Н а по­ро­ге чет­вер­той про­мыш­лен­ной

Belaruskaya Dumka - - НАВУКА І ТЭХНАЛОГІІ - Эпо­ха ум­ных тех­но­ло­гий

В при­выч­ный нам мир, и без то­го на­сы­щен­ный ин­фор­ма­ци­он­ны­ми но­ва­ци­я­ми, во­рвал­ся но­вый, чет­вер­тый про­мыш­лен­ный тех­но­ло­ги­че­ский пе­ре­во­рот со сво­и­ми неотъ­ем­ле­мы­ми со­став­ля­ю­щи­ми: гло­баль­ной циф­ро­ви­за­ци­ей, об­лач­ны­ми тех­но­ло­ги­я­ми, ин­тер­не­том ве­щей, ней­ро­се­тя­ми, са­мо­обу­ча­ю­щим­ся ис­кус­ствен­ным ин­тел­лек­том, а так­же пе­ре­хо­дом к но­во­му ти­пу про­из­вод­ства, на­зван­но­му «Ин­ду­стрия 4.0». Го­то­вы ли в Бе­ла­ру­си к та­ким кар­ди­наль­ным пе­ре­ме­нам?

Мир уже пе­ре­жил три про­мыш­лен­ные ре­во­лю­ции. В XVIII–XIX ве­ках про­изо­шла пер­вая, свя­зан­ная с на­ча­лом ис­поль­зо­ва­ния па­ро­вых ма­шин и пе­ре­хо­дом от руч­но­го тру­да к фаб­рич­но­му. При­ход XX ве­ка озна­ме­но­ван вто­рой про­мыш­лен­ной ре­во­лю­ци­ей. В это вре­мя да­ле­ко впе­ред шаг­ну­ла наука, в про­из­вод­стве ста­ли ши­ро­ко при­ме­нять­ся элек­три­че­ство и хи­ми­ка­ты, а на за­во­дах на­ча­лось мас­со­вое ис­поль­зо­ва­ние кон­вей­е­ров.

Тре­тья ре­во­лю­ция слу­чи­лась срав­ни­тель­но недав­но – в 1980-е – то­гда на фаб­ри­ках ста­ли внед­рять­ся ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ные ли­нии, ро­бо­ты и ин­фор­ма­ци­он­ные тех­но­ло­гии. Раз­ви­тие вы­чис­ли­тель­ной тех­ни­ки и ин­тер­не­та при­ве­ло к гло­ба­ли­за­ции. По мне­нию ана­ли­ти­ков, ра­ди­каль­ные из­ме­не­ния сно­ва не за го­ра­ми: на­ча­лась чет­вер­тая про­мыш­лен­ная ре­во­лю­ция, ко­то­рая, как и ее пред­ше­ствен­ни­цы, при­зва­на вы­ве­сти че­ло­ве­че­ство на но­вый уро­вень про­грес­са. Немец­кий эко­но­мист, ос­но­ва­тель и пре­зи­дент Все­мир­но­го эко­но­ми­че­ско­го фо­ру­ма в Да­во­се Клаус Мар­тин Шваб опре­де­лил ее как сли­я­ние раз­ных тех­но­ло­гий – циф­ро­вых, фи­зи­че­ских, био­ло­ги­че­ских, управ­лен­че­ских. Как же это бу­дет про­ис­хо­дить в ре­аль­но­сти?

Взять хо­тя бы про­из­вод­ство. Оно станет ум­ным, с пол­но­стью ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ны­ми фаб­ри­ка­ми, под­клю­чен­ны­ми к ин­тер­не­ту стан­ка­ми, гиб­ки­ми тех­но­ло­ги­я­ми: за­во­ды бу­дут ра­бо­тать без уча­стия че­ло­ве­ка. Все опе­ра­ции – про­из­вод­ство то­ва­ров, упа­ков­ка, об­ра­бот­ка по­сту­па­ю­щих за­ка­зов, до­став­ка кли­ен­там, склад­ской учет, за­куп­ка ма­те­ри­а­лов и дру­гие про­цес­сы бу­дут вы­пол­нять ро­бо­ты.

Де­лая став­ку на циф­ро­вое бу­ду­щее, пра­ви­тель­ства раз­ви­тых стран в по­след­ние пять лет ин­ве­сти­ру­ют огром­ные сред­ства в но­вые про­мыш­лен­ные тех­но­ло­гии. В ли­де­рах – Гер­ма­ния, ко­то­рая вкла­ды­ва­ет в эту сфе­ру око­ло 40 млрд ев­ро в год. Ум­ные за­во­ды уже функ­ци­о­ни­ру­ют в США, Япо­нии, Шве­ции и неко­то­рых дру­гих стра­нах. Но это толь­ко од­на из клю­че­вых тех­но­ло­гий чет­вер­той про­мыш­лен­ной ре­во­лю­ции. Пред­по­ла­га­ет­ся, что су­ще­ствен­но из­ме­нят мир тех­но­ло­гии, свя­зан­ные с ген­ной ин­же­не­ри­ей и со­зда­ни­ем но­вых био­ло­ги­че­ских и био­тех­ни­че­ских из­де­лий, ме­ха­низ­мов и пре­па­ра­тов. Осо­бен­но во­с­тре­бо­ван­ным бу­дет на­прав­ле­ние ней­ро­тех­но­ло­гии, ос­но­ван­ное на изу­че­нии процессов, про­ис­хо­дя­щих в моз­ге че­ло­ве­ка, и раз­ра­бот­ке тех­но­ло­гий, по­доб­ных вза­и­мо­дей­ствию че­ло­ве­ка с че­ло­ве­ком и че­ло­ве­ка с ма­ши­ной. Став­ка де­ла­ет­ся и на про­рыв­ные тех­но­ло­гии ис­кус­ствен­но­го ин­тел­лек­та. Ис­сле­до­ва­те­ли пред­по­ла­га­ют, что он бу­дет са­мо­сто­я­тель­но раз­ви­вать­ся и са­мо­со­вер­шен­ство­вать­ся в про­цес­се функ­ци­о­ни­ро­ва­ния, та­ким об­ра­зом втор­га­ясь в об­ласть, ко­то­рая рань­ше бы­ла пре­ро­га­ти­вой толь­ко лю­дей.

