Консалтинг в области цифровизации производств (Industry 4.0)

ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В БЕЛАРУСИ

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ НОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УКЛАДА: ЦИФРОВОЙ ЗАВОД
(ФАБРИКА Индустрии 4.0)
Характеристики фабрики будущего:
  • Создание цифровых платформ
  • Разработка системы цифровых моделей как новых проектируемых изделий, так и производственных процессов
  • Цифровизация всего жизненного цикла изделий (от концепт - идеи, проектирования, производства, эксплуатации, сервисного обслуживания и до утилизации)

Цифровая трансформация

— это изменение подхода к ведению бизнеса (бизнес-модели), за счет интеграции инновационных (подрывных) технологий во все аспекты бизнес-деятельности, требующее внесения коренных преобразований в технологии, культуру, операции и принципы создания новых продуктов и услуг с целью обеспечения коммерческого успеха в условиях новой цифровой экономики.

Инвестиции в цифровую трансформацию предприятия позволят снизить себестоимость разработки и производства выпускаемой продукции. Эти преимущества обеспечивают предприятию-производителю большую операционную эффективность и конкурентоспособность, чем налоговые льготы и развитая промышленная инфраструктура.

Сравнительная характеристика традиционного и передового производства

Традиционное производство
Передовое (умное) производство
  • Низкий уровень автоматизации
  • Низкая производительность труда
  • Контроль и управление затруднены
  • Низкая скорость передачи и обработки информации
  • Длинные производственные циклы
  • Медленная адаптация к изменениям
  • Невозможность изготовления сверхсложных изделий
  • Высокий уровень автоматизации
  • Высокая производительность труда
  • Доступ к актуальной информации в режиме реального времени для всех подразделений информации
  • Удешевление конечной продукции
  • Минимизация брака
  • Сокращение производственных циклов
  • Максимальная гибкость
  • Возможность массовой кастомизации
  • Возможность изготовления сверхсложных изделий

Эффекты создания Фабрик Индустрии 4.0

В сравнении с традиционными производственными цепочками современные объекты промышленной инфраструктуры, использующие решения Фабрик Индустрии 4.0, обладают следующими преимуществами, снимающими основные ограничения и барьеры развития производств:

  • сокращение затрат (до 50%) на производство;
  • сокращение времени производства (в среднем в 2-3 раза, в зависимости от типа, специализации производства);
  • существенно сокращение времени выпуска готовой продукции на рынок (time to market);
  • более простое прогнозирование и управление деятельностью предприятия;
  • сокращение количества дефектной продукции на производстве;
  • облегчение конструкций (до 50% и более);
  • повышение кастомизации производственного процесса.

Данные эффекты обусловлены следующими решениями Фабрик Индустрии 4.0:

  • цифровизация производственных процессов на уровне ~ 95%;
  • безлюдное интеллектуальное производство не менее 50% технологических операций;
  • переход к виртуальному управлению цепочками поставок (использование Big Data и предиктивной аналитики);
  • соединение больших программных пакетов в единую систему, обеспечивающую управление производством (CAD, CAE, CAO, CAM, PDM, PLM, HPC, …, MES, ERP, … );
  • внедрение технологий цифрового проектирования и моделирования, а также систем организации и управления предприятием в совокупности с промышленной сенсорикой и робототехникой;
  • использование новых материалов.

10 технологий Четвертой промышленной революции, которые могут повлиять на производственную эффективность

  • Цифровое проектирование, моделирование и интеграция
  • Суперкомпьютерный инжиниринг
  • Струйная трехмерная печать и аддитивное производство
  • Новые материалы
  • Робототехника и сенсорика
  • Нейросети и искусственный интеллект (AI)
  • Большие данные и углубленный анализ данных (Big Data)
  • Промышленный интернет вещей (IIoT)
  • Дополненная и виртуальная реальность (AR/VR)
  • Технология блокчейн

Составные части/слои Фабрики Индустрии 4.0


Новая модель развития предприятий, которую предполагает реализация концепции Индустри 4.0, основывается на использовании передовых производственных технологий (AdvancedManufacturingTechnologies), представляющих собой сложныйкомплекс мультидисцип-линарных знаний, наукоемких технологий и систем.
Принято считать, что передовые производственные технологии умного производства в первую очередь включают в себя:

  • цифровое проектирование, включая компьютерное моделирование (Computer-AidedDesign, CAD), компьютерный и суперкомпьютерный инжиниринг (Computer-AidedEngineering, CAE, и HighPerformanceComputing, HPC), технологии оптимизации (Computer-AidedOptimization, CAO), бионический (генеративный) дизайн (Bionic /Generative (Simulation&Optimization)-DrivenBionic / GenerativeDesign), цифровые двойники (DigitalTwin);
  • большие данные (BigData), генерацию «умных» больших данных (SmartBigData) на осно-ве цифровых двойников;
  • промышленные датчики и индустриальный интернет (IIoT);
  • новые материалы (в первую очередь композиционные материалы, метаматериалы, метал-лопорошки для аддитивного производства);
  • аддитивные и гибридные технологии;
  • гибкие производственные ячейки, робототехнические комплексы;
  • информационные системы управления производством и предприятием;
  • технологии виртуальной и дополненной реальности;
  • экспертные системы и искусственный интеллект.