eng
Содержание
Вступительное слово ........................................................... 7
Предисловие......................................................................... 9
Глава 1
Индустрия 4.0 Пустая шумиха или революция?.......... 12
Армин Рот
Глава 2
Индустрия 4.0 Основы и общие закономерности......... 28
2.1.
Индустрия 4.0 Структура и история ................................ 28
Давид Зипманн
2.2.
Индустрия 4.0 Пять центральных парадигм...................... 47
Давид Зипманн
2.3.
Индустрия 4.0 Технологические компоненты ..................... 59
Давид Зипманн
2.4.
Индустрия 4.0 Общая концепция: взаимодействие умных ин-
фраструктур, парадигм и технологических компонентов ........ 89
Норберт Грэф
Глава 3
Индустрия 4.0 Модель внедрения ................................. 98
3.1.
Индустрия 4.0 Стратегия: меры, принимаемые при внедре-
нии Индустрии 4.0 ............................................................ 98
Сандра Люция Мерц
3.2.
Индустрия 4.0 пример использования: разработка стратегии
внедрения Индустрии 4.0 на примере компании по производ-
ству лакокрасочных средств............................................... 127
Сандра Люция Мерц и Давид Зипманн
Глава 4
Индустрия 4.0 Примеры использования исследова-
тельскими центрами и предприятиями............................. 150
4.1.
Стратегия Индустрии 4.0 Процесс интеграции................... 150
Маттиас Шиндлер
4.2.
Непрерывное цифровое проектирование и размер партии от
единицы на линии розлива и упаковки напитков ................... 170
Штефан Магерштедт
4.3.
MICA Встроенная модульная платформа компании
HARTING для Индустрии 4.0............................................. 182
Ян Регтмайер и Тимоти Кауфманн
4.4.
Инновационные концепции самоорганизующейся системы
сборки автомобилей на примере исследовательского проекта
SMART FACE ................................................................. 191
Леннарт Зёрен Бохманн, Ларс Герке,
Нильс Герке, Христоф Мертенс, Оливер Сайс
4.5.
viEMA: устранение неравномерных объемов продукции
в Индустрии 4.0 посредством чередования ручной
и автоматизированной сборки............................................. 213
Андреас Германн
4.6.
Цифровая трансформация: как технологии виртуальной/
смешанной и дополненной реальности меняют нашу трудовую
жизнь ............................................................................. 230
Лина Лонгитано
4.7.
Насосы и трубопроводная арматура в контексте Индустрии 4.0 ... 243
Томас Паулус и Максимилиан Хауске
4.8.
Инновационные лаборатории и деятельность концерна
Volkswagen по дигитализации и внедрению Индустрии 4.0...... 253
Ларс Герке, Давид Хаджизаде, Христоф Крайбих, Штефан
Майнцер, Штефани Аугустине, Дженнифер Сара Джефферс
Глава 5
Индустрия 4.0 Прогноз на будущее .............................. 271
Армин Рот и Давид Зипманн
Глоссарий ............................................................................. 285
Вступительное слово
Термин "Индустрия 4.0" уже широко распространен и включает в себя
целый спектр понятий от современных технологий автоматизации про-
изводств и моделей оптимизации различных бизнес-процессов предприя-
тий до реализации элементов робототехники и повсеместного внедрения
технологий Интернета вещей. Авторы книги подробно и доступно описали
компоненты, уровни, а также подходы к реализации стратегии и концеп-
ции "Индустрии 4.0", опираясь не только на теорию, но и на практиче-
ские примеры международных организаций и компаний, представляющих
средний бизнес. По аналогии с проектом "Индустрия 4.0" в Германии,
нацеленным на укрепление и повышение конкурентоспособности немец-
ких производственных предприятий на мировом рынке, в России сфор-
мирована Национальная технологическая инициатива (НТИ) (при уча-
стии Агентства стратегических инициатив (АСИ), Российской Венчурной
компании (РВК)), целью которой являются формирование кардинально
новых рынков и создание условий для глобального технологического ли-
дерства России к 2035 году. Задачами НТИ являются разработка дорож-
ных карт развития ключевых отраслей, а также финансовая и органи-
зационная поддержка важнейших стратегических проектов компаний и
научных организаций. В настоящее время созданы ассоциации, способ-
ствующие развитию "Промышленного интернета" и Интернета вещей в
России. Они выполняют роль компетентных консультантов в различных
отраслях и инициаторов разработки стандартов и нормативно-правовых
документов. В стратегии развития крупных российских компаний отраже-
но применение технологий "Индустрии 4.0", такая тенденция наблюдается
во многих отраслях промышленности: нефтегазовой индустрии, машино-
строении, энергетике, транспорте, медицине и т. д.
Все эти факты свидетельствуют о том, что в ближайшие 3–5 лет в
России должен сформироваться рынок с огромным потенциалом, способ-
ный, во-первых, сдержать отток квалифицированных специалистов и по-
высить качество разработки аппаратных решений, во-вторых, предоста-
вить возможность массового применения инновационных технологий на
базе подготовленных и локализованных отраслевых стандартов. В кни-
ге также описаны основные драйверы развития концепции "Индустрии 4.0",
а именно:
• государственная поддержка стратегических отраслевых проектов
(способствует расширению применения проектов в отраслях);
• разработка стандартов правил и регулирующих документов для
развития массового применения новых технологий;
8 Вступительное слово
• экосистема (среда) разработчиков и производителей (максимально
широкое применение базовых сервисов и технологий для многочис-
ленных отраслевых задач);
• партнерства и консорциумы (создание и вступление в них позволяет
открыть новые ниши рынка и максимально использовать существу-
ющий наработанный опыт).
Важной особенностью книги является разъяснение большого количе-
ства терминов и определений по данной тематике. Принципиально но-
вая терминология не используется, поскольку концепция "Индустрии 4.0"
включает в себя определенную комбинацию технологий и процессов, кото-
рые развиваются на протяжении последних двадцати лет.
Эта книга не только позволит понять суть инновационной концепции
"Индустрия 4.0", но и поможет применить полученные знания в реализа-
ции стратегии развития в вашей компании.
Костров Алексей Владимирович,
Директор проектов Индустриального интернета
ПАО "Ростелеком"
Предисловие
Уважаемые читатели, в настоящее время цифровая трансформация (digi-
tal transformation) охватывает все сферы нашей жизни. Практически на
каждом шагу мы сталкиваемся с новыми технологиями, пользуясь смарт-
фонами, планшетами, ПК и т. п., и воспринимаем предлагаемые серви-
сы (чаты, онлайн-магазины, онлайн-банки, туристические порталы, элек-
тронные билеты, мобильные приложения для управления внештатными и
иными сотрудниками) как нечто само собой разумеющееся. Порой не заду-
мываясь о том, что начали пользоваться этими услугами совсем недавно,
и удивляясь тому, как быстро все меняется.
В настоящее время число подключенных к Интернету устройств в ми-
ре составляет 8 млрд. По прогнозам, к 2020 году их число возрастет до
50 млрд, а значит, количество новых сервисов и цифровых продуктов вы-
растет так же стремительно.
Уже сегодня руководителям компаний стоит задуматься над тем, как
эффективнее организовать процесс создания стоимости за счет использо-
вания новых технологий, и сделать так, чтобы ассортимент продукции и
услуг соответствовал новым возможностям. Те компании, которые, опира-
ясь на технологические возможности цифрового взаимодействия потреби-
теля и продавца, смогут первыми предложить клиенту наиболее выгодное
предложение, значительно повысят свою рыночную привлекательность и
конкурентоспособность.
За последние 18 месяцев термин "Индустрия 4.0", означающий стра-
тегическую инициативу цифровой трансформации в производственной от-
расли, стал достаточно модным и распространенным. Даже простой обы-
ватель сталкивается с ним в специальной колонке своей ежедневной газеты.
В этой книге тщательно разобрана концепция "Индустрия 4.0", а именно:
• систематично описаны исторические и технологические истоки Ин-
дустрии 4.0;
• исторические и технологические истоки объединены с парадигмами
Индустрии 4.0, что позволит читателю понять общую закономер-
ность концепции;
• представлена процедура поэтапного стратегического внедрения Ин-
дустрии 4.0 с примерами и
• на примере случаев из практики показано, как эта концепция уже
сегодня и в будущем может изменить процесс создания стоимости и
ассортимент предлагаемой продукции.
Я хотел бы обратиться со словами благодарности к тем, кто принимал
участие в создании этой книги. В первую очередь мне хотелось бы побла-
годарить авторов за предоставленные ими статьи, которые внесли значи-
тельный вклад в успех этой книги, и их готовность принять живое участие
в нашей общей работе.
Хочу поблагодарить своих коллег Сандру Мерц, Давида Зипманна
и Норберта Грэфа за плодотворный обмен мнениями. Благодарю Ниль-
са фон дер Хайде, который очень помог мне в реализации этого проекта.
Также хотелось бы поблагодарить издательство Springer-Verlag, в част-
ности Михаэля Бурсика и Янину Чех, за плодотворное сотрудничество.
И, наконец, я хотел бы поблагодарить свою семью, которая с большим
пониманием согласилась пожертвовать многими совместными вечерами и
выходными ради успешного выпуска этой книги.
