Предприятия будущего: генераторы рабочих мест

Зви Фойер

Постоянный рост полностью автоматизированных производственных мощностей, «где можно даже не включать освещение», не означает отсутствия карьерных перспектив для специалистов в машиностроительной отрасли. На самом деле автоматизация способствует созданию новых рабочих мест, требующих высокого уровня квалификации специалистов, гибкости мышления и творческого подхода к делу.

Если выйти на улицу и спросить у случайных прохожих, каким они представляют предприятие будущего, то чаще всего ответы будут такими: полностью автоматизированное производство, на котором всё делают роботы, поэтому в цехах даже не потребуется включать свет. Единственный сотрудник при этом сидит где­то в кабинете — не исключено, что за тысячи километров от производства — и нажатием кнопок и рычагов управляет производством (более молодые участники нашего опроса, вероятно, скажут, что этот единственный сотрудник будет водить пальцем по экрану смартфона или планшета, а не нажимать кнопки).

Зви Фойер (Zvi Feuer), старший вице-президент по системам технологической подготовки производства компании Siemens PLM Software

Во времена, когда уровень безработицы стал серьезной проблемой для многих развитых стран мира, образ функционирующего без людей предприятия выглядит весьма непривлекательно. Конечно, производительность труда единственного сотрудника окажется колоссальной, но кто сможет позволить себе покупать продукцию подобного завода? Мы наблюдаем снижение покупательской способности, поскольку, по данным Всемирной организации труда, 200 млн человек во всем мире не имеют работы.

Мое представление о предприятии будущего отличается от нарисованной выше картины. Конечно, там будут роботы и другое оборудование, но я не рассматриваю автоматизацию как средство сокращения рабочих мест. Более того, я прогнозирую обратный процесс: предприятия будущего будут способствовать созданию новых рабочих мест. По словам Томаса Фридмана (Thomas Friedman), колумниста газеты New York Times и лауреата Пулитцеровской премии, однопроцентный рост производительности труда в США приводит к созданию 750 тыс. новых рабочих мест.

И это не рабочие места «из прошлого», когда от работника требовалась физическая сила и необходимость весь день выполнять одни и те же механические действия. Речь идет о рабочих местах нового поколения, требующих высокого уровня квалификации специалистов, гибкости мышления и творческого подхода к делу. Образование становится важнейшим фактором, поскольку большинство работ будет связано с созданием и обработкой информации в цифровом виде (геометрия проектируемых изделий, управляющие программы для станков с ЧПУ и т.д.), которая необходима для управления автоматизированным производством. Как и сегодня, творческая составляющая останется главным источником инноваций. Кроме того, будет важна и гибкость мышления, поскольку адаптируемость — способность быстро менять технологические процессы, реагируя на рыночный спрос и пожелания заказчиков, — станет определяющей характеристикой предприятия будущего.

Адаптируемость — один из критериев успеха фабрик будущего. Еще один критерий — высокий уровень взаимодействия и обмена информацией, особенно между производителями и поставщиками. В будущем поставщики окажутся настолько тесно интегрированными в производственные процессы головного предприятия, что будут функционировать как его собственные подразделения. Третья характерная черта завода будущего — то, что я называю «автоматизацией следующего поколения», отличающейся гораздо более тесной интеграцией виртуального и реального аспектов производства, чем достигнутая сегодня. Все перечисленные мною характеристики являются составляющей моего видения предприятия будущего, основанного на высоком уровне автоматизации и требующего создания новых рабочих мест.

Красные и белые банки

Агентство Associated Press опубликовало статью о белых банках с кока­колой, получивших название «белый медведь». Появившиеся под Новый 2011 год банки вызвали возмущение фанатов кока­колы, которые настаивали на том, чтобы их любимый напиток разливали только в красные банки. Другая группа потребителей кока­колы осталась недовольной из­за того, что по ошибке они стали покупать белые банки, принимая их за серебристую упаковку диетической колы. Так как же отреагировала компания Coca­Cola? Если верить статье агентства, компания не отказалась от идеи белых банок, продолжив их выпуск, вместе с тем пообещала выпустить и красный вариант банки «белый медведь» «в ближайшие недели» (курсив мой. — З.Ф.)

Представьте, что ваше предприятие производит эти самые банки, и потребитель хочет, чтобы вы продолжали делать их в исходном цвете, но теперь половину заказа требуется выпускать еще и другом цвете. Причем банки нового цвета должны быть готовы к новогодним праздникам, которые уже на подходе. Справитесь ли вы с такой задачей? У вас есть специальные красители для шелкографии? А если нет, то удастся ли их быстро заказать? А что делать со станками для накатки рисунка? Сколько времени уйдет на то, чтобы полностью отмыть их от краски одного цвета и переналадить на печать другим цветом? Придется ли разделить станки по цветам банок? Если у вас несколько заводов, будет лучше выпускать на каждом заводе банки обоих цветов либо только одного цвета?

