Промышленные технологии

Введение

Понятие Четвертой индустриальной революции (Индустрия 4.0)

Четвертая индустриальная революция (Индустрия 4.0) — переход на полностью автоматизированное цифровое производство, управляемое интеллектуальными системами в режиме реального времени в постоянном взаимодействии с внешней средой, выходящее за границы одного предприятия, с перспективой объединения в глобальную промышленную сеть Вещей и услуг.

В узком смысле Индустрия 4.0 (Industrie 4.0) – это название одного из 10 проектов государственной Hi-Tech стратегии Германии до 2020 года, описывающего концепцию умного производства (Smart Manufacturing) на базе глобальной промышленной сети интернета вещей и услуг (Internet of Things and Services).

В широком смысле, Индустрия 4.0 характеризует текущий тренд развития автоматизации и обмена данными, который включает в себя киберфизические системы, Интернет Вещей и облачные вычисления. Представляет собой новый уровень организации производства и управления цепочкой создания стоимости на протяжении всего жизненного цикла выпускаемой продукции.

Смена технологических укладов с последующим резким скачком производительности и ростом экономики (промышленные / индустриальные революции)

• Первая промышленная революция (конец XVIII – начало XIX вв.) обусловлена переходом от аграрной экономики к промышленному производству за счет изобретения паровой энергии, механических устройств, развития металлургии.
• Вторая промышленная революция (вторая половина XIX в. – начало XX в.) – изобретение электрической энергии, последовавшее поточное производство и разделение труда.
• Третья промышленная революция (с 1970 г.) — применение в производстве электронных и информационных систем, обеспечивших интенсивную автоматизацию и роботизацию производственных процессов.
• Четвертая промышленная революция (термин введен в 2011 г., в рамках немецкой инициативы — Индустрии 4.0).

Несмотря на активное внедрение различных видов инфокоммуникационных технологий (ИКТ), электроники и промышленной робототехники в производственные процессы, автоматизация промышленности, начавшаяся в конце XX века, носила преимущественно локальный характер, когда каждое предприятие или подразделения внутри одного предприятия использовали собственную (проприетарную) систему управления (или их сочетание), которые были несовместимы с другими системами.

Развитие интернета, инфокоммуникационных технологий (ИКТ), устойчивых каналов связи, облачных технологий и цифровых платформ, а также информационный «взрыв» вырвавшихся из разных каналов данных, обеспечили появление открытых информационных систем и глобальных промышленных сетей, выходящих за границы отдельного предприятия и взаимодействующих между собой. Такие системы и сети оказывают преобразующее воздействие на все сектора современной экономики и бизнеса за пределами самого сектора ИКТ, и переводят промышленную автоматизацию на новую четвертую ступень индустриализации.

Компоненты «Индустрии 4.0»

• Элементы Интернета вещей
• Искусственный интеллект, машинное обучение и робототехника
• Облачные вычисления
• Big Data
• Аддитивное производство
• Кибербезопасность
• Интеграционная система
• Моделирование
• Дополненная реальность

Многие из этих элементов уже давно и успешно применяются на практике, но именно объединение их в одну целостную систему позволит развить концепцию «Индустрии 4.0» и обеспечить новый уровень эффективности производства и дополнительный доход за счет использования цифровых технологий, формирования сетевого взаимодействия поставщиков и партнеров, а также реализации инновационных бизнес-моделей.

Производство как объект автоматизации

В автоматизации объектом исследования является производственный процесс, как совокупность трудовых и технологических действий. В результате этого действия заготовки становятся готовой продукцией. Основными составляющими производственного процесса является подготовка технических средств, приобретение и хранение материалов, операции изготовления продукта, транспортные операции, контроль параметров, упаковка готовой продукции и другие действия.

Части производственного процесса, являющиеся следствием целенаправленных действий по получению из сырья конечного продукта с требуемыми свойствами, называются технологическими процесса. Технологический процесс (ТП) — основная часть производственного процесса, непосредственно связанная с последовательным изменением состояния объекта производства. Основными целями автоматизации технологических процессов являются:

• повышение эффективности производственного процесса;
• повышение безопасности;
• повышение экологичности;
• повышение экономичности.

История развития науки в 20-м веке

После окончания
Второй мировой войны, после того, как отгремели пушки великой войны, человечество
стало работать над восстановлением порушенного мира. Создавались новые предприятия
и научные школы. Научно-техническая революция (НТР) не была бы возможной без
тех базовых знаний, накопленных человечеством за предшествующий период своего
развития. НТР и последующий за ней научно-технический прогресс (НТП) был напрямую
связан с появлением «общества потребления», а начиная с 1970-х гг. и «информационного
общества». Наука окончательно встала на службу человеческому обществу.

Яркими примерами
НТП можно считать успехи в освоении космоса – запуск первого в мире спутника
(СССР, 1957 год), полёт первого человека в космос (СССР, 1961 год), выход человека
в открытый космос (СССР, 1965 год), полёт человека на Луну (США, 1969 год) и
т.д. Промышленность создавала космические корабли, луноходы, отправляла спутники
к Венере, Марсу, другим планетам Солнечной системы (Рис. 1).

В
1960-1990-е гг. особым успехом отличались опыты в физике, химии, инженерии и
проч. С 1970-х гг. ускоренным темпом развивалась электроника и компьютеризация.
Смысл состоял в том, что все достижения науки так или иначе перерабатывались и
служили человеку. Химия поставляла человеку новые ткани, лакокрасочные материалы
и проч., физика и инженерия – телевизоры, приёмники и т.д.

Начиная с
1980-х гг., НТП стал протекать в новой форме. Та «революционная база»
1950-1970х гг., которая была поистине прорывом, стала использоваться для усовершенствования
и развития нового. Так, от примитивных огромных мобильных телефонов к началу нового
тысячелетия мир пришёл к почти невидимым устройствам (Рис. 2). От мощных, занимающих
целые этажи компьютеров – к переносным гаджетам.

Основной
упор на современном этапе научно-технического прогресса делается на т.н. нанотехнологии,
новые источники энергии, на всеобщую автоматизацию и проч.

Мир вступил
в эпоху постиндустриального общества. Это общество характеризуется первостепенностью
высоких технологий, информатизацией и компьютеризацией всех сфер жизни общества.
Высокие технологии должны ещё больше облегчить повседневный быт и труд человека.
Интернет стал неотъемлемой частью человеческого общества. Появился новый способ
общения. Жизнь человека практически перестала составлять какую-либо тайну от
окружающих. Информационное общество – это общество XXI века и последующих за
ним веков

Наступившее
в настоящее время постиндустриальное общество характеризуется не только всеобщей
информатизацией, но и тем, что главным своим ресурсом признает чело-века, вернее,
его интеллектуальные способности. Именно учёные, а не военные стали более цениться
на современном этапе человеческого развития.

С другой стороны,
нельзя не отметить и минусы НТП. Наука не только стала обслуживать человека, но
и стала служить военным. Именно в ХХ веке мир «познакомился» с такими новыми видами
вооружения, как атомная, водородная и нейтронная бомба. Появилось ядерное оружие.
С развитием техники появились новые виды «устройств для убийства».

Таким образом,
НТП помогает людям (хотя многие считают, что такая помощь приведёт к окончательной
замене человека машиной), и в то же время может и погубить его.

Ключевые пункты науки и техники XX века

Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна

На сегодняшний день университет является самым крупным в России высшим учебным заведением художественно-технологического профиля.

Университетский комплекс включает в себя:

• 2 высшие школы (школа технологии и энергетики, школа печати и медиатехнологий);
• 18 институтов (институт текстиля и моды, прикладной химии и экологии, графического дизайна, информационных технологий, экономики и социальных технологий, дизайна костюма, прикладного искусства и другие);
• 21 образовательный центр;
• 2 колледжа (колледж инженерной школы одежды и колледж технологии, моделирования и управления);
• 8 малых факультетов;
• 5 научно-исследовательских институтов.

СПбГУ ПТД реализует более 200 государственных образовательных программ, по которым обучаются около 16 тысяч студентов.

Характеристика типов производства

Тип выпуска продукции влияет на организацию производства, его управление и финансово – экономические показатели, то и в целом эффективность предприятияв целом.

Рост технического оснащения и объемов производства готовых изделий в момент перехода от единичного производства к серийному, и массовому снижает потребность в использовании живого труда. Соответственно снижается стоимость готовых изделий. Кстати, в качестве примера можно привести заводы Ford. На них в начале ХХ века первые автомобили производили на стапелях. При внедрении конвейерного производства резко вырос объем готовых изделий, и упала их цена для потребителей.

Всеволожский завод Ford Sollers

На основании вышесказанного можно провести некоторые обобщения. К возможностям штучного производства можно отнести то, что номенклатура выпускаемых изделий практически неограниченна, большая часть изделий носит сугубо индивидуальный характер. Для производства штучной продукции применяют универсальное оборудование, например, станки токарно-фрезерной группы. При разработке рабочей документации, в частности, технологической документации, проектировщики занимаются созданием укрупненного технологического процесса, не какой-то одной детали, а на узел или изделие в целом. Для производства штучных изделий привлекают высококвалифицированный инженерный и рабочий персонал. Все перечисленные факторы приводят к тому, себестоимость штучных изделий непомерна высока.

Для организации серийного производства изделий привлекают универсальное или специализированное оборудование. Выпуск изделий происходит с определенной периодичностью. Для выполнения работ нет необходимости в привлечении высококлассных специалистов.

Во время организации массового производства используют специализированное оборудование. Для работы на нем достаточно использовать инженерный и рабочий персонал с низкой квалификацией.

Оборудование для массового производства

На самом деле, на предприятии может работать несколько типов производства. Но это может быть объяснено тем, что на предприятии не слишком высокая специализация. Например, в свое время автомобильный завод им. Лихачева (ЗИЛ), серийно выпускал грузовики, предназначенные для эксплуатации военными, в сельском хозяйстве, строительстве, и множестве других отраслей. Вместе с тем, на этом предприятии было организовано штучное изготовление автомобилей для перевозки первых лиц государства.

ТИП ОБЩЕСТВА ОСНОВА ПРОИЗВОДСТВА

1… Земля и ручной труд

2 …….. Промышленное производство

3 …… Знания, информация

11. В своде обычного права средневековои Франции указывалось: «Следует знать, что людям нашего века известны три состояния. Первое – это знатное. Второе – состояние свободных по происхождению людей, рождённых свободной матерью. Третье – крепостное состояние людей. Между правами дворян и других людей существует большая разница».

Какая сфера общественной жизни нашла свое отражение в этих правовых установлениях? Какой исторический тип стратификации зафиксирован этими нормами? Используя обществоведческие знания, укажите любые три критерия стратификации современного общества.

Текст

Современная информационная революция приводит к формированию в постиндустриальных обществах нового класса, который мы назвали «классом интеллектуалов»

Западные социологи обратили на это внимание ещё в конце 50-х годов; причём весьма характерно, что за этим процессом не просматривалось в то время никаких негативных последствий. Поскольку, согласно расхожему мнению, «информация представляет собой наиболее демократичный источник власти», большинство исследователей приходило к выводу, что становление некапиталистического по своей природе доминирующего класса ведёт к преодолению классового характера общества, делает его в перспективе бесклассовым

Однако реальные социально-экономические процессы всё очевиднее противоречат подобным предположениям. С каждым новым этапом технологической революции «класс интеллектуалов» обретает всё большую власть и перераспределяет в свою пользу всё большую часть общественного богатства. В формирующейся новой хозяйственной системе процесс самовозрастания стоимости информационных благ оказывается в значительной мере оторванным от материального производства. В результате «класс интеллектуалов» оказывается зависимым от всех других слоев общества в гораздо меньшей степени, чем господствующие классы феодального или буржуазного обществ были зависимы от деятельности эксплуатировавшихся ими крестьян или пролетариев. Это создаёт предпосылки для появления на. Исторической сцене ещё одного класса, объединяющего в своих рядах тех, кто не способен активно участвовать в высокотехнологичном производстве. Принадлежащая ему доля в общественном богатстве устойчиво сокращается, не оставляя возможностей для повышения квалификации и пополнения «класса интеллектуалов»

Эта социальная группа, до поры до времени ассоциировавшаяся с низшими слоями пролетариата, к началу 90-х годов обрела выраженную классовую определённость, и не принимать её во внимание при анализе проблем современного общества невозможно

(В.Л. Иноземцев)

С1 Формирование, какого нового класса постиндустриального общества отмечает автор? Какую причину появления этого класса он называет? Что, по мнению большинства социологов, должно было стать следствием появления нового класса?

С2 Разделяет ли автор точку зрения западных социологов конца 50-х гг. в оценке последствий появления нового класса? Укажите три аргументу, которые он приводит в обоснование своей позиции.

С3 Какой ещё один новый класс характеризует автор? С опорой на обществоведческие знания назовите любые две социальные группы, которые могут войти в данный класс. Кратко поясните свой выбор

С4 С опорой на текст и обществоведческие знания сформулируйте три суждения о роли информации в современном мире.

2020: Как современные HMI/SCADA решения могут ускорить переход к Индустрии 4.0

Большая часть данных, используемых промышленными решениями IoT, поступает из программного обеспечения автоматизации HMI / SCADA. Как ускорить трансформацию производства с учетом этого?
Технологии автоматизации, такие как программное обеспечение HMI / SCADA, существуют уже много лет. Они послужили толчком к тому, что многие называют «третьей промышленной революцией».
В 2020 году, когда достигнут следующий этап, известный как «Индустрия 4.0», многие компании переосмысливают свое будущее и пытаются понять, как они могут реализовать преимущества, приносимые цифровой трансформацией. Подробнее .

Современные бизнес-технологии в современном мире

Бизнес-технологии являются совокупностью определенных методов, специально разработанных приемов, которые включают в себя использование инноваций, технологических решений, способствующих дальнейшему развитию определенного проекта. Использование современных бизнес-технологий в мире позволяет существенно расширить возможности коммерческих проектов, а также создать для них благоприятную почву для открытия новых перспектив.

Основная цель современных бизнес-технологий – это продвижение коммерческой деятельности предприятия или отдельно взятой коммерческой структуры, завоевание тех сегментов рынка, которые являются недоступными при более традиционных, общепринятых нормах бизнеса.

К основным задачам современных бизнес-технологий относится:

• поиск инновационных решений, которые бы позволили более тесно и понятно наладить отношения между бизнесом и конечным потребителем;
• оптимизация доходов;
• увеличение продуктивности рабочего персонала;
• создание нового вида стратегий;
• осуществление поиска или разработка новых способов и методов, позволяющих усилить маркетинговый эффект.

Главная задача – это существенное увеличение прибыли продвижение проектов на определенных сегментах рынка с привлечением нестандартных решений и стратегий.

2019

Галина Львова, CDO «Сухого» на TAdviser SummIT — о движении холдинга к Индустрии 4.0

Выступая на конференции TAdviser SummIT 27 ноября, представители холдинга «Сухой» (входит в «Объединенную авиастроительную корпорацию») рассказали об опыте своей компании на пути к Индустрии 4.0. Подробнее здесь.

«Индустрия 4.0» в Литве: почему промышленные гиганты ринулись в эту страну

К июню 2019 года Литва стала лидером в ЕС по росту промышленного производства. Отчасти этот факт связан с тем, что страна привлекает крупных инвесторов: ROL, AQ wiring systems, IKEA Industry Lithuania, System Air, Dovista A/S – лишь несколько скандинавских компаний, которые решили начать новый бизнес в Литве. Подробнее здесь.

Особенности планирования разных типов выпуска продукции

У каждого из рассмотренных типов производства существует своя система производства.

Существует фиксированная позиционная планировка. Такая система подразумевает то, что сборочная единица находится в неподвижном состоянии, а необходимые ресурсы подаются к месту работы по мере возникновения необходимости. Такой метод применяют при осуществлении разнообразных проектов. Иногда такой способ называют островным и его иногда применяют при производстве турбин. Такая планировка считается временной  и имеет силу на время реализации проекта. Основная сложность реализации такого метода проектирования заключается в грамотном размещении ресурсов.

Фиксированная позиционная планировка

Другой способ планирования – пооперационный функциональный. При таком методе оборудование размещают по видам или по признаку выполняемых работ. То есть организуют участки для различных видов работ, например, участок для работы с корпусными деталями. Соответственно детали и узлы изделия перемещаются по различным технологическим маршрутам. Такой тип отличается определенными сложностями с оптимизацией транспортных потоков.

Для массового производства чаще всего применяют линейную или поточную планировку. При такой форме планирования производимые детали проходят через одни и те же операции. Одной из ключевых характеристик такого производственного процесса является то, все технологические процессы расчленяют на простые операции, которые выполняют на специализированном оборудовании последовательно расположенном. Комплекс такого оборудования называют поточной линией.

Другими словами, движение деталей и улов будущего изделия осуществляется непрерывно. Планирование этого типа предусматривает то, что у рабочих мест должна быть одинаковая пропускная способность. В противном случае выпуск готовой продукции будет происходить с перебоями.

Планирование работы предприятия осуществляется на определенный период времени. Такой подход обеспечивает гибкость рабочего цикла, позволяет вести учет и контроль над всеми ресурсами (материальными, людскими, финансовыми), задействованными в системе предприятия.

Промышленная революция как социальный переворот.

Экономисты левой ориентации, последователи идей К.Маркса, видят главное содержание промышленной революции не в изобретении машин и не в экономическом росте, а в качественном изменении социальных характеристик процесса труда и социальной структуры общества.

Орудия труда приобретают такую форму существования, которая обусловливает замену человеческой силы силами природы, а эмпирических рутинных приемов – сознательным применением научных знаний. Именно после промышленного переворота коллективный (кооперативный) характер труда становится технической необходимостью.

В доиндустриальных обществах производство зависело главным образом от индивидуальной квалификации и физической силы. Поэтому процесс труда оставался в основном индивидуализированным: крестьянин со своей семьей самостоятельно обрабатывал свой надел, ремесленник с немногими подмастерьями единолично трудился в мастерской. Когда предприниматели организовывали совместный ручной труд многих работников на мануфактуре (такая форма производства была довольно широко распространена, например, в средневековой Италии), то их производительность труда росла довольно незначительно, а потому такие мануфактуры не могли стать главной формой промышленного производства. Кроме того, мануфактурный наемный работник всегда желал, накопив денег, стать самостоятельным ремесленником, поскольку его трудовые навыки допускали единоличную трудовую деятельность. Наконец, поскольку ручной труд требовал высокой квалификации и немалой физической силы, то активными работниками в докапиталистических обществах могли быть только мужчины, женщинам же оставались лишь второстепенные виды деятельности, не требующие ни особого мастерства, ни физической силы. Такое положение наемного работника называют формальным подчинением труда капиталу: наемный работник сохраняет возможность порвать с наемным трудом.

Массовое внедрение машин внесло принципиальные изменения в организацию труда, а тем самым и в социальную структуру общества.

Фабричное производство, основанное на кооперации машин, формировало работника принципиально нового типа. От него требовалось умение уже не изготавливать своими руками от начала до конца какой-либо товар, а выполнять у машины однообразные операции, постоянно работая бок о бок с другими наемными работниками. В результате, даже накопив денег, такой наемный работник не мог стать самостоятельным производителем, поскольку его навыки делали его «винтиком» единого трудового коллектива, управляемого предпринимателем. Это – реальное подчинение труда капиталу, когда наемный работник уже не может вернуться в число самостоятельно занятых. Именно теперь предприниматели (капиталисты) и наемные работники (пролетарии) становятся главными общественными классами.

Машинное производство, упрощающее трудовые операции, позволило вовлечь в процесс труда не только взрослую мужскую рабочую силу, но также женщин и детей. В конце 18 – начале 19 вв. происходит уменьшение средней зарплаты работников за счет вовлечения женского и детского труда. Негативным побочным следствием этого стал стремительный рост детской смертности (например, в Англии на 100–260%). Вместе с тем, общество осознало необходимость введения начального образования для детей до 14 лет.

На первых порах машина выступала как средство удлинения рабочего дня. К этому предпринимателей подстегивал материальный и моральный износ машин. Однако удлинение рабочего дня входит в противоречие с интенсификацией труда – повышением расхода сил работника за единицу времени. Условием интенсификации труда является сокращение рабочего дня, иначе работник не мог выдержать «фабричной каторги».

Итак, леворадикальные ученые считают главным социальным следствием промышленной революции переход от формального к реальному подчинению труда капиталу. Пожизненная специальность управлять частичным орудием, считают они, превращается в пожизненную специальность – служить частичной машине. Поэтому с их точки зрения машина освобождает не рабочего от труда, а труд от всякого содержания. Происходит отделение интеллектуальных сил процесса производства от физического труда и превращение их во власть капитала над трудом. Техническое подчинение рабочего создает на заре капитализма казарменную дисциплину труда.