Мировые тренды в развитии цифровой промышленности. Лекция 1

Ключевые тренды в развитии высокотехнологичной промышленности
Рост сложности производства и производимой продукции.
Цифровизация производства и использование технологии цифровых двойников.
Смещение «центра тяжести» на этап проектирования и разработки.
Сокращение времени на принятие решений (Time to Decision), реализации проектов (Time to Execution) и выпуска решения на рынок (Time to Market).
Массовая кастомизация продукции.

Рост сложности производства
Автомобилестроение
Машиностроение
Источник: Roland Berger, AT Kearney
По данным исследования A.T. Kearney, немецкие предприятия при уменьшении сложности производства могли бы экономить $30 млрд ежегодно, при этом их операционная прибыль могла бы быть выше на 3-5%.

Экономический потенциал цифровизации
Автомобилестроение
Логистика
Машиностроение и промышленная эксплуатация
Электро-
машиностроение
Медицинские технологии
Химическая промышленность
Авиакосмическая отрасль
35
54
89
26
11
Первая волна
Вторая волна
Третья волна
+ € 89 млрд
+ € 126 млрд
+ € 35 млрд
25
10
К 2025 году цифровая трансформация позволит европейской промышленности генерировать дополнительно до €250 млрд ежегодно
Источник: Roland Berger

6D-архитектура развития технологий. Экспоненциальный vs. линейный рост.
Источник: ИЦ СПбПУ по данным Singularity University, 2017

Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies
Интеллектуальная пыль
4D печать
Искусственный интеллект общего назначения
Квантовый компьютер
Умное рабочее пространство
Продукт внесерверной обработки данных (PaaS)
Цифровой двойник
Прямой нейронный интерфейс
Диалоговый интерфейс
Виртуальный персональный помощник
Коммерческие БПЛА (дроны)
IoT-платформа
Периферийные вычисления
Микро дата центры
Умные роботы
Блокчейн
Когнитивные экспертные
помощники
Глубокое обучение
Машинное обучение
Автономные транспортные средства
Когнитивные вычисления
Дополненная реальность
Виртуальная реальность
Количество лет до массового применения:
2-5 лет
5-10 лет
более 10 лет
Источник: Gartner, 2017

Рентабельность в различных сегментах цепочки создания добавленной стоимости.
Источник: ИППТ СПбПУ по материалам Stan Shih и ОЭСР 1992 года
Добавленная стоимость
Проектирование
Производство
Послепродажное сервисное обслуживание
Дизайн / проектирование
Базовая стоимость
Логистика:
закупки
Производство
Логистика:
дистрибьюция
Маркетинг
Продажи / сервис
НИОКР
Цифровой двойник и цифровая тень
Цифровой двойник
Цифровая тень
Кривая добавленной стоимости
(smiling curve)
Если рассматривать цепочку создания добавленной ценности, то следует отметить, что непосредственно сам процесс производства является низкомаржинальным. Сам по себе процесс производства не приносит значительной прибыли.
Следовательно, если предприятие стремиться быть более конкурентоспособным и обеспечить достаточную прибыль, ему следует сконцентрироваться на краях кривой добавленной стоимости.

Традиционное производство vs. Передовое производство
Разработка цифрового двойника позволяет
с первого раза пройти весь комплекс необходимых испытаний
и радикально сократить время создания глобально конкурентоспособной продукции нового поколения
Т1
Стадии 1►2 ► 3 ► 4(×)
Т3
Стадии 1►2 ► 3 ► 4(✓) ►5
Т2
Стадии 1►2 ► 3 ► 4(×)
Обычное число изменений
Влияние числа изменений на стоимость
Стадии 1►2 ► 3 ► 4(✓) ►5
Кривая затрат
“Умный”
цифровой
двойник
Время /
этап ЖЦ
продукта
Время /
этап ЖЦ
продукта
Число изменений
Число изменений
Концепт
Стоимость
Традиционное производство
Передовое производство
2 - Передача
на производство
1 - Проектирование
5 - Начало
серийного производства
4 - Тестирование
опытного образца
3 - Производство
опытного образца
Стадии жизненного цикла:
Источник: ИППТ СПбПУ по материалам CIMdata, 2015 г.

