Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Лекция 7
Индустрия 4.0 – Цифровая
трансформация сегодня
2
ХРОНОЛОГИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РЕВОЛЮЦИЙ
3
ХРОНОЛОГИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РЕВОЛЮЦИЙ
• Датой начала первой промышленной революции можно считать 1769 год, именно
тогда была создана паровая машина Джеймса Уатта, а в производстве начали
использовать автоматы и энергию пара.
• Вторая промышленная пришлась на конец 19-начало 20 века: в 1870 году
человечество начало использовать энергию электричества, а в 1913 году Генри
Форд открыл конвейерное производство. Благодаря использованию
электроэнергии и конвейера удалось создать массовое производство товаров.• Начало третьей промышленной революции связывают с изобретением Интернета
в 1969 году. На этом этапе производство автоматизируется благодаря
использованию электроники и информационных технологий.
Если попытаться выразить суть каждой из промышленных революций одним словом,
то для первой революции это будет «Механизация», для второй — «Конвейер», для
третьей — «Автоматизация». Благодаря достижениям первой революции машина
облегчает труд человека, после второй промышленной революции человек работает
вместе с машиной, а на третьем этапе развития человек уже контролирует, как работает автоматизированное производство
4-АЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ: INDUSTRY 4.0
44
Интеллектуальные сетевые
системыИнтеллектуальные фермы,
города и т. д.
Интеллектуальные сетевые
изделияУдаленное обслуживание, эксплуатация и аналитика
Интеллектуальные сетевые
операцииBrilliant Factory (GE)/
Промышленность 4.0
ПЕРЕМЕНЫ ВО ВСЕМ
4
55
Система системСистема изделийУмное
сетевоеУмноеИзделие
Почво-
фрезы
Сеялки
Трактора
Система
оборудования фермы
Уборочные
комбайны
Система
метеороло-
гических
данных
Иррига-
ционная
система
Система оптимизации
сеяния
Система
оборудования фермы
Платформа
системы
управления
фермой
Датчики дождя,
влажности, температуры
Карты погоды
Прогнозы погоды
Приложение для
обработки
метеорологических
данных
База данных
с показателями фермы
База данных о семенах
Приложение для оптимизации
сеяния
Полевые датчики
Оросительные
узлы
Ирригационное
приложение
ВЕЩИ МЕНЯЮТСЯ
http://www.osp.ru/os/2015/02/13046276/
ThingWorxplatform
1
ThingWorxstudio
3
ThingWorxnavigate
4
Developer ready
6
Partner friendly
7
Connect to any cloud
2
The 8th release of ThingWorx
8
ThingWorx apps
for manufacturing
5
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ (IoT)
и
ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ (IIoT)
77
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ (IOT)
Интернет вещей - это концепция и набор сопутствующих технологий для
совершенствования разработки и эксплуатационных характеристик изделий и систем
путем присоединения этих изделий и систем к различным сетям для обмена
информацией об:
– управляющих воздействиях (командах),
– состоянии изделий и систем,
– состоянии окружающей среды и др.
для организации послепродажного сервиса путем создания автоматизированных систем
управления изделиями и системами.
8
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ - НОВАЯ РЕВОЛЮЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Значительный рост в мире:
Инвестиции в IoT*
2017: $230 Млрд| 2018: $370 Млрд• 2020 Ожидается до $1.6 Триллионов
• Феноменальный рост после 2025
Подключенных устройств*
2016: 20B | 2020: 30B | 2025: 80B• После 2025, Количество новых
подключаемых устройств в минуту: 152000.
Доля индустриальных устройств**• 2019 − 40% подключенных устройств
установлено на производстве.
*forbes.com, 5 Aug 2016, IoT Mid-Year Update From IDC And Other Research Firms
**http//www.businessinsider.com/the-enterprise-internet-of-things-market-2014-12
ПО ИССЛЕДОВАНИЮ MC KINSEY
9
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ - НОВАЯ РЕВОЛЮЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
*forbes.com, 5 Aug 2016, IoT Mid-Year Update From IDC And Other Research Firms
**http//www.businessinsider.com/the-enterprise-internet-of-things-market-2014-12
Интернет Вещей или IoT - это новая революция в сфере бизнеса и технологий. IoT не
только позволяет подключать и обмениваться данными с вещами, но и управлять ими,
проводить профилактическое и прогностическое обслуживание на них, руководить
услугами по этим вещам и создавать цифровые близнецы на этих вещах для повышения
эффективности работы, значительно сократить время простоя и развивать новые потоки
доходов.
