Что нужно для ускорения цифровизации промышленности?

На промышленных предприятиях России постепенно проходит апробация технологий «умного» производства и фабрик, новые цифровые проекты запускают компании из сегментов авиа-, двигателе- и судостроения .

На сегодняшний момент на государственном уровне утверждены планы по строительству 40 «Фабрик будущего». Вложения в проекты на первом этапе составят 15,6 млрд рублей и обеспечат 1,5%-ную долю на мировом рынке «умных» фабрик.

Какие smart-производства появляются в России? Что нужно для ускорения цифровизации промышленности?

Цифровой ВВП

Постепенно российская промышленность внедряет на своих предприятиях элементы «умного» производства, на государственном уровне разворачиваются программы по созданию «умных» фабрик.

Чтобы ускорить этот процесс, в 2017 году президиум Совета при президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию утвердил дорожную карту рабочей группы «Технет». Документ представляет собой план мероприятий программы «Национальная технологическая инициатива», включает в себя развитие цифрового проектирования и моделирования, робототехники, Big Data и прочих технологий для управления и автоматизации промышленности.

Ключевое значение в дорожной карте «Технет» отводится формированию так называемых «Фабрик будущего» - технологических платформ и решений, объединяющих элементы цифровых, «умных» и виртуальных фабрик. Речь идет о применении цифрового проектирования и производства, проведении виртуальных испытаний.

Авторы дорожной карты отмечают: «Цифровая фабрика ориентирована на проектирование и производство продукции нового поколения, как правило, от стадии исследования и планирования, когда закладываются базовые принципы изделия, до стадии создания цифрового макета продукта, «цифрового двойника» и опытного образца или мелкой серии.

«Умная» фабрика рассчитана на производство продукции нового поколения от заготовки до готового изделия по цене серийного производства текущего индустриального уклада.

Виртуальная фабрика - это объединение цифровых и (или) «умных» фабрик в единую сеть либо как части глобальных цепочек поставок, либо как распределенных производственных активов ».

В 2015 году объем мирового рынка услуг «Фабрик будущего» составил 773 млрд долларов США, а доля России в нем - 0,28%. В 2035 году объем мирового рынка составит 1,4 млрд долларов США, а доля РФ в ней может составить 1,5%. По планам Минпромторга РФ, это произойдет за счет создания к 2035 году 40 «Фабрик будущего». Объем финансирования первого этапа программы до 2019 года - 15,6 млрд рублей, в том числе 8,5 млрд рублей из федерального бюджета.

Аналитики McKinsey Global Institute отмечают, что цифровизация российского производства к 2025 году ежегодно способна увеличивать объем ВВП страны на сумму от 1,3 до 4,1 трлн рублей. Применение цифровых технологий сократит сроки выхода продукта на рынок на 20-50% и повысит производительность за счет автоматизации на 45-55%.

Инвестиции в испытания

«Умные» системы появляются в авиастроении и вертолетостроении: в Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК) используется концепция виртуального конструкторского бюро, когда инженеры из нескольких конструкторских бюро и производственных площадок работают над проектированием модели самолета в единой цифровой среде. Технология применяется на «Гражданских самолетах Сухого», в « », « » и холдинге «Вертолеты России».

Авторы дорожной карты «Технет» прогнозируют, что лидером по реализации проектов «умных» фабрик в России станет « » (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию, Ярославская область), предприятие специализируется на разработке и производстве газотурбинных двигателей для авиации, энергетики и т. д.

Госкорпорация «Ростех» заявила о планах запустить испытательный полигон на ярославском предприятии, инвестиции оцениваются в сумму около 7 млрд рублей. В рамках проекта «Умная фабрика» появится система управления жизненным циклом изделия (PLM-управление), это позволит также организовать обмен информации с сервисными центрами.

«Итогом реализации проекта станет организация «умного» производства, формирование компетенций и технологических решений для тиражирования «Умных заводов», способных достойно конкурировать на мировом рынке », - заявил губернатор Ярославской области Дмитрий Миронов.

