Реферат Сафоян Г.Л.. Реферат Информационные технологии в системах автоматизации Цифровизация промышленности необходимость, задачи и проблемы

• Название: Реферат Информационные технологии в системах автоматизации Цифровизация промышленности необходимость, задачи и проблемы
• Дата: 01.12.2021
• Размер: 1.52 Mb.
• Имя файла: Реферат Сафоян Г.Л. .docx
• Тип: Реферат; #287655
• страница: 4 из 5

4 Принципы промышленной цифровизации

Для цифровой трансформации предприятиям важно правильно выполнить цифровое преобразование, что связано с оцифровкой различных данных. Различные исследования показывают, что цифровая трансформация предприятий позволяет достичь целей повышения производительности за счет снижения затрат, повышения эффективности и внедрения инноваций, так как цифровая трансформация:

- помогает сократить расходы за счет снижения посредничества и снижения затрат на поиск информации, заключение сделок и последующий контроль их исполнения;

- способствует повышению операционной эффективности предприятий за счет систематизации и упорядочивания данных о деятельности предприятия, что позволяет предприятиям находить свои ниши для сбыта продукции (в соответствии с теорией «длинного хвоста») путем ускорения реакции на требования клиентов и продвигая отраслевую специализацию труда и совместных операций смежных производств;

- обеспечивает эффективное внедрение инноваций и модернизацию по модели «цифровые технологии + промышленность» путем построения архитектуры информационных услуг по цепочке «облако + сеть + конец», что обеспечивает непрерывное обучение и укрепление динамичного сотрудничества клиентов и предприятий.

На предприятиях используются различные механизмы систематизации данных путем повышения уровня координации в их подготовке, оцифровке и применении. Для этого ведущие компании используют идеологию Agile, как проверенный временем подход для ИТ-организаций по созданию программного обеспечения и более эффективному управлению процессами.

При этом, методы оцифровки данных опираются на несколько основных принципов и организационных возможностей:

- первый – это бизнес-принцип, который применим к разработке решений для цифрового преобразования и поддерживает миграцию данных и методы управления данными. На основе этого принципа компании могут создавать основные списки бизнес-доменов, связанных с расширенной аналитикой данных, которые могут включать соответствующие инновации для продуктов и процессов. При инвентаризации соответствующих данных о продуктах и процессах вы можете определить наиболее важные характеристики и действия клиентов в различных областях бизнеса.

- второй ключевой принцип цифровых данных – это совместное владение. Взаимодействие между бизнес-единицами и ИТ-организациями в большинстве компаний обычно ограничивается бизнес-запросами и ИТ-решениями. Поэтому, представители бизнеса должны фактически координировать свои действия с членами ИТ-организации. Размещение их в одной комнате может помочь преодолеть культурные барьеры: деловые люди могут больше узнать о технологиях, а ИТ-менеджеры могут столкнуться с большим количеством бизнес-элементов.

- проведение регулярных совещаний по методу Scrum, согласно которому создается многофункциональная команда для работы в области цифровой трансформации. В состав этих групп могут входить представители бизнес-подразделений и ИТ-отделов, а также специалисты по данным, инженеры по обработке данных, владельцы бизнесинформации, разработчики ИТ и эксперты по контролю качества.

- внедрение новых технологий работы с данными, таких как технология «озеро данных» и облачные технологии. «Озеро данных» – это хранилище всей структурированной и неструктурированной бизнес-информации, собранной из множества систем, расположенных в разных бизнес-единицах и функциях компании. Оно включает текущие и заархивированные данные (информацию от внешних поставщиков, например, обогащенную открытыми данными, такими как социальные сети или координаты GPS). В отличие от традиционных хранилищ данных, озера данных не хранят данные в файлах и папках; данные остаются в исходном формате. В результате стоимость хранения этих данных остается низкой, а возможность динамической настройки или перенастройки данных остается высокой. В дополнение к эффективным возможностям хранения, «озеро данных» совместимо со стандартными инструментами поиска данных, что позволяет ИТ-специалистам и бизнес-пользователям легко находить нужную информацию. «Озеро данных» может быть изначально построено отдельно от базовой ИТ- системы (в среде обнаружения), что позволяет упростить его обновление по мере развития технологии данных. В конечном счете, однако, «озеро данных» должно быть интегрировано в существующую архитектуру данных компании и использоваться в качестве основного источника информации.

