industrie 4.0

Краткое описание

Исследование по поручению Федерального министерства экономики и энергетики

Исследование

«Раскрытие потенциала применения «Industrie 4.0» на предприятиях

среднего бизнеса» Июнь 2015

Agiplan GmbH: Доктор Юрген Бишофф, Кристоф Тафорн, Денисе Вольтер, Но- мо Браун, доктор Манфред Феллбаум, Александер Головеров, Стефан Людвиг

Fraunhofer IML: Доктор Тобиас Хегманнс Кристиан Прассе, проф. доктор Миха-эль Хенке, проф. доктор Михаэль тен Хомпел, Фредерик Дёб-белер, Эмануэль Фусс, Кристофер Кирш, Бен Мэттиг

ZENIT GmbH: Стефан Браун, Михаэль Гут, доктор Марк Касперс, Дорис Шеффлер

i

Название «Раскрытие потенциала применения «Industrie 4.0» на предприятиях среднего бизнеса»

Дата издания Июнь 2015

Дополнительная информация

28 страниц, 7 изображений, печатное издание в мягкой обложке

Заказчик: Федеральное министерство экономики и энергетики (BMWi)

Издатель: Agiplan GmbH Кёльнер Штрассе 80-82 45481 Мюльхайм-на-Руре Тел.: 0208/9925-0 Факс: 0208/9925-571 [email protected] www.agiplan.de

Контактные лица: Кристоф Тафорн Тел.: 0711/67400-245 [email protected]

Денисе Вольтер Тел.: 0208/9925-246 [email protected]

Оформление / внешний вид:

Agiplan GmbH (Фредерик Беч, Йенс Хэрр)

Фото на обложке Йенс Хэрр (agiplan GmbH)

Издательское право Agiplan GmbH 2015

Данная публикация представляет собой общую, ни к чему не обязывающую информа-цию. Содержание отражает мнение авторов (Agiplan GmbH, Fraunhofer IML и ZENIT GmbH) на момент опубликования. Хотя информация подбиралась с предельной тща-тельностью, нет претензий на абсолютную объективную точность, целостность и/или актуальность. В частности, данная публикация не учитывает некоторые исключитель-ные случаи. Поэтому сам читатель несет ответственность за ее использование. Ис-ключается всяческая ответственность со стороны авторов. Право переиздания принадлежит авторам. Размножение, микрофильмирование, со-хранение и переработка в электронных средствах массовой информации без согласия издателя запрещены.

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

ii

Содержание

Содержание .................................................................................................... ii

1 Введение ............................................................................................... 1

2 Методика исследования ....................................................................... 2

3 Что такое «Industrie 4.0»? ..................................................................... 3

4 Технологическая среда «Industrie 4.0» ............................................... 5

5 Исследовательские и поддерживающие мероприятия ..................... 8

6 Пять функциональных зон «Industrie 4.0» ........................................ 11

7 Путь к «Industrie 4.0» ........................................................................... 17

8 Руководство к действию ..................................................................... 21

1

1 Введение

Киберфизические системы (англ. CPS), «интернет вещей» (система контроля промыш-

ленного оборудования через интернет), шанс для предприятий, новая рекламная шу-

миха, „Все это уже было!“ – с такими или аналогичными рубриками, оценками и мнени-

ями сталкиваются предприятия при попытке приблизиться к понятию «Industrie 4.0».

Концепция «Industrie 4.0» подразумевает новый способ эффективного производства,

который заключается в глубокой информатизации и более интенсивном объединении в

сеть систем внутри предприятия, а также нескольких предприятий. Эта потенциальная

четвертая промышленная революция подвергает предприятия во всем мире большим

испытаниям, поскольку «Industrie 4.0» затрагивает все их функциональные составля-

ющие, такие как:

оборудование (в том числе интенсивное объединение в сеть сенсорной техни-

ки, исполнительных механизмов, включая станки, установки и пользователей)

организацию (в том числе децентрализованное управление, автономные си-

стемы)

людей (в том числе квалификацию)

бизнес-модели (в том числе индивидуализированное производство, интегра-

цию клиентов)

На фоне экономических трудностей в Германии и Европе возникает вопрос о значении

«Industrie 4.0» для предприятий среднего бизнеса: дает ли «Industrie 4.0» возможности

таким предприятиям? И, если да, - то какие? Готовы ли средние предприятия к требо-

ваниям четвертой промышленной революции, или они рискуют потерей доступа к тех-

нологиям и, тем самым, потерей международной конкурентоспособности?

Федеральное министерство экономики и энергетики (BMWi) поручило консорциуму,

состоящему из компании Agiplan GmbH, Институту потока материалов и логистики им.

Фраунгофера (Fraunhofer IML) и Центру инноваций и технологий в Северной Рейн-

Вестфалии ГмбХ (ZENIT) определить потенциал реализации «Industrie 4.0» для немец-

ких предприятий среднего бизнеса, установить состояние реализации на текущий мо-

мент и выработать портфель действий, посредством которого экономика, наука и по-

литика смогут способствовать наиболее широкой реализации концепции «Industrie 4.0»

на предприятиях среднего бизнеса. При этом понятие «предприятия среднего бизне-

са» подразумевает предприятия, на которых занято до 2.500 сотрудников.

В данном кратком описании представлены основные результаты исследования.

