Индустрия 4.0 - умное производство будущего

Опыт «цифровизации»

Германии

VI МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФОРУМ

«Информационное моделирование

для инфраструктурных проектов и развития бизнесов Большой Евразии»

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К." 1

Москва, 7 июня 2017 г.

От первой до четвертой промышленной революции

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

2

Понятие «Industrie 4.0» впервые публично употреблялось на промышленной выставке в Ганновере в 2011 году, на которой был представлен концепт «Industrie 4.0» - Индустрия 4.0.

Industrie 4.0 - Индустрия 4.0 - Концепция

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

3

Industrie 4.0 - Индустрия 4.0

• Один из 10 «Проектов будущего», определенный правительством Германии в рамках Высокотехнологичной стратегии – 2020 это проект «Индустрия 4.0»

• Децентрализованное автономное производство в режиме реального времени впервые соприкоснулся с необходимостью своей реализации именно в Германии по двум причинам: ведущая роль Германии на мировом рынке обрабатывающей промышленности и техническое лидерство в области промышленных исследований и развития производства.

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

4

Industrie 4.0 - Индустрия 4.0

Федеральное министерство экономики и энергии • Рабочая группа Industrie 4.0 или рабочая группа по

умным сервисам (Smart Services) - В 2012 году опубликованы первые рекомендации по реализации концепции Индустрия 4.0 - В 2014 выпущена «Цифровая повестка дня» с 2014 по 2017 гг. (Федеральные министерства экономики и энергии, внутренних дел и транспорта и цифровой инфраструктуры) - В 2015 году опубликованы новые рекомендации рабочей группы по умным сервисам - Smart Service Welt 2025 - Мир умных сервисов 2025 - В 2017 году объявлена реализация программа поддержки Индустрия 4.0 - Smart Service Welt II – Мир умных сервисов II

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

5

Индустрия 4.0 –рекомендации для реализации

Рабочая группа «ИНДУСТРИЯ 4.0» определила 8 основных направлений действий (2013 г.) • Стандартизация и создание эталонной архитектуры. «ИНДУСТРИЯ 4.0» Создание сетевых структур, объединяющих отдельные предприятия, и интеграцию в масштабах всей цепочки создания стоимости. Эта задача будет решена только при наличии общих единых стандартов. • Управление комплексными системами. Продукция и производственные системы становятся все более сложными. В основе их контроля лежат соответствующие концепции планирования и функциональные модели. Инженерам необходимы методики и инструменты, которые помогут создать подобные модели. • Глобальная широкополосная инфраструктура для промышленности. Основным условием для создания «ИНДУСТРИЯ 4.0» является наличие глобальных сетей связи высокого качества, защищенных от отказов и сбоев. Инфраструктура сетей широкополосного Интернета в Германии и со странами-партнерами нуждается в массированном расширении. • Безопасность. Факторами, играющими решающую роль для успешной работы интеллектуальных производственных систем, являются безопасность их эксплуатации и защищенность от атак извне. С одной стороны, производственное оборудование и изделия не должны представлять опасности для людей и окружающей среды. С другой стороны, само оборудование и продукция нуждаются в защите от неправомерного использования и несанкционированного доступа

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

6

Индустрия 4.0 –рекомендации для реализации

• Организация труда. На «умных фабриках» роль сотрудников значительно изменится. Рост значимости управления в реальном времени вносит соответствующие изменения в содержание труда, рабочие процессы и условия труда. • Образование и повышение квалификации. Задачи и сферы компетентности сотрудников в «ИНДУСТРИЯ 4.0» претерпят значительные изменения. Это делает необходимой разработку соответствующих стратегий оценки квалификации сотрудников и организации труда, стимулирующей их потребность в обучении, а также повышения квалификации сотрудников без отрыва от работы. • Нормативно-правовая база. Создание и развитие новых производственных процессов и деловых объединений с горизонтальной структурой в рамках «ИНДУСТРИЯ 4.0» должно выполняться в соответствии с существующими правовыми нормами. • Эффективность использования ресурсов. В «ИНДУСТРИЯ 4.0» продуктивность и эффективность используемых ресурсов значительно возрастут. На «умных фабриках» необходимо будет найти компромиссное решение между привлечением дополнительных ресурсов и возможностями для экономии.

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

7

Индустрия 4.0 Научно-исследовательский потенциал

• Созданный Федеральным министерством образования и научных исследований (BMBF) в 2006 году Индустриально-научный исследовательский альянс является консультативной группой, объединяющей девятнадцать ведущих представителей науки и промышленности для продвижения межминистерской инновационной Высокотехнологичной стратегии.