Мне остается надеяться, что вы, как читатель, найдете в этой книге
много интересных предложений по цифровой трансформации своей ком-
пании или по внедрению концепции "Индустрия 4.0". Я в любое время
готов выслушать ваше мнение по этому вопросу.
Приятного чтения!
Лайнфельден-Эхтердинген, Армин Рот
октябрь 2015 года
Список авторов
Армин Рот
Давид Зипманн
Норберт Грэф
Сандра Люция Мерц
Сандра Люция Мерц и Давид Зипманн
Маттиас Шиндлер
Штефан Магерштедт
Ян Регтмайер и Тимоти Кауфманн
Леннарт Сёрен Бохманн, Ларс Герке
Нильс Герке, Кристоф Мертенс, Оливер Сайсс
Андреас Германн
Лина Лонгитано
Томас Паулус и Максимилиан Хауске
Ларс Герке, Давид Хаджизаде, Кристоф Крайбих, Штефан Майнцер
Штефани Аугустине, Дженнифер Сара Джефферс
Армин Рот и Давид Зипманн
ГЛАВА 1
ИНДУСТРИЯ 4.0 — ПУСТАЯ ШУМИХА ИЛИ РЕВОЛЮЦИЯ?
Армин Рот
Аннотация
• Цифровая трансформация подталкивает нас к решению
вопроса должны ли мы поставить под сомнение суще-
ствующие производственные парадигмы или, напротив,
продолжать их развивать? Она предлагает производ-
ственным предприятиям возможность существенно оп-
тимизировать процесс ценообразования и открыть новые
возможности для ведения бизнеса.
• Концепция Индустрии 4.0 предполагает объединение
современных информационно-коммуникационных техно-
логий с производственным оборудованием и средствами
автоматизации, направленное на организацию и кон-
троль всей цепи создания стоимости на протяжении
всего производственного цикла продуктов и услуг. Цель
концепции значительное увеличение гибкости и оп-
тимизация ценообразования, а также индивидуализация
продукции и услуг за счет интенсивного взаимодействия
потребителя и производителя.
• Эта книга описывает концепции, парадигмы и тех-
нологические компоненты Индустрии 4.0, а также их
взаимодействие. В этой книге также представлена гибкая
и легко корректируемая процедура успешного внедрения
Индустрии 4.0.
Содержание
1.1. Влияние цифровой трансформации на жизнеспособность пред-
приятий .......................................................................... 13
1.2. Индустрия 4.0 Четвертая промышленная революция .......... 15
1.3. Значение концепции для предприятий и экономики Германии ..... 17
1.4. Содержание и структура книги........................................... 22
1.5. Заключение ..................................................................... 25
1.6. Литература...................................................................... 26
1.1. Влияние цифровой трансформации на жизнеспособность
"Если технологии и общество быстро развиваются, а предприятия не
в состоянии адаптироваться к новым условиям, то, по теории эво-
люции, это приводит к исчезновению определенных типов компаний"
(см. Land, K.-H. 2015).
Из вышеприведенной цитаты следует, что набирающая обороты цифро-
вая трансформация и объединение реального и цифрового миров оказы-
вают колоссальное влияние на повседневную жизнь людей, а также на
рынок, деловые связи и цепи создания стоимости. Цифровая трансфор-
мация (т. е. внедрение цифровых технологий в существующий деловой
мир), с одной стороны, предоставляет возможность изменить имеющие-
ся бизнес-модели и открыть новые бизнес-потенциалы. Но в то же время
является для компании большим испытанием, ведь для сохранения или
повышения конкурентоспособности организациям необходимо быстро при-
спосабливаться к новым реалиям и оперативно реагировать на предстоя-
щие перемены.
Новые технологические возможности и инновации (например, сред-
ства человеческого, человеко-машинного и межмашинного общения и вза-
имодействия) предоставляют средства дальнейшего развития отношений
между потребителем и производителем. При этом инновации оказывают
влияние не только на сферу маркетинга и сбыта (например, за счет новых
способов взаимодействия в социальных сетях). Наибольшим изменениям
подвергаются процессы разработки и производства продуктов и услуг, в
частности, в таких сферах предприятия, как производство, логистика, про-
дажи и послепродажное обслуживание.
При этом слияние цифрового и промышленного производства является
ключом к повышению эффективности и новому росту. Согласно исследова-
ниям, "оцифрованные" предприятия в состоянии увеличить свою скорость
адаптации, гибкость и производительность на 40% (см. Frost, 2014). В то
же время цифровая трансформация позволяет скорректировать стратегии
предприятия в соответствии с новыми реалиями и расширить ассортимент
продуктов и услуг.
В связи с этим новые возможности, возникающие благодаря цифро-
вой сети между рынками и компаниями, а также внутри самих компаний,
являются крайне важными для успешного бизнеса в будущем. Цель ми-
нимизировать разрыв между предложением и спросом за счет "оцифровы-
вания" компании. В идеале разрыв, например, между спросом конечного
покупателя и производственными возможностями предприятия (рис. 1.1),
должен быть нулевым, в этом случае разработка инноваций будет проис-
Бизнес-модели, основанные на традиционном массовом производстве
стандартизированной продукции партиями экономически оптимального раз-
мера, которая впоследствии будет продаваться потребителям, являются
неэффективными и неконкурентоспособными. В ближайшие годы успе-
ха смогут добиться только те предприятия, которым удастся гармонично
сбалансировать два основополагающих направления деятельности пред-
приятия, оказывающих друг на друга взаимное влияние:
• "Внешнее ориентирование": быстрая адаптация ресурсов и воз-
можностей предприятия к стремительным изменениям в обществе
(технологическим тенденциям, новым потребностям клиентов или
новым отношениям с поставщиками).
• "Внутреннее ориентирование": оптимизация внутренних ресур-
сов компании и развитие основных сфер деятельности с целью повы-
шения эффективности и снижения затрат на предоставление услуг.
Новые технологические подходы и концепции выступают в качестве ката-
лизаторов взаимодействия этих двух направлений. Они служат для того,
чтобы ускорить обмен данными между предприятиями и участниками
рынка (например, между производственным отделом компании и постав-
щиком) таким образом, чтобы их взаимодействие происходило в режиме
реального времени и они могли согласовывать свою деятельность друг с
другом. Это позволяет существенно сократить время реагирования на из-
менения в обществе, а вместо стандартной продукции производить товары
по индивидуальным заказам (в единственном экземпляре).
Все это обещает концепция Индустрии 4.0. Однако что же на самом
деле кроется под этим понятием? Новое модное словечко или настоящая
промышленная революция? Приведенные далее факты и знания помогут
нам в этом
1.2.Индустрия 4.0 — Четвертая промышленная революция
В настоящее время в Германии на промышленный сектор приходится око-
ло 25% валового внутреннего продукта (см. Bauernhansl 2014, стр. 7). В про-
шлом это было поводом для насмешек со стороны других стран, которые
стремились к созданию постиндустриального общества. Предполагалось,
что глобализация и растущая конкуренция в странах с дешевой рабочей
силой не позволят поддерживать такую высокую долю промышленности
в ВВП в стране с высоким уровнем заработной платы. Между тем Гер-
мания скорее вызывает восхищение, так как этот показатель позволяет
значительно увеличить профицит торгового баланса (см. тему "Роль экс-
порта" в этой главе).
Именно по этой причине проект "Индустрия 4.0", который являет-
ся одним из 10 проектов Стратегии высоких технологий-2020 Германии,
имеет такое большое значение. Цель этого проекта укрепить и повы-
сить конкурентоспособность немецких производственных предприятий за
счет использования инновационных информационно-коммуникационных
технологий (ИКТ), а также создать немецким компаниям репутацию ве-
дущих в мире поставщиков промышленного оборудования.
Термин "Индустрия 4.0" означает четвертую промышленную револю-
цию. Первую промышленную революцию связывают с внедрением меха-
нического производства продукции с использованием силы потока воды
и пара, вторую с внедрением массового производства на основе ис-
пользования электрической энергии, третью с применением электрони-
ки и информационных технологий с целью автоматизации производства.
Четвертая промышленная революция, в свою очередь, связана с созда-
нием сетевых и коммуникационных систем за счет новейших Интернет-
технологий. Концепция Индустрии 4.0 предполагает объединение совре-
менных Интернет-технологий с производственным оборудованием и сред-
ствами автоматизации, направленное на организацию и контроль всей це-
пи создания стоимости на протяжении всего производственного цикла из-
готовления продукции. Цель концепции значительное увеличение гибко-
сти и оптимизация ценообразования, а также индивидуализация продукции.
В результате четвертой промышленной революции (см. разд. 2.1), свя-
занной в своей сущности с применением информационных технологий,
к 2025 году производственные предприятия будут отличаться следующим:
Высокой степени индивидуализации продукции за счет возмож-
ностей стандартной конфигурации.
• Высокой гибкости и эффективности производства.
• Повсеместным вовлечением клиентов и деловых партнеров в
бизнес-процессы и процесс создания стоимости.
• Объединением продукции и услуг высокого качества (напри-
мер, предоставление информации, ориентированное на получение ком-
мерческой выгоды), которое будет заключаться в продаже так назы-
ваемых гибридных продуктов (например, продажа "мобильности",
а не автомобиля).
