Следующие 10 лет производства: капитализация интегрированных материальных и цифровых продуктов

Подготовка производства уже более 15 лет ведется в 3D с помощью систем автоматизированного проектирования, в результате чего с 90-х годов прошлого века производственные предприятия накопили терабайты интеллектуальных активов в банках данных 3D моделей производимого оборудования. До настоящего времени 3D модели использовались преимущественно для CAE – инженерного анализа и CAM – разработки управляющих программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

В 2015 рывком развития технологий AR, VR и MR вывели 3D документацию – детали и сборки из компьютеров в окружающую реальность.

Накопленные интеллектуальные активы 3D сборок оборудования начинают мощно работать на всех этапах жизненного цикла продукции – от проектирования с помощью дополненной реальности (рисунок 1) до сервисного обслуживания (рисунки 4-5) с помощью предиктивной аналитики и приложений промышленного интернета.

Рис 1. Живая демонстрация модернизации гоночного болида с помощью дополненной реальности

На отдельной сессии профессор Гарварда Майкл Портер, исполнительный директор PTC Джеймс Хеппельман, основатель и руководитель iRobot Колин Энгл с огнем в глазах рассказали о том, как конвергенция цифрового и материального в производимых продуктах влияет на развитие современных компаний. Сегодня информационные технологии пропитали бизнес-процессы и перешли от обслуживания внутренних операций в сам продукт. Изменившиеся продукты радикально трансформируют производство и сервисное обслуживание.

Интернет — это вчерашние новости. Свежие большие новости в изменениях продукта, в том, чем теперь продукт является и что он может делать. Продукты больше не являются материальными объектами. Они стали одновременно и материальными, и виртуальными объектами. Следуя этой идее, на конференции был представлен новый логотип PTC – инь и ян из P "physical" и D "digital".

Умные, соединенные друг с другом продукты уже сегодня изменяют все в маркетинге, поставках, продажах. Производители, которые имеют базы данных интеллектуальных активов и не научились их капитализировать, многое теряют. С распространением технологий интернета вещей производство меняется (рисунок 2), здравоохранение меняется, даже садоводство меняется: на конференции представлено несколько широко используемых решений IoT в сельском хозяйстве

Рис 2. Изменения продукта с развитием технологий промышленного интернета вещей

Самым полезным на LiveWorx2016 были обучающие сессии. В течение нескольких дней у международных команд инженеров была возможность развить навыки разработки IoT приложений в ThingWorx, на сессиях Vuforia Studio Enterprise создать приложение дополненной реальности и привязать цифрового двойника к реальным объектам, погрузиться в лучшие практики и извлеченные уроки на сессиях «Новые бизнес-стратегии в интернете вещей».

В ThingWorx на девятичасовых обучающих сессиях с нуля разработали программное обеспечение для анализа состояния атмосферы Марса и контроля пылевых бурь и на практике подтвердили значение ThingWorx как быстрой, простой и мультифункциональной платформы для моделирования и разработки приложений IoT. Приложение связало датчики силы ветра, установленные на погодном ровере (планетоходе), спасательную станцию, роверы для эвакуации рабочих из пылевых бурь и автоматически мобилизовало спасательные роверы в случае возникновения пылевой бури.

В Vuforia Studio Enterprise импортировали разработанную в PTC Creo модель пульта дистанционного управления и привязали ее через ThingMark (представленный на конференции графический код – уникальный идентификатор объекта, рисунок 3) к реальному предмету. На модель нанесли виртуальный датчик, который настроили на отображение заряда батареи. Все операции заняли около десяти минут – для пользователя, который в первый раз видел программное обеспечение. Таким же образом, в простом визуальном редакторе, можно привязать модели любой сложности с отображением каких угодно изменяющихся в режиме реального времени динамических параметров машин и механизмов. После моделирования и привязки, датчики отображаются на планшете или в очках дополненной реальности.

Рис 3. Представленный на LiveWorx2016 графический код
— уникальный идентификатор объекта ThingMark, связывающий реальный объект и цифрового двойника

PTC с рабочей платформой для разработки AR приложений достигает целей радикальной демократизации и упрощения работы с дополненной реальностью для ее промышленного использования, что действительно реализуется простотой Vuforia Studio Enterprise.

Рис 4. Датчики на насосном агрегате Flowserve в дополненной реальности

Рис 5. Возможности интернета вещей для функциональных направлений бизнеса

НИОКР производителей, при соответствующей заинтересованности потребителей, получает информацию непосредственно от эксплуатирующей продукт компании, при этом существенно ускоряется производственный цикл. Потребитель выигрывает в скорости сервиса с использованием предиктивной аналитики и получает эффективность гибкости и простоту настройки системы контрольно-измерительных приборов в дополненной реальности.

Рис 6. Сервисное обслуживание техники Caterpillar уже сегодня производится с помощью дополненной реальности (AR) и AR очков

Именно такие решения показали на конференции LiveWorx2016 международные гиганты Flowserve, Caterpillar, Inc, Bosch, Trane. Около сотни других компаний из США, Великобритании, Испании, Германии показали и 5000 посетителей конференции увидели решения автоматизации и интернета вещей в области ритейла, сельского хозяйства, станкостроения, даже легкой промышленности. Для них технологии AR, VR, MR и IoT в программной интерпретации PTC уже работают и зарабатывают.

Как эти технологии смогут заработать в России? (см. также рис.7)

1. При конструировании, уже на стадии эскизного проекта, необходимо предусматривать конвергенцию цифрового и физического в проектируемом оборудовании.

2. Предприятия, вырастившие объёмы интеллектуальных активов в PDM системах, могут начинать задумываться об их капитализации, включая трансфер (экспорт) технологий в развивающиеся страны и продажу лицензий на нематериальные активы (ноу-хау и интеллектуальную собственность).

3. В комплект поставки оборудования предприятие может предлагать заказчику поставку полной информационной модели продукции (цифрового двойника), в частности, для последующего использования для сервиса оборудования. Понимая финансовую результативность интеллектуального продукта, международный бизнес сегодня в лице предприятий-производителей оставляет за собой создание информационной модели, сборку и испытания производимого оборудования, все остальное передается проверенным и опытным партнерам.

4. Необходимо подготовиться к работе с Data Lake и Big Data, разрабатывая инструменты систематизации и анализа данных метасистем для заказчиков (см. рис. 2).

5. Организационная структура цифрового предприятия также трансформируется: капиталоемкие исследования и прототипирование все чаще уходят в стартап-подразделения (см. Сименс, next47) либо аутсорсятся в развитые фаблабы. Для работы с BigData и нематериальными активами в банках интеллектуальной собственности, предприятия нанимают или выращивают CDO (Chief Data Officer, директоров по данным) и работают над интеграцией R&D и IT подразделений.

6. Чтобы успеть за экспоненциально развивающимися технологиями, предприятию необходимо работать с вендорами и интеграторами, в свою очередь динамично развивающимися синхронно с технологиями и предлагающими комплексные решения автоматизации всего жизненного цикла производимой продукции.

Рис 7. Быть конкурентоспособным сегодня – развиваться синхронно с технологиями