Файл: Цифровая трансформация промышленных предприятий в условиях инновационной экономики Коллектив.pdf

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
20
Источник: расчёт произведен по данным Росстата РФ
Рисунок 1.1.4 – Уровень инновационной активности организаций (в %)
Как видно из рисунка 1.1.4, во все годы уровень инновационной активности промышленных предприятия выше, чем у организаций по всем другим видам деятельности. Однако наблюдается тенденция спада инновационной активности, что неблагоприятно сказывается на темпах цифровизации промышленного производства. Очевидно, что в 2020 году эта тенденция продолжится в связи с негативным влиянием пандемии, которая привела к спаду как мирового производства в целом, так и в отдельных странах, в том числе в России.
На рисунке 1.1.5. показана динамика изменений уровня инновационной активности предприятий добывающей и обрабатывающей отраслей.
14,6 12,8 9,1 17,8 15,6 15,1 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 2017 2018 2019
Все организации промышленное производство

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
21
Источник: расчёт произведен по данным Росстата РФ
Рисунок 1.1.5 – Уровень инновационной активности предприятий
добывающей и обрабатывающей отрасли (в %)
За последние три года уровень инновационной активности предприятий по добыче полезных ископаемых снизился с 8,9% до 6,8%, т.е. на 2,1%. Еще более значимое снижение на 5,7% зафиксировано на предприятиях обрабатывающего производства, причем вероятнее всего, что эта тенденция также сохранится и в
2020 году. Также снижается доля организаций в обрабатывающей промышленности, осуществляющих технологические инновации, с 28,8% в 2017 году до 28% в 2019 году. Для предприятий добывающей отрасли этот показатель в 2017 году составлял 9,5%, в 2018 году - 9%, но в 2019 году поднялся до 9,7%.
1.2. Цифровые технологии, используемые на промышленных
предприятиях
На промышленных предприятиях используются различные цифровые технологии, в том числе киберфизические системы, облачные вычисления,
Интернет вещей (Internet of Things, IoT) и промышленный Интернет вещей
8,9 7,9 6,8 26,2 23,2 20,5 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 2017 2018 2019
добыча полезных ископаемых обрабатывающие производства

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
22
(Industrial Internet of Things, IIoT), искусственный интеллект, машинное обучение, цифровые двойники и другие технологии.
Киберфизические системы представляют собой системы взаимодействующих устройств, средств передачи, обработки и хранения данных. Они являются базовыми составляющими архитектур существующих и перспективных средств автоматизации управления сложными объектами.
Цифровые двойники применяются для виртуальной визуализации, моделирования и изучения сложных операционных продуктов, а затем полученные данные используются для существенного улучшения времени выхода на рынок продукта, стоимости, качества и т.д. Создание цифровых двойников необходимо для проверки проектов, моделирования вариаций, анализа влияния изменений и оптимизации производительности. Цифровые двойники позволяют оптимизировать управление процессами производства, обнаруживать аномалии, осуществлять предиктивное обслуживание.
Цифровые двойники создаются как для выпускаемой промышленным предприятием продукции, так и для самого предприятия и его цехов. Цифровая имитационная модель предприятия позволяет планировать оптимальную расстановку технологического, вспомогательного и обеспечивающего оборудования, создавать схемы инженерных сетей на уровне цехов и предприятия в целом.
Цифровые двойники являются прогрессивной технологией, которая уже применяется в различных сферах промышленности и энергетики, например, системы 3D-моделирования используются для создания цифровых двойников оборудования на НПЗ «Газпром Нефть». Однако применение цифровых двойников порождает новые виды угроз информационной безопасности, в частности, обработка данных, собираемых с киберфизических устройств, проводится на базе зарубежного программного обеспечения, поэтому данные передаются в облачные хранилища, находящиеся за рубежом, что не обеспечивает технологическую независимость. Благодаря цифровым двойникам