2

2 Методика исследования

Методика исследования представляет собой выведение так называемых «сред воз-

действий» и «рекомендаций к действию» на основании сопоставления технологических

возможностей «Industrie 4.0» и потребностей предприятий среднего бизнеса. Для этого

были идентифицированы основные технологии «Industrie 4.0» и определена техноло-

гическая степень их реализации. Были учтены и проанализированы текущие програм-

мы исследований и стимулирования.

Параллельно были идентифицированы потребности и проблемы средних предприя-

тий. Анализ требований рынка послужил локализации и оценке возможностей, потен-

циала и рисков «Industrie 4.0» для предприятий среднего бизнеса.

Путем сопоставления технологического предложения и рыночного спроса был прове-

ден анализ дефицитов, учитывающий актуальное состояние реализации «Industrie 4.0»

на средних предприятиях. Из анализа дефицитов были выведены среды воздействий

для введения «Industrie 4.0» на предприятиях среднего бизнеса. Затем среды воздей-

ствий были сопоставлены с уже существующими программами стимулирования. В ре-

зультате сформулированы рекомендации к действию для деятелей политики, науки и

экономики. Выводы исследования были оценены широким кругом экспертов. Изображение 1: Методика исследования

Источник: собственное представление

Технологическое предложение

- Технологическое состояние

- Исследовательская деятельность

- Программы стимулирования

Рыночный спрос

- Степень реализации

- Возможности и риски

- Потенциал

Идентификация дефицитов

Применительно к введению «Industrie 4.0» на предприятиях среднего бизнеса

Классификация по виду воздействия A - «Поддержка реализации» и B - „Поддержка исследований“

Мероприятия по усилению конкурентоспособности предприятий среднего бизнеса

3

3 Что такое «Industrie 4.0»?

С технической точки зрения «Industrie 4.0» происходит из так называемых киберфизи-

ческих систем (англ. CPS), на основании встроенных систем (embedded systems) в

коммуникационной инфраструктуре «интернета вещей» и служб.

Изображение 2: Киберфизическая система и интернет вещей


С одной стороны, в «Industrie 4.0» в рамках одного предприятия связываются друг с

другом технические процессы с коммерческими процессами на всех уровнях предприя-

тия, включая информационные, коммуникационные системы и системы управления и

менеджмента (вертикальная интеграция).

С другой стороны, процессы и ресурсы связываются друг с другом в сеть цепочки со-

здания стоимости. Данное объединение в сеть не ограничивается отдельными едини-

цами оборудования или производственными участками в рамках одного предприятия,

а преодолевает границы предприятия. Коммуникация происходит горизонтально меж-

ду клиентами и поставщиками и далее в рамках цепочки создания стоимости на всех

уровнях и функциях предприятия (горизонтальная интеграция).

4

Изображение 3: Вертикальная и горизонтальная интеграция


Определение: «Industrie 4.0»

«Industrie 4.0» - это метапонятие для обозначения модернизации систем производства

и создания стоимости посредством соединения реального и цифрового мира. Данное

соединение возникает благодаря самоуправляемым киберфизическим системам,

оснащенным встроенными системами. «Industrie 4.0» подразумевает вертикальное (в

рамках одного предприятия) и горизонтальное соединение этих киберфизических си-

стем (охватывая как несколько функциональных составляющих предприятия, так и не-

сколько предприятий вдоль цепочки создания стоимости) в эффективное, децентрали-

зовано организованное и гибкое производство изделий или оказание услуг.

5

Уровень технологической готовности (англ. Technology Readiness Level (TRL))

Основой оценки степени реализации иденти-фицированных технологий является разрабо-танная НАСА и утвердившаяся сегодня в ис-следованиях ЕС система классификации тех-нологической степени реализации посред-ством десятиступенчатой модели уровней технологической готовности. При этом различные уровни включают в себя различные стадии, начиная с наблюдения тенденций и идентификации технологий бу-дущего (TRL 0) вплоть до квалифицированной системы с подтверждением успешного приме-нения (TRL 9).

4 Технологическая среда «Industrie 4.0»

В исследовании были идентифицированы и

сведены в среды важнейшие технологии

«Industrie 4.0». Технологическое среда – это

группировка технологий, необходимых для

реализации «интернета вещей» или киберфи-

зической системы как технических основ

«Industrie 4.0».

На практике в большинстве случаев «Industrie 4.0» требует взаимодействия двух и бо-

лее технологических сред. Пример – среда «Объединенная в сеть сенсорная техника»:

чтобы увязать сенсоры между собой в сеть, наряду с определенной сенсорной техно-

логией, необходимо использовать также технологию из среды «Коммуникация».

Анализ степени зрелости технологий показывает, что большая часть необходимых для

«Industrie 4.0» технологий находится еще в фазе основания или оценки. Это значит,

что здесь еще имеется существенная потребность в проведении исследований и мо-

дернизации.

Всего было идентифицировано шесть технологических сред «Industrie 4.0», а также

сквозная технологическая среда «Стандарты и нормирование»:

6

Изображение 4: Технологические среды

и классификация технологий по уровню технологической готовности (TRL)


Например, в технологической среде «Коммуникация» шинные технологии в режиме

реального времени считаются соответствующими современному техническому уровню,

в то время как для беспроводной коммуникации еще требуется проведение значитель-

ных исследований для достижения зрелости. В технологических средах «Исполни-

тельные механизмы» и «Сенсорная техника», которые являются стандартными эле-

ментами машиностроения, есть еще потенциал развития в контексте соответствия

«Industrie 4.0».

