Что такое индустрия 4.0 и что нужно о ней знать
Что такое Индустрия 4.0?
Четвертая промышленная революция (Индустрия 4.0) предполагает новый подход к производству, основанный на массовом внедрении информационных технологий в промышленность, масштабной автоматизации бизнес-процессов и распространении искусственного интеллекта.
Преимущества Четвертой промышленной революции очевидны: повышение производительности, большая безопасность работников за счет сокращения рабочих мест в опасных условиях труда, повышение конкурентоспособности, принципиально новые продукты и многое другое.
«Мир находится на распутье. Социальные и политические системы, которые спасли миллионы людей от нищеты и полвека направляли нашу государственную и глобальную политику, теперь работают против нас». С этого тревожного утверждения начинается книга «Технологии Четвертой промышленной революции», написанная основателем и бессменным президентом Всемирного экономического форума в Давосе Клаусом Швабом. В 2016 году он ввел в массовое употребление термин «Индустрия 4.0» (он появился в 2011 году в Германии и обозначал технологии «умных» заводов), который стал синонимом Четвертой промышленной революции.
Подобно всем предыдущим промышленным революциям, Четвертая меняет не только производство, но и всю нашу жизнь — экономику, отношения между людьми, даже в какой-то степени само понимание того, что это значит — быть человеком. Искусственный интеллект и роботизация, интернет вещей (IoT) и 3D-печать, виртуальная и дополненная реальность, био- и нейротехнологии — эти новейшие методы на глазах становятся частью нашего повседневного существования.
Роботы против людей
Четвертая промышленная революция может привести к беспрецедентному расширению пропасти между богатыми и бедными. Количество инвестиций в проекты, которые занимаются искусственным интеллектом, растет, поскольку их технологии способны на порядок снизить компаниям издержки. Но побочным эффектом станет стремительное сокращение рабочих мест.
Впрочем, в обозримом будущем искусственный интеллект не станет равен человеку. Наоборот, лучше всего ИИ-системы работают тогда, когда их направляет человек, ставит для них цели, подсказывает оптимальные методы решений.
Что еще нас ждет с развитием индустрии 4.0? Бедные станут еще беднее, а богатые богаче. Многие ИТ-компании уже превратились в монополистов в своих сферах. Например, в 2017 году Google контролировал почти 90% глобального рынка контекстной рекламы, а Facebook — почти 80% социальных сетей.
Интернет вещей
Технологии создают новые ценности, но могут повлечь за собой и новые опасности. Например, интернет вещей, вероятно, повысит уровень безопасности в городах, снизит нагрузку на транспортную инфраструктуру, улучшит здравоохранение, обеспечит муниципальным хозяйствам экономию электроэнергии. В то же время распространение IoT, скорее всего, увеличит нестабильность во многих сферах экономики: большинство новых технологий вызывает временный ажиотаж и бездумные инвестиции (как блокчейн и криптовалюты). Кроме того, возникнут новые проблемы в области кибербезопасности: хакеры будут стремиться извлечь выгоду из распространения интернета вещей. Кибератак будет больше, чем когда бы то ни было.
Виртуальная и дополненная реальность (VR/AR)
Сегодня самые распространенные форматы, адаптированные для виртуальной и дополненной реальностей, — это видеоигры и различные обучающие программы. Но с развитием технологий VR и AR перестают быть лишь игровым инструментом. Виртуальную и дополненную реальности все больше внедряют в профессиональные сферы. Компании и ведомства чувствуют потребность в продвинутых методиках корпоративного обучения: VR, например, применяют при обучении солдат, пилотов и продавцов, инженеров и энергетиков. Видеоигры, развлечения, здравоохранение, недвижимость, образование и вооруженные силы — в ближайшее время VR и AR будут активно задействовать именно здесь. С помощью гарнитуры виртуальной реальности даже можно встретиться с умершим родственником. Правда, это ставит новые вопросы перед индустрией — где грань допустимого?