На сегодняшний день однозначное определение термина "Индустрия 4.0"
не сформулировано. Многие авторы понимают под этим термином цифро-
вую трансформацию производственных предприятий. В этой книге дается
следующее определение Индустрии 4.0:
"Индустрия 4.0" предполагает объединение производителей и потре-
бителей товаров и услуг в интернет-пространстве, а также оциф-
ровывание и обработку всех необходимых для этого данных в режиме
реального времени с целью сделать процессы ценообразования более
прозрачными и эффективными и оптимизировать потребительскую
ценность с помощью интеллектуальных продуктов и услуг¿.
Цели Индустрии 4.0 в международном контексте можно найти по та-
ким ключевым словам, как "умное предприятие" (Smart Factory), "интер-
нет вещей" (Internet of Thing) или "бизнес-оцифровывание". В этой книге
термин "Интернет вещей" понимается скорее с технологической точки зре-
ния, т. е. как создание сети физических объектов, подключенных к сети
Интернет. Таким образом, интернет вещей представляет собой технологи-
ческий компонент модели Индустрии 4.0 (см. разд. 2.1).
На самом деле концепция Индустрии 4.0 не предлагает ничего прин-
ципиально нового. Многие положения Индустрии 4.0 представляют собой
комбинацию ранних концепций автоматизации производства, компьютер-
но-интегрированного производства (КИП) 70-х годов и концепции береж-
ливого управления (Lean Management) или их доработанные варианты.
Однако именно современный уровень развития технологий позволяет по-
степенно и последовательно реализовать основные положения этих кон-
цепций. Таким образом, с дальнейшим развитием технологий потребители
смогут должным образом испробовать оцифрованные продукты и услуги.
С этой точки зрения Индустрия 4.0 выглядит скорее как эволюция, нежели
революция. Революцией она станет для тех предприятий, которые недооце-
нивают развитие технологий и вызванные этим развитием изменения на
рынке. Поэтому Индустрия 4.0, конечно, не просто модное словечко. Более
того, четвертая промышленная революция уже не за горами, особенно на
фоне растущих требований потребителей к технологиям будущего.
Исходя из всего вышесказанного, мне хотелось бы, чтобы эту книгу
прочли и те, кто уверен в перспективности своей бизнес-модели, даже в
этом случае концепция Индустрии 4.0 может оказаться
1.3.Значение концепции для предприятий и экономики Германии.
Индустрия 4.0 предлагает множество возможностей не только для значи-
тельного улучшения производственных процессов, но и для совершения
качественного прорыва в оптимизации цепи создания стоимости. Сферы,
в которых возможны эти улучшения, см. на рис. 1.2.
Первые три возможности по улучшению относятся к сфере производства.
Индивидуализация
• Учет индивидуальных и краткосрочных пожеланий клиента при
проектировании, разработке и изготовлении товара не в рам-
ках серийного производства, в том числе с помощью средств
непрерывного цифрового проектирования.
• Рентабельность при мелкосерийном производстве (выпуск в един-
ственном экземпляре).
2. Повышение гибкости
• Повышение гибкости и сокращение времени реагирования на
запрос клиента (Lead-Time) и срока вывода продукта на рынок
(Time-to-Market), в том числе с помощью цифрового проекти-
рования, 3D-печати при моделировании или предсказательной
аналитики.
• Динамичное проектирование бизнес-процессов с помощью се-
ти Ad hoc киберфизических производственных систем (КФПС)
(см. разд. 2.1).
• Быстрое и гибкое реагирование на изменения (в том числе на
невыполнение поставщиками своих обязательств или кратко-
срочное повышение объемов поставок).
• Быстрое и гибкое принятие решений, а также глобальная и ло-
кальная оптимизация процессов разработки и производства на
основе цифровой прозрачности в режиме реального времени.
3. Увеличение производительности
• Эффективное использование ресурсов за счет оптимизации про-
изводства в отношении ресурсов, потребления энергии и вы-
бросов вредных веществ в атмосферу.
• Профилактическое техническое обслуживание в сфере произ-
водства и обслуживания (прогнозирование и оптимизация необ-
ходимых профилактических мер).
• Широкие возможности моделирования бизнес-процессов за счет
цифрового проектирования и применения таких технологий, как
дополненная реальность (ДР) и виртуальная реальность (ВР).
Четвертая возможность по улучшению относится к сфере работы
с персоналом, целью которой является:
4. Повышение квалификации сотрудников
• Демографически ориентированная организация труда, сформи-
ровавшаяся в результате взаимодействия человека и техниче-
ских систем.
• Обеспечение постоянного уровня качества производства с помо-
щью специальных систем (например, интеллектуальных систем
помощи персоналу).
• Разнообразные возможности расширения должностных обязан-
ностей и укрупнения технологических операций путем предо-
ставления персоналу актуальных информационных и обучающих материалов.
• Борьба с нехваткой специалистов путем создания новых моде-
лей карьеры и привлечения к работе представителей разных
возрастов, полов и культур.
• Улучшение баланса между работой и личной жизнью за счет
увеличения гибкости организации труда.
Пятая возможность по улучшению относится к стратегии пред-
приятия и направлена прежде всего на следующее:
1.5. Развитие бизнес-модели
• Расширение и дополнение ассортимента услуг за счет нового
потенциала создания стоимости.
• Превращение из поставщика продукции в поставщика решений
за счет объединения интеллектуальных услуг.
Индустрия 4.0 позволяет заранее смоделировать производственные
процессы, проследить их с помощью панели управления практически в
режиме реального времени с целью последующей оптимизации. Возмож-
ности обмена данными и знаниями, а также интенсивное создание связей
между поставщиками и потребителями обеспечивают новые потенциалы
полезности для всех участников взаимодействия. Эти технологические воз-
можности (см. разд. 2.1) позволяют создавать новые методы производства
(в том числе децентрализованное управление) и сети создания стоимости.
Используя свои традиционные сильные стороны: лидерство среди про-
изводителей промышленного оборудования, применение инновационных
встраиваемых систем и автоматизированной техники, а также богатый
опыт использования информационных технологий, немецкие промышлен-
ные предприятия могут существенно расширить свой потенциал благодаря
концепции Индустрии 4.0 (см. Helbig 2013, стр. 24). Этот рост также пой-
дет на пользу экономическому пространству Европы, ведь уже сегодня
90% мирового экономического роста приходится на страны за пределами
ЕС (см. Frost 2014).
Увеличение производственных мощностей, ставшее возможным бла-
годаря Индустрии 4.0, в свою очередь, позволит значительно увеличить
долю экспорта в Германии. В 2014 году доля экспорта в Германии соста-
вила 1133,6 млрд евро, а превышение экспорта над импортом 217 млрд
евро (рекордный показатель). Эти цифры доказывают, что Германия яв-
ляется одной из ведущих экспортирующих стран мира. Помимо автомо-
бильной промышленности (180,7 млрд евро), одной из основных статей
экспорта является также продукция машиностроения (179,1 млрд евро)
(см. Statistisches Bundesamt 2013). Приведенная статистика означает, что
промышленный сектор по-прежнему составляет наибольшую долю в экс-
порте. Однако не стоит пренебрегать возможностью улучшить эти пока-
затели. В частности, в области машиностроения уже после первого года
внедрения Индустрии 4.0 ожидается увеличение производительности, оце-
ниваемое в 3 млрд евро (рис. 1.3).
Внедрение немецкими предприятиями концепции Индустрии 4.0 в сво-
их производственных цехах может привести к повышению спроса на ин-
теллектуальные машины и продукты с пометкой ¾Сделано в Германии¿.
Учитывая дополнительный спрос, естественно, придется увеличивать
количество персонала на предприятиях. В ближайшее время на одних
только мелких и средних предприятиях машиностроения (МСП) возмож-
но создание до 100 000 новых рабочих мест (см. Student und Maier 2014,
стр. 98).
Иностранные промышленные предприятия также признали значение и
возможности Индустрии 4.0. Так, уже произошло слияние американских
компаний Cisco Systems Inc., General Electric Corporation и IBM Corpora-
tion, сотрудничающих с азиатскими компаниями Hitachi Ltd. Corporation
и Huawei Technologies Co., Ltd. Вместе они составляют так называемый
Международный промышленный консорциум (IIC International Industrie
Consortium), деятельность которого направлена на быстрое получение ре-
зультатов и скорейшее внедрение концепции интернета вещей, а также на
оцифровывание производства. Немецкие компании Robert Bosch GmbH
(один из ведущих производителей датчиков) и Siemens AG также принимают активное участие в деятельности промышленного консорциума
(см. IDG Business Media GmbH 2015).
Для того чтобы выдержать эту конкуренцию, необходимо ускорить
процесс создания консорциумов по внедрению Индустрии 4.0 путем объ-
единения компаний, активно использующих инновации, а также за счет
мер государственной поддержки (что в других странах уже активно прак-
тикуется). Эти меры, в свою очередь, позволят сохранить и укрепить
положение немецких промышленных предприятий на мировой арене.
Недавние исследования показали, что руководители немецких компа-
ний относятся к роли оцифровывания в производстве значительно более
скептично, нежели их зарубежные коллеги. Однако, как отмечают некото-
рые политики и представители профессиональных ассоциаций, Германия
должна подтвердить свою репутацию лидера в области автоматизации так-
же и в цифровом мире.
Оценить интерес к внедрению инновационных технологий в Германии
можно с помощью онлайн-сервиса Google Тренды (см. Google Inc. 2015).
