Четвертая промышленная революцияМы часто рассуждаем о том, каким будет мир будущего? Точно можно говорить о том, что одним из драйверов мира будущего, является – робототехника, во всех ее проявлениях.

Робототехника – составляющая четвертой промышленной революции, на пороге которой находятся все передовые экономики мира и к которой стремятся все отстающие.

Первых три промышленных революции;

Первая промышленная революция – обусловлена использованием пара и воды для производства энергии.

Вторая промышленная революция – обусловлена массовым производством, разделением труда и электричеством.

Третья промышленная революция – произошла на рубеже 1969 года с автоматизированным производством и появлением компьютеров и электроники.

Что собой представляет четвертая революция в промышленности;

Четвертая промышленная революция – будет следствием цифровой трансформации, результатом слияния технологий, которое разрушают границы между цифровой, физической и биологической сферой. Если иллюстрировать будущее которое нас ожидает, нам стоит обратиться к словам Ж.Ж.Аттали в его монографии “Линии горизонта“;

В этом смысле «Капитал» Маркса или «Исследование о при­роде и причинах богатства народов» Адама Смита могут оказаться куда менее полезными, чем, ска­жем, кинематографическая фантазия Ридли Скотта «Бег по острию бритвы» (Бегущий по лезвию, 1982 г.)- голливудская киностряп­ня, в которой мы находим больше правды о гряду­щем веке, чем у этих авторов-классиков.

Современные передовые экономики, в общем и частные коммерческий транснациональные компании, в частности, по всему миру стремятся реализовать концепцию «Индустрии 4.0». Это концепция предусматривает повсеместную роботизации и оцифрованние (оцифровке производства) производственного процесса.

И так, пяти областей, которые отвечают за формирование интеллектуального производства или Industry 4.0:

  1. аналитика и оркестровка
  2. компьютерное зрение
  3. робототехника
  4. AR (Технология дополненной реальности (AR – augmented reality))
  5. дизайн и прототипирование.
  1. Аналитика и оркестровка

Оркестровка — автоматическое размещение, координация и управление сложными компьютерными системами и службами.

Потоки данных правят современным миром «Данные – это новая нефть». Это утверждение верно как для промышленности, как и в других секторов общественной жизни. В следующие два года будет сгенерировано больше данных, чем все, что мы когда-либо генерировали в истории человечества (Сирадж Халик- партнером Atomicо ), и этот экспоненциальный рост будет продолжаться в течение десятилетия, который напоминает собой закон Мура (описан в 1965 году одним из основателей Intel Гордоном Муром), согласно которому в развитии индустрии компьютерной электроники наблюдается закономерность: количество транзисторов на квадратный дюйм интегральных схем постоянно увеличивалось примерно в два раза каждый год.

Большая часть этих данных представляет собой необработанные выходные данные датчиков автоматов. Ранее, такой поток данный невозможно было бы обработать, но сейчас с появлением мощных вычислительных машинным, наделенными ИИ, появляется средства, чтобы обработать данные. Дешевые и мощные процессоры позволят обрабатывать данные прямо на предприятиях.

Автоматизация Индустрии 4.0 – в первую очередь будет сосредоточена на информации связанной с измерением и оповещением об изменениях получаемых с датчиков. Датчики будут отслеживать показатели от автоматов, которые никогда ранее не предоставлялись для обработки во время работы промышленных автоматов, робототехнических комплексов.

Прогнозирующие алгоритмы и нейронные сети будут вырабатывать концепции поведения для управляющих, которые первоначально будут носить рекомендательный характер. На основе полученных данных и предложенных стратегий управляющий будет принимать решения.

В ближайшем будущем системы управления предприятиям будут привязаны к этим моделям и стратегиям, что позволит оркестрировать: программным агентам («ИИ») предоставляется все больше возможностей для принятия эффективных решений на основе собранных и обработанных данных.

Идея такова, в процессе производства продукта, управляющая машина получает информацию о проблеме на производстве в течение миллисекунд при тонкой детализации в рамках сложного процесса и автоматически корректирует или останавливает работу до получения брака на производстве, – таким образом избегая затрат на производства дефектной продукции.

2. Компьютерное зрение

Компьютерное зрение (техническое зрение) — теория и технология создания машин, которые могут производить обнаружение, отслеживание и классификацию объектов.

За последние несколько лет компьютерное зрение является составляющей дисциплиной искусственного интеллекта. В этой дисциплине произошли впечатляющие улучшения, превосходящих возможности человека в контроле на качеством продукции. Многие задачи, которые ранее требовали визуального осмотра человеком, теперь могут быть выполнены еще лучше с помощью машин.

Так, например, при мониторинге контроля качества, даже лучшие операторы по своей природе склонны к непоследовательности и ненадежности из-за отвлечения внимания или усталости, что совсем несвойственно автоматическим, роботизированным устройствам.

