Вице-президент, генеральный менеджер Siemens Digital Industries Software в России, СНГ и Турции Виктор Беспалов — о влиянии пандемии на стратегию бизнеса и цифровых двойниках предприятий
Пандемия запустила важный процесс изменения подходов к бизнесу. Появился цифровой взгляд, пришло осознание, что можно уйти от контактных методов работы в онлайн. На предприятиях поняли необходимость уметь быстро перестраиваться на выпуск товаров, наиболее востребованных именно сейчас. Для быстрой перенастройки производственных линий (например, как в случае со средствами индивидуальной защиты и другой медицинской продукцией во время пандемии) необходимо активное использование цифровых технологий. В этих условиях в компаниях стали особенно востребованы принципы Индустрии 4.0.
Речь о немецком термине, для которого характерны три признака. Во-первых, обработка больших объемов данных в режиме реального времени, во-вторых, единое информационное пространство для обработки таких данных. Наконец, третий признак — данные постоянно используются для поиска и внедрения улучшений в цепочке создания стоимости продукта: повышения его качества, скорости вывода изделий на рынок, энергоэффективности и так далее.
«За счет зрелости информационных технологий мы можем создавать математические модели, которые эмулируют поведение реального физического объекта, причем как его механических компонентов, так и электронных»
Индустрия 4.0 позволяет максимально быстро реагировать на рыночные изменения, это способ реализовать принципы массового производства в очень конкурентной среде с учетом требований узких сегментов рынка или индивидуальных требований заказчиков. Например, в условиях пандемии компания Vinfast, с которой мы сотрудничали в автомобильной промышленности, используя методы цифровой подготовки производства и аддитивные технологии, за 3 недели наладила выпуск компрессоров для аппаратов ИВЛ в объеме 55 000 штук в месяц. Без методов цифрового производства достичь такую скорость в запуске новой продукции было бы невозможно.
Актуальность принципов Индустрии 4.0 связана с появлением интернета вещей, больших данных, аддитивных и других прорывных технологий. Например, в Siemens мы используем их при проектировании эффективных газовых горелок для турбин, у которых весьма сложная геометрия из-за необходимости устройства мощной системы охлаждения. Возможности bigdata позволяют изменить сервисную модель турбин, просчитав, когда ее нужно вывести из эксплуатации, отправить отдельные агрегаты в ремонт или напечатать необходимые лопатки или горелки на 3D-принтере в непосредственной близости к месту эксплуатации ремонтируемой турбины, что существенно снижает затраты на логистику и сокращает сроки ремонтов и регламентных работ.
За счет зрелости информационных технологий мы можем создавать математические модели, которые эмулируют поведение реального физического объекта, причем как его механических компонентов, так и электронных. Речь о так называемых цифровых двойниках, которые могут быть применимы на предприятиях с самыми сложными технологическими процессами – в автомобилестроении, авиастроении и космосе. Такие модели позволяют, например, рассчитать и верифицировать поведение ракетного двигателя. Кстати, идея двойника впервые была использована в рамках космической программы Apollo, когда на земле, используя точную копию космического корабля, находящегося в космосе, эмулировали различные ситуации, происходящие с ним в космосе.
Внедрение цифровых двойников позволяет получить следующие четыре основных эффекта.
Первый — скорость, время. Есть этапы, которые технологически нельзя выполнить быстрее, но можно серьезно выиграть время при ускорении разработки. Второй эффект — стоимость. Технологии Индустрии 4.0 позволяют на любом этапе контролировать стоимость разрабатываемого изделия и выбирать альтернативные варианты с учетом установленного бюджета и доступных ресурсов. Третья составляющая — качество. Производитель имеет возможность с первого раза изготовить продукт, соответствующий всем требованиям, избежав большого количества итераций. Наконец, гибкость: при изготовлении изделия сразу возникает понимание, как его можно изменять с учетом конъюнктуры рынка и в зависимости от имеющихся ограничений в доступных для его производства ресурсах.
В России также есть примеры и накапливается опыт использования цифровых двойников и принципов Индустрии 4.0.
Авиастроители из «Иркута» при проектировании самолета МС-21 не только создали с помощью технологий Siemens механический макет лайнера «в цифре», но и спроектировали цифровой электронный макет с бортовыми электросетями.
В «Объединенной двигателестроительной корпорации» создают цифровые двойники авиационных двигателей.
Завод «КАМАЗ» создал грузовик 54901, предварительно спроектировав макет его конструкции с помощью цифровых технологий Siemens Digital Industries Software и отработав все технологические процессы сборки новой модели на конвейере в электронном виде еще до того, как был физически собран первый серийный грузовик. Причем на «КАМАЗе» вплотную подошли и к созданию цифровой электронной архитектуры автомобиля, что очень важно в текущих условиях, когда автомобили становятся все более насыщенными электронными компонентами и необходимым для их управления программным кодом.
В «Волгабурмаше» технологии используются для создания цифровых двойников буровых фрез. В условиях пандемии использование цифровых технологий создает дополнительные преимущества, такие как быстрое развертывание рабочей информационной среды в удаленном режиме.
«Нимбус» — небольшая частная компания, которая занимается разработками в области малой авиации. Все работы по настройке и обучению были выполнены специалистами на высоком уровне, несмотря на дистанционный режим взаимодействия. Готовность обеих сторон к удаленной работе в условиях территориальной распределенности заказчика и Siemens определила успех проекта: установка и настройка за 5 дней в частном облаке, полностью дистанционное обучение и управление проектом развертывания и даже часовая разница дали дополнительные преимущества во взаимодействии в период поиска и определения методики переноса данных. Такую задачу раньше невозможно было решить без современных цифровых технологий и принципов Индустрии 4.0.
Распространено мнение, что цифровизация доступна только крупным компаниям с большими бюджетами. Это справедливо лишь отчасти. Действительно, в малом и среднем бизнесе основным фактором, влияющим на решение о внедрении софта, является стоимость владения. Но издержки способны снизить использование облачных технологий, и предыдущий мой пример именно из этой области. Допустим, представители среднего бизнеса решили производить электромобили. Они проще машин с бензиновым двигателем, но это все равно сложное для разработки изделие. Если этим занимается конструкторское бюро из 20–30 человек, им нужны средства проектирования, анализа, испытаний созданных прототипов. Покупка полноценного ПО для бюро неподъемна. Конечно, можно взять «что-то дешевое», но это не даст нужного результата, ведь при создании электромобиля не обойтись без использования комплексных PLM-систем. Тут и приходят на помощь облачные технологии.
Малому предприятию не нужно тратиться на инфраструктуру и годовые лицензии на рабочие места — достаточно лэптопов и гибкой подписки с возможностью ее расширения или сужения в нужный момент, а все данные можно хранить в облаке. Так что эти решения доступны компаниям с численностью не более двух десятков сотрудников, то есть с очень небольшим количеством инженерного персонала.
«Малому предприятию не нужно тратиться на инфраструктуру и годовые лицензии на рабочие места — достаточно лэптопов и гибкой подписки с возможностью ее расширения или сужения в нужный момент, а все данные можно хранить в облаке»