Книга «ИНДУСТРИЯ 4.0: Умные технологии – ключевой элемент в промышленной конкуренции». Часть 1. Предпосылки системных изменений

Автор: Евгений Липкин, генеральный директор «Остек-СМТ»

Если вы хотите понять, что такое Революция, зовите её Прогрессом;
если вы хотите понять, что такое Прогресс, зовите его «Завтра».
Виктор Гюго. «Отверженные»

Ни в одной сфере человеческой деятельности никакие изменения не происходят без наличия предпосылок. Как правило, ими являются те или иные обстоятельства или тенденции, которые мешают определенной группе заинтересованных лиц реализовывать свои потребности. И чем больше вес и численность этой группы, тем более стремительным и уверенным будет протекание изменений, направленных на удовлетворение её потребностей. 

Понимание причин и интересов активных сторонников системных изменений в промышленных технологиях может помочь лучше понять суть происходящих процессов и спрогнозировать их дальнейшую динамику.

Производственная деятельность – это в первую очередь бизнес. Когда мы говорим о бизнесе, то основными причинами изменений являются либо создание новых рынков, либо конкуренция за существующие. В любом случае все это сводится к конкуренции за финансовые ресурсы, за клиентов, за иные выгоды. 

В современных условиях на первое место выходят новые факторы, которые предопределяют успех конкурентной борьбы в производственной сфере. Именно они определяют логику четвертой индустриальной революции. В данной части книги я постарался выделить основные факторы конкуренции, которые явились предпосылками к началу системных преобразований, описанных в данной книге.

Фактор № 1. Информационный взрыв и медленная скорость принятия решений

Тема лавинообразного увеличения количества информации обсуждается и исследуется уже несколько десятилетий. Количество информации, которое производит наше общество, стремительно растёт день ото дня.

Всё началось с пещерной живописи. Её образцы являются одними из древнейших носителей информации, созданных человечеством. С развитием письменности в античных цивилизациях процесс производства информации обществом вышел на новый уровень. Развитие систем государственного управления повлекло за собой необходимость создания огромного количества документов, писем и книг. С увеличением количества грамотного населения объём письменных документов настолько вырос, что начали появляться библиотеки и архивы.

С каждым новым витком в развитии общества количество производимой информации увеличивалось. Художники писали больше картин, авторы книг создавали больше трудов, музыканты оформляли свои сочинения на бумаге, а позже – с помощью шарманок и грампластинок. На этот процесс ушли тысячелетия.

Все это меркнет по сравнению с тем информационным взрывом, который породило развитие компьютерных технологий и Интернета. Сегодня информацию создаёт практически каждый. Количество писем, документов, книг, музыкальных записей, рекламных объявлений, фото- и видеофайлов, статей в Интернете и других носителей информации, создаваемых ежедневно, не подлежит никакому сравнению с давно прошедшими временами.

Человек создаёт информацию, потребляет информацию и в конечном итоге устаёт от неё.

Действительно, то, что создавалось для облегчения работы с информацией, по сути привело к её стремительному увеличению. Человек открыл ящик Пандоры. Компьютеры, которые, как предполагалось, помогут человеку обуздать растущий информационный поток, породили ещё больший объём информации. При этом сегодняшняя компьютерная техника, к числу которой можно смело отнести мобильные устройства, не защищает человека от обилия информации, а скорее является её проводником и транспортным средством.

К сожалению или к счастью, как посмотреть, но сегодня уже не надо искать информацию. Информация сегодня сама ищет своего «клиента». Нацеленная на вас реклама, спам-рассылки, копии электронных писем, новости, заметки от друзей в социальных сетях – всё это создаёт поток информации, который нам всем необходимо обрабатывать.

Этот процесс коснулся не только бытовой сферы, но и бизнеса.

Всё более сложные процессы на предприятиях порождают всё большее количество документов и отчётов. Более сложные технические системы требуют постоянного анализа большего количества параметров. Более сложная структура бизнеса требует управления огромным количеством контента.

И всё бы ничего, если бы не слабое звено в этом процессе. И этим слабым звеном является человек.