Использование технологий, находящихся в фазе «Основы», проблематично для раз-

работчиков технологий на средних предприятиях. С их помощью очень трудно добить-

ся создания инновационных продуктов, потому что промежуток времени до рыночной

7

зрелости слишком велик. Как правило, средние предприятия не могут преодолеть эту

фазу за счет собственных средств.

Предприятие среднего бизнеса может эффективно выступать в роли разработчика

технологий тогда, когда его исследования и разработки направлены на обозримые ры-

ночные цели и инвестиционные риски прогнозируемы, что имеет место при использо-

вании технологий, имеющих высокую степень технологической зрелости.

С точки зрения пользователя возникает вопрос, какие технологии и методы использо-

вания уже применимы на средних предприятиях. Анализ показывает, что в технологи-

ческих средах «Коммуникация» и «Программное обеспечение / системная техника», в

которые входит также сбор и переработка данных, уже имеются созревшие для рынка

технологии и возможности применения, которые могут использоваться средними пред-

приятиями.

8

5 Исследовательские и поддерживающие мероприятия

Исследование «Industrie 4.0» продвигается широким фронтом с помощью националь-

ной программы поддержки исследований. Объем инвестиций, выделенных в течение

5-7 лет на 100 проектов, реализуемых в рамках данного исследования, составил 450

млн. евро.

В отношении отдельных исследовательских тем и областей, на которые они направле-

ны, имеется четкий акцент. Исследовательские проекты в настоящее время сильно

сконцентрированы непосредственно вокруг производственного процесса. Потенциал

использования и выгода «Industrie 4.0» в контексте общего процесса создания стоимо-

сти, охватывающего процессы как внутри одного предприятия, так и на межзаводском

уровне, исследуется лишь в незначительной мере.

Изображение 5: Объем исследований в Евро по областям применения


9

Исследования «Industrie 4.0» направлены на производственную среду высокотехноло-

гичных предприятий. В перспективе же должны подключиться и смежные процессы

создания стоимости внутри предприятия и за его пределами, а также логистика, теку-

щий ремонт, разработка новых изделий и производственный инжиниринг. Для исполь-

зования всего потенциала «Industrie 4.0» нужно рассматривать полную, межзаводскую

цепочку создания стоимости.

В существующих программах поддержки еще слишком редко сформулирована задача

разработки новых моделей создания стоимости, бизнес-моделей и процессов. В тен-

дерных условиях этих программ такая постановка вопроса очень редка. Цели будущих

поддерживающих тендеров необходимо формировать с упором на выгоду для всей

цепочки создания стоимости. Логистика и полная цепочка управления поставками

подходят в качестве соединительного и междисциплинарного элемента.

Результатом поддержки исследований до сих пор являются многочисленные отдель-

ные решения. Критическим фактором успеха «Industrie 4.0» в ближайшем будущем

будет являться воплощение на практике результатов исследований, демонстраций и

прототипов. Особенно это касается результатов исследований, нацеленных на гори-

зонтальную интеграцию, будь то новые бизнес-модели, кооперация между предприя-

тиями, коммуникация, например, в сфере логистики и управления цепочкой поставок,

а также необходимых для этого инфраструктур.

Почти в каждом поддерживающем проекте содержатся затраты на разработку и систе-

му программного обеспечения. Высокий удельный вес затрат на исследования и раз-

работку объясняется тем, что программное обеспечение крайне необходимо для реа-

лизации решений «Industrie 4.0». Хотя сегодня расходуется много средств, выделяе-

мых на исследования и разработки, на применение программного обеспечения на

практике. Однако в то же время делается упор на поддержку интероперабельных,

масштабируемых и надежных программных платформ и повышение возможности их

тиражирования. Это заключение было единогласно подтверждено представителями

науки, экономики и политики. Национальная ИТ-стратегия для «Industrie 4.0» могла бы

внести важный вклад в утверждение программных платформ такого рода. В этих рам-

ках можно было бы адресовать проблемы и перекрестные темы, такие как ИТ-

безопасность, стандартизация и нормирование.

Исследования на тему «Industrie 4.0» проводятся технологически с необходимым раз-

махом. Средние предприятия могли бы принимать в этом участие в качестве разра-

ботчиков технологии, поставщиков интеграционных услуг или пользователей, но толь-

10

ко в тех исследовательских программах, с которыми связаны ближайшие возможности

на рынке, и минимизированы инвестиционные риски.

Исследованные программы поддержки «Industrie 4.0» адресованы малым и средним

предприятиям частично избирательно, их участие желательно, но это не является

предпосылкой. Часто доступ к программам для крупных предприятий или исследова-

тельских учреждений проще, чем для предприятий среднего бизнеса, потому что – да-

же если при определенных обстоятельствах формальные затраты снижены – подача

заявки требует ресурсов и предполагает административное знание деталей. Образо-

вание консорциумов сможет помочь снизить затраты для средних предприятий. Одна-

ко сложно осуществить инициацию таких консорциумов. Поэтому средние предприятия

наряду с чисто поддерживающей консультацией нуждаются в профессиональной под-

держке при формировании концепции, подготовке и подаче заявления, и частично при

осуществлении поддерживающих проектов.