Инвестиции:
Рынок IoT огромен. Сегодня есть более 20 миллиардов подключенных устройств, и это
число растет невероятным темпом. Всего через четыре года будет 30 миллиардов, а к
2025 году - 80 миллиардов.
Появляется огромная возможность для инвестиций IoT. До 2020 года оценки инвестиций достигают 1,6 триллиона долларов. McKinsey определил, что экономический эффект в 9
отраслях всего превысит 11 триллионов долларов к 2025 году.
10
11
Для обуздания бурного роста
процессов 4-й промышленной
революции – внедрение
передовых IT = систем IoT/ IIoT
Для обуздания бурного роста
процессов 4-й промышленной
революции – внедрение
передовых IT = систем IoT/ IIoT
12
ПОПУЛЯРНЫЕ СЕГМЕНТЫ ПРИМЕНЕНИЯ
Сетевые системыУмные приложения
Сетевая промышленностьСетевые процессы
Сетевые устройстваУдаленное обслуживание и аналитика
• Умное сельское хозяйство
• Умный город
• Умный дом
• Транспорт
• Датчики состояния окружающей среды
• Умное водоснабжение
• Автомобилестроение
• Нефть и газ
• Пищевая промышленность
• Химическая промышленность
• Машиностроение
• Розничная торговля
• Медицинские приборы
• Аэрокосмическая и оборонная промышленность
• Горное дело
• Строительство
• Промышленное оборудование
• Потребительские товары
ThingWorxplatform
1
ThingWorxstudio
3
ThingWorxnavigate
4
Developer ready
6
Partner friendly
7
Connect to any cloud
2
The 8th release of ThingWorx
8
ThingWorx apps
for manufacturing
5
ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
14
ЦИФРОВОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ: TRANSFORMATION
• Отслеживаемостьизменений производительности поставленных заказчику изделий
• Автоматизацию моделирования,
экспериментальной проверки на
цифровом макете и
эффективность совместных
работ
“Сейчас требуется всё большая
координация функций изделий
при их эксплуатации. Как
следствие: возрастает значение
связей с Заказчиком ”
“Умные” технологии изменяют
способы разработки,
производства, эксплуатации и
обслуживания изделий, создания
ценности в экономике”- Michael Porter, Jim Heppelmann, Harvard Business Review, October 2015
• Объединение производства и сервисного обслуживания изделия
Цифровое предприятие – полное электронное представление о разработке изделия для обеспечения полной согласованности работ, которое применяется на протяжении всех этапов работ, что обеспечивает…
15
IoT : ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ БИЗНЕСА
НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ПОСТУПЛЕНИЯ
ДОХОДА
Разблокировать
новые бизнес-
модели и
реализовать новые
возможности для
повышения
стоимости
НОВЫЕ И РАЗНООБРАЗНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
Увеличение темпов
инноваций в
области продуктов
и услуг
УЛУЧШЕНИЕ “ОПЫТА”ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
Использовать данные
из подключенных
изделий для
улучшения
обслуживания,
поддержки и
удобства
использования
ОПТИМИЗИАЦИЯ БИЗНЕС ПРОЦЕССОВ
Объединить
данные в
реальном
времени с
существующими
системами для
повышения
эффективности
$¥£
C
1616
ПЕРЕХОД НА СТРАТЕГИЮ ЦИФРОВОГО ПРОИЗВОДСТВА :
Цифровое
производствоАвтоматизация
разработкиОбслуживание
Повышает производительность и гибкость выполнения рабочих заданий за счет внедрения предсказательной аналитики и информационных технологий реального времени на рабочих местах
Трансформация методов разработки и проектирования способствуют результативности бизнеса и продвижению инноваций
Позволяет внедрить новую модель сервисного сопровождения изделия
Розничная
торговля
Максимизирует конкуренто-способность и повышает скорость реакции на изменение запросов рынка
17
ПРЕПЯТСТВИЯ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ
Как начать
работать с IoT?