Кас­кад но­ва­ций об­ру­шит­ся и на энер­ге­ти­че­скую сфе­ру, вклю­чая воз­об­нов­ляе-

мые ис­точ­ни­ки энер­гии – солн­це, ве­тер, в хо­ду бу­дут но­вые спо­со­бы ак­ку­му­ли­ро­ва­ния теп­ло­вой и элек­три­че­ской энер­гии лю­бой мощ­но­сти. Су­ще­ствен­ные из­ме­не­ния пре­тер­пит ин­фор­ма­ци­он­ная и ком­му­ни­ка­ци­он­ная тех­ни­ка, сен­сор­ные ин­тел­лек­ту­аль­ные устрой­ства и дат­чи­ки обес­пе­чат функ­ци­о­ни­ро­ва­ние си­сте­мы «ум­ный го­род».

А вот по по­во­ду ад­ди­тив­ных тех­но­ло­гий се­год­ня су­ще­ству­ют неод­но­знач­ные мнения. Од­ни ученые уве­ре­ны, что они бу­дут стре­ми­тель­но раз­ви­вать­ся, и пред­ви­дят ис­поль­зо­ва­ние 3D-прин­те­ров не толь­ко для пе­ча­ти жи­вых струк­тур, на­при­мер, ор­га­нов че­ло­ве­ка, но и их ши­ро­кое при­ме­не­ние в бы­ту, ко­гда мож­но бу­дет рас­пе­ча­тать ве­чер­нее пла­тье по соб­ствен­но­му ди­зай­ну или гал­стук к де­ло­вой встре­че. Дру­гие же счи­та­ют: эта ветвь ин­но­ва­ций в пер­спек­ти­ве бу­дет не столь вос­тре­бо­ван­ной и не ока­жет за­мет­но­го вли­я­ния на мас­штаб­ное про­из­вод­ство.

Стре­ми­тель­ный про­гресс не ли­шен ми­ну­сов с точ­ки зре­ния за­ня­то­сти на­се­ле­ния. Ав­то­ном­ные и сен­сор­ные устрой­ства в бу­ду­щем су­ще­ствен­но по­тес­нят по­зи­ции лю­дей на рын­ке тру­да. Все боль­ше ум­ных устройств, вклю­чая бес­пи­лот­ные ав­то­мо­би­ли и ав­то­ном­ных ро­бо­тов, бе­рут на се­бя вы­пол­не­ние еже­днев­ных че­ло­ве­че­ских обя­зан­но­стей. Се­год­ня ста­ло ре­аль­но­стью то, что тех­но­ло­гии ис­поль­зо­ва­ния боль­ших объ­е­мов дан­ных (Big data) пред­ска­зы­ва­ют ме­ста и да­ты пре­ступ­ле­ний в Лос-Ан­дже­ле­се и Нью-Йор­ке, бо­лее 3 тыс. ро­бо­тов-хи­рур­гов успеш­но ас­си­сти­ру­ют при про­ве­де­нии опе­ра­ции, а ад­во­кат­ская кон­то­ра на­ни­ма­ет пер­во­го ро­бо­та-ад­во­ка­та… Оче­вид­но, уже в бли­жай­шие де­ся­ти­ле­тия кар­ди­наль­но из­ме­нят­ся и ры­нок тру­да, и са­мо об­ще­ство. По про­гно­зам, бес­пи­лот­ные ав­то­мо­би­ли и гру­зо­ви­ки оста­вят без ра­бо­ты боль­шое чис­ло транс­порт­ных слу­жа­щих в США. Ис­сле­до­ва­ния в об­ла­сти ис­кус­ствен­но­го ин­тел­лек­та до­ба­вят к этой ста­ти­сти­ке еще мил­ли­о­ны неза­ня­тых лю­дей. Адап­ти­ро­вать­ся к но­вым ре­а­ли­ям по­лу­ча­ет­ся не у всех, по­это­му уже по­явил­ся спрос на но­вые про­фес­сии, ска­жем, ин­тел­лект­тре­не­ра, ко­то­рый бу­дет за­ни­мать­ся раз­ви­ти­ем ин­ди­ви­ду­аль­ных ко­гни­тив­ных на­вы­ков. В це­лом экс­пер­ты оце­ни­ва­ют ры­нок пе­ре­обу­че­ния лю­дей в 3 млрд дол­ла­ров.