Человек стремительно эволюционировал и адаптировался к изменениям окружения. Сегодняшние дети намного легче погружаются в наш информационный мир, чем их дедушки и бабушки. Однако количество органов чувств не увеличилось. Мозг, пока не доказано обратного, тоже имеет свой ресурс. Любой человек устает от обилия информации. При обработке большого потока данных теряются концентрация и качество анализа. Более того, после определенного порога человек уже не в состоянии обрабатывать данные и анализировать их без помощи средств автоматизации.

И дело не в том, что я стал сторонником тотальной автоматизации. Дело в том, что для многих задач, даже если человек сможет в ручном или полуавтоматическом режиме обработать информацию на достаточном уровне качества, встаёт вопрос о том, сколько на это потребуется времени.

Помимо нарастающего объёма информации мы вынуждены сталкиваться ещё и с новыми требованиями по скорости принятия решения. Это, в свою очередь, заставляет быстрее транспортировать данные, обрабатывать и анализировать.

Скорость и качество принятия решений являются важными факторами успеха в конкурентной борьбе.

Если бы не было конкурентов, тогда можно было раздумывать целую вечность о том, стоит покупать товар по предложенной цене или нет. Если только он не скоропортящийся, разумеется. Но сегодня, например, на рынке ценных бумаг скорость принятия решений о покупке или продаже составляет иногда доли секунды. Не успеешь ты, успеют другие.

Если бы не было конкурентов, то можно было бы не думать о том, чтобы своевременно выявить дефект при производстве продукции и внести коррекцию в технологический процесс. Ну были бы затраты, можно было бы просто поднять цену на продукцию, чтобы скомпенсировать потери. Клиент – ключевой элемент в промышленной конкуренции – всё равно бы купил, ведь конкурентов нет. Но в реальном мире конкуренты есть, и они тоже работают над снижением себестоимости и предложением более конкурентной цены.

Не стоит забывать и известный принцип «время – деньги». Пока мы долго думаем, мы платим сотрудникам заработную плату, банкирам – проценты по кредиту, энергетикам – за энергоресурсы. А ещё мы упускаем заказы, проигрывая тем компаниям, которые быстрее и активнее.

Собственно говоря, методология Just In Time (точно в срок), позволяющая минимизировать складские остатки и время хранения на складе, также обязана своим происхождением погоне за ускорением вкупе с оптимизацией затрат.

В зависимости от типа бизнеса и условий, в которых он работает, скорость протекания процессов может быть разной. Но существует один универсальный принцип, чтобы определить, какая скорость принятия решений требуется вашему предприятию. Для того чтобы скорость принятия решений превратилась в конкурентное преимущество, необходимо, чтобы вы могли принимать решения быстрее, чем это делают конкуренты.

С приходом информационных технологий в производственную сферу наметилась тенденция к развитию большого количества систем, направленных на консолидацию данных о производственных процессах. При этом чем дальше заходило дело, тем более масштабными становились эти системы, тем более широкий набор показателей они охватывали и тем больший объём данных они собирали и обрабатывали. К таким системам относятся, в частности, ERP (система комплексного управления ресурсами предприятия), MES (система управления производственными процессами) и SCADA-системы (диспетчерское управление и сбор данных). Данные системы представляют собой структурированное хранилище информации с определёнными аналитическими возможностями. Какими бы сложными и функциональными ни были данные системы, в процессе их развития выявился ряд недостатков.

Большой объём данных 

Чем больше становился объём данных, тем более ощутимыми становились проблемы, связанные с передачей этих данных, защитой информации и скоростью её обработки. Современные технологии позволяют ускорить все эти процессы, но это требует регулярных инвестиций в вычислительные мощности и модернизации сетевого оборудования на предприятии. В отдельных случаях могут быть применены облачные сервисы, позволяющие использовать вычислительные мощности сторонней организации. Но этот вариант также имеет массу ограничений и далеко не всегда применим. 

Работа с задержкой 

До сих пор информационные системы реального времени применяются лишь на небольшом количестве предприятий. Большинство же систем получают данные с задержкой от нескольких секунд до нескольких часов. В этом случае оператор системы работает не с текущими значениями, а с историей событий. Анализируя историю, можно выявить тенденции, найти проблемы, но нельзя их предупредить. Если была изготовлена некачественная продукция, то система может это показать, но уже нельзя ничего исправить. 