Big Data
С каждым днем данных становится все больше. Государственное управление, промышленность, медицина, ритейл, соцсети, банки и интернет вещей — в этих и других областях ежедневно появляется огромное количество информации. Но обычное программное обеспечение не способно проанализировать такой объем данных. Поэтому обработкой терабайтов и зеттабайтов информации занимается машинное обучение. Новые возможности анализа подобных массивов влияют на многие сферы жизни, включая бизнес, здравоохранение, коммуникацию и развлечения.
В то же время большие данные требуют прочной и хорошо отлаженной системы защиты. Информация, а особенно ее большой объем, которую анализируют компании, имеет высокую цену. Ее утечка может привести к катастрофическим последствиям как для бизнеса, так и для конкретного человека.
Искусственный интеллект
Проанализировать большой массив данных человек не может, это делают технологии — например, отслеживают нарушителя ПДД по камерам, распознают преступника в толпе, диагностируют заболевания и даже предсказывают вспышку вируса. Технологии, способные решать нерутинные задачи на высоком уровне, сегодня принято называть искусственным интеллектом. Хотя в действительности алгоритмы, лежащие в основе каждой такой технологии, уникальны по-своему — это может быть и машинное обучение, и глубокое обучение и, собственно, искусственный интеллект.
Сегодня искусственный интеллект лежит в основе рекомендательных сервисов онлайн-магазинов, голосовых помощников, фильтрует контент, пишет тексты и даже музыку, распознает речь и лица людей. Для связи с клиентами компании все чаще используют чат-боты. ИИ позволяет бизнесу зарабатывать огромные деньги, потому что анализирует потребительское поведение и помогает совершенствовать алгоритмы. Они в свою очередь начинают все лучше предсказывать потребности людей, в результате чего персонализируют покупательский опыт и увеличивают продажи.
Кибербезопасность и privacy
Наша все более «оцифрованная» жизнь помогает мошенникам получать доступ к личной информации. По данным EY, Средний потребитель в России вынужден проходить идентификацию и предоставлять данные в пятнадцать и более различных организаций. В Москве это количество равно двадцати четырем. Чем больше компаний, собирающих данные о пользователях, тем выше вероятность их утечки.
Благодаря развитию технологий каждую минуту десятки компаний — в основном частных и никем не регулируемых — регистрируют перемещения миллионов людей, хранят эту информацию в огромных базах данных, а затем продают рекламодателям или государству. Сегодня общество живет в самой совершенной системе наблюдения, которую само же себе и создало. Технологический прогресс и желание заработать деньги привели к тому, что третьи лица за считанные минуты могут узнать все о жизни каждого из нас.
С развитием высоких технологий границы дозволенного стираются: Big Tech и государства следят за людьми онлайн. Будущее вызывает сомнения и страх: могу ли я и дальше надеяться на неприкосновенность своей личной жизни? Что сделать, чтобы чувствовать себя в безопасности и быть уверенным в том, что мои тайны не будут раскрыты? И о каких неочевидных методах слежения мне знать?
Этические вопросы
Технологии изменят и само понятие «человек». Методы биологического конструирования в будущем могут принести людям абсолютное здоровье и даже бессмертие. Клонирование приведет к появлению людей, у которых по определению не будет родителей и семьи. Генная инженерия может превратить человеческий род в набор разнообразных существ с возможностями, которые мы сейчас ассоциируем с супергероями из фантастических фильмов. Точно в такой же этический лабиринт приводит нас и использование нейротехнологий. Понимание связи между состоянием мозга и поведением может подорвать основы юриспруденции — например, появится достоверное доказательство, что у человека нет свободы выбора.
Но этические вопросы возникают не только в контексте человеческого будущего, но и будущего роботов. Что, если они станут такими же умными, как и мы? Можно ли по-прежнему будет считать их инструментом и эксплуатировать, не спрашивая разрешения? Вдруг ИИ сможет постоять за себя? Придется ли тогда ООН включить в Конвенцию о рабстве защиту прав машин?
Не надо пугаться новых методов, на глазах меняющих экономику и повседневность. «Мы не сможем в полной мере использовать открывающиеся возможности, если сдадимся перед сложностью технологий и будем считать их внешними, детерминированными силами, неподвластными нашему контролю», — утверждает Клаус Шваб.