Компьютерное зрение также является ключевым компонентом других направлений , перечисленных здесь, в частности, робототехники и AR/VR.

3. Робототехника

Роботы уже давно используются в производстве для автоматизации повторяющихся задач, но они были чрезмерно дорогими, за исключением самых масштабных вариантов использования, таких как производство автомобилей. Эти роботы также были очень негибкими, требовали точной калибровки.

Множество тенденций, от мелкосерийного производства до интереса к «повторному использованию» производства в условиях растущих затрат на рабочую силу и политических соображений, а именно соображений стабильности, сделали маломасштабную автоматизацию весьма желательной – если ее можно осуществить.

Небольшие промышленные роботы-манипуляторы сегодня дешевле и более гибки, чем когда-либо прежде. Они дешевле, перепрограммируются и безопаснее (поэтому они могут работать вместе с людьми, где раньше им приходилось работать отдельно).

Несколько роботов-манипуляторов стоимостью 25 тыс. долларов, координируемых одним человеком, могут достоверно выполнять задачи, для которых раньше требовалось 4–5 рабочих, при экономии затрат в 3 раза и более.

Поставки роботов в США выросли на 22% в первом квартале 2018 года . Между тем, Международная федерация робототехники, отраслевой орган, оценивает, что число промышленных роботов в эксплуатации удвоится в период между 2014 и 2020 годами.

Считается, что мы находимся в начале движения роботизации производств, и темп очень значительно увеличится.

Самое интересное – на программном уровне научить роботов надежно выполнять ранее трудно автоматизируемые задачи, включая задачи выбора и размещения, сборки, прокладки кабелей, установки и тестирования устройств. Это огромный кластер для стартапов.

4. AR/VR

AR

Технология дополненной реальности (AR – augmented reality), дополненная реальность – это когда нереальные, виртуальные, объекты в восприятии пользователя становятся частью реальной окружающей картины мира. Другими словами, когда человек видит что-то в AR, он видит что-то виртуальное в реальном мире. Дисплей показывает пользователю физический мир с добавленными виртуальными объектами. Например, маркер карты в интерфейсе камеры на телефоне – чтобы показать, в каком направлении двигаться пользователю.

VR

Виртуальная реальность (Virtual reality, VR) – это общий термин для контента, который можно воспроизводить с помощью шлемов виртуальной реальности, смартфонов и других цифровых устройств. Контентом при этом может быть как линейное видео, снятое на панорамную камеру, так и интерактивные 3D-симуляции, подобные тем, что можно испытать в компьютерных играх

Только в одной стране – Великобритании ежегодная стоимость травм на рабочем месте в производственном секторе составляет в среднем около 500 млн . фунтов стерлингов . Заводы по своей природе являются травмоопасными местами, где люди работают вместе с большими, громоздкими и часто опасными механизмами.

Для решения проблемы с травмоопасностью используются технологии – AR / VR, чтобы обеспечить контроль с более безопасного расстояния.

В AR / VR вертикально интегрированные компании-разработчики программного обеспечения могут создать широкий спектр обычных аппаратных устройств от очков AR до умных часов и планшетов, устанавливаемых на руку, для производства продуктов, которые помогают людям выполнять технологические задачи с минимальной опасностью и максимальной эффективностью.

5. Более плотный дизайн и циклы прототипирования

Благодаря огромным улучшениям, достигнутым в последние десятилетия в скорости выполнения и доставки, быстро возросли ожидания, связанные с темпами вывода новых продуктов на рынок, а также спрос на более персонализированные продукты. Заводы вынуждены приспосабливаться, чтобы поддерживать этот спрос, чтобы оставаться конкурентоспособными.

3D-печать в этом аспекте, является мощным инструментом в арсенале дизайна. 3D-печать позволяет инженерам-проектировщикам своевременно выявлять производственные проблемы и возвращать готовые компоненты в течение нескольких дней, а не недель или месяцев.

Индустрия 4.0: робототехника предоставляет золотую возможность – для прорыва промышленного производства (Сорен Транберг Хансен, специальный советник по робототехнике и искусственному интеллекту для инвестиций в Дании при Министерстве иностранных дел).

Национальные стратегии многих высокоразвитых стран быстро развиваются, идут в ногу с временем. Производственные компании находятся под давлением во многих странах. Аутсорсинг в странах с низкой заработной платой, стремление потребителей к индивидуализации и прорывные технологии затрудняют поддержание хорошего бизнеса на основе традиционных производственных линий.