Эта служба анализирует статистику запросов в поисковой системе Google
Inc. по теме и дате запроса, а также по географическому расположению
пользователей.
На рис. 1.4 показана статистика поисковых запросов, содержащих клю-
чевое слово "Индустрия 4.0". Так как в Германии интерес к теме Ин-
дустрии 4.0 выражен наиболее ярко, мы приводим ниже соответствую-
щую статистику только по этой стране. Данные взяты за период с апре-
ля (см. рис.) 2013 года по июль 2015 года. Можно констатировать, что,
несмотря на небольшие перерывы, интерес к этой теме возрос.
На рис. 1.5 показано, что в Баден-Вюртемберге (окрашен в темно-си-
ний цвет на карте) к четвертой промышленной революции проявляют наи-
больший интерес. Это значит, что наибольшее количество поисковых за-
просов по теме ¾Индустрия 4.0¿ отправлено от пользователей, прожива-
ющих в этой земле. Представленные на рисунке цифры обозначают отно-
шение к пиковой точке на графике (100) (см. Google Inc. 2015).
1.4.Содержание и структура книги
На сегодняшний день по теме "Индустрия 4.0" издано очень много матери-
алов, в которых эта концепция рассматривается с самых различных точек
зрения. В существующей литературе Индустрия 4.0 рассматривается ли-
бо с технологической (Интернет вещей и услуг, глобальные вычисления и
радиочастотная идентификация (RFID)) и процессуальной точек зрения,
либо с точки зрения влияния Индустрии 4.0 на кадровую политику пред-
приятия.
Из этого мы можем видеть, насколько сложна и многогранна тема
4-й промышленной революции. С другой стороны, концепция Индустрии 4.0
позволяет упростить управление производством на следующих уровнях:
процессы, организация, технология, персонал и проекты путем созда-
ния соответствующих сетей и стандартизации. Для достижения этой цели
крайне важен стратегический анализ и подход к управлению.
В настоящее время едва ли найдется пособие, в котором Индустрия 4.0
описывается в контексте стратегии предприятия и в котором рассмотрены
важнейшие сферы деятельности компании (технологии, процессы, органи-
зация, персонал, проекты). Для полноценной реализации концепции Инду-
стрии 4.0 стратегически важно понять и оценить, насколько руководство
предприятия осведомлено о концепции, ее парадигмах и технологических
компонентах.
Эта книга состоит из трех частей, содержание которых заключается в
следующем:
1. Описание концепции (главы 1 и 2).
2. Структура концепции (глава 3).
3. Реализация концепции (главы 3 и 4).
1. Описание концепции.
Во второй главе (Основы и общие закономерности) читатель позна-
комится с основными понятиями, парадигмами (фундаментально новые
способы мышления) и технологиями Индустрии 4.0. Кроме того, в этой
главе дано объяснение взаимодействия интеллектуальных инфраструк-
тур, парадигм и технологических компонентов. В то же время читатель
сможет узнать об определенных точках зрения, понятиях (например, ки-
берфизических системах (КФС)) и взаимосвязях концепции в форме глос-
сария/справочника.
2. Структура концепции.
На рис. 1.6 схематично изображено содержание книги.
В третьей главе описана трехступенчатая модель внедрения концепции
Индустрии 4.0 и даны советы по тому, как читателю следует преподнести,
обосновать или адаптировать концепцию для своей компании, а также ка-
кие конкретные меры он может предпринять (Процедура внедрения
концепции). При этом модель внедрения концепции не носит догматиче-
ский характер, предприятия не обязаны строго соблюдать представленный
подход. Модель адаптируется в зависимости от ситуации на предприятии
и того, с какой точки зрения рассматривается концепция (стратегической,
тактической или оперативной). Необязательно начинать с первого этапа и
выполнять все последующие этапы в приведенном порядке.
Сначала авторы книги освещают стратегические компоненты проце-
дуры внедрения Индустрии 4.0 и объясняют, как читатель может адапти-
ровать их под существующую стратегию своего предприятия. Это пред-
ставляется особенно важным, так как только в этом случае реализация
концепции Индустрии 4.0 окажется максимально полезной для оптими-
зации сети создания стоимости и расширения ассортимента продукции и
услуг. В зависимости от поставленной цели и имеющихся знаний о 4-й
промышленной революции отправной точкой внедрения Индустрии 4.0
могут служить определенные проекты, процессы или области примене-
ния информационных технологий на предприятии (на оперативном уровне
реализации Индустрии 4.0). В этом случае руководству компании сле-
дует проявить гибкость и действовать в соответствии с положением на
предприятии и конкретной ситуацией (вне зависимости от того, на каком
уровне происходит внедрение концепции: на уровне руководства предпри-
ятия/руководителей среднего звена или управления проектами).
3. Реализация концепции.
В четвертой главе показаны практические примеры реализации концеп-
ции Индустрии 4.0: Какие меры предприняли другие компании? Каким
образом они действовали? Какую пользу они из этого извлекли? Какие
выводы можно сделать?
1.5. Заключение
Индустрия 4.0 предлагает объединить производственное оборудование с
новейшими информационно-коммуникационными технологиями с целью
организации и контроля всей цепи создания стоимости на протяжении
всего производственного цикла и создания новых бизнес-потенциалов и
бизнес-моделей.
Часто по финансовым причинам малые и средние предприятия (МСП)
не в состоянии инвестировать в технологии Индустрии 4.0. Так, в каче-
стве основного аргумента ¾против¿ называют якобы плохое соотноше-
ние затрат и пользы и продолжительный период окупаемости. Сегодня
компании чаще всего сталкиваются с проблемами, вызванными прогрес-
сирующей интернационализацией, а также необходимостью применения
инновационных технологий, которые позволят выдержать конкуренцию
других компаний (см. Mittelstand-Nachrichten.de 2014). Судя по некото-
рым исследованиям, МСП оценили, как ситуация в будущем отразится на
современном уровне предприятия и какие решения необходимо принять
уже сейчас. Результаты этого анализа привели к высокой степени неопре-
деленности и опасений в отношении внедрения Индустрии 4.0 (см. VDI
Verein Deutscher Ingenieure e.V. 2013).
Конечно, расширяющаяся сеть производственного оборудования, кото-
рую предполагает Индустрия 4.0, несет в себе риски в отношении безопас-
ности данных и информационных технологий. На неуверенности компа-
ний в Индустрии 4.0 также сказываются проблемы с качеством данных
и стабильностью производства, сомнения в том, в какой сфере необхо-
димо внедрение концепции, а также правовые аспекты. Тем не менее на
фоне все возрастающей взаимосвязанности между компаниями и други-
ми заинтересованными участниками прежде всего субпоставщики должны
понимать необходимость изучения и внедрения Индустрии 4.0. Именно
этим компаниям следует иметь в виду, что только за счет информацион-
но-коммуникационных технологий им удастся стать частью цепи создания
стоимости между потребителями и поставщиками.
Эта книга станет надежным подспорьем в успешном внедрении концеп-
ции Индустрии 4.0, сообщив читателям:
• об опасности недооценить стремительность процесса дигитализации;
• об основных положениях, парадигмах и технологиях Индустрии 4.0;
• о процедуре внедрения Индустрии 4.0 и о том, как ее адаптировать
под стратегию предприятия;
• о практических примерах успешного применения концепции Инду-
стрии 4.0.
1.6. Литература
Bauernhansl, T. (2014): Die Vierte Industrielle Revolution — Der Weg in ein
wertschaffendes Produktionsparadigma. In: Bauernhansl, T., ten Hompel,
M. und Vogel-Heuser, B. (Hrsg.): Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung
und Logistik: Anwendung, Technologien, Migration. Springer
Vieweg: Wiesbaden, S. 5–35. (ISBN: 978-3-658-04681-1)
Frost, S. (2014): Industrie 4.0 soll Europa retten. http://www.tagesspiegel.de/
wirtschaft/keinkontinentder-zukunft-ausstrahltindustrie-4-0-soll-europaretten/
11075408.html (08.01.2015).
Google Inc. (2015): Industrie 4.0. http://www.google.de/trends/explore#q=
industrie%20 4.0&geo=DE&date=4%2F2013%2029m&cmpt=q&tz=
Etc%2FGMT-2 (06.08.2015).
Helbig, W. (2013): Die Vision: Industrie 4.0 als Teil einer vernetzten, intelligenten
Welt. In: Kagermann, Henning; Wahlster, Wolfgang und Helbig,
Johannes (Hrsg.): Umsetzungsempfehlungen f¨ur das Zukunftsprojekt Industrie
4.0. Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0, S. 20–31.
URL: http://www.bmbf. de/pubRD/Umsetzungsempfehlungen Industrie
4 0.pdf
IDG BusinessMedia GmbH (2015): Bosch will Standards f¨ur Industrie 4.0 erarbeiten.
http://www.cio.de/a/bosch-will-standards-fuer-industrie-4-0-erar
beiten,3093905 (20.02.2015).
Land, K.-H. (2015): Digitale Transformation am Beispiel der Automobilindustrie.
In: Leopold, M.: Digitaler Darwinismus: Friss oder stirb!? — Im Interview
mit Karl-Heinz Land. https://www.salesforce.com/de/blog/2015/
02/digitaler-darwinism us-friss-oder-stirb-im-interview-mit-karlheinz-land.
html (25.07.2015).