11

6 Пять функциональных зон «Industrie 4.0»

Исходя из основных направлений исследовательских и поддерживающих проектов,

было выделено пять функциональных зон, охватывающих области применения

напредприятии (например, производство, логистика, текущий ремонт): сбор и обработ-

ка данных, системы содействия, объединение в сеть и интеграция, децентрализация и

ориентация сервиса, самоорганизация и автономность.

Определение: Функциональная зона

Функциональные зоны объединяют отдельные возможности применения «Industrie

4.0», охватывая области применения на предприятии. Группировка осуществляется по

основным функциям и аспектам использования.

Функциональные сферы «Industrie 4.0» ориентированы на пользу и поддержку будущих

пользователей решениями «Industrie 4.0» на практике.

Изображение 6: Выведение функциональных зон «Industrie 4.0» из среды исследования


12

Информационный лист: Сбор и обработка данных

Сбор и обработка данных образуют основу «Industrie 4.0». Функциональная зона охва-

тывает сбор и анализ данных о процессах, качестве, продуктах, средствах производ-

ства, занятых, а также окружающей их среде. Центральным для «Industrie 4.0» являет-

ся основанный на информационных технологиях сбор данных о клиентах, продуктах,

производстве и использовании.

В функциональной зоне «Сбор и обработка данных» в центре внимания находится

прерывистый анализ данных, например, рассмотрение эффективности всей линии,

вплоть до анализа супермассивов данных. Его целью является улучшение процесса и

качества. В отличие от функциональной зоны «Автономия» здесь не принимается ни-

каких децентрализованных решений продуктами и машинами, потому что данные пе-

редаются в специализированные или центральные системы, и основывающиеся на них

решения принимаются персоналом и на основе предварительно определенных пра-

вил. Только благодаря измерению и анализу данных раскрывается огромная выгода в

эффективности, которая сегодня еще далеко не исчерпана.

Возможности Риски

Снижение затрат на документацию и

сбор данных

Повышение качества данных

Распознавание взаимосвязей

Упрощение анализа ошибок и причин

Улучшение анализа / контроль процес-

сов и сроков

Повышение качества процесса и

продукта

Лучшие возможности прогнозирования

Оптимизация поддержания в исправном

состоянии

- Трудно обеспечить безопасность данных

- Увеличивающийся объем данных

- Поток информации, который невозможно

обработать

- Трудно найти специалистов по анализу

данных

- Высокая зависимости от ИТ

- Повышенная чувствительность систем к

помехам

- Часто недостаточная скорость передачи

Ключевой вопрос:

Какие данные собираются/генерируются, и для чего

они обрабатываются?

Ключевые слова:

Сенсорная техника/ радиочастотная идентификация /

штрих-код

Анализ данных / анализ супермассивов данных

Документация и управление данными

Модулирование (продукт, производство, установки

и.т.д.)

Безопасность данных

13

Информационный лист: Системы содействия

Целью систем содействия является по возможности быстрое и простое, в любое время

и повсюду предоставление сотруднику информации, которая ему необходима в дан-

ный момент. В функциональной зоне «Системы содействия» объединяются все техно-

логии, которые поддерживают сотрудников при выполнении их работы и позволяют им

сконцентрироваться на основных задачах. В частности это технологии подготовки ин-

формации, такие как системы визуализации, мобильные оконечные устройства, план-

шеты и цифровые очки или вспомогательные средства, производящие расчеты и ока-

зывающие поддержку посредством двигателей. При этом ширина охвата включает в

себя простую индикацию рабочих инструкций, визуальную и мультимедийную под-

держку (например, в пиковых системах) вплоть до контекстно-зависимой аугментиро-

ванной реальности для сотрудника.

Особенно при постоянно усиливающейся индивидуализации продуктов при уменьша-

ющемся количестве для применяющих предприятий открывается большой шанс эф-

фективной организации процессов создания стоимости, потому что благодаря систе-

мам содействия часто можно сократить добавочное время процесса изготовления, не

создающего стоимость.


Ускорение процессов освоения

Улучшение производительности

Повышение качества процесса и продукта

Упрощение овладения вариантами

Сокращение/предотвращение ошибок

Повышение безопасности труда

Снижение затрат благодаря потребитель-

ским товарам

Улучшение эргономичности

- Непризнание сотрудниками

- Высокая зависимость от IT

- Высокие затраты по обслуживанию и ухо-

ду

- Отсутствие единых стандартов / недоста-

точная совместимость различных систем

содействия

- Небольшая гибкость применения

- Затраты на повышение квалификации

- При определенных обстоятельствах си-

стемы, требующие согласований


За счет чего сотрудники получают поддержку, так чтобы

они могли сконцентрироваться на своей основной сфере

деятельности?


Визуализация, аугментированная реальность

Мобильные оконечные устройства

Взаимодействие между человеком и машиной

3D-печать/ скан

Модулирование (продукт, производство и т.д.)

14

Информационный лист: Объединение в сеть и интеграция Объединение в сеть и интеграция между зонами или отделами в рамках одного пред-

приятия (вертикальная интеграция), а также между различными предприятиями (гори-

зонтальная интеграция) является центральным элементом видения «Industrie 4.0».

Целью информационного объединения в сеть является улучшение сотрудничества,

координации и прозрачности зон предприятия, а также вдоль цепочки поставок и со-

здания стоимости. Функциональная зона охватывает сотрудничество между зонами в

рамках предприятия и сотрудничество между предприятиями в сетях создания стоимо-

сти. Она подразумевает применение облачной обработки данных и Интернета вещей.


