Каким образом новые технологии меняют производство автомобилей и потребительских товаров, как обслуживают «Сапсаны» и предсказывают поломки поездов и зачем инженерам работать в виртуальном пространстве?
В партнерском материале с Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого вице-президент Siemens в России и директор департамента «Корпоративные технологии» доктор Мартин Гитзельс рассказывает, как в промышленности происходит революция 4.0.
В Петербурге Гитзельс выступил на зимней школе СПбПУ «Инженеры будущего», в которой участвовали финалисты олимпиады «Я — профессионал».
Мартин Гитзельс
Вице-президент Siemens в России
Как эволюционировала промышленность — от механического оборудования до роботов
— Первый этап индустриальной эволюции пришелся на конец XVIII века — это начало использования механического оборудования в производстве, а также энергии воды и пара. В конце XIX века началось массовое производство с использованием электрической энергии. Следующий шаг — 1970-е и использование электроники и IT для повышения уровня производительности.
Революция 4.0 началась и происходит сейчас. Но сложно сказать, когда она завершится. Могу предположить, что в какой-то момент появится следующая прорывная технология, благодаря которой возникнут новые возможности. Тогда мы, скорее всего, увидим промышленную революцию.
Новая промышленная революция связана с массовой диджитализацией. Очевидно, что в будущем роботы будут сами решать, как создавать вещи. Им нужны будут только задание и список материалов и составных частей [продукта]. Это будущее, однако мы, разумеется, еще не там.
Что можно создать с помощью 3D-печати и зачем нужно гибкое производство
— Важная область — аддитивное производство (прямая объемная цифровая печать — прим. «Бумаги»). Сейчас 3D-принтеры можно купить где угодно и самостоятельно напечатать новогодние и рождественские подарки. Но аддитивное производство дает, безусловно, гораздо больше возможностей.
В печати мы можем использовать не только пластиковые материалы, но и никелевые сплавы. А значит, технология применима для строительства самолетов или газовых турбин. Но при этом детали должны быть как минимум такого же качества, как произведенные традиционным машинным способом.
Цель индустрии 4.0 — сделать производство более гибким. Вы не устанавливаете и не программируете производственную линию только для одного продукта — вам нужно использовать ее более гибко. Это значит, что можно производить какое-то время один продукт, а потом легко переключиться на производство другого или совмещать оба. Такое производство можно свободно и быстро переконфигурировать или перепрограммировать [под новые необходимости].
Хороший пример — клюшки для гольфа. Обычно они персонализированы, потому что у всех разное тело, а значит, нужны уникальные клюшки. Можно производить стандартные клюшки, а потом слегка изгибать их, подстраивать под каждого человека — так, чтобы они идеально подходили под особенности игрока. Но вы можете изначально производить клюшки такими, чтобы они учитывали биометрические данные гольфиста.
Как проектировать электростанции в виртуальном пространстве
— Мир становится более цифровым — то же самое происходит и в промышленной сфере. Если раньше было большое разнообразие ручных станков, то сейчас, согласно нашему видению [в Siemens], до 2030 года будет происходить внедрение виртуального производства.
Например, мы создаем «цифрового двойника», благодаря которому дизайн, разработка, подготовка к производству и даже обслуживание осуществляются в виртуальном пространстве. После этого мы уже понимаем, что нужно делать физически. Например, построить фабрику или газовую турбину без моделирования и симуляции сейчас было бы невозможно.
Понятно, что нужна экспериментальная проверка, но многое можно сделать на этапе моделирования. С его помощью гораздо проще исключить все возможные [неблагоприятные] ситуации: вы уже на этом уровне понимаете, будет или не будет проект работать.
Инженер электростанции может тренироваться осуществлять техобслуживание в виртуальном мире — чтобы точно знать, что делать и как устроено предприятие. Обычно электростанции построены в сельской местности, и человеку нужно туда ехать. А благодаря виртуальной реальности это не обязательно. Это сокращает время на поездку и затраты. Специалисты — обычно дефицитный ресурс, и они не всегда доступны.
Как обслуживают высокоскоростные поезда и можно ли предсказывать их поломки
— Фиксированное техническое обслуживание переходит к прогнозному. Это значит, что используя данные, которые мы получаем с сенсоров промышленных машин, мы понимаем, каковы состояние и сроки службы тех или иных устройств. Таким образом, их нужно ремонтировать не в соответствии с зафиксированным графиком — а по необходимости.
Например, можно посмотреть на транспорт. «Сапсан» — это наш флагманский продукт в России, сделанный вместе с РЖД. Во время управления поездами мы тоже получаем данные, а потом оцениваем их: это помогает нам немедленно реагировать, если что-то используется неэффективно.
Но «Сапсан» должен ездить по рельсам, а не стоять в депо. Есть только четыре часа ночью, когда можно осуществить какие-то работы: за это время вам нужно проверить весь поезд. Поэтому необходимо точно знать, если с ним что-то не так, и быть способным это исправить, чтобы уже следующим утром поезд снова направился из Петербурга в Москву или наоборот. Это определенный вызов.
Кроме того, мы занимались проектом в Испании, у которого была задача добиться 99,9-процентного уровня доступности высокоскоростных поездов между Барселоной и Мадридом. Потому что вначале связь между городами была очень ненадежна: поезда опаздывали, ломались, что, конечно, сильно разочаровало пассажиров.
Мы развили прогнозное техобслуживание: теперь, если что-то в поезде ломается, мы знаем об этом заранее. Он приезжает в депо, где уже есть необходимая запчасть и инженеры, которые проводят технические работы, так что поезд может быстро вернуться на рельсы, и мы не теряем время в ожидании нужных деталей или специалистов. Потому что ничто так не раздражает, как ситуация, когда узнаешь, что устройства сломаны, а починить их нечем и некому.
В автопроме или нефтегазовой индустрии подобная ситуация означала бы остановку производства. А это худшее, что может произойти [для компании].
Как роботы заменяют людей в промышленности
— В будущем мы увидим снижение количества так называемого неквалифицированного труда: большая часть производства будет автоматизирована, а работать на предприятиях будут в основном специалисты высокого уровня.
В 1970-е годы это уже происходило: некоторые профессии, связанные с ручной работой, просто исчезли. Например, на [заводах] Volkswagen: компания представила полностью автоматизированную сборку автомобилей, которой занимаются только роботы. В таком случае, конечно, люди больше не нужны. Сейчас активнее всего этот процесс происходит в массовом производстве — там действительно стремятся добиться полной автоматизации.
Во время развития промышленности специальности меняются, а некоторые просто исчезают. Но это не значит, что работы будет меньше. Сейчас, если посмотреть [резюме и вакансии на] HeadHunter, многие ищут работу в data science. Пару лет назад я даже не слышал об этом.
— Популярность инженерных направлений растет и если сравнить с прошлым годом, то число участников олимпиады «Я — профессионал» увеличилось в несколько раз. Количество поданных заявок превысило полмиллиона, а число финалистов — 25 тысяч. Значительное количество из них — студенты, обучающиеся на технических специальностях.
Олимпиада — это серьезный экзамен и серьезный выбор: в случае победы студенты смогут продолжить обучение в ведущих вузах страны и воспользоваться социальным лифтом — войти в контакт с промышленными предприятиями и определить свое профессиональное будущее. Способность показать себя, доказать себе и окружающим, что ты — самый талантливый и что ты сам можешь определить свой жизненный путь — главное, в этом суть этого замечательного проекта.
