Промышленная революция 4.0 и бережливое производство

Попалась очередная статья о промышленной революции 4.0 (Industry 4.0) и я понял, что пора поделиться своим мнением на тему того, насколько промышленная революция 4.0 может оказаться полезной для российских предприятий.

Несколько вводных слов.

Вы можете окончательно разувериться в моей способности позитивно воспринимать что-то новое, после того, как прочитаете эту статью.

Те, кто со мной знаком достаточно долго, знают, что я «тот ещё скептик». Предложите мне идею, которая не укладывается в известную мне картину мира, и я буду долго оспаривать её и проверять на прочность, прежде чем возможно когда-то и соглашусь. Это касается многих вещей, в том числе когда-то это касалось и возможности планировать производство без ERP-систем, с помощью каких-то «дурацких» карточек канбан. Но «канбану», например, удалось меня убедить, хотя для этого потребовалось несколько лет.

К Industry4.0, четвертой промышленной революции, у меня такое же скептическое отношение. Я попытаюсь изложить свое мнение, а дальше посмотрим, что из этого выйдет и насколько четвертая промреволюция сможет меня переубедить.

История возникновения

Для тех, кто не в курсе вопроса, четвертая промышленная революция появилась как следствие высокотехнологичного проекта немецкого правительства, нацеленного на продвижение компьютеризации производства. Можно найти в англоязычной википедии.

Ух ты, вот ведь как. Мы-то тут, по эту сторону границы, думаем, что у немцев-то всё давно уже автоматизировано и компьютеризовано, а они в 2011 году первый раз сказали волшебное слово «Industry 4.0», в том числе и для того, чтобы продвигать автоматизацию.

Кстати, в самом начале было создано 5 рабочих групп для развития идеи, которые отвечали за следующие темы:

1. Умная фабрика
2. Реальное окружение
3. Экономическое окружение
4. Люди и работа
5. Технологический фактор

Потом появились принципы промышленной революции 4.0:

• Совместимость — способность станков, устройств, датчиков и людей связываться и общаться друг с другом с помощью Интернета Вещей (Internet of Things) или Интернета Людей (Internet of People)
• Информационная прозрачность — способность информационныъ систем создавать виртуальные копии физического мира обогощая цифровые модели завода датчиками данных. Это требует обогащение сырых данных с датчиков до состояния высокоценной контекстной информации
• Техническая поддержка. Во-первых, способность поддерживающих систем путем вразумительного агрегирования и визуализации информации помогать людям в кратчайшие сроки принимать информированные решения и решать сложные проблемы. Во-вторых, возможность киберфизических систем поддерживать людей физически путем выполнения неприятных, слишком изнурительных или небезопасных для человека задач.
• Децентрализованное решение. Возможность киберфизических систем самостоятельно принимать решения и выполнять свои задачи настолько автономно, насколько это возможно. Только в случае исключений, при наличии помех или при конфликте интересов задачи делегируются на более высокий уровень.

Почему эта промышленная революция названа четвертой?

Потому что эксперты насчитали уже три революции:

1. Механизация труда, использование энергии движущейся воды и пара
2. Массовое производство, сборочные линии и использование электричества
3. Компьютеры и автоматизация
4. Киберфизические системы

И вот с этого момента я начну свои размышления

Революция или взгляд футурологов?

Наверное, многие еще помнят классическое определение того, что такое революция, благо, с момента Великой Октябрьской Социалистической Революции прошло ровно сто лет — не так уж и много. Это когда «низы не хотят, а верхи не могут».

В случае с немецким правительством — это когда верхи хотят. Низы — непонятно, бизнес-низы обычно сами с усами, что им надо, то и делают.

Поэтому первое, что стоит сказать, что это никакая не революция.

Когда появились первые станки, когда стали широко применять энергию движущейся воды и пара, никто про революцию в мануфактуре не рассуждал.

Даже Форд, создавая завод в Руж, не декларировал революцию в промышленности.

Однако и первая и вторая волна технологических изменений настолько сильно повлияли на эффективность производства, на возможности одного конкретного человека-рабочего с точки зрения производительности его труда, что иначе, как «революционными» такие изменения не назвать, хотя, конечно, там тоже не было такого, что «низы не хотят, а верхи не могут».

