Для более углубленного рассмотрения вопроса внедрения цифровых технологий четвертой промышленной революции в организациях, были выявлены основные функции и области их применения (Таблица 3). Можно отметить, что области применения данных технологий разнообразны, а функции дают больше возможностей для развития бизнеса [5].
Таблица 3. Функции и области применения элементов Индустрии 4.0
|
Технология |
Описание |
Функции и области применения |
|
|
«Интернет вещей» (IoT) |
Единая сеть объектов и устройств, оснащенных сенсорами, датчиками, сетевым оборудованием, ПО и способных собирать и обмениваться информацией через интернет |
Удаленный сбор данных Отслеживание движения товаров и материалов Самообслуживание Мониторинг активов Получение рыночных данных в режиме реального времени Гибкие модели ценообразования Удаленное оказание услуг |
|
|
Технология |
Описание |
Функции и области применения |
|
|
Большие данные |
Совокупность методов, подходов и инструментов обработки большого количества информации, с целью получения пригодных для восприятия человеком результатов |
Визуализация проанализированных данных Сбор данных о клиентах через различные источники Получение данных от потребителей, систем и оборудования |
|
|
Роботы |
Виртуальные агенты или электромеханические устройства, способные действовать автономно или согласно инструкции |
Вредное производство Сфера услуг Автоматизация предсказуемых операций Передача данных |
|
|
Дополненная реальность |
Наложение дополнительной информации (графики или аудиоряда) к окружающему миру для более подробного ознакомления с задачей или продуктом |
Виртуальные экспозиции Обучение сотрудников Маркетинг Производство |
|
|
Виртуальная реальность |
Стимуляция 3D-изображения в рамках контролируемого и заданного пространства для реалистичности погружения |
Виртуальные рабочие места Производство и разработка продуктов Проектирование и строительство |
|
|
3D-печать |
Создание трехмерных объектов на основании цифровой модели посредством последовательного наложения материала |
Изготовление инструментов и деталей Оптимизация цепочки поставок Индивидуализация товаров Создание прототипов Удаленное производство |
Как отмечалось ранее, внедрение данных цифровых технологий открывает все больше возможностей для бизнеса и отраслей экономики. Поэтому были выделены следующие выгоды для производственных предприятий:
Улучшение планирования и сокращение сроков производства
Рост качества выпускаемой продукции
Сокращение производственного цикла выпуска продукции
Снижение эксплуатационных расходов за счет уменьшения энергоэффектиновсти
Повышение времени бесперебойной работы оборудования и сокращение ее простоев
Эффективный мониторинг и управление активами
Улучшение безопасности производства
Повышение эффективности управления запасами
Оптимизация производственных процессов
Таким образом, создание цифровой экосистемы в компании обеспечит новый уровень эффективности производства и дополнительный доход за счет использования цифровых технологий, формирования сетевого взаимодействия поставщиков и партнеров, а также реализации инновационных бизнес-моделей.
Однако цифровые технологии и требования к их внедрению сделали системы более сложными, что привело ко многим другим проблемам, таким как информационная безопасность, надежность, целостность данных и т.д. Это основные узкие места, которые необходимо преодолеть для успешного проектирования и внедрения Индустрии 4.0. Для реализации концепции «Индустрия 4.0» требуется создать необходимые условия для внедрения цифровых технологий. Также следует разработать эффективную организационную структуру, которая будет способна обеспечить применение аналитики данных как общекорпоративной компетенции.
1.4 Современное состояние Индустрии 4.0
В настоящее время концепция «Индустрия 4.0» постепенно переходит из области идей на объекты промышленного производства. Сейчас рынок находится на пороге перехода к принципам Индустрии 4.0: интерес промышленных предприятий растет, наблюдается рост инвестиций в цифровые технологии, количество научных публикаций на тему четвертой промышленной революции стремительно увеличивается, в ведущих странах внедрение технологий Индустрии 4.0 является стратегическим планом развития экономики, компании изучают принципы и преимущества данной концепции. Программы перехода на новый уровень производства с использованием идей Индустрии 4.0 уже запущены во многих странах - Великобритании, Италии, США, Китае, Франции, Бельгии и т.д.