Тренды в области производства и потребления
Источник: Siemens

Инициативы и программы, направленные на развитие передовых производственных технологий в мире

INDUSTRY 4.0
Год запуска: 2011
Основные участники проекта:
Министерство образования и исследований.
Министерство экономики и технологий.
Цель программы:
повышение конкурентоспособности немецкой промышленности, увеличение производительности труда и темпов роста ВВП.
Результат:
взаимодействие «умных» объектов друг с другом за счет использования интернета вещей, сетей и данных.
Основная идея:
переход от встроенных систем к киберфизическим системам - набору новых технологий, соединяющих виртуальный и физический мир
Элементы Indsutry 4.0
Источник: GTAI, CNews

Развитие высокотехнологичной промышленности
Industry 4.0 – немецкая программа технологического развития промышленности, направленная на повышение конкурентоспособности немецкой промышленности, увеличение производительности труда и темпов роста ВВП.
Киберфизические системы – являются краеугольным камнем программы Industry 4.0 и представляют собой набор новых технологий (enabling technologies), позволяющих соединять виртуальные и физические процессы.
Оцифровка различных процессов и этапов производства различных отраслей и направлений экономики в рамках программы Equipment 4.0 (Development 4.0, Research 4.0).

Программы, нацеленные на создание Фабрик Будущего в Европе
Источник: European Comission

ADVANCED MANUFACTURING PARTNERSHIP
Год запуска: 2011
Цель программы:
преодоление разрыва между стадией фундаментальных исследований (финансируются государством и осуществляются университетами и национальными лабораториями) и разработкой инновационных продуктов, основанных на прорывных научных открытиях (финансируется промышленными компаниями).
Участники проекта:
Министерство обороны
Министерство энергетики
Министерство торговли
NASA
Национальный научный фонд (NSF)
Описание:
Основным механизмом реализации программы является создание институтов производственных инноваций – государственно-частных партнерств по критически важным направлениям технологического развития, создающихся между компаниями, университетами, муниципальными колледжами и федеральными органами власти.
Организационные принципы:
Паритетное финансирование:
50% - государство
50% - партнеры из промышленного и академического сектора
Источник: manufacturing.gov

MADE IN CHINA 2025
Год запуска: 2015
Инициатор проекта:
Государственный совет КНР.
Программа нацелена на реализацию 9 приоритетных задач:
стимулирование инновационной активности в промышленности;
гармонизация технологий и промышленности;
усиление промышленной базы;
развитие китайских брендов;
внедрение «зелёных» технологий в производство;
прорыв в 10 ключевых секторах промышленности;
реструктуризация промышленного сектора;
развитие сервис-ориентированной промышленности и производственных услуг;
интернационализация производства.
10 ключевых секторов промышленности в рамках Made in China 2025:
Достижение преимуществ:
Источник: CKGSB

Общество 5.0
Год запуска: 2016
Инициатор проекта:
Японская федерация крупного бизнеса «Кэйданрэн»
Цель программы:
решение таких проблем Японии, как
Сокращение численности работающего населения и его старение;
Снижение глобальной конкурентоспособности производства;
Необходимость обновления инфраструктуры;
Экологические проблемы;
Нехватка природных ресурсов;
Вопросы противодействия стихийным бедствиям.
Основные технологии:
«Общество 5.0» — это социально-экономическая и культурная система, основанная на передовых цифровых технологиях (большие данные, искусственный интеллект, дополненная реальность), с одной стороны, и обеспечивающая развитие науки и технологий на благо каждого члена общества — с другой.
Источник: i-scoop

Ключевые программы научно-технологического развития в Российской Федерации
Утверждена: 28 июля 2017 года
Срок реализации: до 2024 года
Запущена: 4 декабря 2014 года
Срок реализации: до 2035 года
Утверждена: 1 декабря 2016 года
Срок реализации: до 2035 года
«Цифровая экономика
Российской Федерации»
«Национальная
технологическая инициатива»
«Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации»
Организаторы:
Агентство стратегических инициатив,
Российская венчурная компания
Разработчик:
Министерство связи и массовых коммуникаций РФ
Координатор:
Министерство образования и науки РФ

