Индустрия 4.0 — это концепция развития «Умного производства», когда «Умное оборудование» на «Умных фабриках» будет самостоятельно передавать и получать необходимую для работы информацию, перенастраивать и оптимизировать производственные мощности.
Индустрия 4.0 — один из самых распространённых и обсуждаемых, в том числе и в кругу промышленников, производственников и машиностроителей, терминов в настоящее время. Что же он означает?
Индустрия 4.0 — это так называемый «проект будущего» (стратегический план развития экономики) немецкого федерального правительства, предусматривающий совершение прорыва на стыке информационных и промышленных технологий. Однако в отличие от других стран, где развивают IT-технологии в сторону социальных сетей, развлечений, коммуникаций, немецкие специалисты поставили перед собой амбициозную задачу — связать в едином информационном пространстве промышленное оборудование и информационные системы, что позволит им взаимодействовать между собой и с внешней средой без участия человека.
Цифры «4.0» означают, что это направление развития промышленности имеет настолько большой потенциал, что неминуемо приведет к четвертой индустриальной (промышленной) революции. Если вспомнить историю, то первой индустриальной революцией считается замена мускульной силы на энергию пара с появлением паровых машин. Вторая была связана с появлением электричества и внедрением конвейерного производства.
Третья революция произошла в 60-70-е годы прошлого столетия в связи с развитием числового программного управления (ЧПУ) и микропроцессоров. Ну, а четвертая, как предполагается, будет связана с развитием промышленности в сторону «Умного производства».
Основой для концепции Индустрия 4.0 послужили такие идеи, как:
Сочетание данных идей в одной концепции делает Индустрию 4.0 очень перспективным направлением для развития промышленности, которое даст большие возможности предприятиям, внедрившим его первыми. Внедрение принципов «Умного производства» позволит предприятию получить огромное преимущество перед конкурентами:
На первый взгляд, описанное выше кажется чем-то фантастическим, и напрашивается мысль, что внедрение подобной концепции на российских производственных предприятиях является нецелесообразным или очень далекой перспективой. Однако аналогичные программы уже запущены во многих странах: в Нидерландах, Франции, Великобритании, Италии, Бельгии, Китае, США и в других, и если не начать предпринимать активные действия в данном направлении уже сегодня, то через
Но с чего начать реализацию такой сложной концепции? В первую очередь, необходимо провести оценку производственно-технологической базы предприятия. Это позволит понять, на каком уровне производственно-технологической зрелости1 находится предприятие, и поможет сформулировать стратегию развития (повышения уровня технологической зрелости) и спланировать поэтапную работу по достижению концепции Индустрии 4.0.
Одним из ключевых критериев повышения уровня технологической зрелости производственного предприятия является уровень внедрения элементов Цифровой Системы Управления Производством (ЦСУП). Это очень важный критерий при реализации концепции Индустрии 4.0, т.к. внедрение ЦСУП позволит предприятию «связать» технологическое оборудование и осуществлять оперативное управление производственными процессами.
В соответствии с уровнем внедрения элементов ЦСУП уровни технологической зрелости производственных предприятий можно классифицировать как показано в Таблице 1.
Таблица 1 Уровни технологической зрелости производственных предприятий
Уровень технологической зрелости |
Уровень внедрения элементов ЦСУП |
Уровень 1 |
Полное отсутствие цифровой системы управления производством |
Уровень 2 |
Внедрение ЦСУП не носит комплексный характер и характеризуется автоматизацией ряда базовых составляющих, таких как Кадры, Бухгалтерия, Разработка конструкторской документации и т. д. |
Уровень 3 |
Средняя степень внедрения ЦСУП. Бумажный и электронный документооборот осуществляются параллельно в связи с недостаточной достоверностью последнего |
Уровень 4 |
Высокая степень внедрения ЦСУП. Информационные потоки предприятия полностью переведены в единую цифровую систему. Решения руководителями принимаются на основании оперативной и достоверной информации, полученной из ЦСУП |
Уровень 5 |
Полное внедрение оперативного цифрового управления производством. Присутствует автоматизация принятия управленческих решений на основании получаемой в режиме реального времени информации о ходе производства |
Достижение производственным предприятием
Повышение уровня производственно-технологической зрелости и реализацию концепции Индустрии 4.0 в разрезе внедрения информационных систем можно разделить на пять основных этапов Таблица 2.
Таблица 2 Этапы реализации концепции Индустрии 4.0 на промышленном предприятии
№ этапа |
Наименование этапа |
Внедряемое ПО |
Примечание |
1 этап |
Внедрение систем автоматизированной разработки КД и ТД |
Системы автоматизированного проектирования (CAD/CAM/CAE) |
Обеспечение «сквозного» проектирования |
2 этап |
Внедрение систем электронного документооборота |
Системы управления данными об изделии (PLM) |
|
3 этап |
Внедрение ЦСУП на уровне цеха |
Система управления производственными процессами (MES) |
Обеспечение прослеживаемости, диспетчирования и оперативного планирования в производстве |
4 этап |
Внедрение ЦСУП на уровне предприятия |
Система планирования ресурсов предприятия (ERP) |
Решения принимаются руководителями на основании оперативной и достоверной информации, полученной из ЦСУП |
5 этап |
Интеграция оборудования и ПО в единое информационное пространство по принципам Индустрии 4.0 |
«Система индустриального интернета вещей» (IIoT) |
Автоматизация принятия управленческих решений на основании получаемой в режиме реального времени информации о ходе производства |
Успех в реализации концепции Индустрии 4.0 на промышленном предприятии также во многом будет зависеть от выбора стратегического партнера, который должен не только иметь опыт внедрения информационных систем на всех пяти этапах, но и быть экспертом в организации производства, промышленных технологиях и в специальном технологическом оборудовании.
Организация производственных предприятий по принципам «Умного производства» — это не такая далекая перспектива. И для того, чтобы не остаться «за бортом» четвертой индустриальной революции, необходимо осуществлять спланированную работу по оценке и повышению уровня технологической зрелости как отдельных предприятий, так и интегрированных структур, применяя единые критерии для всех участников процесса. Особое внимание следует уделить уровню внедрения ЦСУП на предприятиях отрасли, а также наличию у них планов по повышению уровня производственно-технологической зрелости.