По оценкам Всемирного Банка и компании General Electric, «Индустрия 4.0» может принести мировой экономике до $30 трлн [8].
Несмотря на то, что реализация концепции «Индустрия 4.0» является сложным, долгим и дорогим процессом, компании предпринимают активные действия в этом направлении.
По данным консалтингового агентства PWC производители промышленных товаров из различных стран мира планируют до 2020 года вкладывать в реализацию концепции Индустрии 4.0 около 907 млрд. долл. США в год [9]. В первую очередь инвестиции будут выделены для приобретения датчиков и устройств связи, а также на программы и приложения, которые связаны с системами управления производством. Специалисты считают, что инвестиции в развитие четвертой промышленной революции начнут приносить значительный доход уже в ближайшее время.
За последние несколько лет компании Китая увеличили инвестиции в цифровые технологии и, как следствие, китайский рынок промышленных роботов стал крупнейшим в мире. На данный момент в Китае на 10 тысяч производственных рабочих мест приходится около 150 роботов [10].
Как было отмечено ранее, сегодня рынок находится на пороге перехода к Индустрии 4.0. Рассмотрим основные тенденции на рынке, которые свидетельствуют о постепенном переходе на Индустрию 4.0.
Увеличение инвестиций в цифровые технологии.
На рисунке 4 представлены совокупные инвестиции Германии в технологии Индустрии 4.0. Германия является первой страной, в которой концепция «Индустрия 4.0» изначально рассматривалась как стратегический план развития промышленности. Стоит отметить, что инвестиции в цифровые технологии в этой стране стремительно увеличиваются. Это говорит о том, что в скором времени можно ожидать рост автономных «умных предприятий» в Германии.
Рисунок 4. Совокупные годовые инвестиции Германии в технологии Индустрии 4.0, млрд. евро [11]
Рост рынка продаж по решениям автоматизации.
В последние годы четко отслеживается рост рынков и объемов продаж всех обеспечивающих технологий. Следствием этого является увеличение спроса на автоматизацию. На сегодняшний день инновационные решения внедряются в различных отраслях промышленности: металлургия, пищевая промышленность, логистика и складское хозяйство, электроника, машиностроение и т. д [12].
Из-за увеличения спроса на решения по автоматизации наблюдается резкий рост продаж промышленных роботов. Например, автоматизация на современных складах предполагает внедрение роботизированного приложения, голосовых технологий, машинного зрения и радиочастотной идентификации (RFID). Эти инновационные решения упрощают процессы обнаружения товаров и материалов на складе, тем самым повышая скорость работы, эффективность и производительность.
Увеличение продаж промышленных роботов.
В данный момент инвестиции в сегмент робототехники на 10% выше, чем инвестиции в рынок автоматизации. Причиной этому послужило резкое увеличение продаж промышленных роботов в Китае. Покупка промышленных роботов обходится для производственных компаний дешевле оплаты заработной платы сотрудникам, так как окупаемость роботов снизилась до 1-2 лет. На рисунке 5 представлена динамика поставок промышленных роботов в мире до 2018 года. На сегодня рынок робототехники продолжает расти. Стоит отметить, что около 70% мирового рынка промышленных роботов приходятся всего на пять стран: Германия, Китай, США, Япония и Южная Корея.
Рисунок 5. Динамика поставок промышленных роботов в мире в тыс. единиц
Источник: Журнал об инвестициях «Стимул» [13]
Тренд на увеличение количества слияний и поглощений.
Цифровые технологии, связанные с четвертой промышленной революцией, развиваются бешеными темпами. В связи с этим компании не успевают развивать все необходимые компетенции самостоятельно, и поэтому происходят слияния или поглощения компаний.