Упрощение сотрудничества в рамках

предприятия и в сети

Повышение прозрачности цепи поставок

Улучшение понимания взаимосвязей

Создание сплошных информационных

потоков (один пакет данных)

Укрепление связей с клиентами

Инновационный толчок и улучшение про-

дуктов благодаря укреплению связей с

клиентами

Создание «виртуальных» предприятий

для усиления рыночной власти

Возможность располагать данными неза-

висимо от клиентов и приборов

- Прозрачность рынка ведет к увеличиваю-

щемуся давлению конкуренции и необхо-

димости сокращения расходов

- Подверженность сбоям комплексных си-

стем (увеличение числа интерфейсов)

- Отсутствие стандартов по коммуникации и

интерфейсам

- Высокая зависимость (от техники, партне-

ров, поставщиков ИТ-услуг)

- Недостаточное принятие сотрудниками

- Потеря ноу-хау при смене партнера в сети

- Повышенная потребность в специалистах


Каким образом происходит сотрудничество с другими

отделами/в рамках отдела и с партнерами в сети?

Обмен какими данными производится?


Вертикальная и горизонтальная интеграция

Гибкое объединение в сеть установок, процессов и

продуктов

Интернет вещей, облачная обработка данных

15

Информационный лист: Децентрализация/ориентация на сервис

Революция «Industrie 4.0» происходит из-за смены централизованного управления на

децентрализованную ответственность за процесс и ориентации на продукт на ориен-

тацию на клиента/сервис. Поэтому функциональная зона «Децентрализация и ориен-

тация на сервис» охватывает модуляризацию продуктов и процессов, децентрализо-

ванное управление, а также переход к ориентации на сервис.

Не только программное обеспечение, но и всё предприятие со своими отделами и

подразделениями должны состоять из единиц производительности, предлагающих

свои работы и услуги в виде сервиса внутри предприятия или партнерам в сети. Клю-

чевое слово «всё как услуга» (англ. XaaS, т.е. Everything as a Service). Децентрализо-

ванность обеспечивает возможность четкой координации и позволяет овладеть ком-

плексностью, поскольку задача управления больше не должна выполняться исключи-

тельно в одном месте.


дополнительное создание стоимости бла-

годаря новым бизнес-моделям (послепро-

дажные услуги и продукты)

Гибкость и способность меняться благо-

даря децентрализованным структурам

эффективное и гибкое использование

мощностей

лучшая загрузка собственного производ-

ства

Концентрация на основных сферах дея-

тельности

Более низкие инвестиционные затраты

благодаря покупке услуг

Экономия затрат благодаря меньшим ин-

вестициям (модульные, измеряемые си-

стемы и система оплаты по мере пользо-

вания (Pay-per-Use))

- Локальная оптимизация без учета всей

системы («островные решения»)

- Неясная общая ответственность

- Трудности в нахождении решения

- Проблематика согласования (между

предприятиями)

- Потеря контроля

- Требуется высокая собственная ответ-

ственность сотрудников

- Рассеянные специальные знания

- Нехватка интерфейсов и стандартов


Какие работы и услуги/сервис предлагаются другим

отделам/партнерам, и какие используются самими

предлагающими?


Приложения (Apps), веб-сервис, все как услуга

(XaaS)

Новые бизнес-модели

«Оркестровка» услуг

Децентрализованное управление

Способность меняться

16

Информационный лист: Самоорганизация/автономия

В функциональной зоне «Самоорганизация и автономия» видение «Industrie 4.0» –

«умный» продукт руководит изготовлением самого себя – становится реальностью.

Здесь объединяются технологии и процессы, осуществляющие автоматический анализ

данных, на результаты которого затем самостоятельно реагируют системы. Благодаря

таким контурам регулирования, например, достигается самоконфигурация и самоопти-

мизация систем вплоть до полной самоорганизации. Способность к самоорганизации и

самоуправлению является важным свойством киберфизических систем, которые наря-

ду с учетом, анализом и сохранением данных общаются между собой, имеют идентич-

ность и взаимодействуют со своим окружением. Чтобы использовать возможности са-

моуправляющихся установок и генерировать из этого преимущества, система, в кото-

рой они используются, должна иметь определенные степени свободы. Примерами та-

ких автономных систем являются «умные», гибкие роботизированные транспортные

системы в интралогистике или «умные» емкости, которые автоматически требуют по-

вторный заказ.


повышенная способность завода меняться

увеличение гибкости процессов и произ-

водства

ориентированная на потребность оптими-

зация процессов создания стоимости

повышение возможности располагать

установками

быстрая реакция на незапланированные

события

меньшие затраты на планирование и

управление

упрощение планирования ресурсов

Снижение расхода энергии

Поддержка менеджмента качества

- высокий инвестиционный объем

- зависимость от техники

- потеря контроля в связи с отдачей ответ-

ственности за процесс

- угроза производственной безопасности

(выход из строя установок, нестабильная

техника / инфраструктура)

- нехватка ноу-хау и специалистов

- чрезмерные требования к сотрудникам


Как происходит автоматическое управление, как осу-

ществляется автоматическое регулирование?