Под­дер­жать но­вые трен­ды

Как си­но­ним чет­вер­той про­мыш­лен­ной ре­во­лю­ции се­год­ня ис­поль­зу­ет­ся тер­мин «Ин­ду­стрия 4.0». Ее суть – в со­зда­нии но­вых ки­бер­фи­зи­че­ских ком­плек­сов, объ­еди­нен­ных в еди­ную циф­ро­вую си­сте­му. В про­мыш­лен­но­сти од­ним из на­прав­ле­ний гря­ду­щей транс­фор­ма­ции станет не толь­ко ро­бо­ти­за­ция и ав­то­ма­ти­за­ция, но и ин­тел­лек­ту­а­ли­за­ция процессов жиз­нен­но­го цик­ла из­де­лий – от

циф­ро­во­го про­ек­ти­ро­ва­ния до ав­то­ном­ной и сов­мест­ной ра­бо­ты обо­ру­до­ва­ния и ро­бо­тов, от­сле­жи­ва­ния фи­нан­со­вых процессов, за­ку­поч­ной де­я­тель­но­сти, мо­ни­то­рин­га рын­ков сбы­та и т. д. Не ис­клю­че­но, что это по­ста­вит под со­мне­ние кон­ку­рен­то­спо­соб­ность тра­ди­ци­он­ных спо­со­бов ор­га­ни­за­ции про­из­вод­ства.

Как от­ме­тил пред­се­да­тель Пре­зи­ди­у­ма НАН Бе­ла­ру­си док­тор эко­но­ми­че­ских на­ук, ака­де­мик Вла­ди­мир Гу­са­ков, вы­сту­пая на II Съез­де уче­ных Рес­пуб­ли­ки Бе­ла­русь, со­вер­шен­но но­вый этап ин­ду­стри­а­ли­за­ции стра­ны, но­вая про­мыш­лен­ная ре­во­лю­ция ба­зи­ру­ют­ся на ин­фор­ма­ти­за­ции, ин­тел­лек­ту­а­ли­за­ции и циф­ро­вой эко­но­ми­ке, при­ме­ня­е­мых, од­на­ко, с уче­том су­ще­ству­ю­щих ре­а­лий.

Прав­да, оте­че­ствен­ные от­рас­ли име­ют раз­лич­ный уро­вень го­тов­но­сти к Ин­ду­стрии 4.0. Так, IT-сек­тор дав­но зна­ком с но­вы­ми тех­но­ло­ги­я­ми: ис­кус­ствен­ный ин­тел­лект, ней­рон­ные се­ти – раз­ра­бот­ки в этих на­прав­ле­ни­ях ве­дут­ся. Про­грес­сив­ные от­рас­ли, на раз­ви­тие ко­то­рых на­це­ле­на Бе­ла­русь, – фар­ма­цев­ти­ка, на­но- и био­тех­но­ло­гии, при­бо­ро­стро­е­ние, пер­вы­ми под­хва­ты­ва­ют и внед­ря­ют но­вое.

– По­ка на на­ших оте­че­ствен­ных пред­при­я­ти­ях немно­го ин­но­ва­ци­он­ных эле­мен­тов, ко­то­рые со­от­вет­ству­ют чет­вер­той про­мыш­лен­ной ре­во­лю­ции, – счи­та­ет за­ме­сти­тель ге­не­раль­но­го ди­рек­то­ра по на­уч­ной ра­бо­те Объ­еди­нен­но­го ин­сти­ту­та про­блем ин­фор­ма­ти­ки (ОИПИ) НАН Бе­ла­ру­си док­тор фи­зи­ко-ма­те­ма­ти­че­ских на­ук, член-кор­ре­спон­дент Ми­ха­ил Ко­ва­лев. – Но ес­ли мы не бу­дем от­сле­жи­вать ми­ро­вые тен­ден­ции, раз­би­рать­ся в них, не бу­дем участ­во­вать в об­ще­ми­ро­вом про­цес­се, то от­ста­ва­ние нега­тив­но по­вли­я­ет на ме­сто стра­ны в гло­баль­ной эко­но­ми­ке, на­у­ке, куль­ту­ре и со­ци­аль­ной жиз­ни.

По сло­вам М. Ко­ва­ле­ва, боль­шин­ство тех­но­ло­гий, яв­ля­ю­щих­ся ос­но­вой чет­вер­той про­мыш­лен­ной ре­во­лю­ции, в Бе­ла­ру­си раз­ра­бо­та­ны. Про­бле­ма в том, что нуж­ны вре­мя, ре­сур­сы и, ра­зу­ме­ет­ся, круп­ные ин­ве­сти­ции для ре­а­ли­за­ции их на прак­ти­ке, мас­со­во­го внед­ре­ния в ре­аль­ном сек­то­ре эко­но­ми­ки. По­ка же они ис­поль­зу­ют­ся пре­иму­ще­ствен­но в на­уч­ных ис­сле­до­ва­ни­ях, во­пло­ща­ют­ся в ви­де опыт­ных об­раз­цов и пи­лот­ных про­ек­тов, ими­та­ци­он­ных мо­де­лей, игр. В то же вре­мя хо­ро­шие ре­зуль­та­ты до­стиг­ну­ты в Бе­ла­ру­си в об­ла­сти циф­ро­ви­за­ции го­су­дар­ствен­ных, бан­ков­ских, ме­ди­цин­ских и дру­гих со­ци­аль­ных услуг.