5 Технологии промышленной цифровизации

Рассмотрим термин «Индустрия 4.0». Термином «индустрия 4.0» называется четвертая промышленная революция, предусматривающая сквозную цифровизацию всех физических активов и их интеграцию в цифровую экосистему вместе со всеми участниками создания добавленной стоимости. другими словами, происходит объединение промышленности и цифровых технологий, что выражается в следующем:

– вертикальная цифровизация и интеграция бизнес-процессов на предприятии, начиная от закупочной деятельности, заканчивая сбытом и послепродажным обслуживанием;

– горизонтальная интеграция различных субъектов взаимодействия по всей цепочке создания стоимости, включая поставщиков, потребителей, партнеров и пр.;

– доступность в режиме реального времени данных о бизнеспроцессах и управленческих процессах, их эффективности, показателях качества;

– дополнение производимых продуктов разнообразными интеллектуальными устройствами, позволяющими получать информацию об использовании этих продуктов с целью их доработки;

– распространение разнообразных цифровых услуг, предоставляемых клиентам с целью оптимизации взаимодействия с ними.

Одни исследователи делают акцент на оцифровывании всех взаимосвязей и процессов как внутри компании, так и с внешней средой, что позволит всем устройствам и машинам общаться друг с другом на одном языке посредством интернета вещей. Это означает, что умные машины смогут самостоятельно себя производить в соответствии с ими же определенными потребностями. отдельные элементы данного процесса уже существуют. так, например, в настоящее время успешно реализуется проект самовосстанавливающегося оборудования, когда при достижении определенного уровня износа деталей станка он сообщает об этом механику, одновременно заказывая необходимую деталь на заводе-изготовителе или в службе снабжения. станок также предупреждает о предстоящем ремонте. Другим примером является внутрицеховое перемещение отдельных компонентов для производства конечной продукции без участия человека.

Другие исследователи считают, что в основе цифровизации промышленного производства в рамках реализации концепции «индустрия 4.0» лежит создание цифровых моделей продукции. Элементы цифрового моделирования уже находят применение в современной практике. так, например, очки дополненной реальности позволяют получить рабочему дополнительные инструкции при сборке продукции. Модули визуализации, встроенные в станки, позволяют произвести симуляцию обработки отдельных деталей.

Еще один подход к пониманию особенностей реализации концепции «индустрия 4.0» состоит в возможности осуществления массового производства персонифицированной продукции. Компании становятся клиентоориентированными, а конечные потребители – частью платформ взаимодействия. То есть предполагается, что продукция будет создаваться в соответствии с индивидуальными потребностями человека. Например, компания Nike уже сейчас предоставляет возможность выбрать и заказать цвет своих кроссовок в мобильном приложении или на своем сайте.

Наконец, термин «индустрия 4.0» применяется к компаниям, оказывающим разнообразные услуги на основе использования широкого спектра информационных технологий, начиная от 3D-принтеров и заканчивая беспилотными летательными аппаратами, передовой робототехникой и пр.

Таким образом, термин «индустрия 4.0» означает применение в промышленном производстве любых передовых и потенциально «подрывных» технологий, базирующихся на использовании больших данных и искусственного интеллекта. Чаще всего «индустрия 4.0» воспринимается как совокупность технологий PLM, Big Data, Smart Factory, Cyber-physical systems, Internet of Things, Interoperability, позволяющих создать эффективную бизнес-модель предприятия. основные технологии «индустрии 4.0» представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 – цифровые технологии «Индустрии 4.0»

Рассмотрим подробнее некоторые технологии, которые считаются наиболее прорывными в промышленной сфере.

Интернет вещей. В промышленной сфере использование технологии интернета вещей обеспечивает возможность объединенным в единую сеть «вещам» (оборудование, механизмы, машины и пр.) идентифицировать друг друга, характеризовать свое состояние, передавать друг другу данные и обрабатывать их без посредничества человека. Тем самым у предприятия формируются следующие конкурентные преимущества:

– гибкость производства с возможностью принимать индивидуальные заказы;

– высокая настраиваемость производства за счет его контроля на всех уровнях и функционирования на единой технологической платформе;

– снижение издержек и рисков производства, обусловленных человеческим фактором.