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
23 предприятия могут воспроизводить новые продукты в цифровом виде до начала производственного процесса, что в конечном итоге снижает затраты, отходы и проблемы с качеством. В 2021 году расходы на технологию цифровых двойников вырастут на 17%.
По данным Международной федерации робототехники, на промышленных предприятиях по всему миру работает 2,7 миллиона роботов. На рисунке 1.2.1 показана динамика установки промышленных роботов в мире с 2009 по 2019 годы.
Источник: расчёт произведен по данным
World
Robotics
2020 https://ifr.org/img/office/World_Robotics_2020_Sales_Flyer.pdf
Рисунок 1.2.1 – Количество установок промышленных роботов по годам (в
тысячах штук)
С 2012 по 2018 годы наблюдалась возрастающая динамика количества установок промышленных роботов, и их максимальное значение было достигнуто в 2018 году. В 2019 число установок снизилось на 9,7%, очевидно, это снижение продолжится в 2020 году. Больше всего промышленных роботов установлено в Сингапуре (918 тыс. штук), Южной Корее (855 тыс. штук), Китае
(783 тыс. штук) [34].
60 121 166 159 178 221 254 304 400 422 381 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
24
В 2018 году в России насчитывалось 860 промышленных роботов, а доля промышленных роботов от отечественных производителей составила всего 4% от общего количества роботов, внедренных российской промышленностью.
Роботизированные технологические комплексы приводят к повышению качества выпускаемой продукции и практически отсутствию брака, повышению коэффициента сменности оборудования без увеличения численности работников, обеспечению ритмичности производства, снижению травматизма работников и т.п.
Технология Интернета вещей (IoT) основана на объединении в сеть физических объектов, в которые встроены датчики, программное обеспечение и другие технологии с целью подключения и обмена данными с другими устройствами и системами через Интернет. Объединяемые в сеть физические устройства могут быть как обычными бытовыми устройствами, так и сложным промышленным оборудованием. По экспертным оценкам в настоящее время в мире около 10 миллиардов подключенных устройств IoT, а к 2025 году их количество возрастет до 22 миллиардов. С помощью облачных технологий, больших данных, мобильных технологий физические объекты могут обмениваться данными и собирать информацию с минимальным вмешательством человека.
Промышленный Интернет-вещей (IIoT) представляет собой применение технологии IoT в промышленных условиях, в частности, речь идет о подключении контрольно-измерительных приборов, датчиков и устройств, управление которыми осуществляется с помощью облачных технологий.
Интернет вещей для предприятий позволяет собирать и анализировать данные от подключенных ресурсов, людей и мест, предлагая практически значимую аналитику в промышленной среде. Преимущества применения промышленного
Интернета вещей очевидны: получаемая на основе данных IoT аналитика обеспечивает более эффективное управление бизнесом, повышается производительность и эффективность бизнес-операций, обеспечивается более

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
25 высокий уровень контроля за бизнес-процессами, исключаются ошибки, порождаемые человеческим фактором при реализации технологических процессов. Постоянный мониторинг производственной линии предоставляет информацию для упреждающего обслуживания оборудования.
Рост использования промышленного интернета в России непосредственно зависит от развития сетей 5G, за счет которых повысится эффективность облачных хранилищ и вычислений по требованию.
В декабре 2020 года правительственная комиссия по цифровому развитию утвердила разработанные «Ростехом» дорожные карты по развитию в России
Интернета вещей, объем финансирования проекта составляет 22,4 млрд рублей, включая 17,4 млрд рублей из внебюджетных источников. В рамках выполнения проекта к 2024 году объем продаж российских производителей на внутреннем рынке должен составить 207,3 млрд рублей, на внешнем – 2,5 млрд рублей, а число специалистов на этом рынке должно к 2024-му составить 4,2 млн [33].
Дополненная реальность также находит применение в промышленном производстве, в частности, в следующих производственных процессах:
- при сборке сложных изделий, в этом случае операторы пользуются проекционными дисплеями, на которых демонстрируются пошаговые инструкции, при этом руки оператора остаются свободными для выполнения операций сборки;
- для удаленного обслуживания и ремонта, в этом случае экспертам в реальном режиме времени демонстрируется видеотрансляция о работе оборудования и возникших проблемах, а затем в том же режиме получают консультационную помощь;
- для обеспечения гарантии качества, она помогает инженерам и операторам быстро сравнивать произведенную продукцию со спецификациями проекта и проверять, используются ли правильные детали и правильно ли они собраны.