Решение за человеком 

В большинстве случаев, даже если система обладает развитым аналитическим функционалом, окончательное решение остаётся за человеком. Это вносит дополнительную задержку в процесс принятия решения. Психоэмоциональные факторы и их влияние на качество принятия решений даже не стоит обсуждать, они очевидны. 

В итоге мы получаем сразу группу ограничений, которые негативным образом влияют на скорость принятия решений при росте количества информации, нуждающейся в обработке. Устранение этих ограничений поможет повысить качество планирования, сократить цикл производства продукции, своевременно реагировать на отклонение технологического процесса и проблемы с качеством, в режиме реального времени отслеживать и оптимизировать параметры эффективности и т.д. 

Таким образом, развитие технологий, которые позволяют принимать качественные решения оперативно даже в условиях стремительно раздувающейся цифровой вселенной, становится одним из приоритетов современного технологического развития.

Фактор № 2. Торжество постфордизма

В начале прошлого века компания Генри Форда добилась серьёзного успеха на поприще производства стандартных автомобилей для массового потребителя. Модель поточного производства с применением конвейера легла в основу принципов, на которых несколько десятилетий строились заводы по всему миру.

Эпоху стандартных продуктов можно описать одним выражением Г. Форда: «Цвет автомобиля может быть любым при условии, что он чёрный». В этом вся суть. 


Автомобиль «Форд Т» чёрного цвета

Последователи Форда достигли немалых высот в оптимизации себестоимости и наращивании показателей производительности. Практически вся методология управления производством ещё вчера была сфокусирована на изготовлении серийной продукции.

Но структура спроса меняется, и современный потребитель другой. Он уже не готов довольствоваться стандартным продуктом. Конкуренцию за сердце, точнее, за кошелек потребителя выигрывают те, кто при прочих равных предложит клиенту то, что изготовлено с учётом его индивидуальных особенностей и потребностей.

Производить стандартный продукт в условиях идеально отлаженных технологий и бизнес-процессов – это одно дело, а делать каждую единицу продукции уникальной при сохранении себестоимости, качества и объёмов производства – совсем другая история. От предприятия требуется гибкость в вопросах обработки заказов, планирования производства, закупок комплектующих, перестройки технологического процесса, логистики, контроля качества и во многих других аспектах.

Ещё недавно, когда речь заходила об индивидуальных продуктах, мы приходили к варианту мастерской с высокой долей ручного труда, низкой производительностью и высокой ценой. Задача, которая сегодня стоит перед производством, заключается в изготовлении индивидуального заказа при, как минимум, сохранении по отношению к серийному производству стоимости конечной продукции, срока изготовления и качества продукции.

За примерами не надо далеко ходить, достаточно взглянуть на современных коллег Генри Форда. С конвейеров современных автомобильных заводов сходят автомобили в комплектации и цветовом исполнении, которые при размещении заказа выбрал клиент. В большинстве случаев мы имеем не совсем уникальный продукт, а скорее индивидуальную комбинацию стандартных компонентов. Так что есть куда стремиться.


Индивидуальный цвет автомобиля (не чёрный)

Одномоментно перестроить производство с выпуска серийной продукции на индивидуальный подход практически невозможно. Но даже постепенное увеличение гибкости вкупе с модернизацией процессов, влияющих на цикл производства и экономические показатели, позволяет предоставить конечному потребителю дополнительную ценность, тем самым повысив шансы на победу в конкурентной борьбе.

Фактор № 3. Погоня за эффективностью

Слово «эффективность» сегодня можно услышать на каждом шагу. Эффективные инвестиции, эффективное оборудование, эффективное управление. Уверен, что если хорошо поискать, то можно найти и эффективную эффективность.

Складывается ощущение, что специалисты, задействованные в рекламе товаров и услуг, в какой-то момент массово уверовали, что слово «эффективность» является мантрой, гарантирующей успех в продажах.

Самое ужасное, что очень часто ни сами производители, ни продавцы не в состоянии чётко объяснить, в чём же заключается эффективность именно их, скажем, оборудования по сравнению с другим, по их мнению, не эффективным.