• Acatech – Национальная академия наук и производства – представляет интересы немецких научных и технологических сообществ как в Германии, так и за рубежом. Поддерживает политиков и общественных деятелей путем предоставления квалифицированных технических оценок и прогнозных рекомендаций.

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

8

Индустрия 4.0 Научно-исследовательский потенциал

• Немецкий центр исследования искусственного интеллекта (DFKI) был основан в 1988 году и является ведущим научно-исследовательским центром в Германии в области инновационных промышленных технологий и программного обеспечения с использованием искусственного интеллекта.

• В основе деятельности Fraunhofer-Gesellschaft (объединяет 66 институтов), лежит исследование практической полезности.

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

9

Индустрия 4.0 – финансирование исследований

• Финансирование поступает из государственных учреждений, таких как Европейский союз, Федеральное министерство образования и научных исследований (BMBF), Федеральное министерство экономики и энергетики (BMWi), немецких федеральных земель и Исследовательского фонда Германии (DFG), а также от промышленных партнеров.

• Ряд отраслей промышленности – включая машиностроение и автоматизацию производства –выделят более 2,5 миллиарда ЕВРО шести направлениям исследований в течение десятилетнего периода реализации проекта.

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

10

Реализация Индустрия 4.0 в цифрах • Инвестиции до 2020 г. ок. 900 млрд. долларов США -

цифровые технологии, датчики и устройства связи, программы и приложения, системы управления производством (MES), обучение сотрудников и реализация организационных преобразований в Германии ок. 30-40 млрд. ЕВРО ежегодно

• В среднем 5% от годового оборота товаров и услуг инвестируется во внедрение цифровых технологий

• 54% предприятий ожидают амортизацию инвестиций в течение 2-х лет

• В ближайшие 5 лет ожидается прирост годовой выручки в среднем на 3 % (18 млрд. ЕВРО) и сокращения затрат в среднем на 3 % (14 млрд. ЕВРО)в год

• Количество предприятий, предлагающих решения и технологии Индустрия 4.0 – 6%, в плане – 18%

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

11

Реализация Индустрия 4.0 в цифрах

• Степень «цифрования» в экономике и создание цифровых бизнес-моделей: сегодня 33% 2021 – 82%;

• Принятие решений на основе цифровых данных (моделей): 2016 – 52%, 2020 – 90%

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

12

Реализация Индустрия 4.0 в цифрах

• 40% предприятий уже используют технологии Индустрии 4.0, 23% планирует внедрение в ближайшие годы

• Оценка потенциала использования мобильных и интеллектуальных устройств с целью повышения эффективности работы сотрудников в сфере производства и логистики: большой – 19%, средний – 21%, небольшой – 34%, нет потенциала – 23%

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

13

Реализация Индустрия 4.0 в цифрах

Доля цифровых технологий в производственном процессе рост до 2020 г. в среднем 3,8 раза

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

14

Машино-

строение

Автомо-

биле-

строение

Производ-

ственные

процессы

Электро-

техника/

электроника

ИТ

промыш-

ленность

%

сегодня 19% 19% 21% 26% 27% 22

через 5

лет

85% 84% 77% 89% 80% 83

Факторы, тормозящие внедрение технологий Индустрия 4.0

• Сомнения в обеспечении достаточной безопасности цифровых данных – 78%

• Отсутствие единых стандартов внедрения и использования – 72%

• Необходимость крупных инвестиций – 53% • Нехватка руководящих кадров со стратегическим

пониманием развития – 43% • Отсутствие знаний у клиентов – 50% • Отсутствие квалифицированного персонала на

предприятиях– 45% • Отсутствие разработки бизнес-моделей – 41% • Непонимание экономического эффекта – 33% • Отсутствует общий положительный фон в обществе по

отношению к Индустрии 4.0

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

15

Реализованные проекты Индустрия 4.0 в 2015 году

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

16

Источник: Федеральное Министерство экономики и энергетики

Проекты

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

17

Обмен данными в дополненной реальности (все возможные варианты внедрения мнимых объектов в реальное пространство).

Защита данных, которые передаются от автомобиля или к ним.

