Цифровые двойники, дополненная реальность (AR), бум промышленного интернета вещей – это основные тенденции digital-преобразования, которые мы увидим в этом году. Во всяком случае, так утверждают западные аналитики. Возьмем для примера статью в Thomas Insights вице-президента по цифровым преобразованиям компании Rockwell Automation Кита Хиггинса (Keith Higgins), в которой он разбирает текущие тренды для производственного сегмента. Мы попросили прокомментировать этот материал замруководителя Центра компетенций НТИ на базе Сколтеха Петра Прокофьева. 

 Беседовал Максим Алексеенко 

Максим Алексеенко: В статье утверждается, что мы находимся в эпицентре бума IIoT (промышленного интернета вещей). Датчики IIoT будут производить 1,44 миллиарда единиц данных на одну фабрику в день. Но для повышения эффективности и усиления эффекта цифровой трансформации, инвестиции в этот сегмент должны быть подкреплены интеграцией IT и OT (операционные технологии, которые контролируют и управляют промышленным оборудованием). В противном случае будет очень проблематично перевести данные в бизнес-ценность. 

Петр Прокофьев: Начну издалека, но сразу – с неожиданного утверждения. Последние лет 30, а то и больше, мир находится в эпицентре бума IIoT! И тут нечему удивляться. Все просто. Имя этому буму – информатизация. Вокруг нее строится вся технологическая цепочка преобразований средств производства и результатов их деятельности (то есть самой продукции). Производственные линии оснащаются датчиками, датчики генерируют данные, данные складываются и анализируются, на их основе делаются выводы, которые приводят к изменениям, доработкам и совершенствованию техпроцессов. И далее все идет по кругу… 

Гении маркетинга – тут безо всякого сарказма – умеют подогревать остывающий интерес к темам. В данном случае они придумали отличный ход – назвать все ярким именем «интернет вещей». Но он и без того вокруг нас. Только нужно понимать, что каждый цикл дает нам также новые технические средства, знания и навыки обращения – прежде всего – с данными, которые генерируются всеми этими устройствами, датчиками, системами, процессами. И каждый новый круг требует смены парадигм, бизнес-моделей и процессов. И об этом нельзя забывать. 

Интеграция IT и OT – это, как мне кажется, естественный процесс. В этой паре IT – это информационные технологии, а OT – это операционные технологии, другими словами, производственные технологии, которые непосредственно управляют станками и другим оборудованием. Все эти системы-аббревиатуры MES, ERP, SCADA, АСУТП (различные платформы по управлению производством – прим. ред.) используются в качестве источников производственных данных. На основе этой информации делаются выводы, позволяющие лучше управлять производством и цепочками поставок. 

Однако сейчас мы заходим на очередной круг. И новые эволюции цифровых инструментов буквально требуют изменить бизнес-процессы, структуру самого бизнеса и другие аспекты. Но о необходимости этих изменений забывают, сфокусировавшись на технологическом прорыве. А это критически важно! 

Приведу пример. Можете ли вы доверять прогностической модели, согласно которой можно продолжать ездить на автомобиле, хотя регламент технического обслуживания буквально кричит о необходимости замены узла или агрегата? А если это сопряжено с безопасностью эксплуатации? Как, не изменяя таких бизнес-процессов не только у себя, но и в компаниях поставщиках или потребителях, все-таки начать использовать, а не «играться» в машинное обучение, прогностику и другие дуновения цифровых ветров? То-то и оно… 

Максим Алексеенко: Эксперт прогнозирует, что обработка данных будет гиперлокализована с помощью граничных вычислений (Edge Computing). То есть информация не отправляется в большие дата-центры, а анализируется локальным сервером, компьютером или даже самим устройством (насосом, генератором или двигателем). 