Контуры регулирования/самоорганизация

Самоконфигурация/самооптимизация

Киберфизические системы

Контроль процесса

17

7 Путь к «Industrie 4.0»

Введение «Industrie 4.0» будет происходить пошагово, там, где при оправданных за-

тратах и уже имеющихся технологических возможностях можно раскрыть экономиче-

ский потенциал. На рисунке 7 представлен путь к «Industrie 4.0».

Невозможно выразить общее мнение предприятий среднего бизнеса по отношению к

данному пути. Многие предприятия находятся еще в начале пути. В зависимости от

размера предприятия, отрасли, руководства и ситуации на рынке не некоторых сред-

них предприятиях уже сделаны первые шаги.

Изображение 7: На пути к «Industrie 4.0» ̶ Классификация функциональных зон


В зоне «Сбора и обработки данных» на предприятиях среднего бизнеса была кон-

статирована степень реализации от средней до высокой. Электронный учет данных в

большинстве случаев уже является стандартом. Тем самым сделан первый шаг в

18

направлении к «Industrie 4.0». Однако потенциал данных еще не распознан в полном

объеме. В отношении анализа данных требуется еще много предпринять (среда дей-

ствий A). Первым шагом является подготовка данных для сотрудников, например, по-

средством систем содействия.

Системы содействия применяются средни-

ми предприятиями до сих пор только ча-

стично. В большинстве случаев потенциалы

еще не осознаются, и в отношении суще-

ствующих технических возможностей

наблюдается дефицит знаний. Потребность

в действиях здесь заключается в реализа-

ции (Среда действий A). Средним предпри-

ятиям нужно разъяснять потенциалы и воз-

можности, а также поддерживать их при

введении.

В зоне «Объединения в сеть и интеграции» предприятия среднего бизнеса стоят

еще в начале пути. Сначала нужно преодолеть психологию безопасности и ограничен-

ное отраслевое мышление («силосное мышление»), чтобы обеспечить более сильное

сотрудничество в рамках предприятия и в сети. Требуется принятие мер по созданию

доверия и приемлемости. Одновременно необходимо создать предпосылки для

надежного обмена данными в рамках предприятия и между предприятиями. Основное

внимание в исследованиях и разработках должно быть направлено на организацион-

ные, процессуальные и правовые постановки вопросов, а также на создание стандар-

тов в области коммуникации участников.

«Децентрализация и ориентация на сервис» таят в себе большие возможности и

являются началом собственно 4-ой промышленной революции. Благодаря ориентиро-

ванным на сервис продуктам возникают новые возможности ведения бизнеса, и одно-

временно укрепляются связи с клиентами. Но здесь требуется двоякое изменение

мышления: от централизованного управления к децентрализованной ответственности

за процесс и от ориентации на продукт к ориентации на сервис. Требуется проведение

мероприятий по разъяснению, сенсибилизации и введению (Среда действий A). В рав-

ной мере нужно продвигать исследования и разработки (Среда действий B). Наряду с

техническими постановками вопросов нужно также выяснить, например, правовые ас-

пекты, а также организации бизнес-моделей, разделения ответственности и организа-

ционных форм.

Среда действий A

«Поддержка реализации»

Отнесенные к данной среде действий техно-логии и возможности применения «Industrie 4.0» принципиально существуют и имеют рыночную зрелость, но еще не исполь-зуются или недостаточно используются сред-ними предприятиями.

Мероприятия по введению этих технологий на средних предприятиях или интенсификации их подготовки, могут быть реализованы в кратко-срочной и среднесрочной перспективе (через 1 – 5 лет) и внести свой вклад в повышение конкурентоспособности.

19

В конце пути по реализации «Industrie 4.0» находится функциональная зона «Автоно-

мия». Поскольку автономное и «умное» производство предполагает высокую степень

реализации других функциональных зон, то

для предприятий среднего бизнеса это еще

тема будущего, для которой исследования и

разработки сначала должны создать пред-

посылки. В настоящий момент времени по-

тенциал автономных систем в связи с высо-

кими инвестиционными затратами и требуе-

мой интенсивностью знаний можно освоить

лишь начиная с определенного размера

предприятий и комплексности процесса.

Роль пионеров здесь возьмут на себя более крупные промышленные предприятия

среднего бизнеса и концерны.

Представленный в функциональной зоне потенциал не должен создавать ложного

впечатления, что полностью оцифрованное и интегрированное предприятие «Industrie

4.0» - дело далекого будущего.

Несмотря на готовность отдельных возможностей применения на уровне всей системы

– т.е. вдоль цепочки создания стоимости – нужно решить еще множество вопросов.

Начатый многими предприятиями-пионерами путь реализации отдельных возможно-

стей применения создает доверие и знания, но это должно быть дополнено мышлени-

ем на системном уровне. От науки и поставщиков технологий требуется продвижение

их разработок в направлении интеграции и проходимости.

Резюмируя, можно констатировать, что

1. реализация полной вертикальной и горизонтальной интеграции «Industrie 4.0» на предприятиях среднего бизнеса и в промышленности в целом предстоит еще в далеком будущем.

Необходимо еще разработать и апробировать технические, процессуальные и органи-зационные решения по реализации видения «Industrie 4.0». Одновременно анализ по-казывает, что

2. технологии и возможности применения «Industrie 4.0» могут внести ценный вклад в укрепление конкурентоспособности предприятий среднего бизне-са.

