Книга «ИНДУСТРИЯ 4.0: Умные технологии – ключевой элемент в промышленной конкуренции». Часть 8. Тотальная цифровизация

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

Перемены — это дверь, которая открывается изнутри.
Том Питерс, американский писатель, бизнес-гуру

Направления изменений

Факторы, стимулирующие изменения и являющиеся движущей силой четвёртой индустриальной революции, помноженные на технологии, которые делают эту революцию возможной, приводят к массе изменений в производственной деятельности. Этим изменениям посвящена данная часть книги. Разумеется, всё невозможно описать в одной книге, поэтому постараюсь сделать акцент на наиболее, по моему мнению, значимых с точки зрения изменения подхода к производству и управлению производственным предприятием, а также тех метаморфозах, которые мы можем наблюдать уже сегодня.

Тотальная цифровизация

Развитие цифровых технологий во всех их проявлениях приводит к комплексной трансформации облика современного производственного предприятия. Там, где раньше находились стеллажи с папками конструкторской и технологической документации, сегодня серверы с массивами данных. По тем маршрутам, по которым раньше толпами бегали сотрудники, сегодня проложены кабели, по которым «бегут» потоки данных. Там, где раньше висела пробковая доска, на которой вывешивались с помощью кнопок бумажные отчёты и планы, сегодня висит монитор, на котором постоянно обновляется наиболее важная оперативная информация.

Технологии, описанные в предыдущих частях, оказывают влияние практически на все аспекты производственной деятельности. Взаимодействие сотрудников между собой и с внешним миром происходит главным образом с помощью цифровых каналов коммуникации, в том числе с помощью электронной почты, облачных сервисов, систем электронного документооборота, сервисов обмена сообщениями (WhatsApp, Viber и т.д.), видеоконференций и даже социальных сетей. При этом ситуация характерна как для профессионального общения, так и для бытового. Для многих уже более привычным стал обмен цифровой информацией, чем физическими объектами. Осмелюсь предположить, что дело в том, что по своей природе человек отдаёт предпочтение наиболее простому и менее энергозатратному способу решения проблемы и получения информации. Ведь благодаря использованию цифровых технологий можно собрать информацию и поставить задачи без необходимости вставать со стула. Не надо бегать по цехам и кабинетам. Не надо обзванивать всех коллег по очереди. Сейчас легко можно вести «цифровой» диалог одновременно с несколькими собеседниками, и каждый из них будет расходовать минимальное количество калорий, находясь на своем рабочем месте. Уже нет острой необходимости тратить время и дышать архивной пылью, для того чтобы найти нужную информацию. Достаточно нажать комбинацию клавиш, и все необходимые данные появятся на мониторе компьютера.

Прогресс и изменения в мировой истории всегда проходили с определенным сопротивлением. Причин для этого всегда хватало. Это консерватизм, боязнь потери своего места в обществе, риск ухудшения качества жизни, низкая степень понимания нового и много чего ещё. Но сегодня складывается уникальная ситуация. С одной стороны, интересы бизнеса заставляют его осваивать цифровые технологии, с другой – люди во многом уже готовы к ним и понимают те преимущества и удобства, которые эти технологии дают. Не всё идеально, конечно, но наличие поддержки или хотя бы отсутствие сопротивления создает благоприятную почву для преобразований.

Благодаря такому двунаправленному интересу к цифровым решениям мы сегодня являемся свидетелями построения глобальной цифровой экосистемы, насыщенной цифровыми объектами, технологиями и средствами коммуникации. Цифровая экосистема становится средой обитания человека. И когда мы говорим про производственное предприятие, то оно занимает особое место в этом цифровом мире. Оно не просто важный элемент, оно само создаёт этот цифровой мир. Таким образом, когда мы говорим про развитие современного предприятия с учётом тенденций Индустрии 4.0, то мы не должны забывать, что речь не только об изменениях внутри предприятия, но и об изменениях его взаимоотношений с внешним миром и в продукции, которую это предприятие производит.


Место предприятия в цифровой экосистеме

Внутренняя цифровизация предприятия

Наиболее сложной и важной задачей при цифровизации и автоматизации бизнес-процессов производственного предприятия является включение в единую коммуникационную сеть всех ключевых объектов (оборудование, программное обеспечение, датчики, комплектация, готовая продукция и т.д.) и субъектов (сотрудники, подразделения) организации. Часто применяется термин «интеграция». Сложность заключается в том, что все субъекты и объекты, образно говоря, разговаривают на разных языках (некоторые уже на мёртвых), а необходимо сделать так, чтобы все они научились общаться между собой.