3D-печать. Данная технология применяется как альтернатива фрезеровальным и режущим станкам, позволяя добиться максимальной точности производства детали и минимума отходов. При этом возможно создание геометрических форм неограниченной сложности. наряду с этим использование 3D-печати позволяет полностью учесть индивидуальные запросы клиента на этапе моделирования и создания изделия. В настоящее время 3D-печать получила распространение в строительной, автомобильной, аэрокосмической, медицинской и военной отраслях.

Анализ больших массивов данных и продвинутые алгоритмы (big data). Под большими данными понимаются значительные объемы структурированных и неструктурированных данных, которые возможно эффективно обработать только с использованием масштабируемых программных инструментов. Сегодня технологии обработки больших данных находят все большее применение в промышленности. Это объясняется тем, что промышленные предприятия всегда сталкивались с необходимостью обработки значительных объемов информации, характеризующей бизнес-процессы, взаимодействие с поставщиками, клиентами, аварийные сигналы и пр. использование инструментов обработки больших данных позволяет решить следующие задачи:

– прогнозировать изменения на рынке;

– своевременно выявлять и устранять сбои в производственном процессе;

– предотвращать появление аварийных ситуаций;

– моделировать возможные сценарии развития компании и др.

Дополненная реальность / переносимые гаджеты. Дополненная реальность позволяет дополнить физический мир разнообразными цифровыми объектами: голограммами, инструкциями, справками и пр. Камера устройства захватывает объект какое-либо изображение, а затем технология распознает его, выводя на экран необходимую информацию. Сегодня системы дополненной реальности в промышленности нашли воплощение в умных очках (smart-очки), в которых производится сборка отдельных компонентов изделия. Дополненная реальность позволяет увидеть чертеж как объемную проекцию, что помогает снизить издержки на этапе проектирования изделия, упрощает ремонт и содержание производства. Различают мобильные системы дополненной реальности (переносимые гаджеты), а также встраиваемые (интегрируемые в оборудование).

Виртуальная реальность. В отличие от дополненной реальности виртуальная позволяет полностью погрузиться в создаваемый мир, симулируя окружающее пространство, с которым можно реалистично взаимодействовать. Виртуальная реальность находит применение в разработке продукции, в частности при тестировании образцов; в проектировании и строительстве; в производстве медицинского оборудования.

Облачные технологии. Как известно, облачные вычисления – это технология распределенной обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как интернет-сервис. Для промышленности основным достоинством облачных технологий является возможность размещения в облаке различных решений, расчетов, отчетов и другой документации, которая может быть доступна удаленному пользователю. Таким образом решается задача перехода от бумажного к электронному документообороту. Кроме того, облачные технологии позволяют предприятию не покупать определенное программное обеспечение и оборудование, тем самым снижая издержки на его содержание.

При этом перечисленные цифровые технологии в значительной степени могут отличаться в зависимости от сферы применения. в целом можно выделить следующие основные уровни цифрового производства:

– вспомогательные системы – это компьютерные системы, маршрутизирующие последовательность действий работников в соответствии с поставленным заданием;

– киберфизические системы – это объединенные в сеть и взаимосвязанно работающие друг с другом машины и оборудование;

– искусственный интеллект – это полностью независимое от человека интеллектуальное производство, когда машины способны общаться друг с другом и реагировать друг на друга.

Блокчейн. Эта технология использует алгоритмы для учета транзакций, которые не позволяют изменить информацию в системе распределенных баз данных. В промышленности данная технология нашла применение в управлении цепочками поставок, заключении умных контрактов, осуществлении P2P-транзакций, идентификации, отслеживании и управлении доступом к информации.

Беспилотные устройства (дроны) – это летательные или водные устройства, способные самостоятельно при дистанционном пилотировании передвигаться по определенному маршруту, выполняя заданные команды. дроны нашли применение при доставке грузов, проверке состояния объектов инфраструктуры, лесного хозяйства, состояния оборудования, а также в управлении стройплощадкой.