При­о­ри­тет­ные на­прав­ле­ния, ко­то­рые ха­рак­те­ри­зу­ют Ин­ду­стрию 4.0, дав­но под­хва­ти­ли в Ака­де­мии на­ук. На­при­мер, в Объ­еди­нен­ном ин­сти­ту­те про­блем ин­фор­ма­ти­ки НАН Бе­ла­ру­си про­во­дят­ся изыс­ка­ния и по­лу­че­ны ре­зуль­та­ты ми­ро­во­го уров­ня в об­ла­сти ис­кус­ствен­но­го ин­тел­лек­та и ис­поль­зо­ва­ния боль­ших дан­ных. Со­глас­но меж­ду­на­род­ным про­гно­зам раз­ви­тия, поль­зо­ва­тель­ские устрой­ства и сен­со­ры че­рез 15–20 лет бу­дут иметь неогра­ни­чен­ные воз­мож­но­сти для хра­не­ния и об­ра­бот­ки дан­ных. Уже сей­час сен­со­ры и дат­чи­ки по­лу­ча­ют огром­ные объ­е­мы ин­фор­ма­ции, при­чем неструк­ту­ри­ро­ван­ной. Но как с ней в даль­ней­шем ра­бо­тать? Что­бы ана­ли­зи­ро­вать и ис­поль­зо­вать та­кие объ­е­мы дан­ных, нуж­ны спе­ци­аль­ные ма­те­ма­ти­че­ские и ин­фор­ма­ци­он­ные ме­то­ды, ко­то­рые се­год­ня раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся со­труд­ни­ка­ми ОИПИ НАН Бе­ла­ру­си.

В пер­спек­ти­ве от­рас­ли эко­но­ми­ки, име­ю­щие до­ступ к боль­шим мас­си­вам дан­ных, на их ос­но­ве по­лу­чат воз­мож­ность ра­ди­каль­но по­вы­сить ка­че­ство при­ни­ма­е­мых ре­ше­ний, осо­бен­но ру­тин­ных. По­доб­но то­му, как в свое вре­мя бла­го­да­ря про­грес­су че­ло­век зна­чи­тель­но осво­бо­дил­ся от тя­же­ло­го фи­зи­че­ско­го тру­да, а за­тем и от неко­то­рой мо­но­тон­ной ра­бо­ты, от чет­вер­той про­мыш­лен­ной ре­во­лю­ции ждут, что она осво­бо­дит от ре­ше­ния мно­же­ства ти­по­вых за­дач в раз­лич­ных сферах, на­при­мер бан­ков­ских, юри­ди­че­ских услуг, стра­хо­ва­ния, бух­гал­те­рии, управ­ле­ния, кон­сал­тин­га и ауди­та, мет­ро­ло­ги­че­ско­го обес­пе­че­ния и здра­во­охра­не­ния. Рас­ши­рят­ся воз­мож­но­сти для вы­со­ко­ин­тел­лек­ту­аль­ной и творческой ра­бо­ты, и в то же вре­мя она станет бо­лее вос­тре­бо­ван­ной и це­ни­мой.

Что ка­са­ет­ся раз­ра­бот­ки си­стем ис­кус­ствен­но­го ин­тел­лек­та, здесь ученые

углу­бят­ся в изу­че­ние и со­зда­ние ней­рон­ных се­тей. Идея за­клю­ча­ет­ся в том, что­бы смо­де­ли­ро­вать ра­бо­ту че­ло­ве­че­ской нерв­ной си­сте­мы, а имен­но: ее спо­соб­ность к обу­че­нию и ис­прав­ле­нию оши­бок. В этом со­сто­ит глав­ная осо­бен­ность лю­бой ней­рон­ной се­ти – она мо­жет са­мо­сто­я­тель­но обу­чать­ся и дей­ство­вать на ос­но­ва­нии преды­ду­ще­го опы­та, с каж­дым ра­зом де­лая все мень­ше оши­бок. Все за­да­чи, ко­то­рые мо­гут ре­шать ней­рон­ные се­ти, так или ина­че свя­за­ны с обу­че­ни­ем. Сре­ди ос­нов­ных об­ла­стей их применения – про­гно­зи­ро­ва­ние, при­ня­тие ре­ше­ний, рас­по­зна­ва­ние об­ра­зов, оп­ти­ми­за­ция, ана­лиз дан­ных. Счи­та­ет­ся, что имен­но ней­ро­се­ти свя­жут во­еди­но все тех­но­ло­гии Ин­ду­стрии 4.0.

