Как новая индустриальная революция изменит производство?

Алексей Зенкевич – руководитель подразделения «Промышленная автоматизация» компании Honeywell в России и Таможенном союзе.

Четвертая промышленная революция связана с массовым внедрением в производство цифровых технологий. Благодаря новым технологиям отдельные машины, механизмы и инструменты начинают взаимодействовать между собой без участия человека. Такая автоматизация способна повысить уровень производительности, безопасности и гибкости производств, а также повысить качество и снизить себестоимость продукции.

Беспроводные технологии  и Интернет вещей

В основе концепции «Индустрия 4.0» лежат технологии, позволяющие физическим предметам взаимодействовать между собой. Применительно к производству сложился термин «Промышленный интернет вещей» (Industrial Internet of Things, IIoT).

Предпосылками для создания IIoT стали развитие радиочастотной идентификации (RFID) и цифровых каналов передачи данных, рост мощности вычислительной техники и др. Особую роль сыграли беспроводные технологии, в том числе сети, работающие по WiFi и защищенным промышленным протоколам. Современные беспроводные технологии сокращают время и стоимость монтажа систем автоматизации, а также позволяют подключить в единую сеть подвижные объекты, в том числе роботов и людей.

Большие данные и облачные решения

Массовое внедрение различных датчиков обеспечивает непрерывный мониторинг технологических процессов и активов. Переход к «Индустрии 4.0» предполагает, что данные о состоянии оборудования, его текущем энергопотреблении, расходе сырья и производительности доступны в режиме реального времени. Это позволяет не только отслеживать техпроцессы, но и немедленно вносить необходимые корректировки, не допуская перерасхода энергоресурсов и аварийных остановок, и в итоге снижать издержки предприятий.

Для того чтобы помочь операторам хорошо ориентироваться в потоках информации, производители систем разрабатывают программные пакеты, упорядочивающие поступающие сообщения и ранжирующие аварийные сигнализации по степени значимости. Для руководителей создаются мощные инструменты интерпретации получаемой информации и удобные средства визуализации.

Эти программные решения могут стать основой IIoT-инфраструктуры предприятия, превращая данные в полезную информацию для принятия стратегических решений. Так, Honeywell предлагает продукт Uniformance Executive (часть программного пакета Uniformance Suite), который помогает проводить мониторинг и анализ целей, задач и ключевых показателей эффективности бизнеса. Многие промышленные компании открывают для себя ценность сбора производственных данных, чтобы соответствовать KPI, влияющим на принятие важных решений на уровне руководства. Изолированные данные, находящиеся в разрозненных контроллерах, человеко-машинных интерфейсах и других корпоративных системах, могут предоставить важную информацию об общей эффективности процесса, работы системы, потреблении энергии, стоимости материалов, соответствии экологическим нормам и т.д.

Кроме того, современные поставщики решений могут предлагать облачные сервисные услуги для повышения производительности предприятия. С технической точки зрения это выглядит следующим образом: в режиме реального времени данные доставляются в ЦОДы по защищенным каналам связи, где далее обрабатываются в соответствии с математической моделью (ее часто называют «цифровым двойником»). К примеру, с помощью «цифрового двойника» НПЗ можно оценить целесообразность и безопасность изменения параметров техпроцессов, настроить и протестировать новую систему управления.

Прогностическая аналитика

На основе больших данных можно не только сделать выводы о текущем состоянии оборудования, но и с высокой точностью оценить, как оно будет меняться в будущем. Такой инструмент «Индустрии 4.0» как прогностическая аналитика позволяет изменить подход к системе планово-предупредительных ремонтов. Средства мониторинга дают точную информацию о реальном состоянии станков и технологических установок, предупреждают о развитии неисправностей на ранних стадиях, напоминают о необходимости замены тех или иных компонентов. К примеру, Honeywell предлагает решения, которые подключают активы и оборудование к облаку и используют аналитические модели Honeywell и компаний-партнеров, чтобы помочь заказчикам наблюдать за состоянием активов и избежать незапланированных простоев, а также излишнего технического обслуживания. На смену техобслуживанию по графику приходит обслуживание по состоянию. При этом безопасность и надежность работы оборудования радикально повышается, а расходы на эксплуатацию снижаются.