Про 4 промышленных революции проще, чем в учебниках. Сохраняйте для школьников
Сегодня «модно» говорить об индустрии 4.0, или четвертой промышленной революции. А все ли в курсе, что из себя представляли три предыдущие и в чем заключается четвертая, которая происходит прямо сейчас?
Промышленная революция — перестройка общества под влиянием инноваций в технологиях и технике. Сопровождается скачком производительности.
Границы промышленных революций размыты во времени, прогресс распространяется как цепная реакция из одной страны в другую. Пионером первой из революций считается Великобритания.
Происходила в 18-19 вв. Ключевыми предпосылками называют аграрный переворот, который привел к высвобождению дешевой рабочей силы, и механизацию ручного труда, которая в 10-20 раз увеличила производительность.
Аграрный переворот произошел в Великобритании в 16 веке. Землевладельцы присваивали общественные угодья, чтобы разводить больше овец. Крестьян вытесняли с мелких хозяйств, земля их больше «не кормила». Они становились дешевой рабочей силой и шли работать на фабрики, где преобладал ручной труд.
Механизация на мануфактурах началась в 1733 году, когда Джон Кей создал «летающий челнок». С того момента на ткацком станке стал работать один человек вместо двух. Производительность труда выросла в два раза, но стало не хватать пряжи. Процесс прядения также нужно было совершенствовать.
Ткач Джеймс Харгривс в 1765 году собрал прялку «Дженни», которая умела одновременно вытягивать и скручивать нить. Производительность труда выросла в 20 раз.
Изобретение механизмов, заменяющих ручной труд, подготовило сознание людей к самой промышленной революции. Начало ее относят к созданию Джеймсом Уаттом парового двигателя в 1778 году.
Ко времени первой промышленной революции относятся открытия и изобретения в самых разных отраслях: ткацкие и прядильные станки в легкой промышленности, токарные и фрезерные станки в металлургии, сельскохозяйственные машины.
Характерными чертами первой промышленной революции стали строительство механизированных заводов и фабрик, установление капитализма и ускорение переселения людей из деревень в город.
Первая промышленная революция плавно перетекла во вторую.
Началась в 1870 году и продолжалась до 1914 года, начала Первой мировой войны. Ее предпосылками стали нарастающие успехи в физике и химии и стремление внедрить научные достижения в производство.
Майкл Фарадей открыл в 1831 году электромагнитную индукцию. Его изобретение электромагнитных роторных устройств стало основой для внедрения электричества в технологии
Генри Бессемер запатентовал в 1856 году метод превращения жидкого чугуна в сталь путем окисления содержащихся кремния, марганца и углерода кислородом — «бессемеровский процесс». Сталь получалась более прочной, повысилась скорость ее производства. «Бессемеровский процесс» внес огромный вклад в развитие металлургии, автомобилестроения и строительства железных дорог.
Электрификация и производство бессемеровской стали послужили пусковой площадкой для совершенствования технологий. Ключевыми инновациями стали использование конвейера в поточно-массовом производстве и выпуск Генри Фордом первого доступного и популярного автомобиля модели «Т» в 1908 году.
Генри Форд говорил, что массовое производство было бы невозможно без электричества. При сборке машины работали 32 тысячи станков, большинство из которых электрические.
Период второй промышленной революции характеризуется строительством железных дорог и других транспортных сетей, использованием телеграфа, стремительным ростом промышленности, вытеснением гужевого транспорта машинами. Возникли новые отрасли: электроэнергетика, нефтехимическая промышленность, автомобилестроение, производство стали.
Началась в 1960-е годы и характеризовалась автоматизацией производства. Предпосылкой ее стало применение ядерной энергии в промышленности и необходимость перемещать радиоактивные материалы без участия человека.
В 1948 году компания «General Electric» разработала автоматический электромеханический манипулятор «Хэнди Мэн». Он копировал движения оператора и давал обратную связь от предмета манипуляций.
Совершенствование логических контроллеров, их программирование, создание промышленных роботов обусловили автоматизацию производства и бурный экономический рост после 1970 годов.
Период третьей промышленной революции характеризуется развитием связи, созданием сетей персональных компьютеров, появлением сотовых телефонов.