Среда действий B

«Стимулирование исследований»

Содержащиеся в данной среде действий тех-нологии и возможности применения еще не созрели для применения и нуждаются в даль-нейшем развитии содержания и технологий. Необходимо также как можно скорее начать проведение мероприятий по продвижению исследований и разработок. Однако, эффект на уровне предприятий ожи-дается лишь в долгосрочной перспективе (> 5 лет). Но потенциально эти технологии будуще-го могут внести большой вклад в повышение конкурентоспособности средних предприятий.

20

Все функциональные зоны «Industrie 4.0» и большая часть (85 %) проанализированных в исследовании возможностей применения могут внести вклад в преодоление проблем предприятий среднего бизнеса в настоящее время. Но этот вклад предполагает их применение предприятиями среднего бизнеса. Большая часть предприятий среднего бизнеса стоит еще в начале пути к «Industrie 4.0».

Но здесь требуется еще много доработок, поскольку

3. многие возможности применения «Industrie 4.0» и технологии для приме-нения на предприятиях среднего бизнеса, хотя принципиально и готовы, но еще не используются ими в значительной мере.

Большая часть исследованных возможностей применения и технологий (76 %) стоит на пороге введения и утверждения в качестве базовой технологии, так что

4. в предприятиях среднего бизнеса нужно пробудить интерес к пользе и преимуществам «Industrie 4.0».

Среда действий A „Поддержка реализации“ показывает наибольшую необходимость действий и оказывает сильнейшее влияние на конкурентоспособность предприятий среднего бизнеса. Поэтому данные предприятия необходимо информировать, исходя из специфики целевых групп, о преимуществах и пользе «Industrie 4.0», стимулировать демонстраторов и пилотные проекты, устранять барьеры в финансировании или под-держивать обмен опытом между предприятиями среднего бизнеса, а также между крупными и средними предприятиями. Крупные предприятия могут использовать свою роль первопроходцев и целенаправленно поддерживать своих поставщиков.

В конце остается заметить, что

5. предприятия среднего бизнеса имеют большие возможности укрепить по-средством «Industrie 4.0» свою конкурентоспособность, если будут играть активную роль.

В связи с сомнениями в отношении безопасности данных и дефицитом информации предприятия среднего бизнеса в настоящее время занимают выжидательную позицию в отношении «Industrie 4.0». Лишь с большой осторожностью осуществляются инфор-матизация и объединение в цифровую сеть. Хотя и видятся экономические возможно-сти данных попыток, но также видятся и существующие риски.

Возможности «Industrie 4.0» в большинстве случаев конгруэнтны целям предприятий среднего бизнеса. Возможности применения и технологии «Industrie 4.0» могут помочь преодолеть проблемы предприятий среднего бизнеса в настоящее время. Тем самым пошаговая реализация видения «Industrie 4.0» может внести непосредственный и цен-ный вклад в усиление конкурентоспособности предприятий среднего бизнеса. Пред-ставленный путь показывает, что с «Industrie 4.0» должны справиться не только круп-ные предприятия, но и предприятия среднего бизнеса. Предприятия среднего бизнеса должны занять активную позицию в плане продвижения «Industrie 4.0», чтобы не от-стать от международной конкуренции. Отличной предпосылкой для этого являются инновационный потенциал и предпринимательское мышление немецких предприятий среднего бизнеса.

21

8 Руководство к действию Из анализа можно вывести специфическое и основное руководство к действию для представителей политики, науки и экономики. Основные рекомендации Основное руководство к действию распространяется на шесть проблемных тематиче-ских сред, которые могут создать положительные рамочные условия и устранить пре-пятствия в применении: Нормирование и стандартизация

Разработка стандартов в области «Industrie 4.0» должна проводиться более быстрыми темпами. Нужно использовать возможности политики для воздействия в этом плане на соответствующие ведомства. Одновременно объединения, пала-ты, а также предприятия среднего бизнеса сами должны взять на себя активную роль в сквозной теме нормирования и стандартизации.

ИТ-безопасность В средних предприятиях нужно пробудить интерес к ИТ-безопасности (например, через центры компетенции). Нужно интегрировать в проекты «Industrie 4.0» ре-зультаты программы «ИТ-безопасность».

Правовые рамочные условия Возникающие с внедрением технологий «Industrie 4.0» юридические вопросы нужно идентифицировать, анализировать и прорабатывать. Для этого требуется проведение обширных исследований.

Роль человека Большие концерны и предприятия среднего бизнеса должны готовиться к изме-нившейся роли человека в характерной для «Industrie 4.0» среде, разрабатывая новые рабочие процессы и формы организации труда. В частности должен со-стояться диалог между социальными партнерами, прежде всего между объеди-нениями работодателей и работников, для сопровождения необходимых процес-сов реструктуризации.

Повышение квалификации/образование Обучение ИТ-компетенции остается центральной задачей всех процессов обуче-ния. При этом важны доведение до сведения сетевой компетенции и междисци-плинарная направленность обучения. Благодаря зарекомендовавшей себя кон-цепции дуального обучения в Германии по темам «Industrie 4.0» можно создать тесное сотрудничество между предприятиями и образовательными учреждения-ми с целью проведения мероприятий по обучению и повышению квалификации приближенно к практике. Чтобы адекватно подготовить работников к взятию на себя ответственности и применению современной техники в рабочие будни, при поддержке палат для отдельных профессий нужно адаптировать программы обу-чения и повышения квалификации.