Люди в личной беседе могут относительно легко понять друг друга. Организация общения людей и машин представляет собой намного более сложную техническую задачу. Для этого необходимо наличие или разработка интерфейсов, позволяющих осуществлять восприятие информации на языке отправителя и преобразование в вид, понятный получателю. По сути, нужен переводчик. И речь не только о людях и машинах. Речь в том числе и о сотрудниках разных подразделений, и о взаимодействии различных программных продуктов, применяемых для разных задач.

Традиционно автоматизация бизнес-процессов шла от малого к крупному. По этой причине на большинстве предприятий существует множество программных продуктов различного функционального назначения для управления финансами, складом, производством, разработкой и т.д. К этому списку также относится программное обеспечение, управляющее отдельными единицами оборудование или техническими комплексами. А сегодня задача стоит либо объединить все эти системы между собой, либо создать одну большую многофункциональную.

Объединение или интеграция между собой различного программного обеспечения является задачей трудозатратной, но решаемой. Всё-таки и там и там идёт работа с цифровой информацией. Намного сложнее обстоят дела с теми объектами или субъектами, которые не имеют возможности создавать и воспринимать цифровую информацию, желательно структурированную.

Примерами таких проблемных случаев могут являться устаревшие образцы оборудования, не имеющие цифровых интерфейсов приёма-передачи данных, или сотрудники, чьи рабочие места не оснащены компьютерами и которые вынуждены работать с бумажной документацией, заполняя её вручную.

Модернизация оборудования, оснащение рабочих мест компьютерами с соответствующим программным обеспечением, построение сети датчиков и интеграция ранее несвязанных между собой программных продуктов позволяют включить в единую сеть цифровой коммуникации ранее не охваченные элементы и участки. После этого вся информация, относящаяся к производству, будет доступна для сохранения и анализа.

Однако, потратив много сил на обеспечение единой цифровой среды обмена информацией внутри предприятия, мы получаем сразу два подарка: один приятный, второй – не очень.

С одной стороны, в нашем распоряжении огромный массив информации, позволяющий получить полную картину происходящего на предприятии в прошлом и настоящем. С другой – этот массив настолько большой и постоянно разрастающийся, что для него требуется соответствующая инфраструктура сбора, хранения, защиты и обработки. Но в любом случае, как показывает практика, для предприятий, работающих на конкурентном рынке, инвестиции в автоматизацию и цифровизацию бизнес-процессов более чем оправданны.

Цифровая коммуникация предприятия с внешним миром

Одним из аргументов в пользу цифровизации внутренней среды предприятия является необходимость развития цифровых каналов коммуникации предприятия с внешней средой, а именно поставщиками, соисполнителями в рамках проектов, заказчиками, каналами продаж, отраслевыми инстанциями, другими организациями и физическими лицами. Полноценный обмен цифровой информацией с внешним миром возможен только тогда, когда организация уже достигла определенной зрелости в освоении цифровых технологий.

Цифровые каналы общения с внешней средой требуются уже сегодня, и их применение становится стандартным для многих отраслей. Это проявляется в различных аспектах, например в процедуре размещения и обработки заказов, во взаимодействии с соисполнителями и поставщиками товаров и услуг, в продвижении товаров и услуг в сети Интернет, в анализе рыночной информации и т.д.

Давайте рассмотрим пример взаимодействия с заказчиками при размещении и обработке заказа на производство продукции с использованием цифровых каналов коммуникации.

Традиционный вариант размещения заказа представляет следующую схему. Сотрудник компании-заказчика в своей информационной системе формирует спецификацию заказа и отправляет электронной почтой заказ производителю. Сотрудник компании-производителя вручную вводит спецификацию заказа в собственную информационную систему. После чего он оценивает сроки изготовления заказа, стоимость (если она не зафиксирована заранее) и другие параметры заказа. После этого он подтверждает или не подтверждает возможность исполнения заказа, сроки и стоимость. На реализацию данной схемы уходят часы, а иногда и дни, что негативно влияет на скорость бизнес-процессов. В случае когда необходимо разместить несколько десятков заказов, потери времени и трудоёмкость приобретают совсем неприличный характер. А если мы к этому добавим трудозатраты, связанные с внесением изменений в заказы, отслеживанием его состояния, и рекламационную работу, то… Думаю, ситуация знакома многим.

