[Перевод] Что такое Индустрия 4.0?

Thread Content

В молодости я работал в сфере промышленной автоматизации. Позже, чтобы заработать немного денег на книги, я ездил в разные города и читал лекции по теме «Индустриальный интернет и история промышленной цивилизации». Из-за этого многие считали, что я хорошо разбираюсь в индустриальном интернете (на самом деле у меня были лишь поверхностные знания). Сегодня утром мой хороший друг с сайта LeTV спросил меня, что же такое Индустрия 4.0. Я собирался рассказать ему об этом отдельно, но потом решил, что лучше подготовить материалы и структурировать свои мысли, чтобы поделиться ими со всеми. Поэтому сегодня я расскажу вам о этой загадочной Индустрии 4.0. Сразу скажу: Кролик – всего лишь переносчик знаний. То, что я говорю, не обязательно верно; это просто результат обработки и понимания большого количества информации. На самом деле у Индустрии 4.0 нет единственного правильного ответа, даже у самих немцев его нет. Давайте сначала рассмотрим три понятия: Индустрия 1.0 — механизация, ознаменованная появлением паровой машины, при которой машины, приводимые в движение паровой энергией, заменили человеческую рабочую силу. С этого момента ремесло отделилось от сельского хозяйства и официально превратилось в промышленность. Индустрия 2.0 – электрификация, которая характеризуется широким использованием электроэнергии; машины стали приводиться в движение электричеством вместо пара. С этого момента производство деталей и сборка продукции разделились на отдельные этапы, и промышленность вступила в эпоху массового производства. Индустрия 3.0 – это эпоха автоматизации, характеризующаяся использованием ПЛК (программируемых логических контроллеров) и ПК. Благодаря этому машины не только взяли на себя большую часть физического труда людей, но также и часть умственного труда. В результате производственные мощности превзошли способность людей к потреблению, и человечество вошло в эпоху избыточного производства. Все три определения имеют высоко научный характер, можете быть спокойны — это самый научный отрывок во всем тексте. Далее я решил рассказать эту историю всем, используя метод повествования старого монаха. Чтобы понять Индустрию 4.0, сначала нужно взглянуть на текущее состояние, которое мы называем Индустрией 3.X. Если использовать модный термин из романов о культивации, это соответствует поздней стадии версии 3.0; такое состояние характеризуется полной автоматизацией и частичной информатизацией. Нам также нужно начать с бизнес-модели завода. У завода есть всего две цели: производить продукцию, а затем продавать её. Поэтому в промышленных предприятиях обычно выделяются два основных отдела: отдел производства и отдел бизнес-процессов. Первый управляется с помощью MES (системы выполнения производственных задач), а второй — с помощью ERP (системы управления информацией). В чём разница между этими двумя системами? ERP ориентирован на управление финансовой информацией, тогда как MES — на контроль производственного процесса. Проще говоря, ERP сообщает вам, сколько бутылок необходимо произвести, когда оформлять заказ и когда требуется получить товар, в то время как MES отвечает за мониторинг и управление каждым этапом производства этих бутылок и способами его реализации. Во многих цехах китайских заводов уже в значительной степени обеспечена связь между различными производственными устройствами, а также между производственными устройствами и контроллерами. В более совершенных компаниях весь завод объединен с помощью системы управления производством (MES), а все бизнес-отделы — с помощью ERP. Обнаружили проблему? ERP и MES на самом деле не связаны! Поэтому, когда ERP передает MES указания по плану производства, в процессе производства могут возникнуть отклонения от этого плана (например, поломка оборудования, некачественные материалы и т. д.). В таких случаях MES вносит коррективы с учетом реальной ситуации на производстве. Но ERP об этом не знает! Поэтому он будет продолжать выполнять заказы согласно первоначальному плану, и со временем между финансовой системой и реальной ситуацией на заводе