Mittelstand-Nachrichten.de (2014): H¨urde f¨ur Industrie 4.0 — produzierendes
Gewerbe verkennt die Chancen von Big Data. https://www.mittelstandnachrichten.
de/unternehmen/huerde-fuer-ind ustrie-4-0-produzierendesgewerbe-
verkennt-die-chancen-von-big-data-20140905.html (15.01.2015).
Statistisches Bundesamt (2015): Deut sche Ex porte im Jahr 2014: + 3,7% zum
Jahr 2013. https:// www.destatis.de/DE/PresseService/Presse/Pressemi
tteilungen/2015/ 02/PD15 038 51.html (10.02.2015).
Student, D. und Maier, A. (2014): Made in Germany. Manager magazin Verlagsgesellschaft
mbH: Hamburg. (Manager Magazin Ausgabe 12/2014)
VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V (2013): Cloud in der Automation
entscheidend f¨ur
”
Industrie 4.0”. http://www.vdi.de/presse/artikel/cloudin-
der-automation-entscheidend-fuer-industrie- 40/ (20.01.2015).
Автор
Проф. Армин Рот заведующий кафедрой корпоративного управ-
ления, преподает курс "Enterprise Performance Management & Business
Intelligence" (Управление эффективностью предприятия и бизнес-анали-
тика) на курсе прикладной информатики в экономике в высшей школе
Ройтлингена, старший партнер компании Braincourt GmbH, Management-
beratung & Informationssysteme, г. Лайнфельден-Эхтердинген.
Термин "Индустрия 4.0" уже широко распространен и включает в себя
целый спектр понятий от современных технологий автоматизации про-
изводств и моделей оптимизации различных бизнес-процессов предприя-
тий до реализации элементов робототехники и повсеместного внедрения
технологий Интернета вещей. Авторы книги подробно и доступно описали
компоненты, уровни, а также подходы к реализации стратегии и концеп-
ции "Индустрии 4.0", опираясь не только на теорию, но и на практиче-
ские примеры международных организаций и компаний, представляющих
средний бизнес. По аналогии с проектом "Индустрия 4.0" в Германии,
нацеленным на укрепление и повышение конкурентоспособности немец-
ких производственных предприятий на мировом рынке, в России сфор-
мирована Национальная технологическая инициатива (НТИ) (при уча-
стии Агентства стратегических инициатив (АСИ), Российской Венчурной
компании (РВК)), целью которой являются формирование кардинально
новых рынков и создание условий для глобального технологического ли-
дерства России к 2035 году. Задачами НТИ являются разработка дорож-
ных карт развития ключевых отраслей, а также финансовая и органи-
зационная поддержка важнейших стратегических проектов компаний и
научных организаций. В настоящее время созданы ассоциации, способ-
ствующие развитию "Промышленного интернета" и Интернета вещей в
России. Они выполняют роль компетентных консультантов в различных
отраслях и инициаторов разработки стандартов и нормативно-правовых
документов. В стратегии развития крупных российских компаний отраже-
но применение технологий "Индустрии 4.0", такая тенденция наблюдается
во многих отраслях промышленности: нефтегазовой индустрии, машино-
строении, энергетике, транспорте, медицине и т. д.
Все эти факты свидетельствуют о том, что в ближайшие 3–5 лет в
России должен сформироваться рынок с огромным потенциалом, способ-
ный, во-первых, сдержать отток квалифицированных специалистов и по-
высить качество разработки аппаратных решений, во-вторых, предоста-
вить возможность массового применения инновационных технологий на
базе подготовленных и локализованных отраслевых стандартов. В кни-
ге также описаны основные драйверы развития концепции "Индустрии 4.0",
а именно:
• государственная поддержка стратегических отраслевых проектов
(способствует расширению применения проектов в отраслях);
• разработка стандартов правил и регулирующих документов для
развития массового применения новых технологий;
8 Вступительное слово
• экосистема (среда) разработчиков и производителей (максимально
широкое применение базовых сервисов и технологий для многочис-
ленных отраслевых задач);
• партнерства и консорциумы (создание и вступление в них позволяет
открыть новые ниши рынка и максимально использовать существу-
ющий наработанный опыт).
Важной особенностью книги является разъяснение большого количе-
ства терминов и определений по данной тематике. Принципиально но-
вая терминология не используется, поскольку концепция "Индустрии 4.0"
включает в себя определенную комбинацию технологий и процессов, кото-
рые развиваются на протяжении последних двадцати лет.
Эта книга не только позволит понять суть инновационной концепции
"Индустрия 4.0", но и поможет применить полученные знания в реализа-
ции стратегии развития в вашей компании.
Костров Алексей Владимирович,
Директор проектов Индустриального интернета
ПАО "Ростелеком"
Предисловие
Уважаемые читатели, в настоящее время цифровая трансформация (digi-
tal transformation) охватывает все сферы нашей жизни. Практически на
каждом шагу мы сталкиваемся с новыми технологиями, пользуясь смарт-
фонами, планшетами, ПК и т. п., и воспринимаем предлагаемые серви-
сы (чаты, онлайн-магазины, онлайн-банки, туристические порталы, элек-
тронные билеты, мобильные приложения для управления внештатными и
иными сотрудниками) как нечто само собой разумеющееся. Порой не заду-
мываясь о том, что начали пользоваться этими услугами совсем недавно,
и удивляясь тому, как быстро все меняется.
В настоящее время число подключенных к Интернету устройств в ми-
ре составляет 8 млрд. По прогнозам, к 2020 году их число возрастет до
50 млрд, а значит, количество новых сервисов и цифровых продуктов вы-
растет так же стремительно.
Уже сегодня руководителям компаний стоит задуматься над тем, как
эффективнее организовать процесс создания стоимости за счет использо-
вания новых технологий, и сделать так, чтобы ассортимент продукции и
услуг соответствовал новым возможностям. Те компании, которые, опира-
ясь на технологические возможности цифрового взаимодействия потреби-
теля и продавца, смогут первыми предложить клиенту наиболее выгодное
предложение, значительно повысят свою рыночную привлекательность и
конкурентоспособность.
За последние 18 месяцев термин "Индустрия 4.0", означающий стра-
тегическую инициативу цифровой трансформации в производственной от-
расли, стал достаточно модным и распространенным. Даже простой обы-
ватель сталкивается с ним в специальной колонке своей ежедневной газеты.
В этой книге тщательно разобрана концепция "Индустрия 4.0", а именно:
• систематично описаны исторические и технологические истоки Ин-
дустрии 4.0;
• исторические и технологические истоки объединены с парадигмами
Индустрии 4.0, что позволит читателю понять общую закономер-
ность концепции;
• представлена процедура поэтапного стратегического внедрения Ин-
дустрии 4.0 с примерами и
• на примере случаев из практики показано, как эта концепция уже
сегодня и в будущем может изменить процесс создания стоимости и
ассортимент предлагаемой продукции.
Я хотел бы обратиться со словами благодарности к тем, кто принимал
участие в создании этой книги. В первую очередь мне хотелось бы побла-
годарить авторов за предоставленные ими статьи, которые внесли значи-
тельный вклад в успех этой книги, и их готовность принять живое участие
в нашей общей работе.
Хочу поблагодарить своих коллег Сандру Мерц, Давида Зипманна
и Норберта Грэфа за плодотворный обмен мнениями. Благодарю Ниль-
са фон дер Хайде, который очень помог мне в реализации этого проекта.
Также хотелось бы поблагодарить издательство Springer-Verlag, в част-
ности Михаэля Бурсика и Янину Чех, за плодотворное сотрудничество.
И, наконец, я хотел бы поблагодарить свою семью, которая с большим
пониманием согласилась пожертвовать многими совместными вечерами и
выходными ради успешного выпуска этой книги.
Мне остается надеяться, что вы, как читатель, найдете в этой книге
много интересных предложений по цифровой трансформации своей ком-
пании или по внедрению концепции "Индустрия 4.0". Я в любое время
готов выслушать ваше мнение по этому вопросу.
Приятного чтения!
Лайнфельден-Эхтердинген, Армин Рот
октябрь 2015 года
Список авторов
Армин Рот
Давид Зипманн
Норберт Грэф
Сандра Люция Мерц
Сандра Люция Мерц и Давид Зипманн
Маттиас Шиндлер
Штефан Магерштедт
Ян Регтмайер и Тимоти Кауфманн
Леннарт Сёрен Бохманн, Ларс Герке
Нильс Герке, Кристоф Мертенс, Оливер Сайсс
Андреас Германн
Лина Лонгитано
Томас Паулус и Максимилиан Хауске
Ларс Герке, Давид Хаджизаде, Кристоф Крайбих, Штефан Майнцер
Штефани Аугустине, Дженнифер Сара Джефферс
Армин Рот и Давид Зипманн
ГЛАВА 1
ИНДУСТРИЯ 4.0 — ПУСТАЯ ШУМИХА ИЛИ РЕВОЛЮЦИЯ?
Армин Рот
Аннотация
• Цифровая трансформация подталкивает нас к решению
вопроса должны ли мы поставить под сомнение суще-
ствующие производственные парадигмы или, напротив,
продолжать их развивать? Она предлагает производ-
ственным предприятиям возможность существенно оп-
тимизировать процесс ценообразования и открыть новые
возможности для ведения бизнеса.
• Концепция Индустрии 4.0 предполагает объединение
современных информационно-коммуникационных техно-
логий с производственным оборудованием и средствами
автоматизации, направленное на организацию и кон-
троль всей цепи создания стоимости на протяжении
всего производственного цикла продуктов и услуг. Цель
концепции значительное увеличение гибкости и оп-
тимизация ценообразования, а также индивидуализация
продукции и услуг за счет интенсивного взаимодействия
потребителя и производителя.
• Эта книга описывает концепции, парадигмы и тех-
нологические компоненты Индустрии 4.0, а также их
взаимодействие. В этой книге также представлена гибкая
и легко корректируемая процедура успешного внедрения
Индустрии 4.0.
Содержание
1.1. Влияние цифровой трансформации на жизнеспособность пред-
приятий .......................................................................... 13
1.2. Индустрия 4.0 Четвертая промышленная революция .......... 15
1.3. Значение концепции для предприятий и экономики Германии ..... 17
1.4. Содержание и структура книги........................................... 22
1.5. Заключение ..................................................................... 25
1.6. Литература...................................................................... 26
1.1. Влияние цифровой трансформации на жизнеспособность
"Если технологии и общество быстро развиваются, а предприятия не
в состоянии адаптироваться к новым условиям, то, по теории эво-
люции, это приводит к исчезновению определенных типов компаний"
(см. Land, K.-H. 2015).
Из вышеприведенной цитаты следует, что набирающая обороты цифро-
вая трансформация и объединение реального и цифрового миров оказы-
вают колоссальное влияние на повседневную жизнь людей, а также на
рынок, деловые связи и цепи создания стоимости. Цифровая трансфор-
мация (т. е. внедрение цифровых технологий в существующий деловой
мир), с одной стороны, предоставляет возможность изменить имеющие-
ся бизнес-модели и открыть новые бизнес-потенциалы. Но в то же время
является для компании большим испытанием, ведь для сохранения или
повышения конкурентоспособности организациям необходимо быстро при-
спосабливаться к новым реалиям и оперативно реагировать на предстоя-
щие перемены.
Новые технологические возможности и инновации (например, сред-
ства человеческого, человеко-машинного и межмашинного общения и вза-
имодействия) предоставляют средства дальнейшего развития отношений
между потребителем и производителем. При этом инновации оказывают
влияние не только на сферу маркетинга и сбыта (например, за счет новых
способов взаимодействия в социальных сетях). Наибольшим изменениям
подвергаются процессы разработки и производства продуктов и услуг, в
частности, в таких сферах предприятия, как производство, логистика, про-
дажи и послепродажное обслуживание.
При этом слияние цифрового и промышленного производства является
ключом к повышению эффективности и новому росту. Согласно исследова-
ниям, "оцифрованные" предприятия в состоянии увеличить свою скорость
адаптации, гибкость и производительность на 40% (см. Frost, 2014). В то
же время цифровая трансформация позволяет скорректировать стратегии
предприятия в соответствии с новыми реалиями и расширить ассортимент
продуктов и услуг.
В связи с этим новые возможности, возникающие благодаря цифро-
вой сети между рынками и компаниями, а также внутри самих компаний,
являются крайне важными для успешного бизнеса в будущем. Цель ми-
нимизировать разрыв между предложением и спросом за счет "оцифровы-
вания" компании. В идеале разрыв, например, между спросом конечного
покупателя и производственными возможностями предприятия (рис. 1.1),
должен быть нулевым, в этом случае разработка инноваций будет проис-
Бизнес-модели, основанные на традиционном массовом производстве
стандартизированной продукции партиями экономически оптимального раз-
мера, которая впоследствии будет продаваться потребителям, являются
неэффективными и неконкурентоспособными. В ближайшие годы успе-
ха смогут добиться только те предприятия, которым удастся гармонично
сбалансировать два основополагающих направления деятельности пред-
приятия, оказывающих друг на друга взаимное влияние:
• "Внешнее ориентирование": быстрая адаптация ресурсов и воз-
можностей предприятия к стремительным изменениям в обществе
(технологическим тенденциям, новым потребностям клиентов или
новым отношениям с поставщиками).
• "Внутреннее ориентирование": оптимизация внутренних ресур-
сов компании и развитие основных сфер деятельности с целью повы-
шения эффективности и снижения затрат на предоставление услуг.
Новые технологические подходы и концепции выступают в качестве ката-
лизаторов взаимодействия этих двух направлений. Они служат для того,
чтобы ускорить обмен данными между предприятиями и участниками
рынка (например, между производственным отделом компании и постав-
щиком) таким образом, чтобы их взаимодействие происходило в режиме
реального времени и они могли согласовывать свою деятельность друг с
другом. Это позволяет существенно сократить время реагирования на из-
менения в обществе, а вместо стандартной продукции производить товары
по индивидуальным заказам (в единственном экземпляре).
Все это обещает концепция Индустрии 4.0. Однако что же на самом
деле кроется под этим понятием? Новое модное словечко или настоящая
промышленная революция? Приведенные далее факты и знания помогут
нам в этом
1.2.Индустрия 4.0 — Четвертая промышленная революция
В настоящее время в Германии на промышленный сектор приходится око-
ло 25% валового внутреннего продукта (см. Bauernhansl 2014, стр. 7). В про-
шлом это было поводом для насмешек со стороны других стран, которые
стремились к созданию постиндустриального общества. Предполагалось,
что глобализация и растущая конкуренция в странах с дешевой рабочей
силой не позволят поддерживать такую высокую долю промышленности
в ВВП в стране с высоким уровнем заработной платы. Между тем Гер-
мания скорее вызывает восхищение, так как этот показатель позволяет
значительно увеличить профицит торгового баланса (см. тему "Роль экс-
порта" в этой главе).
Именно по этой причине проект "Индустрия 4.0", который являет-
ся одним из 10 проектов Стратегии высоких технологий-2020 Германии,
имеет такое большое значение. Цель этого проекта укрепить и повы-
сить конкурентоспособность немецких производственных предприятий за
счет использования инновационных информационно-коммуникационных
технологий (ИКТ), а также создать немецким компаниям репутацию ве-
дущих в мире поставщиков промышленного оборудования.
Термин "Индустрия 4.0" означает четвертую промышленную револю-
цию. Первую промышленную революцию связывают с внедрением меха-
нического производства продукции с использованием силы потока воды
и пара, вторую с внедрением массового производства на основе ис-
пользования электрической энергии, третью с применением электрони-
ки и информационных технологий с целью автоматизации производства.
Четвертая промышленная революция, в свою очередь, связана с созда-
нием сетевых и коммуникационных систем за счет новейших Интернет-
технологий. Концепция Индустрии 4.0 предполагает объединение совре-
менных Интернет-технологий с производственным оборудованием и сред-
ствами автоматизации, направленное на организацию и контроль всей це-
пи создания стоимости на протяжении всего производственного цикла из-
готовления продукции. Цель концепции значительное увеличение гибко-
сти и оптимизация ценообразования, а также индивидуализация продукции.
В результате четвертой промышленной революции (см. разд. 2.1), свя-
занной в своей сущности с применением информационных технологий,
к 2025 году производственные предприятия будут отличаться следующим:
Высокой степени индивидуализации продукции за счет возмож-
ностей стандартной конфигурации.
• Высокой гибкости и эффективности производства.
• Повсеместным вовлечением клиентов и деловых партнеров в
бизнес-процессы и процесс создания стоимости.
• Объединением продукции и услуг высокого качества (напри-
мер, предоставление информации, ориентированное на получение ком-
мерческой выгоды), которое будет заключаться в продаже так назы-
ваемых гибридных продуктов (например, продажа "мобильности",
а не автомобиля).
На сегодняшний день однозначное определение термина "Индустрия 4.0"
не сформулировано. Многие авторы понимают под этим термином цифро-
вую трансформацию производственных предприятий. В этой книге дается
следующее определение Индустрии 4.0:
"Индустрия 4.0" предполагает объединение производителей и потре-
бителей товаров и услуг в интернет-пространстве, а также оциф-
ровывание и обработку всех необходимых для этого данных в режиме
реального времени с целью сделать процессы ценообразования более
прозрачными и эффективными и оптимизировать потребительскую
ценность с помощью интеллектуальных продуктов и услуг¿.
Цели Индустрии 4.0 в международном контексте можно найти по та-
ким ключевым словам, как "умное предприятие" (Smart Factory), "интер-
нет вещей" (Internet of Thing) или "бизнес-оцифровывание". В этой книге
термин "Интернет вещей" понимается скорее с технологической точки зре-
ния, т. е. как создание сети физических объектов, подключенных к сети
Интернет. Таким образом, интернет вещей представляет собой технологи-
ческий компонент модели Индустрии 4.0 (см. разд. 2.1).
На самом деле концепция Индустрии 4.0 не предлагает ничего прин-
ципиально нового. Многие положения Индустрии 4.0 представляют собой
комбинацию ранних концепций автоматизации производства, компьютер-
но-интегрированного производства (КИП) 70-х годов и концепции береж-
ливого управления (Lean Management) или их доработанные варианты.
Однако именно современный уровень развития технологий позволяет по-
степенно и последовательно реализовать основные положения этих кон-
цепций. Таким образом, с дальнейшим развитием технологий потребители
смогут должным образом испробовать оцифрованные продукты и услуги.
С этой точки зрения Индустрия 4.0 выглядит скорее как эволюция, нежели
революция. Революцией она станет для тех предприятий, которые недооце-
нивают развитие технологий и вызванные этим развитием изменения на
рынке. Поэтому Индустрия 4.0, конечно, не просто модное словечко. Более
того, четвертая промышленная революция уже не за горами, особенно на
фоне растущих требований потребителей к технологиям будущего.
Исходя из всего вышесказанного, мне хотелось бы, чтобы эту книгу
прочли и те, кто уверен в перспективности своей бизнес-модели, даже в
этом случае концепция Индустрии 4.0 может оказаться
1.3.Значение концепции для предприятий и экономики Германии.
Индустрия 4.0 предлагает множество возможностей не только для значи-
тельного улучшения производственных процессов, но и для совершения
качественного прорыва в оптимизации цепи создания стоимости. Сферы,
в которых возможны эти улучшения, см. на рис. 1.2.
Первые три возможности по улучшению относятся к сфере производства.
Индивидуализация
• Учет индивидуальных и краткосрочных пожеланий клиента при
проектировании, разработке и изготовлении товара не в рам-
ках серийного производства, в том числе с помощью средств
непрерывного цифрового проектирования.
• Рентабельность при мелкосерийном производстве (выпуск в един-
ственном экземпляре).
2. Повышение гибкости
• Повышение гибкости и сокращение времени реагирования на
запрос клиента (Lead-Time) и срока вывода продукта на рынок
(Time-to-Market), в том числе с помощью цифрового проекти-
рования, 3D-печати при моделировании или предсказательной
аналитики.
• Динамичное проектирование бизнес-процессов с помощью се-
ти Ad hoc киберфизических производственных систем (КФПС)
(см. разд. 2.1).
• Быстрое и гибкое реагирование на изменения (в том числе на
невыполнение поставщиками своих обязательств или кратко-
срочное повышение объемов поставок).
• Быстрое и гибкое принятие решений, а также глобальная и ло-
кальная оптимизация процессов разработки и производства на
основе цифровой прозрачности в режиме реального времени.
3. Увеличение производительности
• Эффективное использование ресурсов за счет оптимизации про-
изводства в отношении ресурсов, потребления энергии и вы-
бросов вредных веществ в атмосферу.
• Профилактическое техническое обслуживание в сфере произ-
водства и обслуживания (прогнозирование и оптимизация необ-
ходимых профилактических мер).
• Широкие возможности моделирования бизнес-процессов за счет
цифрового проектирования и применения таких технологий, как
дополненная реальность (ДР) и виртуальная реальность (ВР).
Четвертая возможность по улучшению относится к сфере работы
с персоналом, целью которой является:
4. Повышение квалификации сотрудников
• Демографически ориентированная организация труда, сформи-
ровавшаяся в результате взаимодействия человека и техниче-
ских систем.
• Обеспечение постоянного уровня качества производства с помо-
щью специальных систем (например, интеллектуальных систем
помощи персоналу).
• Разнообразные возможности расширения должностных обязан-
ностей и укрупнения технологических операций путем предо-
ставления персоналу актуальных информационных и обучающих материалов.
• Борьба с нехваткой специалистов путем создания новых моде-
лей карьеры и привлечения к работе представителей разных
возрастов, полов и культур.
• Улучшение баланса между работой и личной жизнью за счет
увеличения гибкости организации труда.
Пятая возможность по улучшению относится к стратегии пред-
приятия и направлена прежде всего на следующее:
1.5. Развитие бизнес-модели
• Расширение и дополнение ассортимента услуг за счет нового
потенциала создания стоимости.
• Превращение из поставщика продукции в поставщика решений
за счет объединения интеллектуальных услуг.
Индустрия 4.0 позволяет заранее смоделировать производственные
процессы, проследить их с помощью панели управления практически в
режиме реального времени с целью последующей оптимизации. Возмож-
ности обмена данными и знаниями, а также интенсивное создание связей
между поставщиками и потребителями обеспечивают новые потенциалы
полезности для всех участников взаимодействия. Эти технологические воз-
можности (см. разд. 2.1) позволяют создавать новые методы производства
(в том числе децентрализованное управление) и сети создания стоимости.
Используя свои традиционные сильные стороны: лидерство среди про-
изводителей промышленного оборудования, применение инновационных
встраиваемых систем и автоматизированной техники, а также богатый
опыт использования информационных технологий, немецкие промышлен-
ные предприятия могут существенно расширить свой потенциал благодаря
концепции Индустрии 4.0 (см. Helbig 2013, стр. 24). Этот рост также пой-
дет на пользу экономическому пространству Европы, ведь уже сегодня
90% мирового экономического роста приходится на страны за пределами
ЕС (см. Frost 2014).
Увеличение производственных мощностей, ставшее возможным бла-
годаря Индустрии 4.0, в свою очередь, позволит значительно увеличить
долю экспорта в Германии. В 2014 году доля экспорта в Германии соста-
вила 1133,6 млрд евро, а превышение экспорта над импортом 217 млрд
евро (рекордный показатель). Эти цифры доказывают, что Германия яв-
ляется одной из ведущих экспортирующих стран мира. Помимо автомо-
бильной промышленности (180,7 млрд евро), одной из основных статей
экспорта является также продукция машиностроения (179,1 млрд евро)
(см. Statistisches Bundesamt 2013). Приведенная статистика означает, что
промышленный сектор по-прежнему составляет наибольшую долю в экс-
порте. Однако не стоит пренебрегать возможностью улучшить эти пока-
затели. В частности, в области машиностроения уже после первого года
внедрения Индустрии 4.0 ожидается увеличение производительности, оце-
ниваемое в 3 млрд евро (рис. 1.3).
Внедрение немецкими предприятиями концепции Индустрии 4.0 в сво-
их производственных цехах может привести к повышению спроса на ин-
теллектуальные машины и продукты с пометкой ¾Сделано в Германии¿.
Учитывая дополнительный спрос, естественно, придется увеличивать
количество персонала на предприятиях. В ближайшее время на одних
только мелких и средних предприятиях машиностроения (МСП) возмож-
но создание до 100 000 новых рабочих мест (см. Student und Maier 2014,
стр. 98).
Иностранные промышленные предприятия также признали значение и
возможности Индустрии 4.0. Так, уже произошло слияние американских
компаний Cisco Systems Inc., General Electric Corporation и IBM Corpora-
tion, сотрудничающих с азиатскими компаниями Hitachi Ltd. Corporation
и Huawei Technologies Co., Ltd. Вместе они составляют так называемый
Международный промышленный консорциум (IIC International Industrie
Consortium), деятельность которого направлена на быстрое получение ре-
зультатов и скорейшее внедрение концепции интернета вещей, а также на
оцифровывание производства. Немецкие компании Robert Bosch GmbH
(один из ведущих производителей датчиков) и Siemens AG также принимают активное участие в деятельности промышленного консорциума
(см. IDG Business Media GmbH 2015).
Для того чтобы выдержать эту конкуренцию, необходимо ускорить
процесс создания консорциумов по внедрению Индустрии 4.0 путем объ-
единения компаний, активно использующих инновации, а также за счет
мер государственной поддержки (что в других странах уже активно прак-
тикуется). Эти меры, в свою очередь, позволят сохранить и укрепить
положение немецких промышленных предприятий на мировой арене.
Недавние исследования показали, что руководители немецких компа-
ний относятся к роли оцифровывания в производстве значительно более
скептично, нежели их зарубежные коллеги. Однако, как отмечают некото-
рые политики и представители профессиональных ассоциаций, Германия
должна подтвердить свою репутацию лидера в области автоматизации так-
же и в цифровом мире.
Оценить интерес к внедрению инновационных технологий в Германии
можно с помощью онлайн-сервиса Google Тренды (см. Google Inc. 2015).
Эта служба анализирует статистику запросов в поисковой системе Google
Inc. по теме и дате запроса, а также по географическому расположению
пользователей.
На рис. 1.4 показана статистика поисковых запросов, содержащих клю-
чевое слово "Индустрия 4.0". Так как в Германии интерес к теме Ин-
дустрии 4.0 выражен наиболее ярко, мы приводим ниже соответствую-
щую статистику только по этой стране. Данные взяты за период с апре-
ля (см. рис.) 2013 года по июль 2015 года. Можно констатировать, что,
несмотря на небольшие перерывы, интерес к этой теме возрос.
На рис. 1.5 показано, что в Баден-Вюртемберге (окрашен в темно-си-
ний цвет на карте) к четвертой промышленной революции проявляют наи-
больший интерес. Это значит, что наибольшее количество поисковых за-
просов по теме ¾Индустрия 4.0¿ отправлено от пользователей, прожива-
ющих в этой земле. Представленные на рисунке цифры обозначают отно-
шение к пиковой точке на графике (100) (см. Google Inc. 2015).
1.4.Содержание и структура книги
На сегодняшний день по теме "Индустрия 4.0" издано очень много матери-
алов, в которых эта концепция рассматривается с самых различных точек
зрения. В существующей литературе Индустрия 4.0 рассматривается ли-
бо с технологической (Интернет вещей и услуг, глобальные вычисления и
радиочастотная идентификация (RFID)) и процессуальной точек зрения,
либо с точки зрения влияния Индустрии 4.0 на кадровую политику пред-
приятия.
