, которую также называют концепцией «Умного производства» (Smart Manufacturing).
«Умное производство», наряду с промышленным интернетом вещей (IIoT), лежит в основе Индустрии 4.0 (Industrie 4.0). Такое название в 2011 году получила программа немецкого правительства по развитию высоких технологий. Характерная черта Индустрии 4.0 – полностью автоматизированные производства, на которых управление всеми процессами осуществляется в реальном масштабе времени и с учетом меняющихся внешних условий.
Стоит отметить, что понятия «Индустрия 4.0» и «Четвертая промышленная революция» не всегда являются синонимами. Первое относится только к изменениям, которые происходят в промышленности, а второе используется в более широком смысле для описания фундаментальных изменений в обществе.
Суть Индустрии 4.0 состоит в ускоренной интеграции киберфизических систем в производственные процессы, в результате чего значительная часть производства будет осуществляться без участия человека.
Технологии умного производства Индустрии 4.0
В целом цифровая трансформация – это трансформация бизнеса путем пересмотра бизнес-стратегии, принятие новых моделей развития бизнеса, операций, продуктов, маркетингового подхода, целей и т.д. путем принятия передовых производственных технологий. Она призвана ускорить продажи и рост бизнеса.
Новая модель развития, по мнению Алексея Боровкова, проректора по перспективным проектам Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) Петра Великого, руководителя Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии», «предполагает не только тотальную цифровизацию экономики и промышленности, но и учет триады требований современного глобального рынка:
· сокращение времени принятия решений (Time-to-Decision);
· сокращение времени исполнения решений (Time-to-Execution);
· сокращение времени вывода продукции на рынок (Time-to-Market).
Новая модель развития основывается на использовании передовых производственных технологий (Advanced Manufacturing Technologies), представляющих собой сложный комплекс мультидисциплинарных знаний, наукоемких технологий и систем, интеллектуальных ноу-хау, полученных с помощью длительных и дорогостоящих научных исследований, эффективного применения концепции открытых инноваций и трансфера передовых наукоемких технологий.
Передовые производственные технологии умного производства в первую очередь включают в себя:
· цифровое проектирование, включая компьютерное моделирование (Computer-Aided Design, CAD), компьютерный и суперкомпьютерный инжиниринг (Computer-Aided Engineering, CAE, и High-Performance Computing, HPC), технологии оптимизации (Computer-Aided Optimization, CAO), бионический (генеративный) дизайн (Bionic / Generative (Simulation&Optimization)-Driven Bionic / Generative Design), цифровые двойники (Digital Twin);
· большие данные (Big Data), генерацию «умных» больших данных (Smart Big Data) на основе цифровых двойников;
· промышленные датчики и индустриальный интернет (IIoT);
· новые материалы (в первую очередь композиционные материалы, метаматериалы, металлопорошки для аддитивного производства);
· аддитивные и гибридные технологии;
· гибкие производственные ячейки, робототехнические комплексы;
· информационные системы управления производством и предприятием;
· технологии виртуальной и дополненной реальности;
· экспертные системы и искусственный интеллект.
В рамках работ по проекту «Разработка прогноза реализации приоритета научно-технологического развития, определенного пунктом 20а Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации (переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, к новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта)» СПбПУ разработан прогноз развития передовых цифровых производственных технологий на период 2019–2030 гг. [17] (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Пример прогноза по передовым цифровым, производственным технологиям на 2019–2030 гг. (Источник: СПбПУ)
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 720; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!