Интеллектуальная взаимосвяь различных датчиков и геоданных

Обмен информацией и данными между операторами на производстве с помощью очков

Цифровая платформа, объединяющая сервисы в области жилья, работы, покупки и здоровья

Проекты

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

18

Оборудование и программное обеспечение для Интернета Вещей (обеспечение безопасности)

Интернет-платформа для обмена данными и сервисами по ЖКХ

Улучшение медицинского обслуживания хронически больных людей с помощью Интеренета

Создание предпосылок для адаптации существующего производственного оборудования к требованием Индустрии 4.0

Умное (интеллектуальное) сельское хозяйство

Количество предприятий малого и среднего бизнеса в Германии

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

19

Ок. 61 % занятых работают на предприятиях малого и среднего бизнеса

99%

Оборот среднего и малого бизнеса в Германии

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

20

В 2016 году: 2300 млрд. ЕВРО. ВВП Германии 2016: 3468 млрд. ЕВРО

66%

Возможности для малого и среднего бизнеса в цифровой экономике

Гибкость – клиентоориентрованность – эффективность

• Откроются новые рыночные сегменты, как на внутреннем рынке, так и на международном уровне

• выиграют от стандартизированных сетей собственных производственных ресурсов - это позволит малым и средним предприятиям значительно уменьшить усилия по управлению производством и реагировать значительно быстрее на рыночные требования.

• Участие в большой корпорации по реализации Индустрия 4.0 – получение заказов от крупных компаний

• Получение инвестиционных средств • Ускорения собственного развития • Повышение компетенции (квалификации)

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

21

Индустрия 4.0 - шансы

• Существенное увеличение производительности производства - повышение уровня жизни миллиардов людей

• Появляются новые эффективные модели бизнеса на цифровой основе

• Увеличиваются возможности противостоять внешним угрозам

• Рост участия граждан в общественной жизни - контроль работы властных структур, предприятий

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

22

Индустрия 4.0 - шансы

• Изменение роли политиков и чиновников – децентрализация власти: властные структуры преобразуются в центры оказания услуг

• Реальное уменьшение количества чиновников

• Сохранение окружающей среды

• Улучшение здоровья человека, увеличение продолжительности жизни

Бернд Хиллер, генеральный директор

ООО "Фирма Г.Ф.К." 23

Индустрия 4.0 – потенциальные опасности

• Общественные, медицинские, этические и психологические опасности

• безопасность: создание безопасных сетей, защита от кибератак, возможность дистанционного управления производствами и государствами криминальными элементами (ежегодный ущерб от киберпреступности оценивается в 500 млрд. $)

• Сокращается времени для принятия решения – возможен рост ошибочных решений

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

24

Индустрия 4.0 – потенциальные опасности

• Появляются новые технологии слежения за людьми – тотальная слежка

• Максимизация плюсов Индустрия 4.0 требует массивных коопераций, чтобы все машины говорили на одном языке. С другой стороны, чрезмерная однородность может быть опасной. Горстка влиятельных компаний может завладеть неестественным преимуществом в Индустрии 4.0.

Бернд Хиллер, генеральный директор

ООО "Фирма Г.Ф.К." 25

Индустрия 4.0 – потенциальные опасности

• Война роботов – автономное оружие: действующие законы военных действий ставятся под сомнение

• Значительное расширение возможных операций не обязательно потребует создания новых рабочих мест для людей, в то время как общая численность населения продолжает расти – рынок труда

• Возможное увеличение разрыва в развитии стран- социальная несправедливость (социальные взрывы) победители Industrie 4.0 забирают всю прибыль

• Чрезмерное использование мобильных средств лишает нас возможности остановиться, оглядеться, подумать и вести интеллектуальные разговоры – человек может терять способность межличностного общения

• Что означает быть человеком? • Гармоничная интеграция трудовой и личной жизнью

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

26

Индустрия 4.0 и глобализация

• Индустрия 4.0 требует глобализации мировой экономики и производственных процессов

• Глобализация сегодня происходит за счет слабых, мало развитых стран утрата государственной независимости и национальной идентичности

• В основу концепции Индустрия 4.0 должна лежать «глобализация», которая способствует ускоренному развитию слаборазвитых стран, сохраняя их государственную независимость и национальную идентичность !!!

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

27

Роль геодезии и геоинформатики в цифровой экономике

• Основа цифровой экономики – цифровые данные

• Технологии сбора и обновления цифровых данных: воздушное и наземное лазерное сканирование, автоматизированные системы мониторинга состояния зданий и инженерных сооружений, геодезические и навигационные спутниковые технологии,

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

28

Роль геодезии и геоинформатики в цифровой экономике

• Геоинформационные системы (ГИС) служат общей географической подложкой для умного города

Цифровые данные должны находиться в определенных системах отсчета (координат) и привязаны к единым началам отсчета!

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

29

BIM (Building Information Modeling) технологии

Бернд Хиллер, генеральный директор ООО "Фирма Г.Ф.К."

30