Петр Прокофьев: Хороший тезис для подогревания интереса к Edge Computing. Но… опять это самое «но»! Это направление будет развиваться во многом благодаря возможностям современной телеком-инфраструктуры, а это даже важнее самих граничных вычислений. Ведь пятое поколение связи (5G) позволит: 

• обеспечить действительно массовое подключение – до миллиона устройств на одну базовую станцию в сети 5G; 
• иметь такие параметры скорости передачи данных и такие низкие задержки, что это не будет препятствием для двустороннего (с одинаково большой скоростью в uplink и downlink) обмена огромными потоками информации. 

Новые телекоммуникационные решения позволят осуществлять управление и реагирование в реальном режиме времени. А это уже совсем другие возможности для удаленного манипулирования сложными техническими устройствами. Примером может быть горнорудный комбайн или погрузчик, оператор которого сидит в уютном офисном кресле на расстоянии в сотни километров от самой шахты или рудника, или беспилотные виды транспортных средств. 

И тут автор безусловно прав: максимальное приближение вычислительных мощностей ближе к точке их потребления в форме Edge Computing (MEC) и перенос вычислений на сторону самого оборудования (в силу быстро растущих возможностей мобильных процессоров) – эти технологии будут крайне востребованы. Но я считаю, что в основе лежит именно прорыв в телекоммуникационной отрасли. 

Максим Алексеенко: В следующем пункте автор говорит о том, что цифровые двойники позволят снизить затраты и решить вызовы на пути к внедрению цифровой среды. 

Петр Прокофьев: Давайте посмотрим на эту область с разных сторон. 

Во-первых, с цифровыми двойниками (ЦД), а также с Big Data, ИИ и другими «хайповыми» трендами, происходит одно и то же: пошумели, набрали объем раздражения, вплоть до отторжения и «спрыгнули» с гартнеровской кривой, оставив после себя вытоптанный газон и неприятное послевкусие. 

Во-вторых, именно по пути формирования ЦД и создания цифровых производств двигаются все индустрии. ЦД – это совокупность многих трендов, комплексная технология, киберфизическое объединение разных подходов к моделированию, возможность действительно качественно шагнуть к массовому персонифицированному производству (похоже на оксюморон, но именно к нему и движемся). 

Не в полной мере соглашусь, что именно 2021 станет прорывным в этой части для большинства индустрий. Да и в целом сложно говорить о каком-либо прорыве, поскольку большинство предприятий, кто намерен сохранить свое лидерство и не кануть в Лету, уже имеют компоненты ЦД и применяют методы прескриптивной или предиктивной аналитики. Прескриптивная аналитика выдает рекомендации по улучшению технологического процесса, а предиктивная аналитика – предсказывает производственные события, обычно касающиеся возможного сбоя или другого неприятного события. 

С предиктивной аналитикой ситуация вообще запутанная. На текущий момент она оказывается или невостребованной в своей пугающей квазинеточности, или неоправданно дорогой из-за отсутствия необходимых элементов формирования ЦД (к примеру, отсутствие адекватных данных для агрегации их в цифровом двойнике). И 2021 год, да и последующие, будут посвящены эволюционному (не надо революций!) применению все более точных и адекватных ЦД. 

И еще раз о важном! Это движение точно будет встречать сопротивление, поскольку бизнес- и технологические процессы неминуемо придется перестраивать и модернизировать, а иногда выкидывать и строить новые. Как показывает практика, на это уйдет куда больше времени, чем на простое внедрение какой-то простой производственной новинки. 

Суммирую. Технические средства – не самоцель, это лишь инструмент. Только органичное сочетание традиционных и передовых технологий, модернизация бизнес-моделей с учетом человеческого фактора приведет к прорыву. 

Максим Алексеенко: Следующий тезис указывает на то, что технология дополненной реальности (AR) в IIoT-преломлении получит импульс в условиях пандемии. 

Петр Прокофьев: Решающими факторами для массового применения AR станут удобство и эргономика. Скорее всего, на это будут направлены основные тренды. Все уже поняли, что сложные и тяжелые устройства (например, шлемы), мешающие естественному зрительному восприятию, сильно ограничивают массовое использование технологии, а также могут быть небезопасными в производственном окружении. 