Национальная технологическая инициатива (НТИ)
Национальная технологическая инициатива (НТИ) – долгосрочная комплексная программа по созданию условий для обеспечения глобального технологического лидерства России к 2035 году путём «выращивания национальных чемпионов» для высокотехнологичных рынков будущего.
НТИ изначально строится как широкое коалиционное действие, предполагающее формирование проектных групп из технологических предпринимателей, представителей ведущих университетов и исследовательских центров, крупных деловых объединений России, институтов развития, экспертных и профессиональных сообществ, а также заинтересованных органов исполнительной власти.
Функция лидера отведена отечественному высокотехнологичному бизнесу, компаниям с «геном НТИ». Кроме того, НТИ, будучи национальной программой, не отрицает необходимость международного сотрудничества, а напротив — поддерживает данное направление работы. Кооперация с международными партнерами — залог успеха отечественных высокотехнологичных компаний в мире глобальных технологий.

Национальная технологическая инициатива (НТИ)
НТИ работает над развитием в России новых рынков (левая ось), основанных на прорывных технологиях (верхняя ось), к развитию которых можно привлечь минимально-достаточную плотность талантов (правая ось), для развития которых ориентируются или создаются инструменты поддержки работающие в сервисной модели (нижняя ось).

Национальная технологическая инициатива (НТИ)
НТИ концентрируется на новых глобальных ранках, которые сформируются через 15 – 20 лет и соответствуют следующим критериям:
Рынок станет значимым и заметным в глобальном масштабе: объем составит более 100 млрд долларов к 2035 году.
Потенциально будет иметь сетевую природу.
Предпочтительно ориентирован на потребности людей как конечных потребителей (приоритет B2C над B2B).
Важен для России с точки зрения обеспечения базовых потребностей и безопасности.
Есть условия для достижения конкурентных преимуществ и занятия значимой доли рынка.

Национальная технологическая инициатива (НТИ)
Сквозные технологии – ключевые научно-технические направления, которые оказывают наиболее существенное влияние на развитие рынков. Данные технологии одновременно охватывают несколько трендов или отраслей.
С целью развития России в соответствии с мировыми технологическими трендами и повышения конкурентоспособности российской промышленности особое внимание уделяется одного из самых важных классов «сквозных технологий» – передовых производственных технологий (Advanced Manufacturing Technologies).

Национальная технологическая инициатива (НТИ)
Кросс-рыночное и кросс-отраслевое направление, обеспечивающее технологическую поддержку развития рынков НТИ и высокотехнологичных отраслей промышленности за счет развития передовых производственных технологий (цифровое проектирование и моделирование, новые материалы, аддитивные технологии, CNC-технологии и гибридные
Вместе с тем ни одна из передовых производственных технологий, взятая в отдельности, не способна предоставить долгосрочного конкурентного преимущества на рынке. Такое преимущество могут дать только системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения – «Фабрики Будущего» (Factory of Future, FoF)
технологии, робототехника, информационные системы управления предприятием, Smart Big Data и промышленный Интернет Вещей).

Стратегия научно-технологического развития до 2035 года, Национальный проект «Наука», государственная программа «Научно-технологическое развитие Российской Федерации на 2019-2030 годы»
(Утверждена Указом Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 г. №642)

Национальная программа «Цифровая экономика» (паспорт утвержден президиумом Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам 24 декабря 2018 года)
1. Кадры для цифровой экономики
2. Информационная инфраструктура
3. Информационная безопасность
4. Цифровые технологии
5. Нормативное регулирование
6. Государственное управление
7. Новые направления
Федеральные проекты национальной программы:
Цель федерального проекта:
Создание системы поддержки поисковых, прикладных исследований в области цифровой экономики, обеспечивающей технологическую независимость по направлениям сквозных цифровых технологий, конкурентоспособных на глобальном уровне, и национальную безопасность
Показатели федерального проекта (2024 г.):
100 реализованных проектов в области цифровой экономики (объемом не менее 100 млн рублей)
«Сквозные» технологии
проекта:
1. Большие данные
2. Промышленный интернет
3. Компоненты робототехники и сенсорика
4. Технологии виртуальной и дополненной реальностей
5. Технологии беспроводной связи
6. Новые производственные технологии
7. Нейротехнологии
и искусственный интеллект
8. Системы распределенного
реестра
9. Квантовые технологии