возникнет очень большое расхождение. Что касается причин, по которым они не соединяются, то их две. Во-первых, компании, занимающиеся разработкой ERP и MES, обычно состоят из двух групп людей: тех, кто занимается финансами, и тех, кто занимается производством. Они не только не понимают профессиональной терминологии друг друга, но и презирают друг друга. Кроме того, в компаниях отделы бизнеса и производства обычно функционируют раздельно, причем у каждого руководителя есть свои предпочтительные поставщики (причины вы понимаете). Разумеется, мудрость народа безгранична; они никак не будут сидеть сложа руки, пока расхождения между двумя системами будут увеличиваться. Раз система не справляется, мы вмешаемся вручную — у нас, рабочих, достаточно сил. Поэтому на производственных площадках обычно регулярно формируют таблицу с параметрами корректировки MES, которую затем передают в отдел бизнес-процессов; этот отдел затем вручную вносит необходимые изменения в систему ERP. Проблемы ERP и MES — это лишь отражение проблемы разрыва в системах на заводе. На самом деле на заводе существует ещё множество других систем: системы проектирования, производства, закупок, офисные системы и т. д. Все эти системы представляют собой информационные острова; они не знают, что делают другие системы и на каком этапе находится их работа. В одной из частей возникла нештатная ситуация; об остальных частях никто не знал. Пришлось дождаться проявления проблемы, чтобы можно было вернуться назад и исправить все системы по очереди. Кстати, причина того, что смартфон с душевным дизайном от Лао Луо так и не был создан, заключается в том, что при его проектировании сотрудники, ответственные за производство, не имели полной картины ситуации. В результате во время самого производства оказалось, что из-за отличного дизайна уровень качества готовой продукции был чрезвычайно низким, поэтому пришлось вернуться к первоначальному проекту и пересмотреть его. В результате приходится постоянно вносить изменения в каждый продукт. Поэтому на то, чтобы пройти путь от проектирования до массового производства промышленного изделия, часто уходит год или два. Конечно, подобные ситуации существуют не с первого дня. В промышленную эпоху срок службы продукции был очень долгим; у бывшего работодателя Ту Гэ один из типов частотных преобразователей мог служить тридцать лет. Поэтому время, необходимое на исследования и вывод продукта на рынок, казалось не таким уж длинным. Что касается остальных проблем, то благодаря личному общению все можно было урегулировать, и даже ошибки не становились серьезной проблемой. Однако ужасные волки всё же пришли. У этих двух волков: один называется избыточным производством, а другой — Интернетом. Глобальный избыток производственных мощностей приводит к усилению конкуренции между компаниями. Прежний подход, при котором один продукт продавался тридцать лет, больше не работает: если вы не можете двигаться быстро, есть те, кто может. Смартфон Lao Luo’s Sentimentсуществовал в продаже всего несколько месяцев, и уже сначала он был очень ожидаемым хитом, но затем превратился в устаревший продукт, который больше никто не хотел покупать. Таким образом, срок жизни этого продукта сильно сократился. Приход эры Интернета подорвал одну из основ промышленной эпохи — асимметрию информации. В эпоху индустриализации производители не могли дешево выяснить потребности каждого клиента, поэтому часто прибегали к унифицированному подходу: объединяли в один продукт максимальное количество различных функций, соответствующих потребностям клиентов. Например, если вы хотите обувь, подходящую для ваших ног, производитель не может знать размер ваших ног. Поэтому он вынужден измерить ноги множества людей, а затем разделить наиболее распространенные размеры на 40, 41, 42 и так далее. Но если у вас слишком широкие или слишком узкие ноги, к сожалению, мы не сможем вам помочь. Интернет изменил эту ситуацию: люди могут легко связываться друг с другом и с производителями при минимальных затратах, что позволяет удовлетворять индивидуальные потребности каждого человека. Поэтому люди все