Также очень интересно наблюдать за последствиями перевода на русский язык рекламы, в которой используются слова effectiveness или efficiency, которые часто ошибочно переводятся с английского языка одинаково как «эффективность». На самом деле, это два разных слова. Первое из них можно перевести, скорее, как действенный, полезный или дающий необходимый результат, а второе будет ближе к понятию эффективности, в том числе в разрезе более высокого коэффициента полезного действия. В итоге такого перевода молоток, которым просто можно забивать гвозди (effective hammer), легко превращается в молоток с повышенным коэффициентом полезного действия, который, видимо, их меньше гнёт и быстрее забивает. Ошибки перевода, вводящие в заблуждение. Как результат всего вышесказанного, мы имеем ложную картину эффективности всего и вся.

Но, как известно, спрос рождает предложение. И не было бы такого массового внимания к эффективности, если бы потенциальные покупатели не были бы заинтересованы в ней.

Применительно к промышленным технологиям понятие эффективности имеет, прежде всего, экономический смысл. Показателей, прямо или косвенно её отражающих, может быть масса: низкие операционные затраты, высокая производительность на единицу площади, короткий срок окупаемости, больший процент выхода годных изделий с первого прохода и т.д. Тому, как измерять эффективность, будет посвящена отдельная глава книги. Так или иначе эффективность технологий, в том числе управленческих, применяемых при производстве продукции, прямо влияет на её себестоимость. Себестоимость, в свою очередь, влияет либо на конкурентоспособность продукции, либо на уровень доходов компании-производителя, либо и на то, и на другое одновременно.

В зависимости от отрасли и сегмента приоритет в вопросах эффективности может отдаваться разным показателям.

Если себестоимость продукции сильно зависит от энергозатрат на её изготовление, то особое внимание будет уделено оптимизации показателей энергетической эффективности. С ростом стоимости тарифов энергосбытовых компаний управление энергозатратами приобретает всё большую актуальность и для традиционно «энергонезависимых» отраслей.

Ниже представлены результаты опроса, проведённого изданием The Economist среди представителей различных отраслей промышленности по вопросу их отношения к важности энергетической эффективности. Ответы представителей различных отраслей из разных стран наглядно объясняют то внимание к вопросам обеспечения оптимального расходования энергоресурсов, которое мы наблюдаем сегодня. Уже сегодня 76% представителей промышленных предприятий считают энергоэффективность одним из ключевых факторов успеха бизнеса.


Результаты опроса представителей производственных компаний, произведённого аналитическим департаментом журнала The Economist

Данный тренд кардинальным образом влияет на требования к производственным технологиям, оборудованию и системам.

Для предприятий, производящих ответственную продукцию с повышенными требованиями к качеству и надёжности, крайне важным показателем может стать стоимость качества (англ. Cost of Quality, Quality Cost). Стоимость качества рассчитывается как сумма затрат на предупреждение, контроль, корректирование и устранение дефектов.

Современные методы и технологии управления качеством ориентированы на раннее обнаружение и предупреждение дефектов. Только в этом случае удается минимизировать затраты и репутационные риски. Процесс поиска новых способов минимизации затрат не прекращается ни на минуту, так как даже если с качеством полный порядок, то вопрос снижения себестоимости никто не отменял.

Одними из основных элементов производственного процесса, влияющих на уровень качества и связанные с ним затраты, являются персонал и оборудование. В связи с этим важным направлением изменений является минимизация влияния персонала на технологические процессы и совершенствование оборудование. Для обеспечения этого условия производители оборудования и промышленных систем сделали ставку на автоматизацию процесса принятия решений.

При прочих равных обладатель самых эффективных технологий имеет более высокие шансы на победу в конкурентной борьбе и обеспечение целевых финансовых показателей деятельности. И пока действует это правило, погоня за всё большей эффективностью не прекратится.

Фактор № 4. Нейтрализация влияния стоимости трудовых ресурсов на конкурентоспособность

В последние десятилетия прошлого века мировая промышленность наблюдала рост миграции производственных мощностей из одних регионов в другие. Повышению уровня мобильности заводов и фабрик во многом способствовало повышение степени прозрачности экономических границ за счёт эффектов глобализации.

Основными мотивами, стимулирующими компании перемещать и открывать заводы в новых регионах, являются сокращение затрат и проникновение на новые рынки. Для огромного количества мировых компаний, имеющих производства с высокой степенью ручного труда, оказалась крайне привлекательной идея размещения производств в странах с низким уровнем дохода населения. И населения много, и затраты минимальны. В результате львиная доля мировых промышленных мощностей оказалась сосредоточена в странах Юго-Восточной Азии, особенно в Китае, и других регионах, позволяющих ощутить выгоды низкой стоимости рабочей силы.