Инфраструктура Необходимо продолжать предпринимать усилия по расширению широкодиапа-зонной инфраструктуры. При этом нужно стремиться к сотрудничеству между се-тевыми операторами, предприятиями и региональными представителями. Во многих сферах уже существуют такие инвестиционные альянсы по расширению широкодиапазонной инфраструктуры. Аналогично программе ЕС «Connecting

22

Europe Facility (CEF)» органы государственной власти могут создавать стимулы посредством поддержки инвестиций, представляющие собой комбинацию из частных и общественных средств, распределяя, таким образом, покрытие высо-кой потребности в финансировании между различными действующими лицами.

Специфические рекомендации

Специфические рекомендации были выведены из сред действий A «Стимулирование реализации» и B «Поддержка исследований». Для обеих сред действий были иденти-фицированы различные мероприятия по поддержке и финансированию. Прежде всего, важны мероприятия по мобилизации, а также некоторое дополняющее руководство к действию. Мобилизация осуществляется посредством информации, пробуждения ин-тереса, поддерживающих консультаций и объединения в сеть. Дополняющее руководство к действию затрагивает исследованные программы под-держки и финансирования:

создание и расширение простых программ по открытым темам со ссылкой на «Industrie 4.0»; обеспечение обозримости процессов и тем;

целенаправленное стимулирование горизонтального объединения в сеть разра-ботанных решений «Industrie 4.0»; поддержка больших и малых предприятий с исследовательскими учреждениями;

поддержка проектов, объединяющих рынки, клиентов и поставщиков с новыми моделями и процессами бизнеса;

стимулирование демонстрационных проектов; расширение трансфертных проектов, в которых средние предприятия могут по-

учиться у науки и крупных предприятий, обеспечение адаптации и применимо-сти технологий «Industrie 4.0» для предприятий среднего бизнеса;

использование других форм финансирования поддерживающих программ по-средством софинансирования со стороны государственных и частных инвесто-ров;

расширение и дополнение предложения услуг объединений своим участникам, например, посредством исследований, проводимых объединениями.

Предложения по мобилизации предприятий среднего бизнеса можно сжать до связан-ной политической концепции. Этого можно достичь посредством мероприятий, указан-ных в категориях «Целевая группа», «Тематическая направленность», «Реализация», «Центры компетенции Industrie 4.0». Целевая группа стимулирования

Обращение к средним предприятиям как к целевой группе; никакого специфиче-ского для отрасли способа исследования и никаких преференций или дискри-минации предприятий с уже имеющимся опытом в области «Industrie 4.0»;

Поддержка совместных проектов между предприятиями среднего бизнеса и ис-следовательскими учреждениями; использование компетенции крупных пред-приятий; привлечение мультипликаторов для важных трансфертных проектов;

Возможность работы с объединениями – дать средним предприятиям возмож-ность принимать успешное участие в проектах объединений; интеграция соот-ветствующих форм и фаз проектов в поддерживающие проекты для ориентации содержательной направленности объединений на потребности предприятий среднего бизнеса и усиление самоорганизации предприятий среднего бизнеса в фазе подготовки исследовательских проектов; в частности для достижения этих целей в качестве формы были замечены кластерные проекты;

Дать средним предприятиям посредством консультаций, пробуждения интереса и подготовки образцовых процессов возможность применения «Industrie 4.0» на собственном предприятии, поскольку способность внедрить «Industrie 4.0» в

23

рамках предприятия является предпосылкой для горизонтального объединения в сеть; при этом выдающаяся роль принадлежит центрам компетенции.

Поддерживаемые темы

Поддержка открытых тем; форсированная поддержка передачи во всех функци-ональных зонах «Industrie 4.0»; использование кластеров и центров компетен-ции для генерирования и финансирования трансфертных проектов;

Рассмотрение «Industrie 4.0» как системы комбинации различных технологий и/или функциональных зон в проектах (хороший пример: исследование «Industrie 4.0» в производственных цехах). Использовать «Industrie 4.0» как си-стему для ограниченного временного пространства в программах для предприя-тий среднего бизнеса в качестве приоритетной поддерживаемой темы.

Реализация

Систематическое использование возможностей для упрощения подачи и испол-нения заявок с целью увеличения участия предприятий среднего бизнеса;

Повышение прогнозируемости в отношении тем будущих тендеров посредством опубликования дорожных карт или рабочих программ; сокращение времени проходимости исследовательских проектов от подачи эскиза до начала проекта;

Объединение на государственном уровне уже существующих мероприятий по поддержке «Industrie 4.0» в концентрированную акцию «Industrie 4.0 на пред-приятиях среднего бизнеса» и увязка в программу «Цифровая интеграция пред-приятий среднего бизнеса», а также в платформу «Industrie 4.0».

Центры компетенции «Industrie 4.0»

Объединение мероприятий по мобилизации в центрах компетенции, поддержи-вающих средние предприятия на пути к «Industrie 4.0»;

Использование имеющегося технического оснащения региональных представи-телей в центрах компетенции для их презентации предприятиям среднего биз-неса;

Привлечение компетентного персонала с междисциплинарной направленностью для охвата широкого спектра возможных постановок вопросов по всем функци-ональным зонам «Industrie 4.0»;

Объединение центров компетенции в сеть с региональными представителями и консультационными учреждениями;

Положить в основу географический принцип при выборе места нахождения с целью обеспечения коротких путей для предприятий среднего бизнеса.

industrie 4.0

Documents