– Ес­ли мы го­во­рим о бу­ду­щем, то сто­ит упо­мя­нуть ос­нов­ные прин­ци­пы, на ко­то­рых ба­зи­ру­ет­ся Ин­ду­стрия 4.0, – счи­та­ет М. Ко­ва­лев. – Один из них – ин­те­ро­пе­ра­бель­ность. Речь идет о функ­ци­о­наль­ной сов­ме­сти­мо­сти, что озна­ча­ет: ма­ши­ны, устрой­ства, дат­чи­ки и лю­ди спо­соб­ны об­ме­ни­вать­ся ин­фор­ма­ци­ей и вза­и­мо­дей­ство­вать по­сред­ством ин­тер­не­та. Сю­да же мож­но от­не­сти ин­тер­нет ве­щей, ко­гда все устрой­ства меж­ду со­бой свя­зы­ва­ют­ся, но, в то же вре­мя, умеют вы­пол­нять ка­кие-то функ­ции са­мо­сто­я­тель­но. У нас в ин­сти­ту­те эти пе­ре­до­вые на­прав­ле­ния быст­ро под­хва­ти­ли мо­ло­дые ис­сле­до­ва­те­ли. В ОИПИ НАН Бе­ла­ру­си в ла­бо­ра­то­рии ро­бо­то­тех­ни­ки со­зда­ют­ся в ка­кой-то сте­пе­ни на­де­лен­ные ис­кус­ствен­ным ин­тел­лек­том ро­бо­ти­зи­ро­ван­ные устрой­ства и транс­порт­ные сред­ства с сен­сор­ной на­чин­кой, ко­то­ры­ми мож­но управ­лять че­рез ин­тер­нет.

Дру­гой прин­цип Ин­ду­стрии 4.0 – ин­фор­ма­ци­он­ная про­зрач­ность, то есть спо­соб­ность от­сле­дить, по­лу­чить, по­нять и необ­хо­ди­мым об­ра­зом об­ра­бо­тать лю­бую ин­фор­ма­цию.

Тре­тий – тех­ни­че­ское со­про­вож­де­ние, ко­гда тех­ни­че­ские устрой­ства и ком­пью­те­ры, об­ра­ба­ты­вая боль­шие объ­е­мы ин­фор­ма­ции, спо­соб­ны по­мо­гать че­ло­ве­ку в опе­ра­тив­ном при­ня­тии слож­ных ре­ше­ний. Это по­ле де­я­тель­но­сти для су­пер­ком­пью­те­ров.

Еще один важ­ный прин­цип – де­цен­тра­ли­за­ция при­ня­тия ре­ше­ний. Это озна­ча­ет, что ин­фор­ма­ци­он­ные или ком­пью­тер­ные си­сте­мы спо­соб­ны при­ни­мать ре­ше­ния в боль­шой сте­пе­ни ав­то­ном­но, остав­ляя за че­ло­ве­ком функ­ции наи­бо­лее важ­но­го кон­тро­ля.

Го­во­ря непо­сред­ствен­но о на­прав­ле­ни­ях чет­вер­той про­мыш­лен­ной ре­во­лю­ции, М. Ко­ва­лев от­ме­ча­ет, что в Бе­ла­ру­си хо­ро­шо раз­ви­ва­ют­ся те­ле­ком­му­ни­ка­ци­он­ные услу­ги, вклю­чая об­лач­ные и уда­лен­ные сер­ви­сы. Че­рез ин­тер­нет в ав­то­ном­ном ре­жи­ме осу­ществ­ля­ют мно­гие функ­ции пред­при­я­тия оте­че­ствен­но­го ма­ши­но­стро­е­ния: по­куп­ку, про­да­жу, по­лу­че­ние ин­фор­ма­ции о га­ран­тий­ном и по­ст­га­ран­тий­ном об­слу­жи­ва­нии, под­бор необ­хо­ди­мых за­пас­ных де­та­лей для тех­ни­ки и т. д.

Так, раз­ра­бо­тан­ные на ОАО «БелАЗ» ин­фор­ма­ци­он­ные си­сте­мы поз­во­ля­ют по­ку­па­те­лям по ин­тер­не­ту сде­лать пред­за­каз на ка­рьер­ный са­мо­свал необ­хо­ди­мой мо­ди­фи­ка­ции, вы­брать же­ла­е­мые до­пол­ни­тель­ные оп­ции, то есть мно­гие сер­вис­ные функ­ции уже ав­то­ма­ти­зи­ро­ва­ны. Та­кая эф­фек­тив­ная ин­фор­ма­ци­он­ная тех­но­ло­гия мо­жет быть вос­тре­бо­ва­на и на дру­гих пред­при­я­ти­ях ма­ши­но­стро­и­тель­но­го ком­плек­са стра­ны.

В сущ­но­сти, это по­ка толь­ко пер­вые ша­ги в но­вую Ин­ду­стрию 4.0. А в даль­ней­шем гря­дет ком­плекс­ное при­ме­не­ние средств ав­то­ма­ти­за­ции, ав­то­ма­ти­че­ская об­ра­бот­ка ин­фор­ма­ции на всех ста­ди­ях жиз­нен­но­го цик­ла из­де­лия. Клю­че­вая роль от­во­дит­ся так на­зы­ва­е­мым про­мыш­лен­ным си­сте­мам управ­ле­ния, ко­то­рые зай­мут­ся сбо­ром дан­ных и их ана­ли­зом, дис­пет­чер­ским управ­ле­ни­ем, рас­пре­де­ле­ни­ем за­дач, при­ня­ти­ем ре­ше­ний. Мно­го­чис­лен­ные цен­тры дан­ных (да­та-цен­тры) на тер­ри­то­рии стра­ны со­хра­нят и об­ра­бо­та­ют боль­шие мас­си­вы ин­фор­ма­ции, ко­то­рая бу­дет ге­не­ри­ро­вать ум­ное про­из­вод­ство.