С начала активной фазы этого процесса прошло время. За это время стоимость рабочей силы выросла, часть этих заводов успела закрыться и переехать в более привлекательный регион, например во Вьетнам или Индию. И процесс этот может продолжаться бесконечно, так как рост числа производств приводит к дефициту рабочей силы и увеличению средней заработной платы, что в конечном итоге стимулирует дальнейший поиск места с более низкими затратами.

И всё бы ничего, но государства, которые стали «спонсорами» того, что Китай стал мировой фабрикой, столкнулись с непростой экономической ситуацией. После нескольких волн глобальных финансовых кризисов стало заметным отсутствие явных драйверов промышленного роста в развитых странах. В дополнение к этому на фоне массовой миграции в ряде государств обозначился рост безработицы со всеми вытекающими последствиями.


Завод по производству электроники в Китае

Если бы предприятия, открывшие заводы за рубежом, вернули бы производственные мощности в Америку, Германию, Италию и т.д., это помогло бы решить массу проблем – от сокращения уровня безработицы до улучшения торгового баланса. Однако сделать это оказалось непросто. При наличии явных экономических выгод текущего положения переместить завод в регион с высокой заработной платой готовы единицы.

Те предприятия, которые никуда не переезжали или вернули производственные мощности, ощущают ценовую конкуренцию со стороны зарубежных производителей, прежде всего из Юго-Восточной Азии. Даже популярные в Европе и Америке антидемпинговые таможенные пошлины, направленные на защиту производителей от «дешёвых» конкурентов, не решают проблему полностью, а иногда создают новые в виде ответной реакции тех, от кого защищались.

Для того чтобы нейтрализовать очевидное преимущество конкурентов в низких затратах на рабочую силу и, что особенно актуально для ЕС, разницу в тарифах на энергоресурсы, требуется системное преобразование производственного процесса. Для того чтобы это реализовать, немецкое правительство совместно с представителями бизнеса в рамках «Высокотехнологичной стратегии 2020 для Германии» и «Новой высокотехнологичной стратегии. Инновации для Германии» начало реализацию ряда инициатив, направленных на исключение из уравнения тех факторов, которые помогают зарубежным конкурентам. В числе реализуемых проектов Индустрия 4.0. Собственно говоря, этот термин и пришёл из Германии, а затем его подхватило всё прогрессивное человечество.

По сути, исходной задачей «спонсоров» Индустрии 4.0 стала не просто нейтрализация ценового преимущества стран с низкой стоимостью труда и других ресурсов, а возвращение производства в собственные страны, что должно было создать основу для экономического и социального роста.

Несмотря на то что впервые принципы и очертания «Четвёртой индустриальной революции» описали в Германии, на них сейчас ориентируются производители промышленного оборудования и систем во всём мире. Активно идёт развитие и внедрение новых технологий, которые позволяют обеспечить эффективность производственной деятельности.

Глобальная активность по переходу на новые производственные технологии объясняется очевидным экономическим эффектом от внедрения и пониманием того, что если своевременно не озадачиться, то можно необратимо отстать от конкурентов. А конкуренты в сегодняшнем глобальном мире могут прийти из любой точки планеты.


Книга «ИНДУСТРИЯ 4.0: Умные технологии – ключевой элемент в промышленной конкуренции»:

Часть 1. Предпосылки системных изменений

Часть 2. Технологическая основа новой промышленной революции

Часть 3. Дополненная и виртуальная реальность

Часть 4. Симуляция и основы применения аддитивных технологий

Часть 5. Аддитивные технологии: изготовление изделий, постобработка, контроль качества, временные сложности

Часть 6. Горизонтальная и вертикальная интеграция, промышленный Интернет вещей

Часть 7. Облачные технологии и информационная безопасность

Часть 8. Тотальная цифровизация

Часть 9. Развитие аналитических систем

Часть 10. Умные продуктово-сервисные системы

Часть 11. Логистика 4.0

Часть 12. Умное производственное оборудование

Часть 13. Умное производственное оборудование. Продолжение

Часть 14. Эффект от внедрения новых технологий

Часть 15. Преграды на пути прогресса

Часть 16. Умные технологии и люди