Поиск
необходимых
ресурсов, в том числе
интеллектуальных
Непредвиденные затраты с
поддержанием
и улучшением
платформы
Неспособность
предвидеть
будущие потребности
Создал одно
приложение, но
не смог его масштабировать
1818
ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ РЫНОК - ТРЕБОВАНИЯ
ЭффективностьПроизводительность Специализация
1. Aberdeen, Tom Paquin, Best-in-Class Augmented Reality Studies. September 2018. 2. World Economic Forum and Deloitte Touche Tohmatsu Ltd. 2012
Новые рабочие
места
31% требуют обновления1
10 миллионов «свободных»
рабочих мест 2
Повышение
профессионализма
Рост запросов
заказчика
Индивидуализация заказов
Повышение
конкурентоспособности торговых площадок
Сложные изделия
& Рабочие места
Сервис и эксплуатация: структурные изменения
Информационный доступ
& разработка контента
19
ВЫХОД – ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ ИНДУСТРИАЛЬНОГО IOT
2020
Edge Connection сервер + адаптеры протоколов связи
• WiFi, BT,
• MQTT,
• LoRaWAN,
• ZigBee,…
СУБД информационных моделей “smart thing”
Big Data
Аналитика (predictive analyze) = AI
Адаптеры промышленных систем сбора
информации
• OPC UA,
• OPC DA,
• SCADA,
• SAP HANA…
Аддитивное производство
Блокчейн
Дополненная Реальность
Облачные Вычисления
ПЛАТФОРМА IIOT:ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ (2016-2018)
21
ТИПОВАЯ СТРУКТУРА IOT/IIOT СИСТЕМЫ
Средство разработки
интерфейсов
(Mashup Builder)
Интеллектуальный поиск
(SQUEAL)
Подсистема хранения
данных (Neo4j, PostgreSQL,
Cassandra, MS SQL …)
Средства моделирования
бизнес-логики (Streams,
Services, Events etc.)
Средства разработки (SDK)
Сторонние инструменты и
расширения (Extensions)
Средства управления
доступомФункции безопасности и
шифрования (TLS, WSS)
Поддержка интерфейсов и протоколов связи (AlwaysOn, REST API, MQTT, Sockets etc.)
Сеть (Интернет, WiFi, сотовая связь, Ethernet, спутниковая связь)
Датчики и
устройства
Платформа
Интернета
вещей
Динамические
приложения
Средства создания модели
вещи (Templates, Shapes,
Properties etc.)
AR
22
Просмотр модели
вещи (до экземпляра
включительно)Сканирование
Привязка свойства Вещи
или услуги к
индикаторам
инструкции
Данные Вещей
отображаются
динамически
Связь с Вещами
средствами ДР
Отображение
найденного свойства в
2D или 3D интерфейсе
Просмотр модели
Выбор индикаторов 3D-датчиков Размещение индикаторов 3D-датчиков
Привязка данных датчиков к индикатору
11
22
33
44
23
3D виджеты –
«аюгментация»
Виджеты
визуализации
3D-репертуар Размещение индикаторов 3D-датчиков
11
222D-виджеты –
«плоский» интерфейс
пользователя Сканирование
2D-репертуар
Просмотрс использованием
2d виджетов
24
AR-ИНСТРУКЦИИ НА ОСНОВЕ 2D-ВИДЖЕТОВ
25
AR-ИНСТРУКЦИИ НА ОСНОВЕ 3D-ВИДЖЕТОВ
26
AR-ВИЗУАЛИЗАЦИЯ АНАЛИТИКИ
27
ВОЗМОЖНЫЕ ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ AR
AR обеспечивает..
• Простоту создания
• Неограниченное повторное
использование 3D-данных
• Возможность использования
данных интернета вещей
• Доступ к данным предприятия
• Масштабируемость решения
Архитектура, Проектирование,
Строительство
Сельское хозяйствоГородская инфраструктура
БиомедицинаФабрики, заводы и
верфи
Представленная информация может быть изменена без предварительного уведомления. Copyright PTC 2016
Augmented Reality
29
НЕСКОЛЬКО МЭШАПОВ – WEB-ИНТЕРФЕЙС
30
ТЕХНИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАЛЫ ВИДЯТ ВОЗМОЖНОСТЬ ДЛЯ AR
Сатья Наделла считает, что
дополненная реальность -
еще одна крупная
долгосрочная ставка для
Microsoft, которая может
быть больше, чем
смартфон. Запущен
HoloLens.
