Аренда производственных, офисных и складских помещений
Аренда производственных, офисных и складских помещений

Цифровая экономика. Новые производственные технологии

Сквозные цифровые технологии – это будущее экономики. Невозможно представить жизнь современного человека без интернета, также, как и невозможно представить сегодня бизнес без удаленного общения с заказчиком, без представительства в социальных сетях, без уже имеющегося уровня оцифровки данных. Но это очень малая часть того уровня, который ждет Россию в ближайшем будущем.

К 2021 году пять городов-миллионников в России покроют высокоскоростной сетью 5G. Это значит, что доступный, сверхскоростной мобильный интернет буквально через несколько лет будет доступен абсолютно везде. Не будет больше необходимости «тянуть» провода и выдумывать схемы для минимизации расходов на эту статью. А к 2024 году в России планируется полностью перейти на цифровую экономику, сделав прорыв сразу в нескольких сферах. В рамках данного федерального проекта было составлено 7 дорожных карт и назначены ответственные предприятия, отвечающие за развитие и реализацию.

Изменения в цифровой среде влияют на рабочие места, они трансформируют отрасли экономики. Бессмысленно их подавлять и игнорировать, задача государства — принимать и совершенствовать эти процессы. «Сквозные» технологии стали основой национального проекта «Цифровая экономика».

Современные технологии продолжают соединять физический и виртуальный миры. Цифровая экономика подтверждает, что новые методы позволят компаниям и людям выполнять задачи качественнее и быстрее, чем раньше.

Безусловно, чтобы эта госпрограмма была реализована, в первую очередь необходимо внедрить разработанные технологии в бизнес-процессы. Для этого лидеры в своих отраслях будут кооперироваться по технологическим сегментам и поэтапно вводить новые цифровые технологии. Те предприятия, которые откажутся или не смогут влиться в этот процесс, к сожалению, будут «выпадать» из гонки за существование. Такая синергия позволит ускорить внедрение цифровых технологий в экономику страны.

Новые производственные технологии

Проект дорожной карты по развитию новых производственных технологий (НПТ), был подготовлен Санкт-Петербургским политехническим университетом им. Петра Великого (СПбПУ) в рамках реализации мероприятий федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика».

Новые производственные технологии — это «совокупность новых, с высоким потенциалом, демонстрирующих де-факто стремительное развитие, но имеющих пока по сравнению с традиционными технологиями относительно небольшое распространение, новых подходов, материалов, методов и процессов, которые используются для проектирования и производства глобально конкурентоспособных и востребованных на мировом рынке продуктов или изделий (машин, конструкций, агрегатов, приборов, установок и т.д.)».

Разработка и введение планируемых технологий и субтехнологий является необходимым шагом для присутствия российских компаний на общемировом рынке производства. Сегодня высокотехнологические процессы – это норма, любая разработка должна «попадать» в производство быстро, чтобы стать конкурентоспособной. Поэтому жизненно необходимо сокращать сроки вывода новой продукции на рынок, а также повышать наукоемкость производственных процессов, эффективно снижать издержки на всех этапы производства, но при этом сохранять высокие потребительские характеристики.

Технология цифровых двойников

В индустриальных и научных источниках определения «цифрового двойника» отличаются. Согласно некоторым из них, цифровой двойник является интегрированной моделью уже построенного продукта, которая призвана содержать информацию обо всех дефектах изделия и регулярно обновляться в процессе физического использования. Другим распространённым определением является цифровая модель, полученная на основании информации с датчиков, установленных на физическом объекте, которая позволяет симулировать поведение объекта в реальном мире. Ни одно из этих определений, впрочем, не придаёт достаточного внимания процессам, как важному аспекту цифрового двойника.

Фундаментально цифровой двойник может быть определён как постоянно меняющийся цифровой профиль, содержащий исторические и наиболее актуальные данные о физическом объекте или процессе, что позволяет оптимизировать эффективность бизнеса. Он основан на огромном объёме накопленных данных, полученных в ходе измерений целого ряда показателей объекта в реальном мире. Анализ накопленных данных позволяет получать точную информацию о производительности системы, а также приводить к выводам о необходимости во внесении изменений как в производимый продукт, так и в сам процесс производства.

Это значит, что перед тем, как запустить производство, например, бака с вентилем и насосом, сначала этот объект будет создан и проверен в цифровой, то есть виртуальной версии. И только после виртуальных тестов, при условии, что он их пройдет, бак обретет физическое воплощение. Это позволит сократить расходы на «пробные» версии, а также расходы на проверку работоспособности по подсчетам специалистов в 10 раз. И безусловно, это значительно сократит время между разработкой и непосредственным производством. Сейчас, перед поступлением на рынок, любой продукт «уничтожают» в нескольких вариантах тестирования для проверки пределов прочности и поведения во внештатных ситуациях. После внедрения технологии цифровых двойников все это будет происходить в виртуальной реальности.

Именно цифровым двойникам отводится роль прорывных технологий, которые позволят российским компаниям выходить в лидеры областей на глобальных рынках.

Digital Brainware

Без чего невозможна технология цифрового двойника? Безусловно, без оцифровки всех физических, натурных и других — дорогостоящих и зачастую уникальных — экспериментов. Для реализации этой оцифровки был разработан комплекс мероприятий «Формирование национального Digital Brainware».

Она использует смежные сквозные цифровые технологии искусственного интеллекта, больших данных, распределенных реестров, а также обеспечивает управление интеллектуальной собственностью, экспертное сопровождение и прохождение с первого раза физических и натурных испытаний.

Фактически, речь идет о разработке и валидации математических моделей высокого уровня адекватности материалов (MultiScale и MultiStage-подходы), машин, конструкций, приборов, установок, сооружений, физико-механических и химических процессов, технологических и производственных процессов (Multidisciplinary-подход). Для реалистичности получаемых данных необходимо оцифровать порядка 150 тысяч целевых показателей и ресурсных ограничений.

Именно такая полноценная оцифровка всех возможных процессов позволит отойти от существующей парадигмы производства «разработка - создание образца - доводка продуктов/изделий до требуемых характеристик на основе многочисленных дорогостоящих испытаний и итерационного перепроектирования» к новой, современной «разработка – создание цифрового двойника - виртуальные испытания – массовое производство».

Одной из самых сложных задач станет обеспечение функциональной совместимости разрабатываемых в рамках технологии цифровых двойников решений с уже реализованными зарубежными. Много отечественных предприятий работают на импортном программном обеспечении и технологиях (Siemens, Dassailt Systemes, ANSYS, SAP). Кроме того, разработка таких серьезных проектов обязана быть ориентированной на экспорт в том числе. Поэтому учет уже существующих технологий и интеграции с ними российских разработок является логичным вектором развития цифровой экономики.

2 июня 2020 г.