Вероятно, компания Coca­Cola ожидала смешанной реакции на белые банки (конечно, они помнили историю с провалом напитка New Coke) и была готова незамедлительно восстановить выпуск красных банок. В целом возможность быстро менять технологические процессы производства в соответствии с требованиями рынка становится все более важной составляющей по мере того, как производители все более точно выявляют рыночные тенденции. Быстрая адаптация производства особенно необходима для поставщиков комплектующих. Во многих случаях, например в целях защиты интеллектуальной собственности или получения конкурентных преимуществ, головное предприятие не информирует поставщиков о грядущих изменениях в те же сроки, что и свое собственное производство.

Я полагаю, что в будущем быстрое внесение изменений в технологические процессы станет обыденным делом. Такой подход создает рабочие места как для цехового персонала, так и для высококвалифицированных инженеров­технологов, применяющих широкий набор решений для поддержки цифрового производства.

Технологи при помощи систем поддержки цифрового производства будут выполнять численное моделирование технологических процессов и быстро находить ответы на вопросы, аналогичные поставленным выше, — о том, как лучше всего организовать выпуск банок другого цвета. Другие программные средства позволят им виртуально проверить корректность управляющих программ промышленных роботов. Автоматизированные решения будут оптимизировать технологические процессы и автоматически генерировать документацию, содержащую 2D­ и 3D­информацию о детали, процессе обработки и оснастке. Используя компьютерные системы, технологи будут создавать модели целых заводов, что еще до начала выпуска продукции гарантирует оптимальное размещение оборудования и выбор технологических маршрутов и, как следствие, высокую производительность. Применение подобных систем обеспечит быстрое проведение изменений в технологических процессах, что станет отличительной чертой заводов будущего.

Включать ли освещение в цехе?

Одна из определяющих характеристик предприятия будущего — более высокий уровень автоматизации по сравнению с сегодняшним днем. Это не будет полностью безлюдный цех, в котором не понадобится даже освещение, но ситуация явно превзойдет нынешнюю. В настоящее время в той или иной степени автоматизированы все аспекты конструкторско­технологической подготовки и производства изделий. Я полагаю, что будущие изменения заключаются не в появлении нового автоматизированного оборудования, хотя и этот процесс, несомненно, будет иметь место. Более важная перемена состоит в интеграции всех автоматизированных систем, применяемых при создании продукции.

Разумеется, определенный уровень интеграции существует уже сейчас. Например, имеются прочные связи между программными средствами для конструкторов и технологов. Конструкторские данные, созданные в системах автоматизированного проектирования (CAD­системах), часто передаются на следующий этап для разработки пресс­форм и оснастки, а также управляющих программ для станков с ЧПУ. Тот факт, что такая интеграция экономит время и сокращает число ошибок, имеет массу документальных подтверждений.

Однако для технологического проектирования требуются в сотни раз большие объемы данных, чем для конструкторского проектирования. Значительная часть этих данных собирается цеховым оборудованием, к которому относятся панели управления и SCADA­системы, выполняющие сбор и передачу информации. Данные собираются в реальном времени и передаются в автоматизированные системы управления производственными процессами (MES­системы), но, как правило, они не выходят за пределы производства. Например, конструкторы не получают информации о том, как то или иное проектное решение влияет на материальные потоки на производственном участке, или о том, что предложенные ими комплектующие оказались дефектными. Я полагаю, что в будущем мы придем именно к более высокому уровню интеграции и использованию производственной информации.

Автоматизация следующего поколения предусматривает сбор и обработку огромных объемов данных, поэтому необходима технология, которая позволит реализовать концепцию предприятия будущего, а именно — обеспечит дешевые способы хранения информации. Многие полагают, что оптимальным решением станут облачные технологии. Разумеется, сегодня хранящиеся в PLM­системах данные и процессы считаются конфиденциальными, поэтому при современных средствах защиты интеллектуальной собственности и информационной безопасности их передача в общедоступные облака недопустима. Однако наличие в рамках предприятия защищенных каналов связи с основной PLM­системой (или системами) делает вполне возможной оптимизацию ряда PLM­решений путем их переноса в облако.

Я полагаю, что завод будущего будет работать в две смены. В дневную смену люди будут выполнять задачи, которые невозможно автоматизировать. За ней последует ночная смена, в которой выполняется работа, не требующая участия человека. Во время ночной смены хранящиеся в системах автоматизации данные обеспечат тонкую настройку производственного оборудования и технологических процессов и гарантируют высокое качество продукции. Разумеется, система управления для ночной смены будет извещать персонал в случае, если что­то пошло не так.