Тим Кук считает, что
устройства AR могут быть
размером с iPhone. Недавно
анонсированные iPhones 8 и
X предназначены для
поддержки AR и
программной платформы
ARKit
Sundar Pichai and Google
недавно объявили Google
Assistant, Tango, Google
Glass II и ARCore дляEnterprise Augmented
Reality.
3131
АНАЛИТИКА: ДОПОЛНЕННАЯ РЕАЛЬНОСТЬ ВОСТРЕБОВАНА
Предприятия, использующие AR, наблюдают ежегодный
рост бизнеса: 29% рост прибыли, 17% рост выручки, 14% рост
удовлетворенности клиентов
1. Capgemini, Augmented and Virtual Reality in Operations: A guide for investment, September 2018. 2. IDC, Tom Mainelli, White Paper: How Augmented Reliability Drives
Real-world Gains In Services, Training, Sales And Marketing, And Manufacturing. May 2018. 3. Aberdeen, Tom Paquin, Best-in-Class Augmented Reality Studies. September 2018
Сервис:
✓ Улучшение передачи знаний (66%)
✓ Рост качества выполнения работ (60%)
✓ Рост числа правильного ремонта с первой попытки (50%)
Произвосдство:
✓ Рост производительности (70%)
✓ Снижение затрат на тренинги (60%)
✓ Повышение точности исполнения(42%)
Около 10% операционной прибыли реализуется 76% компаний
за счёт полномасштабного применения AR для роста
производительности, эффективности производства и
достоверности производственных данных
32
Сервис
20%
Производство
19%
Продажи и
маркетинг
19%
Проектирование
16%
Обучение
13%
Рабочий
11%
Другие
2%
Service Manufacturing Sales & Marketing Design Training Operator Other
ГДЕ AR ИСПОЛЬЗУЕТСЯ СЕГОДНЯ
Vuforia Studio July 2017 Global AR Survey
3 главных наиболее
прибыльных сектора по
результатам практики
применения
Сервис
Руководство по техническое
обслуживанию и инструкции
Производство
Информация о выполнении
операций на рабочем месте,
Сборочные инструкции
Продажи и маркетинг
Виртуализация продукта,
Шоу-румы
33
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
НАИБОЛЕЕ ПРИБЫЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ AR
PTC Survey on use cases for the enterprise 162 responses
34
ПРИМЕНЕНИЕ AR
35
AR ДЛЯ РАБОТ ПО КОМПОНОВКЕ ПРОЕКТА
36
• Дорого нанимать квалифицированных программистов
• Сложно и трудоемкосоздавать привлекательный контент
• Подавляющее влияние на организацию explosion специально созданных приложений
• Комплекс для использования IoT и бизнес-систем данных
НО… ВНЕДРЯТЬ AR НА ПРЕДПРИЯТИИ МОЖЕТ БЫТЬ СЛОЖНО
37
У PTC САМАЯ ПРОДВИНУТАЯ И ШИРОКО ПРИМЕНЯЕМАЯ ARТЕХНОЛОГИЯ
Other Hardware
& OSs
45,000+Коммерческих
приложений
350,000+Разработчиков
450,000,000+
Установок
приложений
Оптимизированное, надежное AR & Computer Vision• Распознавание изображений и объектов; САПР
отслеживание • Лучший в классе CV для надежных экпериенс в
различных средах; Visual Inertial Odometry• Удаленное присутствие с поддержкой AR
SDK
For Developers
Кроссплатформенность/Поддержка устройств • iOS, Android, and Windows 10• Form Factor (Handheld, Headworn)• Build in Eclipse, Xcode, and Unity
Бо
гатс
тво
ин
тегр
ац
ии
*
* Использует базовые средства для повышения точности и производительности
45,000+Приложений в
разработке
Studio
Illustrate
5000+Промышленных
Клиентов
View
Vuforia Studio