Четвертая индустриальная революция – это не просто использование компьютера на производстве, а дополнение материального мира кибернетическими свойствами, конвергенция физического и кибернетического, слияние материи и цифры. Как эти процессы повлияют на современное производство? Отвечать на этот вопрос предстоит уже не только футурологам, но и менеджерам.
Благодарим редакцию журнала "Алгоритм успеха" ОК РУСАЛ за предоставление данного материала.
Автор: Андрей Мирошниченко, Координатор российской Ассоциации футурологов, журналист, теоретик медиа, автор книг «Когда умрут газеты», «Human as media. The emancipation of authorship», руководитель Школы эффективного текста
Идея четвертой промышленной революции зародилась в начале 2010 годов в коллективном сознании европейских и американских бизнесменов, промышленников и мыслителей. Согласно этой концепции, развитие промышленного уклада предопределяется использованием какой-то главной технологии.
Первая индустриальная революция связана с переходом от аграрного общества к индустриальному, урбанизацией и зарождением промышленности. Символически она может быть представлена изобретением парового двигателя (1781 год).
Вторая индустриальная революция произошла в 1870 – 1914 годах и связана с переходом промышленности на использование электричества, а также с распространением серийного производства (конвейера).
Третья индустриальная революция связана с применением на производстве компьютеров. Она произошла в 1960-е годы.
Наконец, надвигается четвертая индустриальная революция. Это уже не просто применение компьютера на производстве, а дополнение материального мира кибернетическими свойствами, конвергенция физического и кибернетического, слияние материи и цифры.
Общего знаменателя для четвертой индустриальной революции пока нет. Ее лишь описывают целым набором прорывных технологий, среди которых:
Рассмотрим влияние некоторых из них на экономику и промышленность.
Big data – это не только накопление любых объемов информации. Это еще и кросс-анализ различных баз данных с обнаружением корреляций, то есть зависимостей между разными данными.
Представим себе, что алгоритм переработки больших данных собрал всю информацию об изделии, поведению его частей в тех или иных природных или технологических условиях, сопоставил ее с возможным поведением материалов со всеми видами возможных ошибок и т.п. Такой алгоритм переработки больших данных, при условии, что ему «скормят» достаточное количество данных, способен сконструировать идеальную деталь, идеальный механизм, причем для конкретного типа ситуаций.
Идеальные устройства пока еще в будущем. Но большие данные и их многофакторный анализ уже помогают промышленникам снижать издержки и повышать эффективность. Например, компания General Electric Oil & Gas устанавливает на все оборудование датчики, которые собирают информацию о нефтедобыче. Получаемые массивы данных перерабатываются с помощью облачной платформы Predix, в которую встроены алгоритмы самообучения. Такого рода «мозговой процессор» не только знает все о состоянии производства, но и постоянно учится понимать те или иные сигналы и предлагать оптимальные решения.
В результате система составляет графики диагностических проверок, максимально эффективно распределяет ресурсы, причем в проактивном режиме, предвидя критические ситуации. В условиях снижения стоимости энергоресурсов и дороговизны простоя оборудования, «умная» система анализа больших данных позволяет достичь таких уровней эффективности, которые непосильны традиционному, «человеческому» контролю и планированию.
Под интернетом вещей обычно понимают оснащение предметов датчиками с последующим их соединением в сеть. Датчики позволяют идентифицировать предметы (поштучно!), измерять их состояния и передавать данные на специальные платформы, где информация о вещах и их «потребностях» служит для анализа и принятия решений (снова big data) как по конкретным вещам, так и по любым их массивам.
Нынешний интернет – это уже интернет вещей, а не людей. Количество подключенных к сети вещей превысило количество подключенных к сети людей еще в 2008 году. По разным прогнозам, в 2020 году к интернету будет подключено от 21 млрд до 200 млрд устройств.
Полезность интернета вещей наглядно представлена в концепции «умного дома». Индустриальный интернет вещей, однако, тоже уже на подходе. За рубежом и в России реализовано немало проектов по оснащению оборудования датчиками. Завязанные в единую платформу, они создают систему мониторинга, которая существенно повышает производительность производства.
Но датчики на оборудовании – это только первый шаг по внедрению IoT в промышленности. «Настоящий» интернет вещей придет в промышленность тогда, когда метками станут оснащать все изделия. После этого системы мониторинга смогут собирать данные о дистрибуции, использовании, износе изделий в тех или иных условиях, мгновенно планировать «умные» цепочки поставок, корректировать задачи для производства и даже корректировать задания на инженерные разработки. Все это не просто без бумажной волокиты, но и без затрат времени на человеческое обдумывание и общение, то есть фактически мгновенно, а часто и с опережением.