Происходит прямо сейчас. Ее предпосылкой стало распространение интернета. «Всемирная паутина» изменила нашу жизнь, создала волнения в сфере СМИ и развлечений, но поначалу не привела к прорыву в промышленности.
Современная промышленная революция проявляется в нарастающем симбиозе промышленных и технологических инноваций. 3d печать и роботы имеют все шансы стать разрушительными технологиями нашего времени. Для этого им не хватает только массового распространения.
О плодах четвертой промышленной революции говорить рано, но можно выделить перспективные инновации.
3d принтеры совершенствуются и применяются в самых разных областях от строительства до медицины.
В 2014 году шанхайская компания WinSun анонсировала строительство десяти 3D-печатных домов, возведённых за 24 часа.
В 2016 году вице-президент центра «Сколково» сообщил, что щитовидная железа, напечатанная на 3D-принтере, имплантирована и функционирует в организме лабораторной мыши.
Современные роботы размером с человека могут быть запрограммированы для выполнений несложных повторяющихся операций.
Четвертая промышленная революция заключается не в повышении производительности, а в продуктивности, гибкости и кастомизации. Представьте мир, когда вы сможете купить индивидуальный товар по цене массовых изделий. Вы создадите в конструкторе идеальный автомобиль, продумаете каждую мелочь, отправите на заводик возле дома, где за день напечатают детали и соберут вашу машину.
Фабрики станут многопрофильными и переместятся ближе к потребителю. Складирование товаров, международные перевозки исчезнут за ненадобностью. Промышленность будет развиваться на внутреннем рынке и даст больше рабочих мест. Появится потребность в таких специалистах, как координатор роботизированных команд, менеджер цифровых предложений, предиктивный аналитик сети поставок и другие. Производство уйдет от ориентации на массового потребителя и будет зависеть от предпочтений каждого конкретного человека.
Я счастлив жить в такое захватывающее время! А вы?
Да, уже сейчас очень интересное время и впереди еще интересней, но развитие науки и технологий, которые служат на благо людей возможно при Созидательном обществе, но не в потребителском формате. В первую очередь нужно менять вектор развития с потребительского на созидательный всего общества в целом, тогда плоды промышленной, технологической и научной эволюции не заставят себя долго ждать 🙂
Дмитрий, я делаю ставку на смену поколений. Молодые люди, которым 20-25 лет, уже другие, вдумчивые, прогрессивные, не меркантильные. В большинстве. Скоро все изменится в лучшую сторону. ред.
Ваше мнение. Ничто не заставит меня уважать меркантилизм, а ставить его в одном предложении с потреблением — нелогично. Меркантилизм, это про расчет, мелочность, лицемерие ради получения выгоды.
Про ИИ согласен, но и описанные роботы без ИИ не могли бы выполнять свои функции.
Алексей время то прикольное вопросов нет. Однако же осознает ли человек на самом деле куда он идёт и чего хочет достигнуть? Каков конечный итог этих ништяков? Да будет супер классно удобно человеку. И что? Какой будет человек дальше? Что следующее человеку будет не хватать? Спрогнощируйте спрос человечества через 50 лет. Мне очень интересно что вы об этом думаете?
а я не согласен..искусственный интеллект уничтожит простых программистов в первую очередь, и вообще все сложные профессии во вторую, например хирурга и врача. Официант же будет заменен последним) Человечество ждет качественный отсев, есстественный отбор. При чем проходить он будет мягко, люди будут доживать на пособиях и спиваться или лениться. Дети будут собираться как сейчас авто на заводе. будут банки спермы и яйцеклеток и искусственные матки. Новый человек будет иметь продолжение в машинах и роботах и станет всемогущим но не вездесущим пока еще..деньги потеряют постепенно смысл а роботы станут новой формой жизни на Земле. Люди будут их любимыми домашними животными ) как сейчас кошка и собака. Люди будут жить лучше но количество их будет сокращаться. А то чего достигнут роботы находится вообще за гранью понимания людей. Возможно каждый человек сможет создавать себе мир подобный планете Земля и быть его Богом.