Совместная работа с поставщиками

Поставщики уже приняли на себя значительную долю ответственности за выпуск продукции головным предприятием, и эта тенденция будет развиваться и углубляться. Основываясь на сегодняшней ситуации, можно сказать, что в будущем потребуется более тесное взаимодействие между потребителем и поставщиком, а также широкая интеграция систем поставщиков с системами подготовки производства заказчика. Это особенно важно для достижения гибкости, позволяющей при необходимости оперативно менять технологические процессы.

Улучшение взаимодействия и поддержка совместной работы окажутся полезными и для поставщиков. Им уже приходится согласовывать самые различные вопросы с головным предприятием (закупки, проектирование комплектующих, вопросы качества и технологии производства и пр.). При этом в большинстве случаев один поставщик выполняет заказы для нескольких предприятий, которые к тому же могут конкурировать друг с другом. В будущем мы будем наблюдать и усиление взаимодействия между поставщиками и головными предприятиями и их обоюдное стремление защитить свою интеллектуальную собственность. Это весьма похоже на ситуацию на сайтах социальных сетей, которые, с одной стороны, способствуют общению между людьми, но с другой — заставляют их позаботиться о защите своих персональных данных.

В будущем отношения между поставщиком и заказчиком будут характеризоваться постоянным вовлечением поставщика в процессы разработки конечного изделия, начиная с самых ранних этапов. Двусторонний обмен информацией в цифровом виде начнется уже на этапе подготовки производства изделия, чтобы поставщики могли оценить технологичность предлагаемых проектных решений. Разумеется, это делается и сегодня. Разница в том, что в будущем вместо получения файла CAD­системы или электронной таблицы от головного производителя с запросом о стоимости изготовления комплектующих поставщик будет полностью интегрирован в системы подготовки производства заказчика. При этом поставщик сможет просматривать виртуальную 3D­модель, включая собственные детали и узлы, в контексте всего изделия (или той его части, которую головной производитель сочтет необходимым показать конкретному поставщику).

В ходе дальнейшего проектирования поставщики привносят свои знания и опыт, помогая конструкторам, например, выяснить себестоимость предлагаемых изменений и оценить временные затраты выхода изделия на рынок. Благодаря тесной интеграции производственных процессов поставщиков и головного производителя изделие будет готово к выпуску сразу после окончания конструкторской подготовки производства. (В частности, на основе предварительных данных о конструкции поставщики смогут сразу же начать разработку управляющих программ для станков и проектирование необходимой технологической оснастки. Когда в конструкцию изделия вносятся изменения, поставщика уведомляют об этом, направляя ему новые данные в цифровом виде. При этом разработанные поставщиком средства технологического оснащения и управляющие программы для станков с ЧПУ автоматически обновляются.)

Подобный уровень интеграции поможет сократить сроки подготовки производства и повысить объемы продаж благодаря следованию новейшим рыночным тенденциям. Еще одно преимущество тесной интеграции между поставщиками и головными производителями — снижение риска несоответствий и ошибок при поставках комплектующих.

Будущее — уже через 5­10 лет

Описанное мною предприятие будущего появится очень скоро — изменения произойдут уже в ближайшие пять­десять лет. Более того, значительная часть требуемых технологий уже существует.

Сложно сказать, какой будет ситуация с трудоустройством через пять или десять лет, но я уверен, что на предприятии будущего — автоматизированном и интегрированном, каким я его представляю, — количество рабочих мест сокращаться не будет. Наоборот, благодаря высокой производительности такие заводы станут генераторами создания рабочих мест. Я абсолютно убежден, что заводы будущего окажутся гораздо более производительными, чем сегодняшние. Важно отметить, что через пять­десять лет рабочие места на заводах будущего будут полностью соответствовать возможностям персонала, среди которого, как мы понимаем, окажется немало людей в возрасте за 65 лет. В описанном мною сценарии разработки изделий для таких сотрудников открывается масса возможностей.

На предприятии будущего речь пойдет не об «автоматизации ради автоматизации», или «интеграции ради интеграции». Конечная цель — повышение производительности и вывод большего числа изделий на рынок. Благодаря этому предприятие сможет реализовать больше проектов, что, в свою очередь, создаст новые рабочие места, как уже было отмечено в вышеприведенной цитате Фридмана. В целом заводы будущего станут работать быстрее и умнее, но для управления ими и достижения успеха по­прежнему потребуются усилия человека. 

САПР и графика 4`2014