Прогностическая аналитика помогает точнее управлять запасами, анализировать рыночную ситуацию и цены на сырье. Она используется и для оценки будущего состояния нефтегазодобывающих активов и т.д.

Обучение персонала с использованием эффекта присутствия и технологий AR/VR

Сегодня промышленность сталкивается не только с такой проблемой, как существенная потеря человеческого капитала в ближайшие годы из-за стареющей рабочей силы, но и с нехваткой высокоспециализированных кадров. Компании должны больше инвестировать в развитие персонала, обучая их специфическим навыкам. Персонал – это ключевое звено на пути к высоким результатам. В этих условиях особую актуальность приобретает обучение персонала с использованием эффекта присутствия и симуляторов на основе виртуальной и дополненной реальности (VR/AR).

Обучение сотрудников с использованием эффекта присутствия подразумевает погружение в ту среду, в которой им предстоит работать, при помощи VR- и AR-симуляции. В процессе такой подготовки человек в буквальном смысле переживает и разрешает те ситуации и проблемы, с которыми может столкнуться в реальной жизни.

Как показывают наблюдения Honeywell, трехмесячное обучение с помощью обычных пассивных методов позволяет усвоить до 30% информации, а активный курс с использованием тренажера обеспечивает усвоение 70-80% данных за тот же период времени. Зачастую этот подход позволяет сократить срок подготовки оператора с одного года до пары месяцев. Немаловажно, что такое обучение прекрасно подходит для молодежи, выросшей в цифровую эпоху.

Технологии виртуальной и дополненной реальности оказывают наибольшее влияние в трех областях промышленного производства. Во-первых, это развитие компетенций, где AR/VR-симуляторы помогают сотрудникам изучать конкретные виды деятельности на практике, в то же время безопасно испытывая последствия своих решений.

Другая сфера – это продуктивность персонала. Средства мобильности c возможностями AR/VR могут связывать людей и активы на местах. К примеру, носимые устройства позволяют сотруднику наблюдать состояние оборудования по месту, выполняя при этом процедуры техобслуживания. Или, если информации из руководства недостаточно, сотрудник может связаться с экспертом по данному вопросу, у которого есть доступ к той же информации об оборудовании.

И еще: технологии виртуальной и дополненной реальности повышают безопасность. Качественное обучение и возможности доступа к информации по запросу, а также получения оперативной помощи эксперта, помогают повысить безопасность предприятия.

Один из примеров таких устройств – это так называемый интеллектуальный (или «подключенный») шлем. Решение обеспечивает эксплуатационный персонал возможностью получать данные об истории оборудования от эксперта и, таким образом, принимать взвешенные решения. Оператор может иметь доступ к информации о состоянии активов и бизнес-показателях в режиме реального времени.

Таким образом, с момента прихода на предприятие, люди, по сути, включаются в единую информационную сеть. Неслучайно популярность набирает такое понятие, как «подключенный персонал» (Connected People). Сегодня средства автоматизации позволяют сохранять весь накопленный интеллектуальный потенциал и передавать знания и компетенции опытных операторов новичкам. Благодаря тренажерам и единой базе знаний, каждый сотрудник становится экспертом.

Перспективы IIoT

Переход к новому индустриальному укладу повысит качество продукции и позволит выпускать нестандартные изделия по цене массовых. Новые производства станут более производительными и безопасными.

Технологии «Индустрии 4.0» позволяют создать единую экосистему, в которую будут вовлечены не только работники конкретного предприятия, но и поставщики сырья и оборудования, а также покупатели конечной продукции. Наилучшие перспективы есть у тех IIoT-продуктов, которые разрабатываются с учетом существующих на рынке аппаратных платформ. Качественное решение в области промышленного интернета вещей не может быть создано без сотрудничества производителей оборудования, лицензиаров решений и сервисов и других экспертов.

Многие инструменты «Индустрии 4.0» используются в Казахстане уже сегодня. Одним из лидеров по внедрению IIoT является нефтегазовая отрасль. На государственном уровне поставлена задача освоения цифровых технологий  и в других отраслях. Очевидно, что рынок технологий, обеспечивающих реализацию концепции «Индустрия 4.0», будет и дальше стремительно расти, ведь в современном мире цифровые решения становятся условием конкурентоспособности производств.

Источник: Etoday.kz