Свою ни­шу в чет­вер­той про­мыш­лен­ной ре­во­лю­ции за­ни­ма­ют ад­ди­тив­ные тех­но­ло­гии, ко­то­рые в Бе­ла­ру­си до­воль­но успеш­но осва­и­ва­ют­ся в на­уч­но­ис­сле­до­ва­тель­ских цен­трах, в про­мыш-

лен­но­сти и в ком­мер­че­ской сфе­ре. В Го­су­дар­ствен­ном на­уч­но-про­из­вод­ствен­ном объ­еди­не­нии по­рош­ко­вой ме­тал­лур­гии НАН Бе­ла­ру­си ак­тив­но раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся при­е­мы 3D-пе­ча­ти с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­рош­ков в по­ли­мер­ных, ме­тал­ло­по­ли­мер­ных, ме­тал­ли­че­ских и ме­тал­ло­ке­ра­ми­че­ских спла­вах. Из­де­лия, со­здан­ные по ад­ди­тив­ным тех­но­ло­ги­ям, при­ме­ня­ют­ся в про­мыш­лен­но­сти, в том чис­ле в та­ких вы­со­ко­тех­но­ло­гич­ных от­рас­лях, как авиа­ци­он­ная и кос­ми­че­ская, в ме­ди­цине из­го­тав­ли­ва­ют им­план­та­ты и ин­стру­мен­ты, хо­ро­шие пер­спек­ти­вы ви­дят­ся и в трав­ма­то­ло­гии, ор­то­пе­дии, че­люст­но-ли­це­вой хи­рур­гии.

Есть и по­ка­за­тель­ные при­ме­ры. Ученые Ин­сти­ту­та теп­ло- и мас­со­об­ме­на НАН Бе­ла­ру­си смог­ли со­здать и рас­пе­ча­тать це­лый на­бор мо­де­лей че­ло­ве­че­ских ор­га­нов. 3D-мо­де­ли ко­лен­но­го су­ста­ва и сто­пы, со­здан­ные по ком­пью­тер­ным то­мо­грам­мам ре­аль­ных па­ци­ен­тов, уже ис­поль­зо­ва­лись вра­ча­ми для под­го­тов­ки к слож­ным опе­ра­ци­ям.

Про­ек­ты по спе­ци­аль­ным тех­но­ло­ги­ям про­из­вод­ства сы­рья для 3D-пе­ча­ти ре­а­ли­зу­ют Ин­сти­тут хи­мии но­вых ма­те­ри­а­лов НАН Бе­ла­ру­си и це­лый ряд бе­ло­рус­ских уни­вер­си­те­тов. По мне­нию уче­ных, ма­те­ри­а­лы для 3D-пе­ча­ти – по­ка уз­кое ме­сто. Осва­и­вать ме­тал­лы и ке­ра­ми­ку сверх­слож­но, по­то­му что про­цесс нуж­но вы­пол­нять при вы­со­ких тем­пе­ра­ту­рах.

– В от­ли­чие от дру­гих стран, в Бе­ла­ру­си в Ин­ду­стрию 4.0 вклю­чи­ли еще од­но на­прав­ле­ние, – рас­ска­зы­ва­ет за­ме­сти­тель ге­не­раль­но­го ди­рек­то­ра по на­уч­ной ра­бо­те Объ­еди­нен­но­го ин­сти­ту­та про­блем ин­фор­ма­ти­ки НАН Бе­ла­ру­си М. Ко­ва­лев. – Это тех­но­ло­гия блок­чейн, ко­то­рая обес­пе­чи­ва­ет на­деж­ный и без­опас­ный спо­соб пе­ре­да­чи ин­фор­ма­ции, име­ю­щей как кон­фи­ден­ци­аль­ную, так и от­кры­тую со­став­ля­ю­щие. Лю­бой участ­ник про­цес­са мо­жет от­сле­дить че­рез ин­тер­нет каж­дую опе­ра­цию, про­ве­ден­ную с ис­поль­зо­ва­ни­ем этой тех­но­ло­гии. Ее при­ме­ня­ют для пе­ре­да­чи фи­нан­со­вой ин­фор­ма­ции, а так­же лю­бой дру­гой, вклю­чая про­мыш­лен­ную.