Но механизация привела к кратному росту производительности, использование электричества и массовое производство (точнее — возникновение концепции взаимозаменяемых деталей) снова кратно увеличило производительность.

С третьей революцией уже сложнее.

Компьютеры, конечно, облегчили учетные функции системы управления производством в те времена, когда производство перестало быть массовым и превратилось в кастомизированное, но на производительности труда и, как следствие, на объемах выпуска промышленности сильно не сказались.

Теоретически, роботы, т.е. те самые кибир-физические системы, могут поднять производительность труда на уровень бесконечности, выпнув человека из производства и оставив его один на один с задачами творчества и философского осмысления мира, но в наше время это «сильно теоретически». Реальность, к сожалению, такова, что без человека производство чего-либо сколь-нибудь продолжительное время не представляется возможным.

Но идея с названием, «Промышленная революция 4.0» оказалась удачной. Каждому «продвинутому» промышленнику хочется быть на гребне волны новых технологий, поэтому термин подхватили и потащили в разные стороны, кому куда показалось удобнее. Кто-то стал рекламировать производимых уже много лет роботов под эгидой Industry4,0, кто-то поднял из полузабвения идею «больших данных», кто-то начал ERP-решения переписывать для подключения потенциальных миллионов датчиков, ну, в общем, всем нашлось чем заняться.

Наша версия Промышленной революции 4.0

В нашей, русскоязычной википедии можно почитать, что входит в Industry 4.0 по мнению наших экспертов:

1. Большие данные
2. Интернет-вещей
3. Виртуальная и дополненная реальность
4. 3D-печать
5. Печатная электроника
6. Квантовые вычисления
7. Распределённые реестры

Копну глубже и расскажу, как всё это может повлиять на промышленность в ближайшие годы

1. Большие данные (Big data)

Есть такая фраза, что если миллион мартышек посадить за пишущие машинки, то рано или поздно они напечатают «Войну и мир». Эта фраза довольно четко описывает идею биг даты.

Идея заключалась в том, что если собрать миллионы и миллионы сведений, то на основе их сопоставления можно делать совершенно новые выводы и находить неожиданные последствия.

В дополнение к этому существует концепция, говорящая о том, что данные, информация, знания и логика — это разные уровни понимания окружающей среды. Не претендуя на точность в терминах и чистоту формулировок дам краткое описание. Данные — это отдельные объективные факты. Информация — иерархическая совокупность данных (в некоторых источниках говорят о том, что информация — это нечисленные, а качественные факты). Знания — это комбинация опыта, ценностей, информации о контексте и экспертных оценок. Ну и логика — это правила, которые позволяют оперировать разными данными, информацией, знаниями для формирования новой информации и знаний.

(https://studme.org/31857/menedzhment/upravlenie_znaniyami)

Если вы задумаетесь над этими определениями, то поймёте, что бигдата, т.е. большие массивы исходных данных сами по себе не могут превратиться в информацию и знания, т.к. для этого нужно, чтобы что-то или кто-то структурировал данные и обогатил их хотя бы контекстом. Те, кто имел опыт работы с большими массивами данных, например, реализуя проекты по шести сигмам, знают, что найти значимые взаимосвязи даже в комбинациях двух десятков факторов — это уже непростая задача, которую сложно подсунуть компьютеру для автоматического решения, а если говорить о масштабах предприятия, в котором число воздействующих внешних факторов исчисляется миллионами, то тогда можно представить, насколько неподъемной становится эта задача при отсутствии носителя знаний — человека.

2. Интернет вещей

Предполагается, что собирать большие массивы данных можно, если понатыкать везде где только можно датчиков и запихав в каждый мало-мальски приличный предмет передатчик вайфая.

Это можно. И данных будет много. Только что вы с ними будете делать — непонятно. И как это количество будет перетекать в качество — тоже неясно.

