Внедрение технологии Big data, машинного обучения, интернета вещей и роботизации производства называют Четвертой промышленной революцией.
Пока большинство российских предприятий тяжелой промышленности только начинают процесс цифровизации, западные компании уже получают прибыль от инноваций. Рассмотрим, почему так происходит и с кого можно брать пример.
Сегодня российская тяжелая промышленность находится в достаточно сложной, но не безнадежной ситуации.
К числу основных проблем отрасли относятся:
- низкая операционная эффективность,
- устаревшие бизнес-модели,
- отсутствие ориентации на рынок и потребителя.
Цифровизация производства способна помочь заводам перестроиться и преодолеть эти барьеры.
Цифровизация позволяет вывести на новый уровень такие процессы как проектирование, производство и управление предприятием. Алгоритмы берут на себя выполнение простых повторяющихся операций, поэтому доля человеческого труда снижается и появляется возможность перейти к полностью автономным цифровым производственным циклам.
Интернет вещей помогает отслеживать состояние оборудования, предсказывать возможные поломки, оптимизировать производственную загрузку, логистику и эксплуатационные издержки. Современные информационные системы помогают совершенствовать работу с поставщиками, автоматически выбирая лучшие варианты на основе Big data.
Таким образом, цифровизация решает множество задач: как с точки зрения оптимизации производственной и бизнес-модели, так и с точки зрения повышения надежности производственного процесса и качества конечной продукции. Активное внедрение цифровых инноваций в производство началось с 2011 года, когда в Германии сформировалась концепция «Индустрия 4.0». Процесс продолжает набирать обороты и уже серьезно повлиял на реальный сектор экономики.
Успеть нельзя опоздать
За последние несколько десятилетий скорость технологических изменений в мире выросла в разы. Если на распространение электричества понадобилось 30 лет, то оплата товаров и услуг с помощью мобильного телефона стала нормой всего за два года. Похожая ситуация сейчас наблюдается и в сфере внедрения производственных технологий: с 1990-х годов четко прослеживается резкое ускорение их распространения (Рис. 1).
В то же время продолжает расти и скорость удешевления инноваций. Например, средняя себестоимость изготовления объекта на 3D-принтере упала со 100 тысяч долларов в 2007 г. до 100 долларов в 2013-м, а стоимость 1 кВт*ч солнечной энергии — с 30 долларов до 16 центов, соответственно (Рис 2).
Сегодня перед высокотехнологичной промышленностью ставятся все более амбициозные задачи. В том числе, по совершенствованию и диверсификации продукции, выходу на новые рынки, повышению рентабельности и т.д. Для их решения требуются более совершенные подходы, технологии и инструменты. Применение цифровых технологий сократит сроки выхода продукта на рынок на 20-50% и повысит производительность на 45-55%.
С кого брать пример за рубежом
В зарубежной практике есть немало успешных кейсов, когда цифровая трансформация благоприятно отразилась как на качественных, так и на количественных показателях бизнеса. Примерами таких компаний могут быть SpaceX, General Motors, Materialise, Boeing, Caterpillar и многие другие.
Так, концерн GM стал применять технологии генеративного дизайна. Алгоритм перебирает тысячи вариантов одной детали, чтобы выбрать наиболее подходящий по заданным параметрам (вес, материал, метод изготовления и т.д.). Благодаря этому, за последние два года GM удалось облегчить 14 моделей автомобилей — в среднем на 159 кг по сравнению с предыдущими версиями.
Другой пример — технология Cat Connect от Caterpillar. Система отслеживает состояние оборудования и позволяет снизить эксплуатационные расходы, контролировать ход работ, обеспечивать безопасность на площадке. Чтобы выявить истинную эффективность работы техники с использованием новой технологии, Caterpillar провела эксперимент. Была поставлена задача построить два равных участка дороги. Техника с использованием технологии Cat Connect справилась с заданием за 16 часов, в то время как обычному оборудованию потребовалось 28 часов (Рис. 3).
Не менее важную роль цифровизация играет, когда предприятие намерено перейти на контракты жизненного цикла. В соответствии с ФЗ №44 такие контракты предусматривают не только закупку продукции, но и дальнейшее обслуживание, ремонт и утилизацию. Интернет вещей способен эффективно оптимизировать сервис поставщика и повысить эффективность такого предприятия в целом. Так например, в 2015 г. компания GEA, выпускающая оборудование для пищевой промышленности, внедрила решение, которое позволяет мониторить состояние оборудования клиентов и анализировать внештатные ситуации, выявлять их «предвестников». Алгоритм позволил эффективнее планировать работы по ремонту и техническому обслуживанию оборудования и существенно повысить качество сервиса.
Как обстоят дела в России
Уже сегодня ряд российских промышленных предприятий успешно оптимизирует свои бизнес-модели и производство, используя цифровизацию. Среди них ПАО «КамАЗ», концерн «Калашников», «РусАл», «Петрозаводскмаш» и другие.
Например, для цифровизации бизнеса в «ПАО КамАЗ» был создан «Центр цифровой трансформации», в рамках которого уже реализовано несколько проектов. Организован Департамент планирования логистического центра, внедрено автоматическое планирование в ERP-системе. Совместно с компанией Siemens разработана система мониторинга и оперативного управления производством. Сбытовая бизнес-модель трансформирована в систему взаимодействия с клиентами на базе облачной платформы SAP Hybris Cloud for Customer, а число роботов, работающих на предприятии, к 2020 году планируют увеличить с 297 до более чем 900.
Результаты столь масштабных нововведений на КамАзе не заставили себя ждать. Активная интеграция цифровых технологий в производственные и бизнес-процессы обеспечила предприятию с 2015 по 2017 г. рост EBITDA в 50 раз, а объема продаж — на 32% (Рис. 4).
Анализ роботизации в ПАО «КамАЗ» показал, что:
- 60-70% роста показателя EBITDA было достигнуто за счет повышения производительности и гибкости;
- 15-20% — за счет повышения качества и уменьшения брака;
- 10-15% — благодаря экономии фонда оплаты труда.
Еще один пример успешной цифровизации российского предприятия — «Петрозаводскмаш» (филиала компании «АЭМ-технологии»). Здесь были полностью автоматизированы следующие направления: база конструкторско-технологической подготовки производства, система планирования и оперативного управления производством, система оперативного мониторинга оборудования, внедрена автоматизация закупок. Благодаря комплексной цифровизации, заводу удалось увеличить скорость согласования между площадками в 3 раза. Данные системы планирования и оперативного управления производством позволяют отследить степень готовности отдельной детали; наличие материалов для изготовления тех или иных видов продукции; уровень занятости работников на каждом этапе процесса; получить информацию о себестоимости изделий, плановых и фактических издержках. Все это позволяет менеджменту проявлять более гибкий подход к управлению предприятием.
Таким образом, цифровая трансформация — это не просто современный и модный тренд, а инструмент для повышения конкурентоспособности конечной продукции и самой компании. Предприятиям российского тяжелого машиностроения и ОПК необходимо уже сейчас начинать использовать цифровые инструменты как в производстве, так и в бизнес-моделях, если они хотят сохранить присутствие на мировом рынке и не потерять долю на отечественном.
