Від "совка" до Industry 4.0: якою буде нова промисловість України

З перших днів війни росія цілеспрямовано та методично знищує українську економіку, будь-які її виробничі потужності, а тепер і енергетику. За даними “Вокс Україна”, станом на 1 липня українська промисловість зазнала збитків щонайменше у 8,1 млрд доларів, 422 українські підприємства були повністю або частково знищені. Найбільше постраждали такі галузі як виробництво коксу, нафтоперероблення, металургія, харчова та легка промисловість. Оцінити реальні масштаби збитків вкрай важко, однак реальний сектор економіки потрібно буде відбудовувати практично з нуля.

Як відродити українську промисловість після війни? Логіка “зробити все як раніше, але краще” не відповідає викликам сучасності, адже повернутися до стану “як раніше” тепер неможливо. Чи можна, скажімо, просто відбудувати після війни “Азовсталь” та інші втрачені заводи-гіганти? Чи доречно у ХХI столітті відтворювати мономіста радянського зразку? Питання риторичні. Нова українська промисловість буде геть іншою - екологічною, розумною, та вбудованою у глобальну економіку. Вона буде відбудовуватись відповідно до трендів Industry 4.0.

Що таке Industry 4.0 

Теорія четвертого промислового переходу - це серйозна штука, над якою вже декілька десятиліть працюють науковці, економісти, інженери, програмісти. Вона випливає з того, що, наприкінці XVIII століття людство підкорило енергію пару та створило найпростіші механізми на кшталт ткацьких верстатів, тобто здійснило перший промисловий перехід.

● Другий перехід стався десь на початку ХХ століття, з поширенням електрики, переробки нафти та конвеєрної збірки.

● Третій перехід у повоєнну добу спостерігали вже наші батьки - це автоматизація виробництва через електроніку, перше покоління робототехніки та IT-інфраструктуру.

● Нарешті, четвертий перехід (або Industry 4.0) ми спостерігаємо просто зараз - це перехід виробництва на нові розумні кіберфізичні системи. 

Один з найяскравіших “локомотивів” теорії Industry 4.0 - засновник Всесвітнього економічного форуму Клаус Шваб. На його переконання, новий індустріальний перехід відбуватиметься вкрай швидко і відкриє перед людством нові неймовірні економічні перспективи, та водночас і нові соціальні ризики.

Проблеми соціальних та культурних наслідків поступу до Industry 4.0 краще залишити філософам. Нас цікавлять власне технології, які дозволять побудувати виробничий процес майбутнього. 

Технології нової промисловості

Виробництво майбутнього має бути не просто масовим та дешевим, воно має бути розумним. Тобто уважним до ресурсів, потреб людини та можливостей довкілля. Сучасна смарт-фабрика має оперувати даними в реальному часі та постійно корегувати свої процеси, аби уникнути неефективності. Розглянемо технології, що роблять це можливим. 

● Інтернет речей (IoT). Це ключовий компонент смарт-виробництва, який робить усі аспекти процесу прозорими. Промислове обладнання оснащується автономними сенсорами та під’єднується до мережі, аби об’єднатися з IT-інфраструктурою підприємства. Зв’язок з іншим обладнанням та спільною базою даних допомагає слідкувати за станом кожного агрегату у ланцюжку виробництва та оперативно реагувати на проблеми з ними. Крім того, це дозволяє збирати величезні обсяги корисних даних для аналітики.

● Digital Twins. Технологія “цифрових близнюків” постала завдяки інтернету речей. Йдеться про створення деталізованої віртуальної моделі виробничого процесу, промислової лінії, підприємства, логістичного ланцюжка чи цілої галузі промисловості як такої. І це не просто статична модель, а динамічний зріз процесів, на основі даних, що надходять у систему в реальному часі через засоби IoT. “Цифровий близнюк” допомагає здійснювати моніторинг та аналітику, а також проводити складне моделювання. 

● Хмарні обчислення. Повноцінна реалізація розумного виробництва потребує повної єдності проектування, ланцюжків постачання, виробництва, продажів, дистрибуції та сервісу. “Хмари” допомагають зробити це можливим завдяки розгортанню незалежної IT-інфраструктури, яку можуть з легкістю використовувати усі учасники виробничого процесу. Хмарні платформи також дозволяють зменшити вартість стартапів та відкривають малим та середнім виробникам небачені раніше можливості. 

● Штучний інтелект та машинне навчання. Нейромережі та побудовані на них інструменти відкривають для виробника небачені можливості з обробки даних, моделювання ринкових сценаріїв, розробки дизайну тощо. Вже сьогодні штучний інтелект може з достатньо високою ймовірністю запобігати виникненню технічних несправностей обладнання, прогнозувати попит та ринкові тренди, пропонувати інженерам шаблони для промислового дизайну тощо.

● Периферійні/граничні обчислення (Edge computing). Йдеться про принцип побудови IT-інфраструктури, в якому ресурси для обчислень частково переміщуються з ядра системи на “периферію” - якомога ближче безпосередньо до джерела первинних даних. Це усуває будь-яку мінімальну затримку в їх обробці, робить усю систему стабільнішою та безпечнішою. Використання периферійних обчислень у певному сенсі урівноважує недоліки “хмарних” архітектур, адже забезпечує підприємству відповідний рівень автономності та кібербезпеки.

● Big data. Цифрова інфраструктура сучасного виробництва має отримувати та генерувати десятки терабайтів даних у всіх можливих формах, аби залишатися ефективною. Оперативно та якісно обробити подібні обсяги “вручну” фізично неможливо. Лише спеціальні data-платформи та машинні алгоритми дозволяють перетворити ці масиви неструктурованих даних на корисну для бізнесу інформацію.

