Четвертая революция
«Индустрия 4.0» с огромной скоростью поражает российские умы
Индустрия 4.0 с огромной скоростью поражает российские умы, особенно на фоне дискуссий об импортозамещении и диверсификации экономики
22 ноября в Китае проведена первая в истории успешная пересадка человеческой головы. Во время 18-часовой операции хирургам-виртуозам удалось успешно соединить позвоночник, нервы и кровеносные сосуды человеческого тела и — теперь уже — «головного органа».
К чему нам эта информация? Безграничность возможностей человека прогрессирует с каждым днем. Ученые мира «запланировали» на 2025-2028 годы четвертую технологическую революцию, которую часто именуют как «Индустрия 4.0». Теперь они пытаются предугадать роль и место угольной отрасли в будущем человечества. Так, в рамках «Индустрии 4.0» ведущие аналитики Юрий и Людмила Плакиткины (ИНЭИ РАН) описывают угледобычу следующим образом:
— «Умный» угольный пласт через «Интернет вещей»(1) сообщает исполнительному органу угольного комбайна текущие размеры и прочностные характеристики угольного пласта, наличие и величину нежелательных в нем твердых включений и т.д. На основе этой информации в режиме реального времени автоматически меняются, например, наклон резцов и другие параметры резания, скорость подачи исполнительного органа комбайна, а также вектор его перемещения по плоскости очистного забоя.
«Разговаривая» в интернет-сети с транспортной системой, угольный пласт «указывает», по какому маршруту и какие транспортные средства должны быть задействованы для того, чтобы уголь был доставлен в нужную точку к требуемому времени для осуществления последующего производственного цикла.
Кроме того, все машины и оборудование, применяемые на горном предприятии, как составные части производственных киберфизических систем, могут подавать сигналы об износе их отдельных деталей и формировать через интернет заказы на их изготовление, доставку и замену.
В конце ноября московские гости Марина Рыльникова, Дмитрий Радченко (Институт проблем комплексного освоения недр имени академика Н.В. Мельникова РАН) и Дмитрий Клебанов (АО «ВИСТ Групп») в рамках Второго Международного инновационного горного симпозиума (Кемерово) поддержали инновационную тему. Их практическая работа посвящена интеллектуальным горнотехническим системам в структуре «Индустрии 4.0».
Основное внимание здесь уделяется развитию роботизированных геотехнологий и автоматизированных средств управления горнотранспортными комплексами для исключения или минимизации присутствия человека в опасных зонах ведения горных работ: подготовительно-нарезных и очистных забоях, зонах интенсивного деформирования массива, в зонах с повышенным радиоактивным фоном, высокой или низкой температурой массива горных пород, повышенной загазованностью атмосферы, низким содержанием кислорода или давлением атмосферы.
Уже прошел испытания первый роботизированный самосвал и беспилотный КамАЗ. При этом разработчики не исключают, что в ближайшие десятилетия вслед за производственными зонами с нулевым вводом человека интеллектуальные системы придут в зону постоянного присутствия людей, и все горные машины и механизмы скоро будут, по сути, промышленными роботами.
Нам также известны работы москвича Дмитрия Клебанова из Института проблем комплексного освоения недр РАН. Их рассматривают в качестве этапа реализации российского проекта «Интеллектуальный карьер».
Сегодня разработаны технические требования, решения и архитектура программного обеспечения для создания и применения роботизированного и дистанционно управляемого карьерного автосамосвала как основного элемента безлюдных технологий грузоперевозок. Определены перспективные направления по модернизации конструкции роботизированного карьерного автосамосвала. Означены общие требования к организации инфраструктуры роботизированной системы грузоперевозок на открытых горных работах и обоснованы технологические условия работы роботизированных карьерных автосамосвалов, такие как:
— разъезд со встречной карьерной техникой;
— движение в колонне;
— пересечение технологических дорог и пр.
С использованием предложенной методики тестирования роботизированной системы грузоперевозок проведены испытания роботизированного карьерного автосамосвала БелАЗ-75137 в условиях полигона ОАО «БЕЛАЗ». Также разработан технический проект по использованию роботизированной системы грузоперевозок на участке «обогатительная фабрика — отвал» Черногорского угольного разреза ОАО «СУЭК-Хакасия» и получена оценка экономической эффективности ее использования. Ожидаемый срок окупаемости всех затрат на ввод в действие роботизированной системы грузоперевозок составит не более 2 лет.