На рынке уже есть удачные кейсы применения дополненной реальности в производстве. Например, в сфере обслуживания авиационных двигателей с технологией экспериментирует Lufthansa Technik. Компания оснащает свои площадки ТОиР (техническое обслуживание и ремонт – прим.ред.) подобными средствами визуализации для большей наглядности процесса обслуживания двигателя. Они облегчают обучение персонала, помогают научиться быстро ориентироваться в узлах и агрегатах, локализовывать проблемы или места дополнительного внимания и т.д. 

То же можно сказать об автомобильных концернах, которые ведут эксперименты по проектированию и испытанию автомобилей, их узлов и агрегатов с помощью AR (а где-то и VR). 

Однако хочу уточнить, что большинство приложений дополненной и, тем более, виртуальной реальности не могут обойтись без беспроводных сетей связи нового поколения – с высокой скоростью передачи данных и низкой задержкой. Современный шлем VR – это два видеопотока с разрешением минимум 8К, с задержкой и синхронизацией между потоками, измеряемыми в единицах миллисекунд. И самые продвинутые компании (та же Lufthansa Technik) уже построили приватные 5G-сети на своих производственных объектах. Развитие AR/VR прямо завязано на внедрение передовых телеком-технологий. 

Максим Алексеенко: Последний пункт автора статьи гласит, что обучение персонала должно идти в ногу с ускоряющейся автоматизацией. Согласны? 

Петр Прокофьев: Звучит, как программная речь, как «апрельские тезисы». Невозможно не согласиться! 

Глобальная концепция новых производственных технологий «Индустрия 4.0» обещает нам прирост качества и эффективности. Но кто-то же должен создавать и эксплуатировать цифровые инструменты, которые будут использоваться на умных фабриках. Внедрять технологии, не имея людей, которые в них разбираются, – это заранее обрекать проект на неудачу. Поэтому и проводится модернизация программ обучения для студентов и разрабатываются курсы дополнительного профессионального образования для специалистов. 

Еще момент. Пройти такую программу – это хорошая инвестиция и для начинающих специалистов, и для профессионалов с большим опытом. Это позволит не просто сохранить свои рабочие места, но и перейти к более творческим и интересным обязанностям. 

Максим Алексеенко: Автор статьи, очевидно, говорит в основном о западных реалиях. Как перечисленные тренды проявят себя в нашей стране? 

Петр Прокофьев: Существуют различия в развитии и применении новых технологий в разных частях света. И тут ни в коем случае нельзя применять категории «хорошо» или «плохо». Мы говорим об особенностях развития мировой экономики, которые существовали всегда и, например, хорошо описываются в теориях так называемых «мир-систем». «Китайский бум» сейчас показывает невероятные достижения, но он объясняется принятыми полвека назад решениями (на уровне различных государств, не только самого Китая) и последовательным движением КНР к текущему состоянию экономического лидера. Мы же развиваемся в своем географическом пространстве и собственной исторической парадигме, имея, к сожалению, привычку порой действовать по принципу «нет пророка в своем отечестве». Но даже это не мешает нам добиваться успехов и внедрять передовые решения в индустриях. 

В 2021-м году хотелось бы посмотреть на интересные и прорывные реализации в металлургии, горнорудной промышленности, нефтегазе. Не менее захватывающим может стать применение цифровых решений в сельском хозяйстве. Тому способствует множество факторов. Во-первых, сохраняется тренд на массированную «прокачку» аграрной составляющей страны. Во-вторых, появляется большое количество «технологических уплотнений» на этом направлении. На рынок выходит много стартапов и молодых компаний с собственными или заимствованными предложениями по цифровизации сельского хозяйства. Назрела «революционная ситуация», так сказать. 

А уж городское хозяйство или ритейл, не говоря о банковском и e-commerce секторах, – и без того задают мировые тренды. 

Бесспорно одно – 2021 год будет технологически интересным, особенно после непростого 2020-го. А для многих отраслей, предприятий, стартапов – это шанс. 

Изображение: А.Сиволобов, ЦК НТИ