В самое ближайшее время заводы станут умнее. Машины и станки, которые производят все — от наших телефонов до бутербродов — работают на устаревших, допотопных технологиях — но скоро все изменится. «Мы ожидаем наступления четвертой индустриальной революции», — заявляет директор отдела инновационных заводских систем, профессор Детлеф Цюльке (Detlef Zühlke). И целью этой четвертой индустриальной революции станет повышение интеллектуального уровня промышленных предприятий.
Цюльке со своей научно-экспериментальной группой на протяжении последних десяти лет разрабатывает новый стандарт предприятий — своего рода «интернет вещей для производства». «Повсюду будут сотни тысяч компьютеров, — объясняет ученый корреспонденту WIRED.co.uk, — и некоторые виды этой техники будут революционными».
В Германии концепция этой грядущей революции известна под названием Industry 4.0, и правительство выделяет на развитие этой технологии около 500 миллионов евро (27,8 миллиарда рублей). В Китае, Южной Корее и США также ведется большая работа по созданию глобальных стандартов и систем, которые позволят сделать производство «умнее». Остальные же страны, по мнению Цюльке, «никакой активности не проявляют».
Цюльке является директором крупнейшего в мире центра по созданию инновационных заводских систем. В помещении, расположенном в Немецком исследовательском центре по искусственному интеллекту (DFKID) в городе Кайзерслаутерн на юго-западе страны, рядами стоят коробки с проводами и электронными схемами.
На первый взгляд центр похож на фабрику, но потом вы замечаете, что все станки стоят на колесах. Как объясняет Цюльке, это предприятие будущего. Его концепция основана на киберфизической системе, сочетающей в себе механические и электронные компоненты, которые позволят объединить весь процесс в единое целое. А для чего тогда колеса? Когда-нибудь отдельные производственные модули смогут самостоятельно передвигаться по заводу, если возникнет необходимость изменить конфигурацию производственных линий.
В настоящее время создана демонстрационная модель фабрики по изготовлению визитниц. Каждый производственный модуль выполняет свою операцию, и эти модули можно расставлять в любом порядке — при этом модули способны «понимать», когда наступает их очередь выполнять работу. Модуль памяти посылает команды на различные модули — на гравировальный модуль, манипулятор робота, лазерный гравировщик, на модуль контроля качества и так далее. В любой момент можно подсоединить дополнительные модули — по словам Цюльке, это напоминает игру с конструктором «Лего».
Сама идея во многом похожа на то, как мы уже не один год делаем, работая на компьютере. Вот уже более десяти лет мы легко подключаем к компьютеру принтер или другое USB-устройство, и компьютер его мгновенно распознает. В применении к компьютеру этот принцип автоматического конфигурирования известен как «plug and play» или «подключай и работай», на «умном» предприятии это, по словам Цюльке, будет называться «подключай и производи продукцию». Как объясняет ученый, здесь главным научно-техническим достижением стало создание USB-порта заводского масштаба. На инновационном предприятии по USB-кабелю, который больше похож на огромный шланг, данные и сжатый воздух направляются к модулям, от которых затем информация поступает в обратном направлении в центр управления.
Цюльке рассчитывает за два года запустить первую «партию» «умных» предприятий, а в следующем десятилетии создать широкую сеть инновационных производств по всему миру. Пока же «умные фабрики» работают в рамках экспериментального проекта.
В этом направлении предстоит сделать еще очень много. Главной задачей является согласование международных стандартов для таких производств с искусственным интеллектом, говорит Цюльке. Не исключено, что процедура согласования будет утомительной и длительной, но стандартные процессы и языки описания позволят удешевить и ускорить процесс производства и сделать его более надежным. Стандартизировать процесс взаимодействия различных модулей и электронных систем на предприятиях позволят технологии RFID, NFC и OPC UA, которые похожи на язык описания документов HTML, но используются для взаимного распознавания машин.
Стандарты — эта главная тема споров между производителями. Директор по связям с общественностью компании Festo, занимающейся проблемами автоматизации производства, Хайки Хаарманн (Heiki Haarmann) в своем интервью WIRED.co.uk заявила, что реализация проекта по внедрению интеллектуальных производств возможна лишь при условии полного сотрудничества производителей. Если на различных предприятиях будут созданы свои «фирменные» системы, считает она, «мы не сможем реализовать свою концепцию». К решению этой задачи должны также подключиться и контрольно-надзорные органы. Управление США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств пока еще не дало разрешения на использование модульных систем для производства пищевых продуктов и лекарственных средств, плановая разработка которых должна начаться уже сейчас.
Внедрение автоматических линий на производстве и распространение «умных» производственных систем вызывает опасения в связи с тем, что это приведет к увольнению рабочих. По словам Хаарманн, новые тенденции не обязательно приведут к сокращению рабочих мест, просто работать на инновационных предприятиях будут уже совершенно «другие» люди — квалифицированные специалисты в области мехатроники и информационных технологий. Цюльке также считает, что заводским рабочим, чтобы не потерять работу, необходимо будет пройти переквалификацию.
При этом изменения в пользу создания небольших предприятий с более гибким производством позволят компаниям стать ближе к заказчикам и, возможно, смогут возродить свое производство в странах со слабой экономикой. «Это сделает производство экономически более доступным в странах с высокой заработной платой», — объясняет Цюльке, что создает «большую угрозу для Китая». «Если дешевый труд престанет быть дешевым», утверждает он, компании закроют свое производство в Китае.