При высокой степени цифровизации бизнес-процессов на стороне производителя ключевым фактором, сдерживающим развитие цифрового автоматизированного канала взаимодействия заказчика и производителя является отсутствие готовности к открытию доступа к части внутренней информации. Сейчас постараюсь пояснить, о чём речь.

Возьму знакомый всем пример обычного интернет-магазина. При заказе любого товара покупатель сразу видит информацию о наличии товара на складе, планируемых сроках его доставки и актуальных ценах. Это возможно благодаря тому, что продавец интегрировал сайт интернет-магазина с информационной системой компании, в которой хранится информация о складских остатках, графике поступления товаров на склад, их стоимости и т.д. Фактически продавец в данном случае делает часть внутренней информации публичной. Удобства такой формы размещения заказа очевидны, так как не надо никуда ехать, не надо делать лишних звонков и писать письма с запросом информации по стоимости и срокам поставки. К тому же большинство интернет-магазинов предоставляет возможность отслеживания состояния заказа, что также экономит время и повышает удобство покупателя.

Сегодня аналог интернет-магазинов существует и в корпоративном сегменте. Если речь идёт о стандартных изделиях, то многие крупные компании предлагают своим клиентам доступ к автоматизированной системе управления заказами. Примером такой системы может быть система управления заказами на запасные части Mercedes-Benz WebParts, которая позволяет покупателям осуществлять подбор нужной запасной части, получать информацию о наличии запасной части на складе, формировать заказ и отслеживать ход его выполнения. В итоге обе стороны (покупатель и производитель) оптимизируют свои трудозатраты и время на обработку заказа и его сопровождение.

В вышеперечисленных примерах речь шла о размещении заказов человеком, пусть и с использованием средств автоматизации. В главе «Горизонтальная и вертикальная интеграция» шла речь о горизонтальной и вертикальной интеграции, что предполагает интеграцию информационных систем и исключение в данной связи участия человека.

На примере с размещением заказа это выглядит следующим образом. Заказчик в собственной информационной системе формирует спецификацию заказа с указанием требований к его исполнению. Это могут быть сроки исполнения, технические требования, требования к упаковке и способу доставки. Информационная система формирует файл заказа и сама отправляет его производителю. Информационная система производителя получает данный файл, автоматически обрабатывает его и в дальнейшем информирует заказчика о ходе исполнения заказа.

В данном варианте участие человека на промежуточных этапах минимально, так как информационные системы умеют общаться между собой. Для заказчика данный вариант привлекателен тем, что при большом объёме заказов на стандартную продукцию его трудозатраты и сроки обработки существенно сокращаются. Это приводит к уменьшению затрат и повышению скорости бизнес-процессов. Для производителя к указанным выгодам ещё добавляется возможность автоматизированного формирования плана производства и закупки комплектации на основе заказов, обновляемых с высокой скоростью.

Пока не существует стандартов, описывающих требования по интеграции информационных систем различных предприятий. Организация такого автоматизированного обмена информацией возможна только между постоянными партнерами, товарооборот которых делает данный вариант автоматизации целесообразным.

Цифровые каналы взаимодействия с внешним миром могут быть задействованы в областях продаж, совместной разработки, технической поддержки оборудования и многом другом.

Везде есть своя специфика, но пример с обработкой заказов наглядно показывает ряд важных особенностей организации цифровых автоматизированных каналов взаимодействия между компаниями-партнёрами.

Во-первых, это важность наличия определённой степени прозрачности и открытости информации. Если одна из сторон не предоставляет доступ компании-партнёру к необходимой информации, то мы снова, по сути, возвращаемся в «бумажный век». В случае с обработкой заказов это может быть информация о складских остатках, сроках изготовления заказов и доступ к технической документации. В случае когда в связи находятся производитель и компания, обслуживающая оборудование, может потребоваться предоставить доступ к информации о параметрах работы оборудования и к данным об ошибках и авариях.

Во-вторых, для обеспечения максимальной автоматизации взаимодействия обе компании должны иметь устоявшиеся деловые связи, для того чтобы быть уверенным, что завтра не придётся перестраивать систему под нового партнёра. В случае же с вариантом, подобным интернет-магазину, где первичные операции осуществляются представителем заказчика в информационной системе производителя, таких устоявшихся связей не требуется.

В-третьих, с учётом важности информации, которой обмениваются организации, необходимо обеспечить её защиту.

