Могут ли существовать автономные заводы?

Автономные предприятия – это бурное воображение писателей-фантастов или реальность из соседней промзоны?

Развитие автоматизированного и автономного производства – естественное становление технологической эволюции. 90% лидеров цифровизации промышленности рассматривают автономные заводы как ключевой элемент трансформации своих предприятий. Тем не менее движение в этом направлении происходит со скрипом.

Сегодня всё больше задач решают роботы, которые постепенно заменяют на опасных производствах человека, повышая при этом конкурентоспособность предприятия. Механизмы не болеют, а продолжительность их службы ограничена сроком жизни деталей. Компании стремятся увеличить работоспособность и эффективность операционной деятельности, внедряя новые цифровые технологии.

Особенно востребованными они стали в период пандемии. Некоторые компании ответили краткосрочными решениями, но куда труднее дается смена приоритетов на ближайшие годы.

Согласно исследованию LNS Research, около 50% лидеров трансформации промышленности уже формализовали свои инициативы по созданию автономных предприятий. Более 40% ускорились в этом направлении как раз в связи с пандемией COVID-19.

Разберемся в понятиях. Общая задача для обоих направлений –автоматизации и автономности – избавление человека от рутинной работы. Сергей Баранчиков, руководитель проектов и эксперт по внедрению систем управления производственными процессами ГК «Цифра», отмечает:

«Хотя при реализации этих процессов часто применяют схожие технические решения, ключевым отличием при автоматизации производства становится упрощение человеческого труда, сопряженное с определенными изменениями бизнес-процессов. При организации автономного цеха или завода предполагается полное исключение вмешательства человека в работу этого объекта – всё управление выполняется электроникой.

Так при автоматизации, например, для контроля температуры и давления пара в котельной оператору нет необходимости идти в цех и постоянно отслеживать показания аналоговых приборов, а затем вручную регулировать вентили. Вместо этого он может выполнять все те же операции несколькими кликами мышки, сидя в удобном кресле перед экраном в диспетчерской.

При автономии все перечисленные действия по факту выполняет искусственный интеллект, скорость которого существенно выше скорости человека. Это не значит, что можно полностью уйти от контроля, но его уровень существенно смещается в сторону реагирования на внештатные ситуации, а регулирование рядовых процессов осуществляется и координируется между собой при помощи искусственного интеллекта».

Исследование прошлого года, проведенное японской компанией Йокогава среди почти 400 организаций, показывает, что более половины опрошенных компаний уже масштабирует развертывание промышленной автономии на нескольких объектах, а 19% респондентов смогли обеспечить автономную работу по крайней мере на одном из объектов предприятия.

В марте 2022 Yokogawa Electric Corp. и JSR Corp. заявили о первом в мире успешном тесте автономного химического завода, функционировавшего в течение 35 дней. С помощью искусственного интеллекта им удалось контролировать операции, которые ранее требовали ручного управления. Этот пример продемонстрировал возможность безопасного применения ИИ на опасных предприятиях. Кроме того, в результате теста удалось стабилизировать качество, повысить доход и сэкономить энергию.

Комментируя этот кейс, эксперт «Цифры» подчеркнул: «Возможность и сложность реализации автономного производства сильно зависят от его типа и масштаба. Важно понимать, что организовать полностью автономный цех классической металлообработки будет намного сложнее, чем, например, подобный химический завод. Чем лучше стандартизирован и описан процесс, чем меньше его вариативность, тем проще разработать алгоритм, который будет им самостоятельно управлять. Тест Йокогавы – первая ласточка, которая может запустить цепочку аналогичных экспериментов по всему миру».

Для понимания вызовов, которые стоят перед специалистами в этой сфере, эксперты предлагают провести аналогию автономного завода с человеком:

Представим, что глаза – это датчики; руки – это задвижки, вентили, дозаторы, то есть автоматически управляемые средства; нервная система – это надежная информационно-технологическая инфраструктура, которая служит для передачи и обработки данных. Но самое главное – это мозг, который на непрерывной основе анализирует данные и принимает решения о регулировке процессов.

Именно создание искусственного мозга, который сможет скоординировать между собой все процессы на производстве и заставить их работать, как единый механизм, с учетом миллиардов комбинаций внешних и внутренних факторов, является основной трудностью.

Другая трудность – это сделать решение тиражируемым, чтобы «мозг», созданный для одного завода, мог быть перенастроен под аналогичное производство на другом.

Одними из главных причин отсутствия полностью автономных заводов сегодня, Сергей Баранчиков видит высокую стоимость итоговых решений, осторожное отношение производственников к новым технологиям, а также неготовность отказаться от человеческого труда.

Переход к автономным технологиям не означает полный отказ от человеческого ресурса на объекте. Необходимо обслуживать производственное оборудование, ИТ инфраструктуру, обеспечивающую автономную работу, программное обеспечение, которое непосредственно заставляет автономное производство жить, а также осуществлять контроль на случай непредвиденных ситуаций. Эта трансформация ведет к изменению и повышению требований к общей квалификации персонала и при массовом использовании к серьезным изменениям рынка труда в целом. В некоторых случаях может даже спровоцировать вымирание определенных видов ручного труда.

Согласно исследованиям, 77% работников будут вынуждены в ближайшее время приобрести новые навыки или полностью переквалифицироваться в связи с развитием роботизации. Главные изменения будут состоять в переходе от физического, ручного труда, сбора данных и базовых интеллектуальных задач к более высокотехнологичным, социальным и требующим когнитивного труда навыкам.

По оценкам Глобального института McKinsey, к 2030 году около 375 миллионов человек на планете, или 14% рабочей силы, могут потерять работу из-за того, что их функции станут выполнять программы и роботы. Потребуется разрабатывать новые подходы к управлению взаимодействия кадров с инновационными системами, либо оптимизировать уже существующие.

Переход к более гибкому формату труда может заставить работников переосмыслить свои роли. Так, например, ожидается, что через 5 лет менеджеры на заводе будут уделять менее 5% времени планированию распределения ресурсов, а траты времени на аналитику и разработку инноваций вырастут с 15% до 40%.

Для решения данных задач, Баранчиков считает, что потребуется активное участие региональных и федеральных органов власти для перестройки сознания населения в промышленных регионах, изменения квалификации работников, обучения и привлечения к новым видам деятельности.

Эксперт «Цифры» оценивает возможность проведения экспериментов в данной области в России в течение ближайших 10-ти лет, с выходом на первые удачные кейсы с автономными заводами в течение последующих еще 10-ти.