Компания предупредила правозащитников из разных стран, что «злоумышленники, спонсируемые государством» могут следить за ними.
Индустрия 4.0: Big Data, цифровизация и рост экономики
Всем привет! Меня зовут Дмитрий Соколов, я — руководитель отдела консалтинга и интеграции Orange Business Services в России и странах СНГ. В этой статье я хотел бы обсудить Индустрию 4.0 — это синоним четвертой промышленной революции. Ее важнейшие элементы — киберфизические системы, умное производство, интернет вещей, большие данные и др. В статье обсудим сами эти составляющие и то, что может дать новая промышленная революция человечеству.
Она зарождается уже сегодня. Ее основа — автоматизация и роботизация, умные транспортные средства, технологии машинного обучения и анализ Big Data. Можно сказать, что Индустрия 4.0 — это слияние бизнеса, производства и общества с цифровыми технологиями.
Основные элементы Индустрии 4.0
В отличие от уже свершившихся первой, второй и третьей промышленных революций, суть четвертой не только в появлении новых технологий, но и в интеграции уже существующих в одну систему. Так, в облачных вычислениях, в IoT, в VR, в сфере информационной безопасности появились новые технологии, которые как раз и позволили наработки за 20-30 лет принести в реальное производство, сделать их доступными для широкого использования. Все кусочки пазла уже есть, осталось лишь дождаться, когда из них соберут единую картину. Но каковы главные элементы четвертой промышленной революции?
Так называют гибрид технологий и физических процессов — например, умное производство. Главная идея киберфизических систем — максимальная автоматизация, частичное или полное исключение человека из производственных и бизнес-процессов. Проблема в том, что, человек — это всегда слабое звено. Человеческий фактор очень часто является причиной ошибок, неточностей, в результате чего бизнес терпит убытки. А в некоторых отраслях промышленности человеческая ошибка и вовсе может привести к трагическим последствиям, например, к травмам на производстве.
Киберфизические системы позволяют улучшить производственные процессы, обеспечивая в real-time режиме обмен данными между такими элементами, как промышленное оборудование, логистика, системы управления бизнесом и клиентами. Кроме того, киберфизические системы позволяют в автоматическом режиме вести мониторинг, а также контролировать весь процесс, включая адаптацию производства под текущие нужды клиентов.
Так, компания Toshiba использует кибер-физические симстемы в проекте виртуальной электростанции. В ее конструкции предусмотрены IoT-решения для координации работы распределенных источников энергии и использования ресурсов. ИИ-технологии и IoT позволяют оптимизировать энергопотребление системы, а также прогнозировать этот показатель в ближайшем будущем. Итог — максимальная эффективность работы станции.
Под киберфизическими системами подразумевают не только производство, но и, например, беспилотные автомобили, которые “знают”, что происходит вокруг и способны общаться друг с другом. Такие транспортные средства “видят” происходящее вокруг благодаря лидарам, радарам, камерам и IoT-датчикам, и способны изменять маршрут в зависимости от обстоятельств. Еще один пример — умные магазины без продавцов.
В будущем заводы и фабрики смогут совершенствоваться и модернизироваться самостоятельно, то есть без или с минимальным участием человека. Бизнес-процессы, логистика, производственные циклы будут постоянно оптимизироваться в автономном режиме. Немалую роль в этом процессе сыграет предиктивная аналитика. На основе анализа больших объемов данных, можно будет предсказать вероятность поломки элемента системы или целого устройства, и заменить компонент еще до того, как он полностью выйдет из строя.
Пример такого умного завода — Siemens Electronic Works в Амберге, Германия. Участие человека здесь сведено к минимуму, а умная система самостоятельно следит за функционированием 1,6 млрд компонентов. Она же устанавливает нормы производства и управляет логистическими потоками.
Интернет вещей (IoT)
Источник: i-scoop.eu
Как уже упоминалось выше, киберфизические системы и умное производство невозможны без интернета вещей (IoT). Умные устройства, сенсоры и датчики подключаются к IoT-платформам, которые анализируют поступающую извне информацию. Результаты анализа служат основой для дальнейшего планирования работы отдельных элементов и систем, частью которых они являются.