Оче­вид­но, что на­уч­ные про­ры­вы по­след­них лет ле­жат на сты­ке ин­фор­ма­ци­он­ных тех­но­ло­гий, став­ших при­знан­ной уни­вер­саль­ной плат­фор­мой лю­бо­го на­уч­но­го ис­сле­до­ва­ния, и тех­но­ло­ги­че­ско­го фи­зи­че­ско­го ми­ра, про­из­вод­ства. Об этом го­во­рил пер­вый за­ме­сти­тель пред­се­да­те­ля Пре­зи­ди­у­ма НАН Бе­ла­ру­си док­тор тех­ни­че­ских на­ук, ака­де­мик Сер­гей Чи­жик, вы­сту­пая на сек­ции «Тех­ни­че­ские на­у­ки – Ин­ду­стрия 4.0» во вре­мя II Съез­да уче­ных Бе­ла­ру­си. По его сло­вам, се­год­ня ин­тен­сив­но раз­ви­ва­ют­ся ком­пью­тер­ный ин­жи­ни­ринг, ад­ди­тив­ные тех­но­ло­гии, ин­ду­стри­аль­ный ин­тер­нет, в то же вре­мя за­мет­но сни­жа­ет­ся ин­тен­сив­ность че­ло­ве­че­ско­го тру­да и по­вы­ша­ет­ся его про­из­во­ди­тель­ность.

– Ин­те­рес­ные тен­ден­ции про­смат­ри­ва­ют­ся, на­при­мер, в ав­то­трак­то­ро­стро­е­нии, – от­ме­тил С. Чи­жик. – Речь идет о при­ме­не­нии ма­те­ри­а­лов со спе­ци­аль­ны­ми свой­ства­ми для из­го­тов­ле­ния де­та­лей дви­га­те­лей, дру­гих со­вре­мен­ных кон­струк­ций и си­стем. А это но­вые то­вар­ные ни­ши на гло­баль­ном рын­ке. Бе­ло­рус­ские ученые мо­гут ска­зать свое сло­во в со­вре­мен­ных про­из­вод­ствен­ных тех­но­ло­ги­ях, свя­зан­ных с ма­те­ри­а­ло­ве­де­ни­ем, ро­бо­то­тех­ни­кой, ин­тел­лек­ту­аль­ной энер­ге­ти­кой, и мно­гом дру­гом,

что се­год­ня опре­де­ля­ет век­тор бу­ду­ще­го, фор­ми­ру­ет Ин­ду­стрию 4.0.

С по­мо­щью су­пер­ком­пью­те­ра

Се­год­ня бе­ло­рус­ские ученые вплот­ную при­бли­зи­лись к ре­аль­но­сти, ос­но­ву ко­то­рой со­ста­вят ум­ные ме­сто­рож­де­ния, где по уда­лен­ным ка­на­лам мож­но бу­дет про­во­дить все рас­че­ты на мест­но­сти и без вся­ких про­мед­ле­ний. А еще – точ­но про­гно­зи­ро­вать на­ли­чие в зем­ной по­верх­но­сти тех или иных ви­дов ис­ко­па­е­мых. Прав­да, как под­чер­ки­ва­ет за­ме­сти­тель ген­ди­рек­то­ра по на­уч­ной и ин­но­ва­ци­он­ной ра­бо­те Объ­еди­нен­но­го ин­сти­ту­та про­блем ин­фор­ма­ти­ки НАН Бе­ла­ру­си док­тор во­ен­ных на­ук Сер­гей Круг­ли­ков, здесь не обой­тись без су­пер­ком­пью­те­ра, ведь по­тре­бу­ет­ся об­ра­бот­ка боль­шо­го ко­ли­че­ства дан­ных, по­сту­па­ю­щих при сей­смо­раз­вед­ке, бу­ре­нии с раз­лич­ных дат­чи­ков, раз­ме­щен­ных в шах­те.

– Ум­ное ме­сто­рож­де­ние – это толь­ко од­но из ак­ту­аль­ных на­прав­ле­ний, где за­дей­ство­ва­на су­пер­ком­пью­тер­ная тех­ни­ка, – утвер­жда­ет С. Круг­ли­ков. – Без применения су­пер­ком­пью­тер­ных и грид-си­стем невоз­мож­но со­зда­ние но­вых на­уч­ных зна­ний, но­вых тех­но­ло­гий и, со­от­вет­ствен­но, то­ва­ров и услуг, пре­вос­хо­дя­щих пред­ла­га­е­мые кон­ку­рен­та­ми. Это по­ни­ма­ние сло­жи­лось и в на­у­ке, и в ре­аль­ной эко­но­ми­ке, и на уровне го­су­дар­ствен­но­го управ­ле­ния.

Ес­ли за­гля­нуть в предыс­то­рию, су­пер­ком­пью­тер­ная ини­ци­а­ти­ва «Фе­никс», на­зван­ная «СКИФ», ста­ла брен­до­вой за го­ды вы­пол­не­ния про­грамм Со­юз­но­го го­су­дар­ства Бе­ла­ру­си и Рос­сии и по­слу­жи­ла ос­но­вой раз­ви­тия оте­че­ствен­ных су­пер­ком­пью­тер­ных тех­но­ло­гий. Вос­хож­де­ние к успе­ху на­ча­лось с пер­вой су­пер­ком­пью­тер­ной про­грам­мы Со­юз­но­го го­су­дар­ства, за­вер­шив­шей­ся в 2004 го­ду: то­гда Бе­ла­русь во­шла в чис­ло стран, имев­ших 100 са­мых мощ­ных в ми­ре ком­пью­те­ров. Но тех­но­ло­гии не сто­ят на ме­сте – толь­ко за по­след­ние 10 лет про­из­во­ди­тель­ность су­пер­ком­пью­те­ров выросла в 630 раз.