● Блокчейн. Йдеться не про криптовалюти (хоча і про них теж), а про можливість безпечного та ефективного обміну даними та чутливою інформацією між учасниками виробничого циклу. На основі блокчейну вже сьогодні будують супроводження ланцюжків постачання та смарт-контракти, які дозволяють проводити безпечні фінансові транзакції без посередників. 

● AR/VR. Технології віртуальної та доповненої дійсності вже багато років активно впроваджуються у промислових та логістичних операціях - для навчання персоналу, для інженерної роботи, для спрощення роботи на складських та виробничих об’єктах тощо. Поширення AR/VR буде лише набирати оберти з розвитком цифровізації виробництва та подальшого здешевшання відповідних окулярів і шоломів.

Це далеко не усі вирішальні технології Industry 4.0, адже ми зачепили лише їх диджитал-частину, оминувши 3D-друк, постійний розвиток дронів, нове покоління робототехніки, зелену енергетику та безліч інших футуристичних рішень. 

Як застосувати все це на практиці

Рух в напрямку Industry 4.0 триває вже не перший рік, зокрема й в Україні. На практиці більшість українських виробників вже давно застосовує у своїх процесах одну або декілька з наведених вище технологій. Перш за все йдеться про хмарні платформи та інтернет речей. Останніми роками значно зросла цікавість також до штучного інтелекту та віртуальної дійсності. Ці технології, з одного боку, генерують “хайп”, а з іншого стають достатньо доступними для практичних експериментів. 

Втім, задля перетворення виробництва на смарт-промисловість нового покоління недостатньо механічного впровадження нових інструментів. Важливо продумати довгострокову концепцію модернізації підприємства, в якій акцент буде зроблено на створенні єдиної цифрової та фізичної екосистеми. Це може здаватися складним і навіть утопічним завданням, але його вже принаймні 10 років успішно вирішують на підприємствах Європи, перш за все в Німеччині. На щастя, це завдання не треба вирішувати “в один стрибок”. Навпаки, диджиталізація має бути поетапною та послідовно проходити через низку ітерацій. 

Екосистеми для промисловості можуть розгортатися на основі готових платформ від світових гігантів - постачальників софту, а можуть розроблятися кастомно. Переваги кожного з підходів слід розглядати окремо для кожного кейсу, але загалом - чим більша компанія, і чим далі її горизонт планування, тим більше в неї буде аргументів на користь розробки власного продукту. 

Величезну роль відіграє розвиток автономних мереж 5G та відбудова української енергетики на геть нових технологіях та принципах. Українська енергосистема вже об’єдналась з європейською, а надалі вона стане набагато ефективнішою та автономнішою. Можна очікувати, що в осяжному майбутньому критична промислова інфраструктура отримає енергетичну автономність та надійний захищений зв’язок URLLC. 

Успішне втілення принципів Industry 4.0 надає виробнику низку переваг: 

● Прозорість та моніторинг у режимі реального часу. Інтернет речей та об'єднання баз даних дають можливість бачити усі тонкощі та проблеми виробничого процесу без часового лагу. 

● Глибокі можливості аналітики на основі даних. Йдеться як про пошук прихованих вразливостей і проблем менеджменту, так і про предиктивну аналітику задля точного прогнозування сценаріїв розвитку ринку і поведінки споживачів.

● Можливість глибокої кастомізації виробництва під клієнта – прямо на етапі конвеєру. Практично миттєвий зв’язок між виробничою лінією та етапом дистрибуції дозволяє виробникам остаточно відійди від масового виробництва до персоналізованого. 

● Сталі ланцюжки постачання. Глибока комунікація між контрагентами та широкі можливості попередження ризиків дозволяють виробникам побудувати більш стійку логістику - завчасно нарощувати запаси сировини, шукати альтернативних постачальників, готуватись до сплесків попиту або “мертвих” сезонів.

● Мінімізація людського фактору. Промисловість нового покоління не потребує величезної кількості ручної праці, їй також не потрібен величезний штат менеджерів та бюрократів. Ризики людських помилок можна скоротити, а робочий час працівників - використовувати значно продуктивніше. 

● Економність, ефективність, екологічність. Мета будь-яких бізнес-інструментів в підсумку полягає у скороченні видатків та підвищенні операційної ефективності. Смарт-промисловість загалом потребує значно менше сировини та енергії, чинить значно менше впливу на довкілля, зберігаючи відповідні показники ефективності.

Майбутнє українського реального сектору

Україна історично успадкувала свою частку радянського індустріального комплексу - здебільшого це була “брудна” важка промисловість та відстале машинобудування, яке ледь могло конкурувати з кимось у глобалізованому світі. Українські підприємства не могли не орієнтуватись на ринки СНД та росії, що визначало долю розвитку українського реального сектору на десятиліття вперед. Іронічно, що тепер саме росія добиває цей старий індустріальний комплекс, який змушував нас завжди оглядатися не лише на захід, але й на схід. 

Та тепер усе зміниться. Я переконаний, що після перемоги України ми матимемо достатньо інвестицій та натхнення, аби створити новітню промисловість з нуля. Вона буде вільною від радянсько-російського сентименту та націленою на складний і мінливий глобальний світ. Зараз це може звучати наївно, але Україна стрімко увійде у добу Industry 4.0 - її повоєнний реальний сектор буде технологічним, наукомістким, диджиталізованим та конкурентоздатним. А українська IT-галузь зіграє в цьому перетворенні далеко не останню роль. 

Найкраще, що сьогодні може робити український промисловець - це досліджувати новітні тренди та шукати відповідну технічну експертизу. Вона може знадобитись набагато швидше, ніж здається на перший погляд.