IoT активно используется уже сейчас — на производстве, в логистике, мореходстве и других отраслях. Рассмотрим, как интернет вещей помогает оптимизировать бизнес-процессы на примере одного российского предприятия, поставляющего на рынок упаковочный материал. На территории завода работает беспроводная сеть, к которой подключены как станки, так и транспортные средства. Как только станок завершает работу, он подает сигнал автоматическому погрузчику. Тот забирает готовую продукцию и перевозит ее на следующий станок. Весь процесс выполняется автоматически — от момента загрузки исходного сырья до отгрузки готового упаковочного материала.
Искусственный интеллект и машинное обучение позволяют умным системам реагировать на различные внешние факторы, адаптируя к текущим условиям режим своей работы. Благодаря этому производственные процессы не прерываются.
Промышленный интернет вещей развивается весьма активно. Так, в 2018 году инвестиции в эту отрасль увеличились на 50%. В этом году объем российского рынка IoT составит 270 млрд рублей.
Большие данные и аналитика
Четвертая промышленная революция невозможна без оперативной обработки огромного количества данных, поставляемых тысячами сенсоров и умных устройств. Так, лишь одно судно компании Maersk Group, оснащенное умными датчиками, ежедневно передает около 2 ТБ данных. На умном корабле отслеживают погодные условия, режим работы двигателей, маршруты соседних судов и многие другие факторы.
Такой тщательный мониторинг позволяет значительно повысить безопасность мореплавания, автоматизировать часть процессов (например, декларацию грузов в портах), оптимизировать бизнес-процессы. Но собранные объемы информации необходимо постоянно обрабатывать и анализировать в режиме реального времени. Судоходство — это, конечно, лишь один из примеров. Аналитика больших данных эффективна в самых разных отраслях.
Индустрия 4.0 и общество
Любые изменения в экономике, особенно такие кардинальные, как новая промышленная революция, оказывают сильное влияние на жизнь общества. Какие же перемены несет за собой Индустрия 4.0?
По мнению технологических экспертов, футурологов и ученых, к 2030 году более 60% профессий будут автоматизированы. Только в России машинами заменят до 35 млн человек. Тем не менее, бояться того, что роботы станут причиной массовой безработицы, не стоит — через 10 лет появятся новые профессии и, соответственно, рабочие места. В одной только IT-сфере будет создано от 20 до 50 млн рабочих мест. Для того, чтобы получить новую работу, 375 млн человек придется пройти профессиональную переподготовку. Это стоит того — благодаря переквалификации как минимум 95% потерявших работу специалистов смогут найти новое место.
Уже сейчас промышленные компании начинают внедрять умные системы охраны труда. Так, одна из горнодобывающих компаний Австралии внедрила на предприятии интернет вещей для отслеживания перемещений сотрудников в опасных зонах. Если человек подходит близко к какому-либо агрегату во время его работы, оператор оборудования получает соответствующий сигнал и принимает меры. Есть и полностью автоматические системы, останавливающие станки, если человек входит в опасную зону.
Компания Rio Tinto внедрила похожее решение на металлургическом производстве в Канаде. Оно позволило снизить показатель частоты производственного травматизма на 70%. За несколько лет он снизился с 0,90 до 0,24.
Отмечу, что отслеживание может быть реализовано как на основе модулей GPS/Glonass или UWB-меток (в помещениях), так и с помощью систем видеоаналитики, причем часто заказчики хотят комбинировать оба варианта.
Для того, чтобы соответствовать новым вызовам, придется все время учиться, проходить курсы профессиональной подготовки и переподготовки. Постепенно университеты будут интегрироваться с EdTech, включая онлайн-курсы и буткемпы. Повышение уровня и качества образования — важный фактор стимулирования экономики. Так, если развивающимся странам удастся увеличить охват населения средним, профессиональным и высшим образованием на 7%, то ВВП поднимется на 2%.
Согласно прогнозам экономистов Всемирного банка, к 2050 году общая численность квалифицированных работников, которые получали образование в течение девяти или более лет, вырастет на 33% по сравнению с 2011 годом.
Индустрия 4.0 также приведет к: