«Промышленный интернет» США, Индустрия 4.0: акцент на «мягкие» преимущества

В Соединённых Штатах концепцию «промышленности 4.0» чаще заменяют термином «промышленный интернет». Хотя они называются по-разному, основная идея обоих концептов одинакова — связать виртуальные сети с физическими объектами для создания более эффективной производственной системы.

С политической точки зрения, после финансового кризиса правительство США возвело развитие передовых производственных технологий до уровня национальной стратегии, надеясь перестроить производственную отрасль с помощью новых и революционных методов производства. С точки зрения отрасли, создание отраслевой организации Industrial Internet Alliance ознаменовало решительный призыв делового сообщества вступить в эпоху промышленности 4.0. В отличие от «жёсткого» производства, на котором акцентирует внимание Германия, Соединённые Штаты, где развита экономика программного обеспечения и интернета, уделяют больше внимания содействию новому этапу промышленной революции в сфере «мягких» услуг, надеясь с помощью интернета активизировать традиционные отрасли и сохранить долгосрочную конкурентоспособность производственной индустрии.

Государственная стратегия по стимулированию инноваций

Чтобы справиться с новой технологической промышленной революцией и конкурировать за право выступать на международной промышленной арене, Соединённые Штаты в последние годы возродят производственную отрасль как свой главный приоритет. После финансового кризиса правительство США приняло серию законопроектов, направленных на создание исследовательских центров инноваций в области производства, надеясь преобразовать традиционное производство с помощью передовых и новых технологий и способствовать тому, чтобы экономика США вновь встала на путь устойчивого роста.

В апреле 2009 года Обама, только что ставший президентом Соединённых Штатов, выступил с речью, предложив активизировать производственную отрасль в качестве ключевой стратегии долгосрочного развития экономики США. В декабре того же года правительство США опубликовало «Рамочную программу по возрождению американского производства», в которой подробно анализировались теоретические основы и преимущества возрождения обрабатывающей промышленности, ставшую стратегическим руководством для развития производственной отрасли в Соединённых Штатах. Впоследствии администрация Обамы постепенно расширяла свои усилия — начиная со стратегического планирования и путей развития и заканчивая конкретными мерами, завершив разработку плана инноваций в сфере производства.

В июне 2011 года Соединённые Штаты официально запустили «Программу партнёрства в области передового производства», чтобы ускорить лидерство в сфере передового производства в XXI веке. В феврале 2012 года был дополнительно представлен «Национальный стратегический план по передовому производству» с целью стимулирования возвращения производственных компаний в США за счет активной политики. Указанный план включает две основные направления: одно — это корректировка и повышение структуры и конкурентоспособности традиционной производственной отрасли, другое — развитие высокотехнологичных отраслей. Предусматривается разработка передовых цифровых технологий производства, включая платформу передовых производственных технологий, технологии передового производства, а также инфраструктуру проектирования и обработки данных.

В марте 2012 года Обама впервые предложил создать «Национальную сеть инноваций в области производства», учредить до 45 исследовательских центров и укрепить органичное взаимодействие между производством, образованием и научными исследованиями, осуществляющимся университетами и производственными компаниями. В январе 2013 года Исполнительный офис Президента США, Национальная комиссия по науке и технологиям и Национальное проектное управление высокотехнологичного производства совместно опубликовали Предварительный проект Национальной сети инноваций в области производства и выделили 1 миллиард долларов США для создания Национальной сети инноваций в области производства США (NNMI), которая будет сосредоточена на содействии инновационному развитию передовых производственных отраслей, таких как цифровое производство, новые источники энергии и применение новых материалов, а также создании ряда инновационных кластеров с передовыми производственными возможностями.

Ключевые направления исследований этой инновационной сети включают: разработку легких материалов, таких как углеродно-волокнистые композиты, для повышения топливной эффективности, эксплуатационных характеристик и коррозионной стойкости автомобилей, самолетов, поездов и судов следующего поколения; совершенствование соответствующих стандартов, материалов и оборудования технологии 3D-печати с целью реализации недорогого и мелкосерийного производства с использованием цифрового проектирования; создание структур и методов для интеллектуального производства, что позволяет производственным операторам в режиме реального времени осваивать «поток больших данных» из цифровой фабрики для повышения производительности, оптимизации цепочки поставок, а также улучшения эффективности использования энергии, воды и материалов.

За последние два года вышеупомянутое планирование постепенно реализовывалось. В августе 2012 года правительство США и частный сектор совместно профинансировали Национальный институт инноваций в области производства 3D-принтеров стоимостью 85 миллионов долларов. В мае 2013 года правительство США объявило о выделении федерального финансирования в размере 0,2 миллиарда долларов на создание трёх центров производственных инноваций: Института инноваций в области лёгкого и современного металлического производства, Института цифровых производственных и дизайнерских инноваций, а также Института производства силовой электроники следующего поколения. В феврале этого года был создан центр по производству композитных материалов.

Согласно «Глобальному отчёту о тенденциях в области передового производства», опубликованному Центром Уилсона — аналитическим центром в США, США осуществляют самые крупные в мире инвестиции в исследования и разработки, причём три четверти этих средств вкладываются в производство. Страна обладает явными преимуществами в таких областях передового производства, как синтетическая биология, передовые материалы и быстрое прототипирование. Аналитики полагают, что при активном содействии правительства и частного сектора Соединённые Штаты, скорее всего, переживут новую волну технологических инноваций, характеризующуюся повсеместным внедрением технологии беспроводных сетей, широким использованием облачных вычислений и масштабным развитием интеллектуального производства.

Промышленный альянс преодолевает технические барьеры

В отличие от «жёсткого» производства, на котором делает акцент немецкая промышленность 4.0, Соединённые Штаты, где развита экономика программного обеспечения и интернета, больше сосредоточены на содействии новому витку промышленной революции в сфере «мягких» услуг, надеясь использовать мощь сети и данных для повышения способности всей отрасли к созданию ценности. Можно сказать, что американская версия промышленности 4.0 на самом деле представляет собой революцию «промышленного интернета». В этом процессе, помимо политической поддержки со стороны правительства США, важным движущим фактором развития стало формирование первых отраслевых альянсов.

Концепция «Промышленного интернета» была впервые предложена компанией General Electric в 2012 году, после чего пять ведущих компаний США совместно образовали Альянс промышленного интернета (IIC), чтобы активно продвигать эту концепцию. Помимо таких производственных гигантов, как General Electric, к альянсу присоединились ИТ-компании, такие как IBM, Cisco, Intel и AT&T.

Промышленный интернет-консорциум использует открытую систему членства и стремится разработать «общий план», который позволит обмениваться данными между устройствами различных производителей. Стандарты этого плана включают не только протоколы интернет-сетей, но и такие показатели, как объем хранения данных в ИТ-системах, мощность подключенных и не подключенных устройств, а также управление трафиком данных. Цель состоит в том, чтобы лучше способствовать интеграции физического и цифрового миров через разработку общих стандартов, преодоление технических барьеров и использование интернета для активизации традиционных промышленных процессов.

Хотя установление и окончательное утверждение вышеперечисленных стандартов может занять несколько лет, как только эти стандарты будут установлены, они помогут разработчикам аппаратного и программного обеспечения создавать продукты, полностью совместимые с Интернетом вещей. Конечным результатом может стать реализация датчиков, сетей, компьютеров; полная интеграция систем облачных вычислений, крупных предприятий, транспортных средств и сотен других типов объектов способствует повышению общей эффективности всей производственной цепочки. (Ян Бо)