Industry 4.0 – възможности и предизвикателства на индустриалния Интернет

АвтоматизацияСп. Инженеринг ревю - брой 2/2016 • 31.03.2016

Industry 4.0 – възможности и предизвикателства на индустриалния Интернет
Industry 4.0 – възможности и предизвикателства на индустриалния Интернет
Industry 4.0 – възможности и предизвикателства на индустриалния Интернет
Industry 4.0 – възможности и предизвикателства на индустриалния Интернет

Четвъртата индустриална революция, която се характеризира с повсеместна дигитализация и взаимосвързани продукти, вериги на стойността и бизнес модели – вече навлезе и в индустриалния сектор. Първият значителен двигател на напредъка на промишлените Интернет решения се крие във възможността хоризонтални и вертикални вериги на стойността да се обединят и да се управляват по-добре. Докато днес едва една пета от индустриалните компании са дигитализирали своите ключови процеси по веригата на стойността (value chain), след пет години 85% от фирмите ще са приложили Industry 4.0 решения във всички важни бизнес подразделения.

Цифровизацията и взаимното свързване на продукти и услуги (IoT и услуги) е вторият важен двигател. Тя ще допринесе в голяма степен за гарантиране на конкурентоспособността и обещава допълнителни приходи средно от 2% до 3% годишно. За европейския сектор на промишлеността това означава допълнителни приходи в размер на 110 милиарда евро годишно.

Третият основен двигател са нововъзникващите, често пъти “подривни” дигитални бизнес модели, които предлагат значителна допълнителна стойност за клиентите чрез индивидуални решения. Тези нови бизнес модели се характеризират със значително нарастване на хоризонталното взаимодействие между веригите на стойността, както и интегрираното използване и анализ на данни. Поради това те могат да изпълняват по-добре изискванията на клиентите.

Различните възможности, голямата степен на промяна и повишената нужда от инвестиции превръщат индустриалния Интернет в една от най-важните теми за ръководствата на корпорациите. Но многобройните предизвикателства, които се появяват в резултат на този преход, също не са за подценяване. Ако не се смятат все още донякъде неясните бизнес казуси относно промишления Интернет на фирмено равнище, индустриалните стандарти трябва да бъдат дефинирани и съгласувани, а много въпроси трябва да получат отговор - например в областта на защитата на данните.

Представители на редица компании смятат, че необходимата квалификация на работниците и служителите във все по-дигитализиращите се производствени фирми все още е огромна пречка. Ръководителите, които определят политиките, и индустриалните асоциации могат да окажат значителна помощ по тези въпроси. Четвъртата индустриална революция е започнала и предлага атрактивни възможности за промишлените предприятия. Въпреки това, промишленият Интернет сам по себе си не е самоцел. Той е тясно свързан с ясни икономически цели и притежава потенциал за по-ясна диференциация в глобалната конкуренция.

Визия и мисия едновременно
Същността на визията за Industry 4.0 - Интернет на нещата (IoT), е повсеместната връзка между хора, предмети и машини. Тази връзка има за цел да произведе разнообразие от нови стоки и услуги. Продуктите, транспортните средства или инструментите ще могат да “преговарят” в рамките на един виртуален пазар за това кой елемент на производството би изпълнил най-добре следващата стъпка на производствения процес. Това би създало безпроблемна връзка между виртуалния свят и физическите обекти от реалния свят.

Индустриалният Интернет, известен също като Industry 4.0, не само предвижда цифровизация на хоризонталните и вертикалните вериги на стойността, но също така ще революционизира фирмените портфолиа от продукти и услуги и ще доведе до прилагане на нови, често пъти подривни дигитални бизнес модели. Индустриалният Интернет насърчава едновременно трансформацията на всички важни бизнес процеси и пренареждането на портфолиата от продукти и услуги. Потенциалните приложения по този начин излизат далеч извън оптимизацията на производствените технологии.

