Революция в действии: Переход к «Индустрии 4.0»

Переход к Индустрии 4.0 начался во многих странах мира – внедряются цифровые и роботизированные системы, формирующие новую реальность. России в полной мере еще только предстоит включиться в глобальное движение, хотя интересные наработки уже есть.

26 сентября 2016
"Iron Magazine", №2 2016

Недавно консалтинговая компания BCG выпустила исследование, посвященное возможностям России в век новых цифровых технологий. Уже в названии отчета – «Россия онлайн? Догнать нельзя отстать» – заложен главный вывод экспертов. «Догнать нельзя, отстать» или «Догнать, нельзя отстать» – от одной запятой полностью меняется смысл. Поставить этот знак препинания предстоит, пока наша страна находится на распутье.

«Для России, с учетом ее новой экономической реальности, это уникальный шанс переориентировать экономику, обеспечив ее долгосрочную устойчивость. Доля цифровой экономики в России составляет 2,1% – это в 1,3 раза больше, чем пять лет назад, но в 3–4 раза меньше, чем у лидеров», – говорится в отчете.

В настоящее время отставание от лидеров рейтинга цифровизации составляет около 5–8 лет. Россия все еще находится на более высоком уровне развития инфраструктуры, чем остальные страны БРИК, хотя Китай и Бразилия активно сокращают разрыв. Настало время действовать, призывают эксперты.

И дело не только в углублении практики использования цифровых технологий в секторах, где уже невозможно представить без этого дальнейшее развитие: торговле, туризме, медиа, банковских услугах и т.д. 

«Сохранение конкурентоспособности российской экономики в целом в долгосрочной перспективе должно будет опираться на технологии Индустрии 4.0», – уверен Олег Перцовский, директор по операционной работе кластера энергоэффективных технологий фонда «Сколково».

IM представляет обзор нескольких решений цифрового века, уже привлекших интерес отечественного бизнеса.

Разветвленная сеть

Углубление автоматизации – один из наиболее очевидных шагов на пути построения новых производственных систем. Вытеснение человека на позициях, где нужен физический, а не интеллектуальный труд, идет с начала первой промышленной революции, когда появились паровые машины. Затем в XX веке с развитием электроники процесс приобрел взрывной характер. Однако именно сейчас, в подлинный век цифровых технологий, появились решения, позволяющие строить разветвленные автоматизированные системы, охватывающие все уровни – от производственных до управленческих блоков. Они помогают собирать и обрабатывать большие массивы информации, выстраивать и контролировать процессы, минимизируя возможность дублирования функций и повышая качество их исполнения.  

На предприятиях Металлоинвеста постоянно идет внедрение автоматизированных систем управления. Это касается как существующих, так и новых цехов. К примеру, сейчас на Лебединском ГОКе идет строительство третьего цеха завода горячебрикетированного железа производственной мощностью 1,8 млн т в год. В соответствии с контрактом разработку, производство и поставку оборудования выполняет консорциум компаний Primetals Technologies и Midrex Technologies.

Металлоинвест ведет постоянное внедрение автоматизированных систем

Металлоинвест ведет постоянное внедрение автоматизированных систем

Проект изначально предусматривает автоматизацию первого и второго уровней, то есть внедряются устройства, позволяющие сократить участие человека в серийном и поточном производстве на отдельных участках, а также проводится автоматизация технологических процессов в целом.

Кроме того, в прошлом году Металлоинвест и SAP (один из лидеров глобального рынка информационных технологий) запустили программу бизнес-трансформации, в ходе которой создается интегрированная корпоративная система управления. Она автоматизирует бизнес-процессы базовых производственных предприятий и управляющей компании, охватывая все уровни – от финансового, бухгалтерского и управленческого учета до управления производством, транспортной логистикой, ремонтами и закупками с учетом специфики отрасли. Всего планируется использовать 55 программных продукта SAP. 

Подписанию этого крупного контракта предшествовало сотрудничество на производственных площадках. Так, в 1996 году на Оскольском электрометаллургическом комбинате был реализован один из первых в российской металлургии проектов по внедрению системы планирования ресурсов ERP, а с 2005 года решения SAP применяет комбинат «Уральская Сталь». 

«В рамках принятой нами Стратегии 2023 перед компанией «Металлоинвест» стоят важные задачи по увеличению операционной эффективности. Реализация наших планов требует повышения оперативности и слаженности в работе всех подразделений – производственных и сервисных. Мы реализуем масштабную инвестиционную программу, и внедрение централизованной системы на базе SAP ERP станет важной ее частью», – прокомментировал новое соглашение генеральный директор УК «Металлоинвест» Андрей Варичев

Умное электричество

Электроэнергетика – одна из важнейших отраслей для применения новых технологий. При передаче теряется огромное количество электричества. По данным Россетей (оператор энергетических сетей в России и одна из крупнейших электросетевых компаний в мире), средний размер потерь сейчас составляет 9,2%, хотя есть сети, где этот показатель равен 30% и выше. 

Помимо модернизации «железа», то есть самого электросетевого оборудования, помочь в решении проблемы может технология Smart Grid – «интеллектуальные» сети. По сути, это симбиоз электроники и энергетики – объединение производителей, потребителей и сетей в единую автоматизированную систему, которая в режиме онлайн отслеживает и контролирует работу всех участников процесса, повышая общую надежность и эффективность. 

Smart Grid – мировой тренд. В Евросоюзе, например, с начала нулевых предпринимаются многочисленные попытки по созданию такой платформы. В Европе идет активное развитие «зеленой» энергетики (ее долю к 2030 году планируется довести до 25% потребления), но наряду с экологическими преимуществами она, как правило, проигрывает традиционным станциям в обеспечении надежности работы энергосистемы, а потому гибкость сетей здесь критично важна.  

У нас в стране внедрением Smart Grid с 2014 года активно занимаются Россети. В июне на конференции Energynet, которая прошла в Ялте, были представлены промежуточные результаты реализации пилотного проекта в Калининградской области. На базе двух районов – Мамоновского и Багратионовского – создана система распределенной автоматизации. 

Технологии Smart Grid помогают бороться с потерями при передаче энергии

Технологии Smart Grid помогают бороться с потерями при передаче энергии

В существующую сеть интегрированы «умные» устройства – реклоузеры, которые позволяют без участия оперативного персонала автоматически находить и выделять поврежденный участок, сохраняя электроснабжение основной части потребителей. Используются здесь продукты компании «Таврида Электрик». 

Реклоузеры – это объединение нескольких решений: коммуникационный модуль, микропроцессорный блок управления со встроенной системой измерения токов и напряжений, а также специальное программное обеспечение для дистанционного контроля. 

«Эти «умные устройства» позволяют в существующей сети, не проводя глобальной реконструкции, радикально повысить надежность электроснабжения», – говорит замглавы «Таврида Электрик» Владислав Воротницкий

По итогам реализации первого этапа проекта среднее время восстановления энергоснабжения после аварии на пилотных участках сократилось в пять раз, число отключенных подстанций – в 2–3 раза. 

Проект Smart Grid постепенно расширяется. К примеру, в июне на Петербургском международном экономическом форуме Ленэнерго (входит в группу «Россети») подписала соглашение с немецкой Siemens о модернизации электрических сетей центрального района Северной столицы. 

Среди приоритетных задач помимо повышения надежности и снижения уровня потерь – возможность новых технологических присоединений, что особенно важно в мегаполисе. 

Космический принтер

Когда в мире начался бум аддитивных технологий, казалось, что Россия безнадежно отстала от лидеров – не только сами принтеры, но и материалы для трехмерной печати были исключительно зарубежного производства. Ухудшение отношений с западными странами, говорят участники рынка, было неприятно. 

Формально аддитивные технологии не попали под санкции. Но поскольку область применения 3D-принтеров широка и включает в себя военно-промышленный комплекс, то контракты на поставки оборудования и материалов для печати стали проходить тяжело. Но сейчас появляются отечественные разработки.

Госкорпорация «Ростех» организовала конференцию «Цифровая индустрия промышленной России», задача которой – дать молодым технологическим компаниям возможность встретиться с представителями промышленности. Из участников форума профессиональное жюри выбирает лучший проект – в этом году им была названа разработка компании «Анизопринт». Она появилась недавно – летом 2015 года. Стартап выполнил НИОКР на 15 тыс. долл. и получил на 2 млн руб. грантовое финансирование от фонда Бортника и фонда «Сколково». В итоге создан композитный материал для 3D-печати (полимер, усиленный непрерывным углеродным полотном), который в 20 раз прочнее АБС-пластика и в 1,5 раза – алюминия.

Новый российский материал для 3D-печати опробуют в космосе

Новый российский материал для 3D-печати опробуют в космосе

Потенциально это решение может найти широкое применение – сейчас в основном в 3D-печати применяются пластики, а их главный изъян – невысокая прочность, что сводит область применения аддитивных технологий к прототипированию. Композит предназначен в том числе для производства конечных изделий. Испытывать его будут в космосе. Анизопринт и компания «Спутникс» (занимается созданием малых космических аппаратов) планируют отправить 3D-принтер на Международную космическую станцию.

В мире разработки в этой области ведутся не первый год, например был проведен эксперимент с участием американской компании Made In Space. Однако ее принтер использует в работе АБС-пластик и пригоден скорее для печати вспомогательных инструментов и прототипов. 

«На нашем устройстве мы хотели бы прямо на орбите печатать детали спутников из углепластика, практически такого же, из которого на Земле делают корпуса больших спутников, панели солнечных батарей, антенные рефлекторы», – рассказал гендиректор компании «Анизопринт» Федор Антонов

В случае успеха эксперимента это откроет не только огромные возможности для космоса (к примеру, на орбите можно будет печатать крупные детали, доставка которых с Земли проблематична), но и послужит хорошей рекламой технологии. Ведь потенциально во многих отраслях промышленности, например машиностроении, она может найти широкое применение. 

Безлюдная добыча

Многие сырьевые компании мира в последние годы сделали ставку на развитие «цифровых месторождений». Эта концепция базируется на двух китах – возможности современных компьютеров оперировать большими массивами данных (геологические, технические и статистические показатели, необходимые для проведения точных расчетов при буровых работах и геологоразведке), а также выполнять обмен информацией, невзирая на расстояния. Это позволяет уменьшить число сотрудников «в поле»: компьютер с помощью полученных с многочисленных сенсоров и датчиков сведений составляет единую виртуальную картину того, как идет работа, управлять процессами человек может дистанционно. 

В нефтегазовой отрасли пионером здесь стала нидерландско-британская компания Shell, которая начала прорабатывать модель малолюдного месторождения еще в 1990-х. Сегодня все лидеры глобального рынка занимаются подобными проектами, а до падения цен на нефть, когда разработка труднодоступных месторождений была самым «горячим» вопросом, это вообще был несомненный приоритет.

Норвежская Statoil создала удаленные центры управления работой месторождений в Баренцевом море и Северной Атлантике. В России подобные технологии использует, например, ЛУКОЙЛ на нефтегазоконденсатном месторождении им. Корчагина в Каспийском море. 



«Газпром нефть» с 2012 года выполняет программу «Электронная разработка активов», в 2014-м она вошла в технологическую стратегию компании. В настоящее время в нее включено порядка 30 проектов. По расчетам «Газпром нефти», цифровые технологии позволят увеличить срок службы скважинного оборудования на 15% за счет более оптимальных режимов работ и уменьшить на 12% расходы на бурение благодаря точному анализу. Компания сама ведет изыскания и налаживает сотрудничество с лидерами IT-рынка. 

Так, специалистами Научно-технического центра «Газпром нефти» создана информационная система GeoMate, которая собирает и обрабатывает геологическую информацию обо всех месторождениях. Она учитывает влияние более 200 параметров и контролирует 80% всех операций по анализу геолого-геофизической информации.

В мае «Газпром нефть» договорилась с «Яндексом» о разработке совместного продукта, который будет адаптирован для анализа сейсмогеологических условий различных регионов России, а GeoMate может быть в него интегрирована. 

«У нас уже есть опыт создания собственного программного обеспечения, которое с успехом заменило импортные аналоги. Сотрудничество с «Яндекс.Террой» позволит расширить наши возможности по созданию новых IT-продуктов и продолжить реализацию проекта «Электронная разработка активов»,– прокомментировал это глава дирекции по технологиям «Газпром нефти» Марс Хасанов

Бурное развитие киберфизических систем, задающих новые стандарты взаимодействия виртуального цифрового и физического мира, человека и машины, влечет за собой изменение производственных стандартов, повышая гибкость, скорость, точность, энергоэффективность, надежность и безопасность всех элементов технологических цепочек. В некоторых странах, таких как Германия, изменения уже хорошо заметны (подробнее см. материал в рубрике «Зарубежный опыт»). 

«России важно не отстать от темпа развития новых промышленных технологий, поскольку это грозит потерей конкурентоспособности, восполнить которую будет гораздо сложнее», – говорит Олег Перцовский из фонда «Сколково». 

В краткосрочной перспективе, добавляет он, иногда может казаться, что новые технологии приведут только к росту расходов, но по мере развития и массового внедрения они позволят создать уникальные преимущества как с точки зрения производственных процессов, так и создаваемых конечных продуктов. 

Ольга Михайлова

Начать обсуждение


UP-PRO в сетях