больше предпочитают уникальные варианты. Однако спрос на индивидуализированные товары не так велик, и поэтому промышленным предприятиям необходимо уметь осуществлять быстрое производство малыми партиями. Эти два «волка» заставляют традиционную промышленность делать кое-что — то, что промышленное общество меньше всего любит делать: производство в больших объемах, но быстро и по индивидуальным заказам. В этот момент необходимо провести определенную подготовительную работу: сначала промышленность 3.0 должна эволюционировать в 3.X. Под промышленностью 3.X подразумевается, по сути, полное объединение таких информационных систем, как ERP и MES, чтобы все ранее изолированные информационные узлы на производстве стали взаимосвязанными. В этот момент происходит переход от полной автоматизации и частичной информатизации к полной автоматизации и полной информатизации, то есть к завершающей стадии индустрии 3.0. Не стоит недооценивать этот процесс; учитывая только это, возможно, Китаю потребуется десять лет или даже больше, чтобы его завершить. Ладно, всё вышесказанное — это реальные проблемы. После достижения уровня 3.0 мы начнем путешествие в мир научной фантастики и сложных задач. Наконец-то мы собираемся вступить в эпоху Индустрии 4.0. В ходе этого процесса в версии 3.0, а также при полной автоматизации и информатизации, необходимо начать заниматься одним делом — заключать браки и рожать детей. В Германии этот процесс называется «Индустрия 4.0», в США — «Интернет промышленности». Наше Министерство промышленности и информатизации называет его слиянием двух технологий, а фанаты Интернета вещей — объединением всех устройств в единую сеть. Здесь я хочу сказать, что когда все устройства должны взаимодействовать друг с другом, возникает вопрос: на каком языке общаться? Говорить по-английски, по-немецки или на диалекте Сычуани? Что такое протокол коммуникации — это ключевой вопрос. Вы можете спросить: почему не использовать современные методы связи в Интернете, а именно протоколы TCP/IP? Это технический вопрос, который сложно объяснить человеку без опыта (на самом деле я, бывший инженер-автоматизатор с ограниченными знаниями, тоже не до конца это понимаю). Проще говоря, способы передачи данных в Интернете слишком медленные, точность недостаточна, а уровень безопасности — плохой. В промышленном производстве требования к скорости, точности и безопасности намного выше, чем в фильмах уважаемого учителя Цан, которые снимаются дома. Поэтому, когда все вещи соединены между собой, необходим специальный протокол связи. Это также проблема, скрытая за такими модными терминами, как «Промышленность 4.0» в Германии, «Индустриальная сеть» в США и стратегия «Китайская производственная модель 2025», направленная на слияние промышленности и информационных технологий: все соперничают за стандарты связи. Интернет в США находится на первом месте в мире, поэтому американцы хотят перейти от уровня информатизации к уровню автоматизации ； А в Германии самая сильная машиностроительная промышленность, поэтому он хочет перейти от уровня автоматизации к уровню информатизации ； Китай — ведущая страна в области производства, а также вторая по силе страна в сфере Интернета. Поэтому он не хочет следовать ни одному из этих подходов и планирует создать собственную модель «Интернет +», которую называют «Китайское производство 2025». Согласно традициям романов о культивации, каждый уровень делится на более мелкие подуровни, чтобы подчеркнуть различия и выдающиеся особенности. Следуя этому принципу, я также разделил концепцию Индустрии 4.0 на шесть уровней. ▲Первый этап Индустрии 4.0: интеллектуальное производство. Ранее мы говорили, что производственное оборудование и системы управления информацией также соединены друг с другом, причем между самим оборудованием и информационными системами также существует связь. Кажется ли вам, что чего-то не хватает? Верно, просто сырье для производства и производственное оборудование ещё не соединены. В таких случаях нам нужна технология, называемая RFID — технология радиочастотной идентификации. Полагаю, вы не поймёте, но проще