Для оценки современного состояния и тенденций развития четвертой промышленной революции необходимо рассмотреть основные сегменты рынка, которые непосредственно связаны с Индустрией 4.0 (Таблица 4). Так, по оценке крупнейшего в мире банка Goldman Sachs, рынок промышленных роботов будет ежегодно расти на 20%. Также аналитики банка отмечают увеличение спроса на электродвигатели и электроприводы. Наблюдается рост количества компаний в сегменте машинного зрения и логистики. Однако на сегодняшний день единые стандарты для реализации концепции «Умных фабрик» с платформами интернета вещей отсутствуют [14].
Таблица 4. Наиболее быстрорастущие сегменты рынка
Источник: Исследования банка Goldman Sachs [13]
|
Сегменты рынка |
Предполагаемый размер рынка к 2020 году, млрд. долл. |
Основные игроки в этом сегменте рынка |
Комментарий |
|
|
Малые роботы |
4 |
Harmonic Drive Systems, Delta Electronics, Teradyne, Rethink, Seiko Epson, Mitsubishi Electric, Yamaha Motors, Nachi, Omron |
Спрос на промышленные роботы растет, стоимость уменьшается |
|
|
Электрификация автоматизации |
2 |
SMC, Omron, NSK, Yaskawa Electric, THK, CKD, Hiwin, AirTAC, Inovance |
Осуществляется переход с пневмоприводов на электрические в сборочных цехах |
|
|
Умные фабрики с платформами Интернет вещей |
200-250 |
Fanuc, Omron, Mitsubishi Electric, ABB, Siemens, Schneider, Rockwell, Cisco |
Стоит задача выработки единых стандартов |
|
|
Автоматизация логистики и складского хозяйства |
40 |
Daifuku, KUKA, KION, Jungheinrich, New Trend International, Siasun Robot, Hikvision |
Осуществляется управление потоком не только в электронной коммерции |
|
|
Машинное зрение |
12 |
Keyence, Omron, Basler, Cognex, National Instruments, SICK, Hikvision |
Проникновение систем машинного зрения продолжит расти |
Таким образом, можно отметить, что концепция Индустрии 4.0 вызывает огромный интерес, как у производственных компаний, так и у целых государств, которые рассматривают четвертую промышленную революцию как стратегическое направление в промышленности. Это подтверждается ростом инвестиций в технологии Индустрии 4.0, увеличением рынка продаж по решениям автоматизации, а также ростом продаж промышленных роботов.
Можно выделить основные сегменты рынка, связанные с технологиями Индустрии 4.0: автоматизация логистики, машинное зрение, промышленные роботы, электрификация автоматизации и «умные фабрики» с платформами интернета вещей. Переход производителей к роботизированным производствам и концепции «умных фабрик» приведет к сокращению затрат за счет роботизации ручного труда, а следовательно, к значительному снижению себестоимости конечного продукта.
Обобщая вышеизложенное, можно сделать вывод, что на сегодняшний день мировая экономика находится на пороге четвертой промышленной революции. Технологии Индустрии 4.0 позволяют выйти на новый уровень промышленного производства, в котором все системы, оборудование и сотрудники компании взаимодействуют в едином информационном пространстве. Внедрение цифровых технологий предполагается практически во всех производственных процессах компании.
Существуют основные принципы, согласно которым необходимо осуществлять внедрение Индустрии 4.0. Основными элементами четвертой промышленной революции являются большие данные, интернет вещей, роботы, моделирование и прогнозирование, интеграция систем, облачные вычисления, дополненная и виртуальная реальность, а также прототипирование и 3D-печать. Внедрение данных технологий обеспечит компаниям новый уровень эффективности и дополнительный доход. Следует отметить, что интерес компаний к технологиям Индустрии 4.0 ежегодно растет.
Однако требования к внедрению цифровых технологий сделали системы более сложными, что привело ко многим другим проблемам, таким как информационная безопасность, надежность, целостность данных и т.д. Для реализации концепции «Индустрия 4.0» требуется создать необходимые условия для внедрения цифровых технологий, а также разработать единые стандарты для реализации концепции «Умных фабрик» с платформами интернета вещей.
промышленная революция индустрия технологии
ГЛАВА 2. БИБЛИОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ОБЛАСТИ ИНДУСТРИИ 4.0
2.1 Понятие и основные направления библиометрического анализа