Например, можно использовать интернет вещей для того, чтобы станок сам говорил, что у него сломалось. Но станок не знает физики своей работы. Это знает только человек, которые планирует места расположения датчиков. И если мы не поставим над станком термометр, то мы потом не обнаружим, что температура окружающей среды упала на 20 градусов, и что именно это существенно повлияло на вязкость смазочной жидкости, что и привело к поломке. Зато мы констатируем выход из строя режущего инструмента на следующем станке, т.к. он получает бракованные детали.

Можно ли из на основе «сырых данных» найти причины проблем, как об этом пишут создатели «Промышленной революции 4.0»? Мне кажется, что можно найти только те причины, которые уже заранее известны и описаны. Но появление новых причин и их воздействие на производственную среду не проанализировать.

3. Виртуальная и дополненная реальность

Скорее для производства нужна дополненная реальность, когда речь идёт об идентификации деталей, изделий, продуктов. Но дополненная реальность нужна для человека. Компьютеру начхать на дополнение реальности, он и обычную-то реальность еще не до конца адекватно воспринимает.

Про виртуальную реальность еще сложнее говорить как про средство повышения эффективности производства. Виртуальная реальность может использоваться для моделирования каких-либо процессов или событий. Но только с учетом ограничений, которую создатели модели закладывали в эту модель. Может быть это явные ограничения, которые соответствуют реальности (температура не может быть ниже минус 273 градусов по Цельсию), а может быть это ограничения, заложенные в определённые концепции (например, в массовом производстве не очень важно, сколько времени занимает цикл производства, т.к. производство само себя постоянно восполняет, поэтому важна только скорость выпуска).

Если вы попытаетесь смоделировать в виртуальном мире новые концепции или идеи, вам придется витруальный мир переделывать, чтобы подогнать его к реальности. С этим, например, постоянно сталкиваются специалисты по компьютерному моделированию в инженерных центрах команд Формулы-1, тех самых центрах, которые проектируют гоночные машины. Как бы ни были отлажены компьютерные модели аэродинамики, как бы точно не проверяли автомобили и их детали в аэродинамических трубах, каждый год можно прочитать десятки раз о том, как команда привозит на очередную гонку обновления, и они «не сработали так, как мы ожидали». А ведь в аэродинамических моделях реальность ограничена только аэродинамикой, там нет гидродинамики, магнитного поля Земли, воздействия гравитации (за исключением гравитации Земли) и так далее. Модель относительно простая, но всё равно еще недостоверная.

4. 3d-печать

Как пишут, это круто способ печатать всё что угодно одним и тем же способом, который упростит применение разных технологий. Чтобы было понятно — при наличии 3d-печати продвинутого уровня нам не нужно будет создавать сталелитейные заводы, выращивать деревья для производства ЛДСП, лить пластмассу под давлением и так далее.

Концепция классная, но так же далека от жизни, как и сферический конь в вакууме. Даже если предположить, что в ближайшие годы появится 3d-печать совершенно различных материалов, всё равно «старые добрые» способы обработки материалов сохранятся, т.к. они будут давать результат либо быстрее, либо качественнее.

Чисто для примера давайте представим сколько времени займёт 3d-печать Эйфелевой башни (пусть даже не цельной, а в отдельных деталях) или насколько точной может быть 3d-печать идеальной копии меча из дамасской стали.

5. Печатная электроника

Декларируется, что изготовление чипов будет чипово, тьфу, дешево настолько, что можно будет втыкать чипы куда попало. Некоторая вариация на тему 3d-печати, но сама по себе, и даже в паре с бигдатой всё равно остается малоценой штукой. Без верхнего уровня обработки данных всё это остается «вещью в себе».

А когда дополнительно говорят, что печатная электроника будет дешевле в том числе и за счет приемлемого снижения качества чипов по сравнению с литографическим способом их производства, то это вызывает у меня серьёзную озабоченность и настороженность.

6. Квантовые вычисления

Пишут, что квантовые вычисления изменят природу информации. Типа сейчас это только «да» или «нет», а там будет еще «да нет, наверное», и мощность самих вычислений при этом вырастет многократно. Звучит забавно. Информация будет шнырять туда и сюда много быстрее. Компьютеры смогут обсчитывать в миллион раз больше вариантов. Но всё по прежнему будет упираться в способность человечества научить компьютеры превращать сырые данные биг даты в информацию и знания, без которых бигдата останется бурлящей самой по себе биомассой.