Ожидается, что за первые три года на «Умной фабрике», созданной в «ОДК-Сатурне», будут доведены до промышленного использования 20 технологий.

В ОДК добавили, что в 2017 году был запущен первый этап проекта на базе «ОДК-Сатурн» - акселератор технологических проектов в области передовых производственных технологий. Был отобран ряд проектов, обладающих высоким потенциалом внедрения в производство. Также разработаны образовательные программы для дальнейшей работы и привлечены первые инвесторы. В целом наиболее востребованы для реализации на полигоне технологические решения, касающиеся ряда сегментов. Речь идет об идеях в области математического моделирования, компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга, IoT и .

Тираж для верфи

При поддержке Национальной технологической инициативы объявлен проект на предприятии Объединенной судостроительной корпорации. На Средне-Невском судостроительном заводе (СНСЗ, расположен в Санкт-Петербурге) в ближайшие годы планируется запуск цифровой верфи. Будет создана база данных по всем компонентам, применяемым в судостроении, вместо натурных испытаний изделий начнут применять компьютерную «проверку» продукции.

Цифровизация позволит увеличить производственные мощности предприятия в два раза и повысить объемы экспорта. Стоимость проекта составит 350 млн рублей.

«Большую часть средств (245 млн рублей) предполагается получить из федерального фонда Национальной технологической инициативы, еще 105 млн рублей - собственные средства завода. Мы приступим к созданию цифровой верфи независимо от получения субсидии. Субсидия позволит ускорить процесс, но мы в любом случае будем работать над проектом », - заявил генеральный директор СНСЗ Владимир Середохо.

При успешной реализации проекта на СНСЗ модель планируется тиражировать на других российских верфях.

Госзаказ для smart-проектов

В корпорации «Пумори» (профиль компании - технологический инжиниринг) отмечают, что среди российских компаний интерес к «умному» производству увеличился. За последние три года спрос на smart-технологии вырос в 3-3,5 раза. Компания провела работу по внедрению систем автоматизации на более чем 100 предприятиях в российских регионах.

Также корпорация вывела на рынок комплексный продукт Smart Factory от японской станкостроительной компании OKUMA и собственную разработку систему инструментообеспечения TOOL-MANAGEMENT.

МОСКВА, 16 июн - РИА Новости, Анна Урманцева . В 1995-ом году американский информатик Николас Негропонте (Массачусетский университет) ввел в употребление термин "цифровая экономика". Сейчас этим термином пользуются во всем мире, он вошел в обиход политиков, предпринимателей, журналистов. В прошлом году один из главных докладов Всемирного банка содержал отчет о состоянии цифровой экономики в мире (доклад вышел под названием "Цифровые дивиденды").

Однако до сих пор содержание этого понятия остается размытым, четкого определения нет и в докладе ВБ. В этом материале РИА "Наука" собраны наиболее общие представления о том, что представляет собой цифровая экономика.
Для начала, стоит вспомнить определение обычной "аналоговой" экономики - это хозяйственная деятельность общества, а также совокупность отношений, складывающихся в системе производства, распределения, обмена и потребления. Использование компьютера, интернета, мобильных телефонов уже можно считать "потреблением", в этом случае цифровую экономику можно представить как ту часть экономических отношений, которая опосредуется Интернетом, сотовой связью, ИКТ.

Доктор экономических наук, член-корреспондент РАН — Владимир Иванов дает наиболее широкое определение: "Цифровая экономика - это виртуальная среда, дополняющая нашу реальность".

Действительно, наверное, все наши действия в компьютерной виртуальной реальности можно отнести к системе производства, распределения, обмена или потребления. Но, конечно, виртуальная реальность, как таковая, появилась отнюдь не с созданием компьютера. Вся мыслительная деятельность человека может быть отнесена к ней. Кроме того, деньги - главный инструмент экономики, — также порождение виртуальности, так как являются придуманным "мерилом" стоимости товаров и услуг. А вот с изобретением компьютера удалось "оцифровать" деньги, что, несомненно, упростило товарно-денежные отношения, привело к огромной экономии времени и повышению безопасности операций.

Мещеряков Роман — профессор РАН, доктор технических наук, проректор по научной работе и инновациям Томского государственного
университета систем управления и радиоэлектроники считает, что к термину "цифровая экономика" существует два подхода. Первый подход "классический": цифровая экономика — это экономика, основанная на цифровых технологиях и при этом правильнее характеризовать исключительно область электронных товаров и услуг. Классические примеры - телемедицина, дистанционное обучение, продажа медиконтента (кино, ТВ, книги и пр.). Второй подход — расширенный: "цифровая экономика" — это экономическое производство с использованием цифровых технологий.

"В настоящее время, — поясняет Роман Мещеряков, — некоторые эксперты считают, что надо расширять это понимание и включать в него цепочку товаров и услуг, которые оказываются с использованием цифровых технологий, в том числе такие понятия как: интернет вещей, Индустрия 4.0, умная фабрика, сети связи пятого поколения, инжиниринговые услуги проторипирования и прочее".

Действительно, раньше виртуальная часть мира, которая располагалась в мыслительной реальности человека, не была производительной силой, не была той средой, где создаются новые идеи и продукты.

Теперь виртуальная часть совмещена с реальной: можно создать "основанный на реальных событиях" мир, который сам же будет "экономикой в экономике".
Достоинство этого мира в том, что там можно делать что угодно. Это важно не только в том случае, когда появляется возможность создания онлайн-игры, где можно прыгать вверх на высоту многоэтажного дома, путешествовать по космосу без скафандра и многократно умирать, — это важно для испытания, совершенствования, апробирования новых продуктов. Таким образом, цифровая экономика получила шикарный шанс обогнать "аналоговую", которая обязана каждый раз проводить краш-тест, ломая машины в реальности, а не в виртуальной среде.

Александра Энговатова — кандидат экономических наук, доцент кафедры экономики инноваций экономического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, — дает такое определение: "Цифровая экономика — это экономика, основанная на новых методах генерирования, обработки, хранения, передачи данных, а также цифровых компьютерных технологиях".

"В рамках данной экономической модели, — подчеркивает Александра Энговатова, — кардинальную трансформацию претерпевают существующие рыночные бизнес-модели, модель формирования добавочной стоимости существенно меняется, значение посредников всех уровней в экономике резко сокращается. Кроме того, увеличивается значение индивидуального подхода к формированию продукта, — ведь теперь мы можем смоделировать все, что угодно."

Обобщая, можно сказать, что цифровой экономикой можно охватить все то, что поддается формализации, то есть, превращению в логические схемы. А жизнь сама найдет возможность вписать это "нечто" в систему производства, распределения, обмена и потребления.

Задача - работа в области высокотехнологичной промышленности, увеличение ее экспортного потенциала с выходом на глобальные рынки.

По словам участников процесса, ожидается прорыв в сфере научно-технического развития РФ.
О том, что такое фабрика будущего, рассказал председатель комитета по промышленной политике и инновациям Санкт-Петербурга Максим Мейксин.

Цифровой двойник

- Что представляет собой новая концепция и почему на неё возлагаются такие надежды?

Существует два способа выпуска продукции: классический, когда опытный образец изготавливают по чертежу, и новый подход, при котором будущее изделие формируется в виде цифрового двойника. Процесс испытания, например, автомобиля и его сборку с учетом результатов испытаний можно имитировать в цифровой программе. Технологии производства отрабатываются на компьютерной модели. И само производство выглядит иначе, чем классическое, потому что цифровой двойник позволяет прогнозировать свойства будущего изделия, добиваться нужного качества. В какой-то момент двойник начинает «обучать» своего прототипа, реальный объект: на основе работы цифрового аналога, скажем, самолета, можно сделать прогноз его эксплуатационной надёжности. То же и с производством лекарств, цифровые двойники которых позволят рассчитать нужную молекулу не опытным многолетним путем, а гораздо более коротким математическим и просчитать воздействие на человеческий организм.