Из этого мы можем видеть, насколько сложна и многогранна тема
4-й промышленной революции. С другой стороны, концепция Индустрии 4.0
позволяет упростить управление производством на следующих уровнях:
процессы, организация, технология, персонал и проекты путем созда-
ния соответствующих сетей и стандартизации. Для достижения этой цели
крайне важен стратегический анализ и подход к управлению.
В настоящее время едва ли найдется пособие, в котором Индустрия 4.0
описывается в контексте стратегии предприятия и в котором рассмотрены
важнейшие сферы деятельности компании (технологии, процессы, органи-
зация, персонал, проекты). Для полноценной реализации концепции Инду-
стрии 4.0 стратегически важно понять и оценить, насколько руководство
предприятия осведомлено о концепции, ее парадигмах и технологических
компонентах.
Эта книга состоит из трех частей, содержание которых заключается в
следующем:
1. Описание концепции (главы 1 и 2).
2. Структура концепции (глава 3).
3. Реализация концепции (главы 3 и 4).
1. Описание концепции.
Во второй главе (Основы и общие закономерности) читатель позна-
комится с основными понятиями, парадигмами (фундаментально новые
способы мышления) и технологиями Индустрии 4.0. Кроме того, в этой
главе дано объяснение взаимодействия интеллектуальных инфраструк-
тур, парадигм и технологических компонентов. В то же время читатель
сможет узнать об определенных точках зрения, понятиях (например, ки-
берфизических системах (КФС)) и взаимосвязях концепции в форме глос-
сария/справочника.
2. Структура концепции.
На рис. 1.6 схематично изображено содержание книги.
В третьей главе описана трехступенчатая модель внедрения концепции
Индустрии 4.0 и даны советы по тому, как читателю следует преподнести,
обосновать или адаптировать концепцию для своей компании, а также ка-
кие конкретные меры он может предпринять (Процедура внедрения
концепции). При этом модель внедрения концепции не носит догматиче-
ский характер, предприятия не обязаны строго соблюдать представленный
подход. Модель адаптируется в зависимости от ситуации на предприятии
и того, с какой точки зрения рассматривается концепция (стратегической,
тактической или оперативной). Необязательно начинать с первого этапа и
выполнять все последующие этапы в приведенном порядке.
Сначала авторы книги освещают стратегические компоненты проце-
дуры внедрения Индустрии 4.0 и объясняют, как читатель может адапти-
ровать их под существующую стратегию своего предприятия. Это пред-
ставляется особенно важным, так как только в этом случае реализация
концепции Индустрии 4.0 окажется максимально полезной для оптими-
зации сети создания стоимости и расширения ассортимента продукции и
услуг. В зависимости от поставленной цели и имеющихся знаний о 4-й
промышленной революции отправной точкой внедрения Индустрии 4.0
могут служить определенные проекты, процессы или области примене-
ния информационных технологий на предприятии (на оперативном уровне
реализации Индустрии 4.0). В этом случае руководству компании сле-
дует проявить гибкость и действовать в соответствии с положением на
предприятии и конкретной ситуацией (вне зависимости от того, на каком
уровне происходит внедрение концепции: на уровне руководства предпри-
ятия/руководителей среднего звена или управления проектами).
3. Реализация концепции.
В четвертой главе показаны практические примеры реализации концеп-
ции Индустрии 4.0: Какие меры предприняли другие компании? Каким
образом они действовали? Какую пользу они из этого извлекли? Какие
выводы можно сделать?
1.5. Заключение
Индустрия 4.0 предлагает объединить производственное оборудование с
новейшими информационно-коммуникационными технологиями с целью
организации и контроля всей цепи создания стоимости на протяжении
всего производственного цикла и создания новых бизнес-потенциалов и
бизнес-моделей.
Часто по финансовым причинам малые и средние предприятия (МСП)
не в состоянии инвестировать в технологии Индустрии 4.0. Так, в каче-
стве основного аргумента ¾против¿ называют якобы плохое соотноше-
ние затрат и пользы и продолжительный период окупаемости. Сегодня
компании чаще всего сталкиваются с проблемами, вызванными прогрес-
сирующей интернационализацией, а также необходимостью применения
инновационных технологий, которые позволят выдержать конкуренцию
других компаний (см. Mittelstand-Nachrichten.de 2014). Судя по некото-
рым исследованиям, МСП оценили, как ситуация в будущем отразится на
современном уровне предприятия и какие решения необходимо принять
уже сейчас. Результаты этого анализа привели к высокой степени неопре-
деленности и опасений в отношении внедрения Индустрии 4.0 (см. VDI
Verein Deutscher Ingenieure e.V. 2013).
Конечно, расширяющаяся сеть производственного оборудования, кото-
рую предполагает Индустрия 4.0, несет в себе риски в отношении безопас-
ности данных и информационных технологий. На неуверенности компа-
ний в Индустрии 4.0 также сказываются проблемы с качеством данных
и стабильностью производства, сомнения в том, в какой сфере необхо-
димо внедрение концепции, а также правовые аспекты. Тем не менее на
фоне все возрастающей взаимосвязанности между компаниями и други-
ми заинтересованными участниками прежде всего субпоставщики должны
понимать необходимость изучения и внедрения Индустрии 4.0. Именно
этим компаниям следует иметь в виду, что только за счет информацион-
но-коммуникационных технологий им удастся стать частью цепи создания
стоимости между потребителями и поставщиками.
Эта книга станет надежным подспорьем в успешном внедрении концеп-
ции Индустрии 4.0, сообщив читателям:
• об опасности недооценить стремительность процесса дигитализации;
• об основных положениях, парадигмах и технологиях Индустрии 4.0;
• о процедуре внедрения Индустрии 4.0 и о том, как ее адаптировать
под стратегию предприятия;
• о практических примерах успешного применения концепции Инду-
стрии 4.0.
1.6. Литература
Bauernhansl, T. (2014): Die Vierte Industrielle Revolution — Der Weg in ein
wertschaffendes Produktionsparadigma. In: Bauernhansl, T., ten Hompel,
M. und Vogel-Heuser, B. (Hrsg.): Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung
und Logistik: Anwendung, Technologien, Migration. Springer
Vieweg: Wiesbaden, S. 5–35. (ISBN: 978-3-658-04681-1)
Frost, S. (2014): Industrie 4.0 soll Europa retten. http://www.tagesspiegel.de/
wirtschaft/keinkontinentder-zukunft-ausstrahltindustrie-4-0-soll-europaretten/
11075408.html (08.01.2015).
Google Inc. (2015): Industrie 4.0. http://www.google.de/trends/explore#q=
industrie%20 4.0&geo=DE&date=4%2F2013%2029m&cmpt=q&tz=
Etc%2FGMT-2 (06.08.2015).
Helbig, W. (2013): Die Vision: Industrie 4.0 als Teil einer vernetzten, intelligenten
Welt. In: Kagermann, Henning; Wahlster, Wolfgang und Helbig,
Johannes (Hrsg.): Umsetzungsempfehlungen f¨ur das Zukunftsprojekt Industrie
4.0. Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0, S. 20–31.
URL: http://www.bmbf. de/pubRD/Umsetzungsempfehlungen Industrie
4 0.pdf
IDG BusinessMedia GmbH (2015): Bosch will Standards f¨ur Industrie 4.0 erarbeiten.
http://www.cio.de/a/bosch-will-standards-fuer-industrie-4-0-erar
beiten,3093905 (20.02.2015).
Land, K.-H. (2015): Digitale Transformation am Beispiel der Automobilindustrie.
In: Leopold, M.: Digitaler Darwinismus: Friss oder stirb!? — Im Interview
mit Karl-Heinz Land. https://www.salesforce.com/de/blog/2015/
02/digitaler-darwinism us-friss-oder-stirb-im-interview-mit-karlheinz-land.
html (25.07.2015).
Mittelstand-Nachrichten.de (2014): H¨urde f¨ur Industrie 4.0 — produzierendes
Gewerbe verkennt die Chancen von Big Data. https://www.mittelstandnachrichten.
de/unternehmen/huerde-fuer-ind ustrie-4-0-produzierendesgewerbe-
verkennt-die-chancen-von-big-data-20140905.html (15.01.2015).
Statistisches Bundesamt (2015): Deut sche Ex porte im Jahr 2014: + 3,7% zum
Jahr 2013. https:// www.destatis.de/DE/PresseService/Presse/Pressemi
tteilungen/2015/ 02/PD15 038 51.html (10.02.2015).
Student, D. und Maier, A. (2014): Made in Germany. Manager magazin Verlagsgesellschaft
mbH: Hamburg. (Manager Magazin Ausgabe 12/2014)
VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V (2013): Cloud in der Automation
entscheidend f¨ur
”
Industrie 4.0”. http://www.vdi.de/presse/artikel/cloudin-
der-automation-entscheidend-fuer-industrie- 40/ (20.01.2015).
Автор
Проф. Армин Рот заведующий кафедрой корпоративного управ-
ления, преподает курс "Enterprise Performance Management & Business
Intelligence" (Управление эффективностью предприятия и бизнес-анали-
тика) на курсе прикладной информатики в экономике в высшей школе
Ройтлингена, старший партнер компании Braincourt GmbH, Management-
beratung & Informationssysteme, г. Лайнфельден-Эхтердинген.