Цифровая продукция

Продукция, которую производит предприятие, должна соответствовать той среде, в которой она будет использоваться. Стремительное проникновение цифровых технологий в различные сферы человеческой деятельности накладывает определённые требования к товарам и услугам, которые появляются на рынке.

Если мы говорим про техническую продукцию, то, по сути, она является строительным материалом для цифрового мира. Ключевые требования к ней можно описать несколькими пунктами.

Возможность объединения нескольких устройств в единый комплекс с единой системой управления

Современный запрос рынка движется от спроса на отдельные устройства с собственной системой управления к спросу на единую систему управления, контролирующую группу логически связанных устройств. В этих условиях крайне важно предусмотреть варианты реализации таких возможностей для собственной продукции.

Например, если какая-нибудь бытовая система не будет иметь возможности подключения к внешней системе управления, то это сделает невозможным её применение в системе «умный дом».

Поддержка современных цифровых технологий коммуникации

С учётом постоянного развития цифровых технологий проводной и беспроводной передачи данных необходимо обеспечить совместимость производимой продукции с другой современной техникой, поддерживающей данные технологии. Без этого отдельное устройство не сможет быть интегрировано в цифровую экосистему, что может значительно повлиять на конкурентоспособность данной продукции.

Однако это не догма. Существуют примеры, когда отдельные производители фокусируются на разработке собственных интерфейсов и протоколов передачи данных. Это является частью бизнес-модели, ориентированной на продажи дополнительного оборудования собственного производства. Как показывает история, следование данному пути целесообразно, если компания-производитель, во-первых, может обеспечить широкий комплекс различного оборудования, который позволяет построить на его основе логически законченную систему, во-вторых, качество предлагаемого решения имеет очевидные дополнительные выгоды по отношению к альтернативам, имеющимся на рынке.

Возможность удалённого мониторинга и управления

Для реализации широкого круга задач становится актуальным обеспечение возможности удалённого мониторинга параметров работы оборудования и управления им. Сбор данных с устройств и возможность удалённого управления, как и говорилось выше, являются основой реализации концепции Интернета вещей, в том числе и его промышленной версии. Это позволяет обеспечить как удалённую оценку состояния и настройку оборудования человеком, так и интеграцию в автоматизированную систему.

Информационная безопасность

С учётом возможностей удалённого мониторинга и управления работой оборудования возрастает важность обеспечения защиты от рисков и угроз, связанных с возможным недружественным вмешательством в работу систем и различными сбоями. 

Если устройство использует современные технологии обмена данными, то практически невозможно его разработать таким образом, чтобы оно было устойчивым ко всем существующим и будущим угрозам. Постоянная борьба производителей условных замков в и способов их вскрытия напрямую относится и к современным цифровым устройствам. Получение контроля над оборудованием, сбор данных о пользователе, проникновение в сети, сбор данных для доступа к банковским счетам и другие угрозы уже стали в определённой степени привычными и не воспринимаются как что-то экзотическое, когда мы встречаем информацию о них, например, в новостях.

Для того чтобы полноценно обеспечить защиту от подобных рисков, необходимо, во-первых, учесть все доступные возможности на этапе разработки изделия, а во-вторых, обеспечить возможность адаптации устройства к новым угрозам. Кстати, хорошим примером являются системы антивирусной защиты компьютеров, которые ежедневно обновляются с учётом новых видов вредоносных программ.

Возможность обновления

Функциональность, стабильность и безопасность работы современных цифровых устройств во многом определяются программным обеспечением, которое они используют. Возможность обновления программного обеспечения оборудования в процессе его эксплуатации позволяет решить сразу массу задач в этой области.

Во-первых, как было сказано выше, это даёт возможность оперативно адаптировать устройство к новым внешним угрозам, например новым компьютерным вирусам или к новым методам взлома систем.

Во-вторых, это позволяет исправить недочёты в программном обеспечении, которые были выявлены в процессе эксплуатации устройств. Это особенно важно, когда в погоне за сокращением времени вывода новой продукции на рынке не удаётся реализовать полноформатное тестирование изделий.

В-третьих, возможность обновления позволяет расширить функциональность системы уже после её приобретения.

Цифровое описание продукта

Кроме того, что сам продукт должен быть носителем цифровых технологий, сегодня стандартным требованием становится возможность потребителей получать расширенную информацию о продукте в цифровом виде. Речь идёт обо всех товарах, а не только о технических (в классическом понимании).