- То есть цифровой двойник станет ключевым понятием при создании нового типа промышленности?

Наша задача показать предприятиям, как нужно мыслить в новой парадигме, в формате цифровых фабрик, которые открывают широкие возможности. Чтобы не догонять промышленных лидеров, а добежать первыми в этой конкурентной гонке, срезав угол, создав цифровую промышленность, которая посредством цифровых двойников позволит реализовать самые перспективные идеи на высоком уровне. Здесь очень важна работа, которую ведет Политехнический университет. Для реализации проекта «Фабрика будущего» в Петербурге создан проектный офис под руководством губернатора.

Когда революция лучше эволюции

- Насколько готовы петербургские предприятия к такой перестройке?

На уровне Министерства промышленности и торговли создана специальная группа, занимающаяся оценкой готовности к работе в новом формате. Около 25 предприятий Петербурга заявили о такой готовности. Среди них Средне-Невский судостроительный завод, который строит цифровую верфь. Это будет хорошее конкурентное преимущество, многоуровневое, когда суда станут производиться, исходя из расчетных проектов цифровых моделей. Управление судами и контроль за ними также будет осуществляться при помощи программных продуктов. Облегчается целый ряд технологических операций, как производственных, так и управленческих, повышается производительность труда. Переход на цифровые фабрики - огромный шаг вперед.

- Получается, мы стоим на пороге новой научно-технической революции?

Точнее, четвертой промышленной. Есть два пути развития - эволюционный и революционный. До сегодняшнего дня наша промышленность развивалась эволюционным путём, серьёзно отставая в ряде отраслей, хотя в каких-то областях мы являемся безусловными лидерами. Поэтому выбор такой: либо закупать новое современное оборудование в соответствии с существующими стандартами, окупаемость которого 5-10 лет, либо переходить на цифровую платформу. Во втором случае мы можем дойти до цели быстрее конкурентов, не придётся окупать средства, вложенные в оборудование, мы в этом смысле свободны. У России есть шанс занять лидирующее место на глобальных рынках.

- Какова судьба предприятий, которые не перейдут на цифровые технологии?

Ещё недавно все знали такого мирового производителя, как «Кодак». Компания обеспечивала 80% мировой потребности в фотоплёнке и фотобумаге. Сейчас этой компании нет, плёнка мало кому нужна. Таких примеров много. Те предприятия, которые не будут переходить на новый формат работы, к сожалению, обречены. Задача правительства Санкт-Петербурга - помочь компаниям вписаться в новые условия, стать высокотехнологичными, превосходящими своих партнёров в конкурентной гонке.

А автор кто?

- Это просветительская функция?

Скорее, это роль проводника, указывающего направление. Суть в том, чтобы Центр НТИ и предприятия встретились и начали совместное движение вперёд. Мы готовы предоставить заинтересованным компаниям пакеты сформированных решений, вытекающих из опыта тех предприятий, которые уже идут этим путём. Например, из практики работы Совета по конверсии можно извлечь немало полезного. Мы сейчас упаковываем нужные предложения в некий набор рекомендаций: например, как оптимизировать затраты при переходе на выпуск конкурентного продукта.

Цифровая фабрика - это когда к работе на стадии проектирования могут привлекаться представители разных компаний, наиболее компетентных в той или иной области. Кому в таком случае будут принадлежать авторские права?

Идея в том, что в мире много профессиональных команд, умеющих решать те или иные задачи. Компиляция результатов их работы, создание общего продукта гораздо удобней, чем заказ, выполняемый в рамках одной компании. Если есть возможность привлекать разные проектные команды, то получаются более качественные решения. Проблем с авторскими правами здесь не вижу, потому что всё равно остаётся заказчик, который оплачивает работу. Всё покупается в одном пакете вместе с правами.