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
26
Кроме того, технологии дополненной реальности успешно используются в производственном обучении на рабочем месте. Применение интерактивных электронных технических руководств для технологических процессов сборки позволяет увеличить качество сборки и повысить безопасность персонала, сокращает время обучения новых сотрудников процессу сборки.
Широкое применение находят технологии радиочастотной идентификации
RFID (Radio Frequency IDentification). Они применяются при проведении интеллектуального учета перемещения объектов, принятии управленческих решений, автоматизации работы.
В промышленном производстве технология RFID применяется для маркировки готовой продукции, маркировки закупки и доставки материалов, координации работы персонала, контроля доступа и обеспечения безопасности работников, для автоматизации межцехового планирования. В бизнес-процессах складского учета и логистики технология RFID необходима для идентификации и маркировки процессов складирования, доставки и перемещения объектов, координации движения транспортных средств в режиме онлайн в рамках организации оптимальной логистики, обеспечение доступа и безопасности складских помещений, позволяет автоматизировать процесс сортировки грузов и их комплектации.
Технологии искусственного интеллекта обеспечивают так называемое машинное зрение, которое широко применяется для автоматизации производственных процессов, в частности, для контроля за соблюдением регламентов выполнения технологических операций, контроль состояния оборудования и качества выпускаемой продукции и т.п. В рамках развития этой технологии применяется машинное обучение, которое подразумевает способность машины обучаться, используя обширные массивы данных вместо жестко запрограммированных инструкций. Примером применения такой технологии является создание автоматической системы сортировки алмазов по форме и цвету в компании «Алроса». Камеры машинного зрения выполняют

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
27 съемку алмаза при его движении в свободном падении, затем анализируются характеристики изображений алмаза и проводится их сортировка. Результатом применения этой технологии машинного зрения является увеличение производительности труда, снижение себестоимости продукции за счет отказа от человеческого труда, минимизация влияния человеческого фактора, при котором возникали экономические потери из-за ошибок при сортировке.
В 2021 году ожидается быстрый рост технологий искусственного интеллекта и технологий промышленной автоматизации. Это обусловлено тем, что по мере восстановления мирового производства и цепочек поставок нехватка рабочей силы станет серьезной проблемой. Автоматизация промышленных предприятий с помощью робототехники и Интернета вещей станет ключевым альтернативным решением для управления производством.
Технологии
3D-печати активно используются промышленными предприятиями. 3D-печать применяется для изготовления прототипов
(образцов) конечного продукта для проверки дизайна или функциональности продукта, для тестирования технологии его собираемости, при этом любые ошибки могут быть мгновенно исправлены путем редактирования 3D-модели и повторной печати в следующей итерации. Промышленные 3D-принтеры все чаще заменяют литье под давлением и другие процессы, такие как фрезерование с ЧПУ. 3D-принтеры имеют уникальную способность создавать сложные маленькие детали, а также полноразмерные модели, что делает их идеальными для производства прототипов высококачественных изделий. Поскольку 3D- печать – это форма аддитивного производства, вырезка материалов не приводит к отходам, например, на станках с ЧПУ, это делает промышленную 3D-печать очень ценной в отраслях, где важна экономия на дорогих материалах, таких как
3D-печать металлом. Кроме того, эта цифровая технология позволяет существенно сокращать сроки технологического внедрения новых изделий за счет минимизации времени на изготовление тестируемых образцов и практически полностью исключает ошибки, связанные с воздействием

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
28 человеческого фактора. 3D-принтеры могут работать с различными исходными материалами, используемыми в производстве, в том числе, с инженерным пластиком, пригодным для изготовления прототипов различных устройств, деталей, металлическим порошком, фотополимерами, воском.
Промышленная 3D-печать в этом году развивалась с невероятной скоростью в силу проблем, связанных с пандемией. Цифровое производство на основе 3D-печати обеспечило производство средств индивидуальной защиты
(СИЗ) рядом с больницами, которые в этом нуждались. Технологии 3D-печати дают возможность повысить гибкость производства и рост производительности больше, чем в традиционном производстве. Прогнозируется, что рынок промышленной 3D-печати вырастет до 5,3 млрд долларов США к 2025 году.
1.3. Проблемные вопросы цифровизации промышленных предприятий и
пути их преодоления
К ключевым факторам, ограничивающим возможности цифровизации в промышленном производстве, относятся:
- высокая стоимость IT-решений по цифровизации производственных процессов;
- недостаточный уровень цифровых компетенций у персонала промышленных предприятий;
- недоверие и сопротивление персонала промышленных предприятий к цифровизации бизнеса;
- дефицит инвестиционных ресурсов, направляемых на цифровизацию.
Пути решения этих проблем лежат в следующих плоскостях:
- обучение персонала работе с цифровыми сервисами и повышение компьютерной квалификации. Многие промышленные предприятия будут вынуждены изменить структуру инженерно-технического персонала, в частности, заменить традиционный инженерный персонал, чтобы включить людей с большим технологическим опытом, например, в программном