говоря, это что-то вроде QR-кода, который может содержать в себе определённую информацию. Отличие от QR-кода в том, что он способен к беспроводной связи. Позвольте мне описать одну сцену: на производственной линии в цехе по производству Pepsi подряд прошли три бутылки. На каждой из них был свой QR-код, в котором указывалось, что это кола, изготовленная специально для Чжан Саня, Ли Сы и Ван Эрмацзы. Когда первая бутылка доходит до устройства для заливки, через беспроводную связь по двуммерному коду он сообщает оператору в контрольной комнате, что Чжан Сань предпочитает более сладкий вкус, поэтому нужно добавить больше сахара. Затем оператор передает эту информацию роботу-заливщику: «Добавьте два килограмма белого сахара!» ”(Чжан Сань так не повезло...). Подошла вторая бутылка; сказали, что у Ли Сы диабет, ему не нужен сахар. Тогда контроллер сообщил роботизированной руке: «Этому человеку не нужен сахар!» ” Подошла третья бутылка, и сказали, что Ван Эрмацзы хочет Фанту. Тогда оператор приказал роботу, который наливает колу: «Отдохни немного», а затем сказал роботу, который наливает Фанту: «Начинай!» ” Вижу: множество видов, небольшие партии, индивидуальное производство. Каждая бутылка колы с момента вашего заказа в интернете создается специально для вас; все её характеристики соответствуют вашим предпочтениям. Вот что такое интеллектуальное производство. ▲Индустрия 4.0: второй этап — умные продукты. Процесс производства стал более интеллектуальным, поэтому промышленная продукция в виде готовых изделий также может стать интеллектуальной. Это несложно понять: все те умные устройства, которые вы видите — умные браслеты, умные велосипеды, умные кроссовки и т. д., — основаны на этом принципе. Это означает использование продукта в качестве устройства для сбора данных: он постоянно собирает данные пользователей и загружает их в облако, что облегчает управление ими. Одно из ключевых различий между Германией и США в подходах к индустрии 4.0 и промышленному интернету заключается в том, что делать в первую очередь: строить умные заводы или создавать умные продукты. Германия хочет первого, а США — второго. Что касается Китая, то мы просто добавим это. Лучше добавить именно это — можно добавлять как в положительном, так и в отрицательном направлении. Главное — чтобы это сумело обмануть всех. ▲Третья стадия Индустрии 4.0: превращение производства в услугу. Как уже говорилось, умные устройства постоянно собирают данные и информацию о состоянии пользователя и передают их производителю. Это делает возможным новый бизнес-модель — взимание платы за предоставление услуг. Много лет назад, когда я работал в Siemens, компания предложила взимать плату за обслуживание. Тогда я считал это глупым решением, придуманным немцами наспех. Но теперь я понимаю, что это было частью стратегии подготовки к переходу на модель производства в рамках Индустрии 4.0. Какое у вас впечатление о том или ином человеке? Холодильник? Ты идиот! За эти годы компания „Некая“ тайно приобрела несколько известных программных компаний, в результате чего стала второй по величине программной компанией в Европе, уступая только SAP. Что такое этот сервис? Например, если какая-то компания производит двигатели для высокоскоростных поездов, раньше она просто продавала отдельные двигатели. Теперь же эти двигатели в процессе работы постоянно передают данные обратно на завод производителя. Благодаря этому производитель может знать о текущем состоянии двигателя, а также определить, когда необходимо его полностью проверить или отремонтировать. Как раньше поступали производители высокоскоростных поездов? Единый подход: определяется определенное время, и когда наступает этот момент, несмотря на то, нужна ли ремонтная работа или нет, ее все равно выполняют. В отношении технического обслуживания автомобилей это также справедливо. Сейчас существуют специальные инструменты, которые могут подсказать вам, когда необходимо провести ремонт, а когда — техническое обслуживание. Если вы хотите это узнать, извините, придётся заплатить. Возьмем еще один пример: с появлением умных устройств каждая машина