Прилагането му изисква значителни инвестиции. Затова този въпрос става ключов и е на първо място в дневния ред за изпълнителните директори и мениджърите на водещи индустриални фирми.

Водещите индустриални компании дигитализират и свързват функции по вертикалната верига на стойността - от дигитализираните поръчки, през персонализираната разработка на продукти и автоматизираното прехвърляне на данни за продуктите до свързаните системи за планиране и производство, до интегрирано обслужване на клиентите. Нещо повече, хоризонталната интеграция на номенклатурата и данните за планиране се извършва съвместно с доставчици, клиенти и други партньори по веригата на стойността.

По-високата степен на интеграция и технологичните възможности, предлагани от индустриалния Интернет, ще създадат нови, дигитални бизнес модели. Интегрираните решения и услуги с добавена стойност се характеризират със значително по-високи ползи за клиентите и ще революционизират съществуващите портфолиа от продукти и взаимоотношенията с клиентите. Те често са резултат от подривни иновативни процеси.

Интегрираните решения предлагат на новите компании възможност да навлязат на съществуващите пазари и да установят взаимоотношения с клиентите, тъй като един от ефектите на дигитализацията е намаляването на традиционните бариери за навлизане на пазара. В основата на индустриалния Интернет е повишената достъпност и интегрираното използване на съответните данни чрез свързване на всички стоки, ресурси и фирми, участващи във веригата на стойността.

Той включва възможност за генериране на допълнителна стойност на базата на наличните данни, което в крайна сметка може да увеличи максимално ползите за клиентите. Това изисква фундаментална трансформация на процесите, на портфолиото от продукти и услуги, както и на съществуващите бизнес модели. В обобщение, това е цялостен процес на промяна, която може да се управлява успешно само от висшето ръководство.

Визия до 2020 година
Едно изследване, проведено от изследователската компания Strategy&, показва, че през идните пет години 235 от анкетираните индустриални компании ще инвестират средно 3,3% от своите годишни приходи в индустриални Интернет решения. Това се равнява на около 50% от планираните нови инвестиции на капитал и годишна сума от над 140 милиарда евро с оглед на европейския индустриален пейзаж.

Индустриалните Интернет решения дават възможност за повишаване на ефективността и намаляване на разходите по цялата верига на стойността. Ето защо участниците в изследването дават еднакво висок приоритет на инвестициите в цялата верига на доставки, на дигитализацията при разработване и инженеринг на продукти и на автоматизацията на производството.

Само инвестициите в дигитализацията на продажбите получават малко по-ниска оценка. Инвестициите обхващат целия спектър, от връзките между работните материали, машините и логистичните системи под формата на кибер физически системи (CPS), до решенията за сензорни технологии за обмен на данни, контролирани в реално време по веригата на стойността.

Компаниите от информационната и комуникационна индустрия съсредоточават своите инвестиции предимно към продукти и услуги за гъвкаво планиране и контрол на производството в реално време. Този сектор отдава голямо значение на оптимизирането на логистичните системи. Компаниите в машиностроителната промишленост, междувременно, концентрират инвестициите си в автоматизация на производството, записа на данни в реално време по веригата на доставки, както и в разширяването на системите за изпълнение на производството (MES). Инвестициите в индустриални Интернет приложения, планирани в преработвателната промишленост, все още изостават спрямо тези в другите сектори на индустрията.

По-висока ефективност на производството и на ресурсите
Четвъртата индустриална революция играе важна роля за осъществяването на дългосрочна ефективност на производството. От индустриалния сектор се изисква да произвежда все по-големи количества, използвайки все по-малко суровини и консумирайки по-малко енергия. Industry 4.0 ще помогне на компаниите да създадат ефективни производствени процеси с повишена продукция и все по-голяма енергийна и ресурсна ефективност.

Много подобрения са резултат на дигитализацията на процесите и веригите на стойността. Например:
• насочване на усилията към най-важните области на конкретната верига на стойността;
• намаляване презапасяването в процесите;
• свеждане до минимум на загубите на качество; 
• по-гъвкави и последователни процеси.

По-конкретно, по-голямата прозрачност подобрява експлоатацията на машини и системи (например, чрез оптимизиране на размерите на партидата за доставка). Дигитализацията и по-голямата свързаност в организацията на процесите могат да позволят рационализиране областите на работа, което може да е от полза за продуктивността.

Интелигентният анализ и интегрираното използване на данни с цел контрол на производството също така намаляват количеството на брака.
По-доброто планиране и контрол са тясно свързани с интеграцията на хоризонталните вериги на стойност в различни компании. Те са важни изисквания при планиране на увеличение на ефективността. От друга страна, увеличената вертикална интеграция позволява по-голяма гъвкавост на производството и намаляване на времето на достигане на стоката до пазара.

Индустриалният Интернет също предлага възможност да се отговори на изискванията на клиентите по отношение на проследяването на данни за материали, продукти и процеси. Много компании, например в автомобилната или електронната промишленост, издигат контрола на качеството на още по-високо ниво по веригата на стойността.

Те очакват пълна информация от доставчиците си, за да се следи за целия жизнен цикъл на продукта. Само след като се вземат предвид всички данни, подлежащи на проследяване (а не само някои от тях), след увеличаване употребата на сензори и изпълнителни механизми в производството, и след събиране на всички данни, могат да бъдат изпълнени непрекъснато повишаващите се изисквания, без това да е за сметка на рентабилността.

Анализ и използване на данни
Анализът и използването на данни играят важна роля в промишления Интернет. Бързо нарастващият брой сензори, вградени системи и свързани устройства (IoT), както и увеличаващата се хоризонтална и вертикална мрежова свързаност на вериги на стойността водят до огромен, непрекъснат поток от данни. Макар че тези гигантски количества данни се събират по протежение на цялата верига на стойността, те често пъти не се използват по структуриран и целесъобразен начин.

Интегрираният анализ на данните дава възможност, наред с другите му предимства, процесите да се разглеждат по интегриран начин и да се оптимизират въз основа на направените констатации. Един доставчик от автомобилната промишленост дава пример за използване на съвременни процедури за анализ на данни от производството. С цел увеличаване на качеството и надеждността на доставените продукти е внедрено решение за големи потоци данни, което свързва и обработва огромни количества различни сензорни данни въз основа на комплексен анализ (800 милиона записа, или 50 терабайта данни годишно, при цялостна конфигурация).

По този начин дефектните части могат да бъдат идентифицирани и бракувани в началото на производствения процес. Нещо повече, по-голямата прозрачност подобрява базата за вземане на решения и понижава презапасяването в рамките на цялата верига на доставки. Това води до значително повишаване на ефективността, а от там и до безспорни конкурентни предимства.

В допълнение, анализът и използването на данни са решаващи изисквания за разработването на нови, дигитални бизнес модели, за оптимизиране на взаимодействието с клиентите и за увеличаване на рентабилността на компанията.

Дигитализация на портфолиото от продукти и услуги
Industry 4.0 далеч надхвърля цифровизацията на процеси и вериги на стойността - тази промяна води и до по-високо ниво на дигитализация в портфолиото от продукти и услуги. Един механично перфектен продукт вече няма да е достатъчен, за да се конкурира успешно на световния пазар. Диференциацията на продукти преминава все повече към софтуера, както и към по-висши сензорни технологии, свързаност и генериране на данни.

Продукти, които днес са предимно механични, ще бъдат обогатени с цифрови решения и свързаност. Този процес ще създаде по-големи ползи за клиентите. Освен че в самите продукти директно ще бъде включен цифров “интелект”, ползите могат да бъдат значително увеличени с услуги, базирани на Интернет и свързани с продукта. Например, индустриалният Интернет създава основа за производството на потребителски продукти на конкурентна цена.