И подобных исследований достаточно, чтобы предположить, что Россия не в самом хвосте грядущей революции.
Смысл четвертой мировой технологической революции, «Индустрии 4.0», заключается в том, что она должна серьезно увеличить производительность труда в развитых странах и привести к более высоким темпам роста ВВП в Европе и США. Предыдущие три, по крайней мере, с аналогичными задачами справлялись.
Первая, как известно, началась с изобретением Джеймсом Уаттом парового двигателя и на протяжении XVIII-XIX веков создала первичную индустриализацию в Европе.
Вторая — с появлением конвейера Генри Форда.
Третья стартовала в 1960-х, когда экономики европейских стран оправились после войны, и был изобретен компьютер, а позже — промышленные роботы.
Разумеется, эти классификации довольно условны. Как понятие «четвертая промышленная революция». Прогнозируемое событие — массовое внедрение киберфизических систем в производство и саму жизнь — охватит самые разные стороны жизни: рынок труда, политические системы, технологический уклад, человеческую идентичность и пр.
Анализ инновационных технологий, проводимый в последнее время многими исследователями, свидетельствует о том, что именно период 2025-2028 годов будет рубежным для мирового технологического развития. В это время мировая экономика фактически встанет на новый трек своего технологического развития, на котором не объемы применяемых ресурсов (в том числе и топливно-энергетических), а эффективное управление ими станет главной доминантой мирового экономического развития.
В России аналогом программы «Индустрия 4.0» (родом из Германии, но распространяемой сегодня на весь мир) является формируемый правительством технологический трек «Технет» Национальной технологической инициативы, который призван обслуживать ожидаемую в 2025-2035 году промышленную революцию. Основными целями его «дорожной карты» являются:
— формирование комплекса ключевых компетенций в Российской Федерации, обеспечивающих интеграцию передовых производственных технологий и бизнес-моделей для их распространения в качестве «фабрик будущего»;
— создание конкурентоспособной, созданной с учетом индивидуальных потребностей заказчика продукции нового поколения для рынков НТИ и высокотехнологичных отраслей промышленности.
Будущий технологический импульс, основанный на использовании киберфизических систем, отображает революцию в экономике с точки зрения существенного снижения расходов времени на осуществление производственных операций, что повышает рыночный потенциал выпускаемой продукции за счет снижения производственных затрат, расходов энергии на их изготовление и, соответственно, цен предложения.
Для четвертой промышленной революции будет характерно начало активного применения нетрадиционных энергоисточников. Это окажет существенное влияние на объемы и цены невозобновляемых энергоресурсов, в том числе и угольных.
В целом горная промышленность, по мнению российских аналитиков Юрия и Людмилы Плакиткиных, весьма восприимчива к внедрению элементов проекта «Индустрия 4.0».Еще в большей степени эффект от ее применения возможно получить при условии сочетания с соответствующими технологиями, например с 3D-печатью, беспилотными летательными аппаратами различного класса и пр.
Однако аналитики уже предвидят ряд трудностей, с которыми придется иметь дело. Прежде всего это проблема масштабного высвобождения работников отрасли. Тема будет наиболее острой для моногородов России, где требуется создание точек иной отраслевой компетенции. Более того, именно в тех регионах, где имеется значительная концентрация весьма трудоемкой угольной отрасли, эта проблема будет наиболее острой. Тем не менее именно в этих регионах следует ожидать наиболее быстрых темпов становления и развития «новой» экономики (!).
Кузбасс уже в полной мере пережил реструктуризацию угольной отрасли в 1992-1998 годах. Задача повышения производительности труда тогда была успешно решена. Были ликвидированы 43 шахты и 1 разрез. Оставшаяся эффективная часть позволила обеспечить рост производительности. На новом — современном — этапе развития угольной отрасли ее основные фонды, считавшиеся эффективными, уже перестали быть таковыми. Они — по мнению ученых-аналитиков — не отвечают более высокому новому уровню мирового технологического развития. Это означает, что они должны быть модернизированы до уровня, соотвествующего мировым технологическим достижениям, заложенным в проекте «Индустрия 4.0».
В этой связи ученые предлагают новую систему индикаторов развития угольной отрасли России в период до 2035 года (таблицы 1, 2). По мнению Плакиткиных, они могут стать опорным звеном для совершенствования системы государственного регулирования угольной отрасли в кризисном и посткризисном периодах.
Лариса Филиппова
(1) Интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT) — концепция вычислительной сети физических объектов («вещей»), оснащенных встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей, как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человек