Для наглядности изменений, происходящих в этом направлении, возьмём простое яблоко. Товар абсолютно нетехнический в классическом понимании. В сознании большинства потребителей яблоко никак не связано с цифровыми технологиями, но с учётом происходящих и уже свершившихся изменений это не совсем так.

В том, чтобы яблоко превратилось в цифровое, заинтересованы как минимум две стороны: покупатель и производитель данной сельхозпродукции.

Покупатель заинтересован в том, чтобы у него был доступ ко всей необходимой информации, связанной с яблоком. Желательно, чтобы эта информация была в цифровом виде. Всё-таки яблоко – это продукт питания, поэтому наибольшую важность для покупателя представляет пищевая ценность, включая содержание витаминов и микроэлементов. Для людей, следящих за калорийностью и пользой потребляемых продуктов, эта информация бесценна.

Также наверняка потребителю будет важна информация о том, в каком регионе выращено яблоко и где оно хранилось до попадания на полку магазина. Тем самым можно исключить из питания продукты из экологически неблагоприятных регионов.

Для того чтобы быть наверняка уверенным в том, что продукт соответствует заявленным свойствам, необходимо иметь доступ к информации о том, кем и когда проводилась лабораторная проверка партии яблок, к которой относится и наше яблоко.

Для того чтобы пользователь мог легко получить доступ к полной информации по нашему продукту, необходимо чтобы, во-первых, на яблоко или партию яблок существовал некий цифровой (электронный) паспорт, в котором содержится полная и актуальная на текущую дату информация о товаре, и, во-вторых, яблоко должно иметь идентификатор конкретного товара или партии, отсылающий нас к соответствующему номеру цифрового паспорта.

Благодаря электронному паспорту продукта мы получаем не просто яблоко, а яблоко плюс его цифровое описание. А здесь уже связь с цифровыми технологиями непосредственная.

Для того чтобы такой цифровой паспорт появился, необходимо, чтобы производитель позаботился об этом. В определённой степени он тоже в этом заинтересован.

Для того чтобы гарантировалось высокое качество конечной продукции, в течение всего цикла создания продукции необходимо отслеживать температурно-влажностный режим, химический состав почвы, историю действий по уходу за будущей продукцией и ещё много других параметров и факторов, влияющих на конечный результат. После сбора урожая требуется отслеживать режим хранения и транспортировки к местам хранения и продажи, чтобы сохранить первоначальные свойства продуктов.

Вся эта информация в идеальном случае должна заноситься в электронный паспорт.

Наличие системы регистрации вышеуказанной информации позволяет, с одной стороны, гарантировать соблюдение технологических требований, а с другой стороны, позволяет реализовать анализ причинно-следственных связей в случае удачных или не очень удачных результатов. Это даёт возможность регулярно повышать качество и эффективность производственного процесса.

Если в отношении яблок кому-то потребность в такой расширенной информации и наличие системы её сбора и хранения покажутся избыточными, то для представителей многих отраслей промышленности это является стандартной практикой. Наличие возможности отслеживать жизненный цикл продукта называется термином «Прослеживаемость» (англ. traceability).

Одной из наиболее продвинутых отраслей в этом направления является автомобилестроение. Историю сборки каждого конкретного автомобиля ведущих производителей можно отследить вплоть до поставщика отдельного винтика. Именно благодаря этому в случае установки на автомобили дефектных компонентов производитель точно знает, на машины с какими серийными номерами была установлена проблемная деталь, и отзывает автомобили из данного списка. Кроме сохранения истории продукции, технологии прослеживаемости используются для предупреждения ошибок в технологическом процессе. Если деталь можно идентифицировать, то намного легче предупредить ошибочную последовательность операций.

В последние годы применение решений для прослеживаемости продукции активно развивается и в других отраслях. Это происходит под воздействием потребителей, которые хотят больше знать о товаре, производителей, которые хотят лучше контролировать производственный процесс, контролирующих органов, которые требуют определенной прозрачности информации о продукции.

Таким образом, к продукции, какой бы нецифровой она ни была, добавляется элемент цифровых технологий. Например, в случае с яблоками это может быть реализовано с помощью нанесения на яблоко штрихкода или RFID-метки, с помощью которых покупатель получает ссылку на информацию об этом яблоке на сайте производителя.


Яблоко с 2D-кодом

Кроме истории продукта и его описания в зависимости от типа продукта производитель может предоставить потребителю инструкцию пользователя, информацию о дополнительных товарах и услугах, чертежи изделия в цифровых форматах и другую полезную информацию.


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



Поделиться: