Трудности реализации «Индустрии 4.0»

«Индустрия 4.0» может стимулировать четвертую промышленную революцию и начать цифровую трансформацию производства как в дискретной, так и перерабатывающей промышленности.

По мнению расхваливающих ее людей, она способна решить непреодолимые задачи, с которыми сегодня сталкиваются производственные компании – начиная с предельного спроса, предложения и вариаций дизайна решения и заканчивая растущей потребностью в быстрых инновациях.

Большая проблема

Цифровизация, которая необходима для начала «Индустрии 4.0», – автоматизация, интеграция и оптимизация бизнес-процессов и производственных линий – зачастую требует несколько решений, а также подключение огромного количества оборудования, включая разработку старых активов, от множества поставщиков. Часто это приводит к:

• Собственным и закрытым подходам к подключению.
• Недостаточному сотрудничеству между поставщиками информационных и эксплуатационных технологий, а также несовместимости решений.
  
• Проблемам в управлении основными данными для семантического моделирования активов.
  
• Проблемам безопасности в отношении соединений, аутентификации и авторизации.
  

Цифровизация становится еще сложней, когда компании осознают, что им придется столкнуться с огромным объемом информации, произведенным умными IоT-системами, и его анализом. Последний необходим для получения операционных и бизнес-знаний. Созданием информации занимаются интеллектуальные системы на базе IoT. Сформировать из данных нескольких систем и оборудования от разных поставщиков (с разными форматами и стандартами) действенную информацию для разных ролей и обязанностей (от операторов завода до корпоративных пользователей) – непростая задача.

Участники создания «Индустрии 4.0»

Всех участников создания и использования «Индустрии 4.0» можно разделить на 3 группы: операторы фабрик, заводов и складов, производители активов (производители оригинального оборудования – ПОО), а также поставщики технологий и решений «Индустрии 4.0» и IIoT.

У каждой из сторон есть собственные уникальные задачи. Операторы работают одновременно с несколькими несовместимыми точечными решениями, которые требуют серьезной координации для их последующей работы.

Однако пока что невозможно раскрыть потенциал «цифрового путешествия». На это есть несколько причин. Во-первых, цифровизацию часто считают долгосрочным процессом, который требует инвестиций и изменений. Во-вторых, стандартизацию усложняет множество стандартов. Для IIoT-платформ существует много стандартов, которые часто противоречат друг другу. Это приводит к отсутствию единого подхода во внедрении решений поставщиками.

Проблему с регистрацией активов приходится решать вручную. Особенно когда речь идет об устаревших активах. Помехой также могут стать пропускная способность и время ожидания интернет-подключения облачных решений. Данные, которые производят оцифрованные активы, неизбежно порождают необходимость использования локального буферного устройства, аггрегации, а также дальнейших вычислений перед отправкой результатов на подключенную облачную платформу. Облачного решения недостаточно, чтобы удовлетворить требования к безопасности, времени ожидания и актуальности данных.

Концепция граничных вычислений с гибридным решением, одновременно облачным и локальным, необходима для будущей архитектуры программного продукта. Также необходимо постоянно в двустороннем порядке сотрудничать с поставщиками активов для контента и данных, а также иметь доступ к специализированным сервисам и решениям ПОО. При этом важно не поступаться системой безопасности предприятия и не предоставлять доступ к системам сетевой защиты.

Производители оригинального оборудования хотят оставаться актуальными и наращивать свой доходный потенциал, предлагая уникальные знания в области цифровых решений и услуг. К ним можно отнести:

• простую регистрацию активов с общей семантикой данных клиента, а также облачной платформой на базе «Индустрии 4.0» или промышленного интернета вещей.
• непрерывное двустороннее сотрудничество для контента и данных с несколькими операторами, а также автоматизированные сервисы для дистанционного обслуживания клиентов.
  

В сложившейся ситуации этого нелегко достичь. Операторам необходимо предоставить доступ к системам сетевой защиты для каждого поставщика. Это приводит к нарушению безопасности и другим проблемам. Во-первых, отсутствие открытых и совместимых решений и платформ для совместной работы часто приводит к сложной двухточечной интеграции. Во-вторых, подключение удаленного доступа, например, для поддержки, обслуживания и исправления активов на производственной площадке, – сложная организационная и техническая задача. Более того, необходимость открыть сразу несколько систем сетевой защиты может привести к проблемам безопасности завода. В-третьих, масштабируемая коммерческая реализация облачных решений, в основе которых лежит промышленный интернет вещей и «Индустрия 4.0», требует привычного способа распространения программного обеспечения.

При разработке функционально совместимых и взаимосвязанных комплексных решений, которые состоят из множества небольших продуктов, создание стандартизированного слоя связи всегда сопряжено с большими усилиями. Одним из таких комплексных решений является, например, полностью автоматизированный гибкий сварочный модуль в автомобильной промышленности.

Большие возможности «Индустрии 4.0»

Несмотря на все сложности, возможности «Индустрии 4.0» остаются привлекательными. В 2015 году Глобальный институт McKinsey выяснил, что к 2025 году потенциал создания дополнительной стоимости от цифровизации фабрики (также известный как «Промышленный интернет вещей», IIoT или «Индустрия 4.0») будет колебаться в пределах 1,2-3,7 триллионов долларов.

По примерным подсчетам, существует свыше 400 IoT-платформ и тысячи стартапов, которые занимаются их разработкой. Последние борются за осведомленность потребителя о продукте, бюджет и получение отдачи. Кроме того, каждый производитель оборудования и поставщики эксплуатационных технологий привлекают специалиста, подходящего под их конкретные продукты и приложения для интернета вещей. Это еще больше усложняет задачу клиентов.

Таким образом, на сегодняшний день компании инвестируют в разработку промышленного интернета вещей и «Индустрии 4.0» многих поставщиков на разных платформах. Как результат – они сталкиваются со всеми вышеперечисленными проблемами.

Каков выход?

Нынешний подход, при котором каждый поставщик использует собственную IoT-платформу, чтобы предлагать отдельные точечные решения, неустойчивый. Для успешного внедрения «Индустрии 4.0» необходимы:

• соглашение между поставщиками по вопросам стандартизированного подключения и обеспечения совместимости между решениями;
• архитектура открытой платформы граничных вычислений;
  
• взаимодействие между решениями «Индустрии 4.0»/промышленным интернетом вещей и семантическими моделями активов (продуктов);
  
• тесное сотрудничество между производителями оригинального оборудования и операторами для раскрытия потенциала и ценности решений.
  

Для достижения этой цели необходима новая парадигма, в которой клиенты (операторы), их проверенные поставщики активов (производители оригинального оборудования), а также поставщики решений работают вместе. Цель данного сотрудничества – предоставить открытые, совместимые платформы и решения для безопасной работы с контентом и данными.

Создание Альянса Open Industry 4.0

В апреле 2018 года группа компаний решила основать Альянс Open Industry 4.0. Согласно его уставу, задача организации – создавать ценность для клиента с помощью целостных и совместимых решений и сервисов «Индустрии 4.0» в единой структуре. Поддержку в этом оказывает группа ведущих отраслевых партнеров, которые занимаются оцифровкой фабрик, заводов и складов клиентов.

Члены-основатели альянса: Beckhoff, Endress + Hauser, Hilscher. IFM, Kuka, Multivac, SAP и Voith.

Формула успеха

Вышеупомянутые компании-партнеры совместно создают экосистему, которая впишется в общую архитектуру гибридной программной платформы и обеспечит сотрудничество между операторами и производителями оборудования.

Задача альянса – ускорить оцифровку фабрик, заводов и складов, а также создать взаимовыгодные условия как для клиентов, так и членов. Концепция альянса расширяет сотрудничество клиентов (операторов) с поставщиками активов (производителями оригинального оборудования). Этому способствует отслеживание операций и использования активов в режиме реального времени.

Альянс Open Industry 4.0 стремится к быстрому расширению этой экосистемы и открыт для всех. Клиенты уже получают выгоду, работая с членами альянса. Последние – часть собственной экосистемы проверенных поставщиков активов, решений и услуг.

Материал подготовлен на основе статьи Realizing The Promise Of Industry 4.0 Takes A Digital Transformation Village Ричарда Хоуэллса, эксперта в области управления цепями поставок.

Елизавета Гета

Комментарии