Дополненная реальность позволяет помещать цифровые объекты в реальный ландшафт или интерьер. Технология виртуальной реальности дает возможность «заглянуть» с помощью специального шлема внутрь созданного компьютером пространства. Добавленные к виртуальной реальности кинетические интерфейсы позволяют считывать движения тела, и человек может даже «по-настоящему» двигаться внутри этого наведенного пространства.
Пока что наиболее очевидное применение этих технологий – симуляция различных ситуаций для игры или обучения. В принципе, целые виды человеческой деятельности могут быть перенесены в эту наведенную реальность. Например, работа инженера может быть более быстрой и продуктивной в «виртуальном» конструкторском бюро. В перчатках и шлеме, имея под рукой любые данные и виртуальные объекты или инструменты, можно создавать цифровые прототипы «из воздуха», собирать устройства и опытные образцы, посылать их как в обкатку на виртуальные симуляторы, так прямо и на производство – на 3D-принтеры.
Принципиальное свойство 3D-печати – возможность печатать изделия как большим тиражом, так и в единственном экземпляре. А это значит, что 3D-принтер может создавать кастомизированные, то есть созданные под потребности конкретного потребителя продукты, но каким угодно тиражом. В некоторым смысле аддитивные технологии поворачивают вспять конвейер Форда – она делает серийное производство индивидуальным.
Другое революционное свойство: изготовление продукции можно организовать не на производстве, то есть не в цеху, а на месте потребления или эксплуатации. Например, домашний 3D-принтер сможет печатать всю необходимую домашнюю утварь нужного размера и свойства да еще с барельефом любимого кота. После этого, заводы и магазины кастрюль и тарелок уходят с рынка. А приходят на рынок разработчики 3D-принтеров и новых материалов, а также 3D-дизайнеры. Вот они и будут определять лицо многих будущих отраслей.
Аддитивные технологии уже позволяют построить дом. 3D-принтер наплавляет материал по заданному чертежу, возводя стены и перекрытия. Теоретически, любой объект можно будет напечатать или даже впечатать в уже существующую конструкцию прямо на месте, исходя из конкретных размеров и потребностей. Вопрос только в достаточной «палитре» материалов, чтобы можно было получить нужные свойства готового изделия – будь то дом, трубопровод или ледокол.
В настоящее время все описанные технологии находятся в начальной стадии, да и разрабатываются отдельно друг от друга. В перспективе, конечно, произойдет конвергенция «кибер-физических» технологий. Вещи будут общаться друг с другом для лучшего обслуживания человека (будем надеяться на это), интернет вещей будет накапливать и анализировать данные (big data), системы искусственной реальности позволят симулировать новые сценарии и разрабатывать дизайн новых изделий и устройств, 3D-печать будет все это печатать.
К этому добавятся квантовые вычисления, открывающие новые горизонты «нелинейного мышления» для компьютеров, системы распределенного хранения данных (блокчейн), нанотехнологии, поставляющие новые материалы, так нужные 3D-принтерам. В результате взаимодействия всех этих технологий возникает умная среда, расположенная одновременно и в цифровом, и в физическом мире.
Многие из нынешних сорокалетних помнят радиолу, печатную машинку, черно-белый телевизор; а люди постарше – и телевизор с линзой. И эти же люди уже пользуются смартфоном и интернетом. В жизнь одного поколения вмещается теперь сразу несколько технологических эпох. Эпоха стала короче поколения – такого никогда не было. Сжатие времени приведет к тому, что уже мы, ныне живущие, станем свидетелями внедрения технологий, о которых еще вчера знали только фантасты.
При этом прошлое не уходит мгновенно. Сжатое время спутывает события прошлого и будущего. Все промышленные предприятия внедряют постиндустриальные технологии. Некоторые заводы, заставшие еще вторую революцию, то есть переход на электричество, готовятся теперь к четвертой.
Наиболее очевидные последствия четвертой промышленной революции – смещение добавленной стоимости из «железа» в «софт», из материи в цифру, изменение профессиональной структуры занятости. Глобальное изменение связано с формированием сетевой производственной среды (то есть не вертикальной, а горизонтальной), охватывающей рабочих и менеджмент, поставщиков и потребителей, людей и объекты. Относиться к этим переменам можно как с надеждой, так и с тревогой – обе эмоции обоснованы. Самое важное – понимать происходящие перемены, чтобы уметь в них встроиться.
Виктор Манн, технический директор РУСАЛа:
- 4 индустриальная революция - это умные фабрики, заводы-принтеры, интернет вещей… Хотя считаю, что классификация на номера от 1-й до 4-й промышленных революций очень и очень условна. По большому счету, промышленных революций было две. Во время первой человек передал машине физические способности, во время второй передает ей способности разумные. РУСАЛ находится в тренде текущих изменений – мы создаем новые материалы для 3D-принтинга, роботизируем и автоматизируем производство, делаем производство экологичным.