Какие новации, появившиеся в Петербурге, можно назвать наиболее интересными? Проектами, опережающими время?

Их много. В сентябре со стапеля Балтийского завода сошёл первый серийный атомный ледокол «Сибирь» проекта 22220 - самый большой и мощный в мире. Совокупный потенциал судостроительной и радиоэлектронной промышленности позволяет нашему городу стать одним из центров создания беспилотного морского транспорта. Крупным экспортёром инновационной продукции стал концерн «Гранит-Электрон», выпустивший уникальные системы наклонного бурения для нефтегазовой промышленности. Годовой объем его экспорта составил 2,5 миллиарда рублей. В 2017 году Петербург занял первое место в рейтинге инновационных регионов Российской Федерации. По данным Национального рейтинга «Техуспех-2017», в топ-100 российских инновационных компаний вошли 15 предприятий Петербурга, лидеров фармацевтики, машиностроения, электроники и инжиниринга.

Проект «Наставники: не рядом, а вместе!»

Лидер проекта: Александра Юрьевна Телицына, исполнительный директор MOO «Старшие Братья Старшие Сестры» .

Проект ориентирован на детей, находящихся в трудной жизненной ситуации. Адаптироваться и полноценно участвовать в жизни общества таким детям помогает индивидуальное общение с наставниками. Суть проекта - привлечение в качестве наставников успешных взрослых людей - деятелей культуры и спорта, представителей бизнеса и власти. В настоящее время в проекте принимают участие директора АСИ. Программа индивидуального наставничества дает детям возможность почувствовать уверенность в своих силах, развить лидерские компетенции, сориентироваться в выборе профессии.

АСИ окажет информационную и административную поддержку, поможет наладить коммуникацию с региональными органами власти с целью тиражирования проекта.

Проект «Этномир»

Лидер проекта: Руслан Фаталиевич Байрамов, президент Международного Фонда «Диалог Культур - Единый Мир» .

Культурно-образовательный центр «Этномир» в Калужской области за десять лет существования принял полтора миллиона гостей. Этнографический парк знакомит с жизнью, традициями и культурой народов России и мира. На аутентично воссозданных дворах размещены ремесленные мастерские, дома-гостиницы, музеи, рестораны традиционной кухни, сувенирные магазины; в Центре работают образовательные программы для детей, проходят фестивали, карнавалы, выставки, конференции, концерты, связанные с культурой разных стран и народностей.

В планах проекта - сделать «Этномир» креативным городом дружбы народов. Парк рассчитывает расширить свою территорию и увеличить посещаемость до 10 миллионов человек в год.

АСИ окажет консультационную и методологическую поддержку по созданию модельной программы дополнительного образования детей на базе культурно-образовательного центра «Этномир», а также содействие в развитии международных контактов.

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab ® по материалам spbstu.ru , kremlin.ru , strf.ru , minpromtorg.gov.ru и собственной информации.

Фабрики Будущего - это определенный тип системы бизнес-процессов, способ комбинирования бизнес-процессов, который имеет следующие характеристики:

создание цифровых платформ, своеобразных экосистем передовых цифровых технологий. На основе предсказательной аналитики и больших данных платформенный подход позволяет объединить территориально распределенных участников процессов проектирования и производства, повысить уровень гибкости и кастомизации с учетом требований потребителей;

разработка системы цифровых моделей как новых проектируемых изделий, так и производственных процессов. Цифровые модели должны обладать высоким уровнем адекватности реальным объектам и реальным процессам (конвергенция материального и цифрового миров, порождающих синергетические эффекты);

цифровизация всего жизненного цикла изделий (от концепт-идеи, проектирования, производства, эксплуатации, сервисного обслуживания и до утилизации). Чем позже вносятся изменения, тем их стоимость больше, а потому центр тяжести смещается в сторону процессов проектирования, в рамках которых закладываются характеристики глобальной конкурентоспособности или высокие потребительские требования.