Примери за дигитални продукти могат да бъдат намерени във всички отрасли на промишлеността. В автомобилната индустрия, например, обичайните спирачни системи са превърнати в модерни антиблокиращи системи с помощта на електронни блокове за управление. В производството и инженеринга, използването и свързването на подходящи сензори позволяват оптимална, превантивна поддръжка на машини и системи, и осигуряват много по-ефективно оперативно управление.

Дигитализацията на продуктите е феномен, общ за всички отрасли на промишлеността. В сектори като информационната и комуникационна индустрия процентът на дигитализирани продукти, разбира се, е вече висок. В преработващата промишленост делът на фирмите с висока степен на цифровизация в момента е само между 22% и 27%, в зависимост от сектора на промишлеността. Общата тенденция е, обаче, една и съща за всички сектори: делът на дигитални продукти трябва и ще се увеличи значително през следващите години.

Нови, често пъти “подривни” бизнес модели
В хода на разпространението на промишления Интернет, съществуващите бизнес модели ще се променят постоянно. По-специално ще бъдат създадени нови цифрови бизнес модели. Същината на тази тенденция е в увеличаването на ползите за клиентите поради все по-нарастващия набор от решения с добавена стойност (вместо продукти).

Тя обхваща и разширяването на елементите на цифровите услуги и повишената свързаност между продуктите, производственото оборудване, и клиентите и партньорите. Ето защо главната особеност на промяната по посока на дигитализация се състои в бързото ускорение на тази промяна. Т. нар. подривни иновации ще накарат браншове като информационната и комуникационната индустрия да се променят постоянно в рамките на кратък период от време.

Установени бизнес модели ще станат в по-голяма степен базирани на данни, ефективни и ориентирани към клиентите, поради повишената свързаност и използването на възможностите за анализ на данни във всички процеси. Ефективното и интегрираното използване на данни и нарастващата цифровизация на продукти и вериги на стойността са във фокуса на новите бизнес модели. През последните години, някои компании дори разработиха бизнес модели, в които добавената стойност се основава главно на употребата на данни.

Както в случая на Google, тези данни се добиват чрез осигуряване на често пъти безплатни дигитални продукти. Въпреки това, новите бизнес модели са насочени предимно към използването на цифровизация, за да се развалят установените вериги на стойност и по този начин да се открият нови източници на приходи, които не са могли да бъдат отворени с предишния бизнес модел. В резултат, новите бизнес модели водят до напълно нови ползи за клиентите.

От всички изследвани сектори на индустрията, информационната и комуникационната е най-напреднала по отношение на развитието на тези нови бизнес модели. Базираните на Интернет бизнес модели и моделите “като услуга” вече са се установили и като стандарт по отношение на използването на ИТ инфраструктури и ИТ приложения. По същия начин класически индустрии, като тези за производство и инженеринг, ще предлагат повече модели, ориентирани към решения, вместо обикновена продажба на физически продукти. Машините и системите ще бъдат таксувани гъвкаво на базата на консумация. На свой ред данните, получени от експлоатацията на системите, ще се използват за създаване на нова добавена стойност.

От друга страна, възможността за стартиране на нови, дигитални бизнес модели на пазара с помощта на подривни иновации вече е довела до съществени материални промени за цели отрасли на промишлеността. В телекомуникационната индустрия, например, доставчиците на цифрови услуги са започнали съществени промени в процесите и преразпределенията с добавена стойност, за сметка на утвърдените доставчици.

Подобни промени чрез подривни дигитални бизнес модели трябва да се очакват и в други сектори като, примерно, автомобилната индустрия. Например, една концепция, наскоро патентована от Google, предвижда да се предлагат коли без шофьори в градовете. Тези коли са предназначени за транспортиране на клиента от едно място на друго без водач.

В този случай за Google добавената стойност се създава в резултат на даване на възможност на рекламодателите да довеждат клиентите в своите магазини безплатно, и същевременно да решат един класически проблем за търговията на дребно. Подобен бизнес модел със сигурност би имал подривен ефект върху голям брой доставчици на мобилност.

Новият брой 2/2018

брой 2-2018

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top