Индивидуальные предложения просто слишком дороги и сложны в изготовлении. Тем не менее, Industry 4.0 – это способ справиться с этими проблемами. Индустрия 4.0 переходит от централизованной к децентрализованной системе управления. Хотя концепция «Индустрия 4.0» имеет много определений, ее можно понимать как целевой подход к решению производственных проблем и превращению их в возможности. С технической точки зрения Industry 4.0 встраивает Интернет для производственных целей, так что части продукта и запасы могут регулировать себя и друг друга посредством обмена данными. Индустрия 4.0 может позволить производителям производить уникальные индивидуальные продукты и небольшие серии высококачественных продуктов по конкурентоспособной цене – все с быстрым сроком поставки.

Поскольку производственные процессы не осуществляют централизованный обмен информацией, производство переходит от централизованного к децентрализованному. Это изменит традиционные бизнес-модели и приведет к тому, что традиционное производство перевернется с ног на голову по сравнению с тем, как оно понималось десятилетиями. Во многом это связано с интеграцией новых технологий в продукты и процессы.

Германия

С 2006 года правительство Германии осуществляет свою «Высокотехнологичную стратегию» (“High-Tech Strategy”), план по поддержанию сильной конкурентной позиции Германии с помощью технологических инноваций, включая промышленную автоматизацию и робототехнику. В 2011 году термин « Индустрия 4.0» впервые использовался на Ганноверской ярмарке для описания влияния робототехники на общество после паровой энергетики, массового производства и революций в области информационных технологий.

Индустрия 4.0 имеет сильную поддержку со стороны научных кругов, промышленности и правительства. Исследования и разработки в различных секторах представлены в Германии с самого начала.

Китай

Подобная стратегии национального развития существует и в Китае, она называется «Сделано в Китае до 2025 года» (“Made in China 2025”) – это китайская версия плана «Индустрия 4.0» , опубликованная Государственным советом Китая. Идея состоит в том, чтобы использовать передовые вычислительные технологии, Интернет и аналитику больших баз данных для преобразования производства. Китай планирует сосредоточиться на инновациях в робототехнике, системах управления, интеллектуальных сенсорных компонентах и ​​облачных платформах, а также на ключевых аспектах промышленного программного обеспечения. Китайское правительство ожидает успехов в использовании промышленных данных, которые будут эффективно содействовать переходу от производственной разведки к совместной и интеллектуальной промышленности.

Дания

Дания ценят гибкость производства, в Дании производство характеризуется малыми и средними предприятиями. Производственные компании составляют две трети всего экспорта и являются важным источником дохода для датского общества.

В феврале 2016 года правительство Дании опубликовало заявление о намерении роста и повышения конкурентоспособности, в котором «Индустрия 4.0» является одним из трех столпов. В заявлении подчеркивается важность более интеллектуального и гибкого производства, основанного на улучшенной автоматизации и более совершенных роботах. Европейские предприятия ожидают большего массива данных, новой робототехнических комплексов и промышленного Интернета, которые позволят им производить больше товаров, в короткие сроки, с минимальной ценной и с меньшим количеством ошибок. Многие датские производители уже сосредоточены на гибкости и настройке, и именно на это нацелена концепция Industry 4.0.

Industry 4.0 – мир;

Правительства во всем мире уделяют большое внимание Индустрии 4.0 как способу обеспечить конкурентоспособное производства. Успешный переход к Industry 4.0 предполагает, что компании и правительства хорошо подготовлены и осведомлены о новых технологических возможностях.

Итого, Индустрия 4.0 предполагает интенсивное использование автоматизации и обмена данными в производственных средах, включая такие области, как кибер-физические системы, Интернет вещей (IoT) и облачные вычисления. С Industry 4.0 производители смогут управлять «более умными» фабриками, на которых они могут более легко адаптировать продукты для конкретных клиентов. Индустрия 4.0 будет опирать на такие технологии как – аналитика и оркестровка, компьютерное зрение, робототехника, AR (Технология дополненной реальности) \ VR (Виртуальная реальность), дизайн и прототипирование.

Интернет вещей (IoT) — концепция пространства, в котором все из аналогового и цифрового миров может быть совмещено – это переопределит наши отношения с объектами, а также свойства и суть самих объектов. – Роб Ван Краненбург.

Интернет вещей – это различные приборы и датчики, объединенные между собой проводными и беспроводными каналами связи и подключенных к сети Интернет, тесная интеграция реального и виртуального миров, в котором общение производится между людьми и устройствами.

Философия Industry 4.0

В результате Industry 4.0 – главными выгодоприобретателями четвертой промышленной революции являются поставщики интеллектуального или физического капитала – изобретатели, инвесторы, акционеры, что объясняет растущий разрыв в благосостоянии между теми, кто живет результатами собственного труда, и теми, кто владеет капиталом.

Физический блок

  • беспилотные транспортные средства;
  • 3D-печать;
  • передовая робототехника;
  • новые материалы.