7. Распределённые реестры

Как способ децентрализации при сохранении контроля. Развитие идеи того, что у нас так много мощностей для обсчета данных, что нам не важно, сколько данных прилеплено к каждому объекту, и где он на самом деле сейчас находится. В производстве, однако, проблема децентрализации или централизации власти не связана с производительностью и лежит в плоскости управления людьми. Вынимаем из уравнения людей — теряем необходимость в централизации или децентрализации. Куда сунешь компьютер, которые будет обсчитывать решения — там он и будет работать, зачем ему какие-то непонятные распределённые реестры. Дайте один источник информации и гарантируйте его достоверность. Если информация будет случайно возникать в разных местах в разное время и относительно ее достоверности будут возникать явные сомнения — ни один компьютер и ни один распределённый реестр не спасёт.

И бережливое производство

Авторы статьи, которую я упоминал в самом начале, рассуждают о том, что технологии «Промышленной революции 4.0» позволят предприятиям, которые так или иначе становятся более бережливыми, автоматизировать и ускорить принятие решений. За счет чего? Да за счет больших данных и скорости их обработки.

Напоминает старую добрую легенду о том, что менеджер может управлять процессом не выходя из своего кабинета, просто изучая дашборд, панель управления показателей у себя в ноутбуке. Раньше, мол, это было невозможно, т.к. данных было мало, а людям верить было нельзя, Теперь же людям не надо верить, т.к. данные можно собирать откуда угодно просто навтыкав где нужно каких нужно датчиков.

Проблема в том, что чтобы навтыкать где нужно каких нужно датчиков, нужно чтобы кто-то заранее подумал, где и какие датчики понадобятся. И если он ошибётся или не предугадает возникновение какой-либо нештатной ситуации, то никакое количество датчиков не спасёт от последствий этой нештатной ситуации.

И если раньше вы могли слышать совет, что если что-то случилось, нужно идти в гембу, смотреть на факты и задавать пять раз вопрос «почему», то сейчас этот совет так и останется значимым. Никакие компьютерные технологии и киберфизические системы не заменят походы в гембу для того, чтобы увидеть все факты своими глазами и найти ответы на все пять почему.

Хотя вру. Можно в гембу послать робота с видеокамерой. Ну или студента с GoPro и скайпом в телефоне. Но это уже пробовал доктор Быков в сериале «Интерны», и это уже давно известные технологии, ничего не имеющее общего с «Промышленной революцией 4.0».

Выводы

Вы можете окончательно разувериться в моей возможности позитивно воспринимать новое. Но это не так. Я постоянно размышляю над подобными идеями, пытаясь применить их на предприятиях своих клиентов. Концепции часто выглядят красивыми и годными на уровне концепций, однако когда берешься за их реализацию, оказывается, что на пути превращения в реальность у них очень много рытвин и колдобин. Я хотел лишь предупредить о некоторых из этих рытвинах и колдобинах энтузиастов четвертой промышленной революции: она красиво выглядит как идея, но в полумрачном цеху среднестатистического российского производственного предприятия выглядит не очень уместно. Потому что как бы ни были хороши новые технологии, отказаться от старых неполучится еще очень долгое время.

Если вы еще не смотрели вышедший недавно в кинотеатрах фильм «Салют-7», обязательно посмотрите. И лучше в IMAX, если это еще возможно, или, по крайней мере, на большом экране. Это того стоит.  А заодно вы узнаете. насколько полезной в космосе может быть обыкновенная, древняя, можно сказать выросшая из доисторического каменного топора, кувалда.

Просто представьте, какие технологии нужны для замены человеческой смекалки и кувалды. 😉

P.S. Готов прочитать и опубликовать все опровергающие меня комментарии. Пишите всё, что вы думаете по поводу четвертой промышленной революции. Если это будет цензурно, комментарии обязательно будут доступны для всех.

Кому это может быть интересно

Узнать, кто эти люди…