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
29 обеспечении и IoT. По данным Всемирного экономического Форума, к 2022 году
54% сотрудников потребуется серьезное обучение, причем 35% потребуется как минимум шесть месяцев повышения квалификации по развитию новых цифровых навыков [24]. Исследование PWC подтверждает, что 77% работников готовы пройти переобучение и повышение квалификации, чтобы получить цифровые компетенции [30]. В связи с тем, что цифровые технологии меняются очень быстро, необходимо постоянно актуализировать цифровые навыки персонала, т.е. требуется интегрировать развитие цифровых навыков в рабочие места сотрудников;
- предоставление мер поддержки промышленным предприятиям как со стороны государства, так и со стороны стейкхолдеров, особое место занимают венчурные инвестиции в цифровую экономику [18];
- разработка промышленными предприятиями комплексных стратегических планов цифровизации;
- актуализация нормативно-правового обеспечения цифровой трансформации промышленности, в частности, введение новых стандартов обеспечит скоординированные действия при проектировании и разработке различных систем Интернета вещей и промышленного интернета вещей.
Меры по стимулированию инновационной деятельности в промышленности.
Поддержка цифровых инноваций осуществляется по различным каналам.
Прежде всего следует отметить субсидирование разработок и внедрения отечественных технологий и платформенных решений со стороны
Минпромторга России и Фонда развития промышленности (ФРП).
Также существуют программы для поддержки высокотехнологичных стартапов, которые реализуются бизнесом, например, программа поддержки
«Промтех», организованная и поддерживаемая фондом «Сколково» и
Инновационным центром «Ай-Теко», крупнейший в России корпоративный акселератор проектов в сфере металлургии Severstal SteelTech Accelerator,

Цифровая трансформация промышленных предприятий
в условиях инновационной экономики
Коллектив авторов
https://unitech-mo.ru/
30 который финансируется Северсталью, Цифровая лаборатория Норникеля и другие.
С декабря 2020 года Фонд развития промышленности начинает выдавать займы до 2 млрд рублей под 1% годовых сроком до 7 лет на проекты во всех отраслях обрабатывающей промышленности.
Меры поддержки региональной промышленной политики.
Одним из вариантов поддержки промышленности регионов является механизм предоставления единой государственной субсидии, который был начат в 2016 году. Тогда средства господдержки были направлены Республике Крым,
Ставропольскому краю и Республике Удмуртия, при этом удалось привлечь более 7 млрд руб. внебюджетных инвестиций.
Поддержка инновационной активности регионов является важным фактором их дальнейшего развития [26]. Основными целями единой региональной субсидии являются ускоренное развитие промышленного комплекса в регионах с низким уровнем социально-экономического развития и геостратегических регионах, а также докапитализация региональных фондов развития промышленности (ФРП) во всех субъектах страны.
Процедура предоставления субсидии начинается с проведения конкурса, который организует Минпромторг России. На основании поступивших заявок составляется рейтинг региональных программ. На 2021-2023 годы планируется выделять по 1 млрд рублей. Если этот инструмент поддержки окажется востребованным, средства на реализацию данной меры поддержки будут увеличены. Региональные бюджеты получат возможность возместить часть затрат промышленных предприятий на выплату 1-го взноса (аванса) при заключении договора лизинга, приобретение нового оборудования. Можно также докапитализировать региональные фонды развития промышленности.
В обновленном механизме предусмотрено стимулирование промышленной политики регионов на принципах софинансирования из федерального бюджета. Особое место отведено поддержке региональных