Какая революция будет следующей? Наверное, это уже замещение человека машинами в большинстве профессий, экологичное производство, энергия и, рискну заглянуть за горизонт, это соединение человека и робота или роботизация человека в широком смысле через надетые, закрепленные, вживленные устройства, органы, подключение в режиме on-line к всемирной памяти, логике, полноценной реплике человека в цифровом пространстве, в смешении виртуального и материального мира
Конечно же, все эти процессы существенно изменят список востребованных профессий. В уже обозримом будущем на рынке труда в первую очередь будут востребованы робототехники, цифровые дизайнеры – разработчики «умной» одежды, «умных» предметов быта, «умного» дома, дизайнеры 3D-принтинга – специалисты в разработке и проектировании моделей для печати на 3D-принтере, биопечатники, способные разработать и напечатать на 3D-принтере биоматерии, организмов, растений, биороботов… Если говорить о металлургии, то здесь ключевой станет профессия технолога-робототехника.
Сергей Горячев, директор по упаковочному бизнесу РУСАЛа:
- Индустрия 4.0 существенно изменит мировой конкурентный ландшафт. Те, кто в жесткой борьбе за потребителя сможет за счет инновационных подходов достичь наибольшей эффективности производства, получит все. Остальные – закроются. Мы на производстве фольги активно работаем над внутренними резервами нашей эффективности.
Главное требование, которое предъявляет профессионалам новая эпоха –творческое нестандартное мышление. Это единственная область, где человек имеет преимущество перед машиной. Да, машины будут делать все, что поддается алгоритмизации и требует быстрой обработки массивов цифровых данных, но задачу им всегда будет ставить человек. Поэтому на рынке труда будут востребованы изобретатели новых решений и интеграторы изобретений уже существующих.
Металлургическое производство – не исключение. Стремительно меняющемуся миру нужны новые материалы со свойствами, которые раньше казались недостижимыми. Требования потребителей к продуктам становятся все жестче. Компромиссы неприемлемы. И металлу еще надо будет побороться за место под солнцем с альтернативными материалами.
Дмитрий Николаевич Бондаренко, директор по развитию производства РУСАЛа:
- Да, конечно мир меняется благодаря информационным технологиям. Но думаю, решать - революция это или нет, четвертая она, пятая или третья – дело будущих историков, а не наше. Для нас главное – понимать, куда мы движемся, и научиться извлекать пользу из того, что мы живем в «цифровом» мире. Пока же мы в основном говорим об этом. В октябре 2016 года у участников молодежного слета, который проводила наша дирекция по коммуникациям, спросили: какой они видят свою жизнь, к примеру, в 2035 году? Ответы сводились в основном к тому, что все будет автоматизировано, с удаленным доступом - проснулся утром, нажал на кнопку и все работает само. Это, конечно, красивая картинка, но надо понимать, что в действительности так не будет. У меня есть опыт работы на производстве, автоматизированном на 90%, и поэтому я прекрасно знаю – роботы не заменяют и не заменят людей. Да, роботы освобождают людей от тяжелого физического труда, но за всем этим - огромный труд множества очень образованных, технически подкованных, дизайнерски развитых и нестандартно мыслящих людей. И вот готовы ли мы, наши школы и вузы к тому, чтобы воспитать таких людей – большой вопрос. Мне пока что кажется, что не очень.
Главный вызов происходящих изменений - необходимость быть гибкими. Массовым, «конвейерным» продуктом сейчас никого не удивить, мир с его помощью не завоевать, это понимают все производители, и все стараются так или иначе адаптироваться к этим условиям. Речь идет о том, чтобы принимать огромное количество заявок, и иметь не огромный склад одинаковой продукции, а возможность в любой момент сделать и подвезти именно то, что нужно клиенту. Решать эту задачу можно по-разному: можно посадить обрабатывать заявки тысячу человек, но куда эффективнее использовать новые технологии. И мы этим занимаемся – в идеале мы должны добиться того, что, когда к нам приходит новый заказ, программа самостоятельно расписывает, какая в этом случае нужна технология, какой порядок выполнения, какой материал, какие сроки и так далее. Если все это нам удастся «загнать» в обыкновенный смартфон – это будет, может быть, и не революция, но точно шаг вперед. Словом, чтобы отвечать вызовам, нужно просто использовать все возможности.
Однако все сказанное не означает, что какие-то профессии в металлургии исчезнут - тот же металлург-технолог будет востребован всегда, ведь никакой «обыкновенный» айтишник не сможет ничего сделать в нашей сфере, не зная наших технологий. Вопрос скорее в том, как изменятся навыки, необходимые, чтобы работать в этих профессиях. Достаточно быть просто «продвинутыми пользователями» программных решений, которые будут разрабатывать несколько компаний-гигантов? Или каждый должен будет уметь создавать собственные программы? Я пока не знаю, но здесь есть над чем подумать.