будет постоянно собирать данные о окружающей среде, чтобы определять маршрут движения. Вся транспортная система станет полностью ориентированной на обслуживание клиентов; людям больше не будет нужно покупать автомобили. Возможно, однажды вождение собственного автомобиля станет серьезным нарушением закона, ведь устройства будут умными, а люди — нет. На этом этапе все производители превратятся в поставщиков услуг. ▲Индустрия 4.0: четвертый уровень – облачные фабрики. По мере того, как процесс интеграции цифровых и традиционных технологий на заводах становится все более глубоким, появляется еще один новый бизнес-модель — это облачный завод. Оборудование на заводах сейчас тоже стало интеллектуальным; оно постоянно собирает свои данные и передает их в промышленную Интернет-сеть. Благодаря этому мы можем видеть, какие производственные линии на каких заводах работают на полную мощность, а какие свободны. Итак, эти заводы, у которых есть свободные мощности, могут продавать свои производственные возможности другим, кому это необходимо. Интернет-индустрия развивается так быстро потому, что предпринимателям нужно лишь сосредоточиться на инновациях в продуктах и бизнес-моделях. Им не нужно покупать собственные серверы — достаточно просто арендовать облачные услуги. В настоящее время предприниматели в промышленной сфере по-прежнему вынуждены постоянно размышлять о том, стоит ли использовать услуги OEM-подрядчиков или строить собственные заводы, что серьезно ограничивает инновации в этой области. Когда появятся облачные фабрики, я предсказываю, что в промышленной сфере Китая возникнет волна инноваций и предпринимательства, в сто раз сильнее той, что была связана с интернетом. В то время все в этом обществе кардинально изменится. То, что Тугэ твердо намерен заниматься инвестициями и предпринимательскими услугами в сфере промышленного интернета, объясняется тем, что он ждет именно этого витка развития. Лучше бы я был предшественником, а не мучеником. Даже если речь идет о павших героях, это не имеет значения. У нас высокий уровень сознания; мы — чистые люди, люди, свободные от низменных желаний... (Здесь опущено десять тысяч слов рекламы; достаточно понять суть.) ▲ Пятый уровень Индустрии 4.0: междисциплинарные атаки. В индустрии Интернета постоянно говорят о том, что она наносит удары по традиционным отраслям с использованием новых технологий; речь идет о таких компаниях, как Google, Xiaomi, Alibaba, LeEco. Но я скажу вам: когда индустрия 4.0 достигнет своего пятого этапа, атаки промышленных компаний на другие отрасли будут в сто раз более мощными, чем атаки этих интернет-компаний. Этот процесс коренным образом потрясет основы современной экономики и управления, преобразив всё деловое общество. Например, производитель часов — эти часы постоянно находятся рядом с телом человека и собирают различные данные о его состоянии. Эти данные могут не иметь особой ценности для производителя часов, но для страховой компании они представляют собой настоящий сокровищницу. В таком случае производитель часов может превратиться в лучшую страховую компанию. Когда автоматизация и информатизация глубоко сольются, межотраслевая конкуренция станет нормой, и все бизнес-модели будут преобразованы. ▲Индустрия 4.0 — полный успех, Матрица. Весь процесс Индустрии 4.0 – это процесс постоянного слияния автоматизации и информатизации, а также процесс переопределения мира с помощью программного обеспечения. В будущем мультивселенная станет реальностью в виртуальном мире: один реальный мир будет соответствовать бесчисленному количеству виртуальных миров. Если изменится реальный мир, изменится и виртуальный мир ； Если изменится виртуальный мир, изменится и реальный мир. Всё находится под точным контролем на основе данных; большая часть физического и умственного труда людей будет заменена машинами и искусственным интеллектом, и все существующие экономические принципы перестанут быть актуальными. Но есть вещи, которые не изменятся, я в это верю. Человеческая любовь, ответственность, смелость, стремление к будущему и свободе, а также неустанная борьба. Жизнь не умирает.