На этапе формирования Фабрик Будущего происходит и формирование новых ключевых компетенций, например:

быстрая кастомизация отклика на запросы Рынка или Заказчика;

использование системных подходов (системный инжиниринг), когда необходимо в каждый момент времени держать в поле зрения всю систему, все ее взаимодействующие компоненты;

формирование многоуровневой матрицы целевых показателей и ограничений как основы нового проектирования, значительно снижающего риски, объемы натурных испытаний и объемы работ, связанных с «доводкой изделий и продукции на основе испытаний»;

разработка и валидация («сравнение с экспериментами») математических моделей с высоким уровнем адекватности реальным объектам и реальным процессам - так называемые «умные» модели;

управление изменениями на протяжении всего жизненного цикла;

«цифровая сертификация», основанная на тысячах виртуальных испытаний как отдельных компонентов, так и всей системы в целом.

Фабрики будущего. Ключевые понятия

Цифровые фабрики (Digital Factory) - системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения от стадии исследования и планирования, когда закладываются базовые принципы изделия, и заканчивая созданием цифрового макета (Digital Mock-Up, DMU), «цифрового двойника» (Smart Digital Twin), опытного образца или мелкой серии («безбумажное производство», «всё в цифре»). Цифровая фабрика подразумевает наличие «умных» моделей продуктов или изделий (машин, конструкций, агрегатов, приборов, установок и т. д.) на основе новой парадигмы цифрового проектирования и моделирования Smart Digital Twin - [(Simulation & Optimization) Smart Big Data]-Driven Advanced (Design & Manufacturing).

«Умные» фабрики (Smart Factory) - системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения от заготовки до готового изделия, отличительными чертами которого является высокий уровень автоматизации и роботизации, исключающий человеческий фактор и связанные с этим ошибки, ведущие к потере качества («безлюдное производство»). В качестве входного продукта «Умных» фабрик, как правило, используются результаты работы Цифровых фабрик. «Умная» фабрика обычно подразумевает наличие оборудования для производства - станков с числовым программным управлением, промышленных роботов и т. д., а также автоматизированных систем управления технологическими процессами (Industrial Control System, ICS) и систем оперативного управления производственными процессами на уровне цеха (Manufacturing Execution System, MES).

Виртуальные фабрики (Virtual Factory) - системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения за счет объединения Цифровых и (или) «Умных» фабрик в распределенную сеть. Виртуальная фабрика подразумевает наличие информационных систем управления предприятием (Enterprise Application Systems, EAS), позволяющих разрабатывать и использовать в виде единого объекта виртуальную модель всех организационных, технологических, логистических и прочих процессов на уровне глобальных цепочек поставок (поставки => производство => дистрибьюция и логистика => сбыт => послепродажное обслуживание) и (или) на уровне распределенных производственных активов.

Фабрики будущего. Испытательные полигоны (Testbeds)

Для того чтобы формировать Фабрики Будущего, отбирая и комплексируя различные лучшие в мире технологии с добавлением собственных кросс-отраслевых интеллектуальных ноу-хау, необходимо иметь место, где их можно было бы опробовать на практике, в среде, отвечающей реальным условиям. Для этих целей дорожной картой «Технет» в 2017-2019 гг. предусмотрен запуск трех испытательных полигонов (TestBeds):

Испытательного полигона для генерации Цифровых, «Умных», Виртуальных Фабрик Будущего на базе первого в России Института передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ;

Экспериментально-цифровых центров сертификации на базе Сколковского института науки и технологий и МГУ им. М.В. Ломоносова

Главная » Как заработать » Цифровые технологии в промышленности на фабриках будущего. Технологии «Фабрик Будущего. Это просветительская функция