В рам­ках про­грам­мы «СКИФ-ТРИАДА» на 2005–2008 го­ды на ба­зе су­пер­ком­пью­те­ров бы­ли со­зда­ны ин­фор­ма­ци­он­ные тех­но­ло­гии для ав­то­ма­ти­за­ции раз­ра­бот­ки но­вых об­раз­цов тех­ни­ки. Ре­зуль­та­ты пе­ре­да­ны на УП «МЗКТ», ОАО «Ам­ко­дор», ОАО «Го­ри­зонт», ОАО «Бел­кард» и мно­гие дру­гие пред­при­я­тия стра­ны.

По­лу­чить кон­струк­тор­ско-тех­но­ло­ги­че­ские ре­ше­ния, со­от­вет­ству­ю­щие ми­ро­во­му уров­ню, поз­во­ли­ло вы­пол­не­ние про­грам­мы «СКИФ-ГРИД» в 2007–2010 го­дах. По­сле со­зда­ния и вво­да в экс­плу­а­та­цию 7 су­пер­ком­пью­тер­ных и 23 про­грамм­ных ком­плек­сов ми­ро­вым су­пер­ком­пью­тер­ным со­об­ще­ством на­прав­ле­ние «СКИФ» при­зна­но как соб­ствен­ная тех­но­ло­гия Со­юз­но­го го­су­дар­ства.

– В ча­сти грид-тех­но­ло­гий со­зда­ны 24 об­раз­ца про­грамм­ных средств но­вых сер­ви­сов для по­стро­е­ния и обес­пе­че­ния без­опас­но­сти грид-ин­фра­струк­ту­ры и ее эф­фек­тив­но­го ис­поль­зо­ва­ния, в том чис­ле и в круп­ней­ших меж­ду­на­род­ных про­ек­тах, – от­ме­тил С. Круг­ли­ков.

В на­сто­я­щее вре­мя в ОИПИ НАН Бе­ла­ру­си вы­пол­ня­ет­ся на­уч­но-тех­ни­че­ская про­грам­ма Со­юз­но­го го­су­дар­ства «СКИФ-НЕДРА» на 2015–2018 го­ды. Ве­дет­ся раз­ра­бот­ка вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных ин­фор­ма­ци­он­но-вы­чис­ли­тель­ных тех­но­ло­гий для уве­ли­че­ния и эф­фек­тив­но­го ис­поль­зо­ва­ния ре­сурс­но­го по­тен­ци­а­ла уг­ле­во­до­род­но­го сы­рья и дру­гих по­лез­ных ис­ко­па­е­мых. Точ­ность и ско­рость рас­че­тов непо­сред­ствен­но за­ви­сят как от ка­че­ства при­клад­но­го про­грамм­но­го обес­пе­че­ния, так и от мощ­но­сти и спе­ци­аль­ных ха­рак­те­ри­стик вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных вы­чис­ли­тель­ных об­раз­цов. Су­пер­ком­пью­тер­ные вы­чис­ле­ния за­мет­но со­кра­тят и вре­мя ре­ше­ния слож­ных за­дач по 3D-мо­де­ли­ро­ва­нию – вме­сто необ­хо­ди­мых ра­нее 48 ча­сов по­на­до­бит­ся все­го 7–8 ми­нут. Сократятся и объ­е­мы раз­ве­доч­но­го бу­ре­ния, а это то­же сэко­но­мит день­ги.

Как рас­ска­зал С. Круг­ли­ков, на под­хо­де опыт­ные об­раз­цы вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных си­стем «СКИФ-ГЕО» в двух ба­зо­вых кон­фи­гу­ра­ци­ях. Пер­вый об­ра­зец

«СКИФ-ГЕО-ЦОД» про­из­во­ди­тель­но­стью до 150 те­рафлопс пред­на­зна­чен для цен­тра об­ра­бот­ки дан­ных. Су­пер­ком­пью­тер поз­во­лит ре­шать за­да­чи гео­ло­го­раз­вед­ки в уда­лен­ном ре­жи­ме с по­мо­щью грид- и об­лач­ных тех­но­ло­гий. Гео­ло­гам он по­мо­жет в бук­валь­ном смыс­ле за­гля­нуть в тол­щу зем­ли в поисках но­вых ме­сто­рож­де­ний неф­ти и га­за.

Пред­по­ла­га­ет­ся, что вто­рой об­ра­зец, офис­ный ва­ри­ант «СКИФ-ГЕО-ОФИС» про­из­во­ди­тель­но­стью до 15 те­рафлопс, бу­дет ис­поль­зо­вать­ся от­рас­ле­вы­ми ис­сле­до­ва­тель­ски­ми цен­тра­ми и учеб­ны­ми за­ве­де­ни­я­ми, от­дель­ны­ми до­бы­ва­ю­щи­ми и сер­вис­ны­ми ком­па­ни­я­ми.

Но­вые су­пер­вы­чис­ли­те­ли об­ла­да­ют уни­каль­ны­ми свой­ства­ми. Ори­ги­наль­ное оте­че­ствен­ное кон­струк­тив­но­тех­но­ло­ги­че­ское ре­ше­ние ком­по­нов­ки вы­чис­ли­тель­но­го уз­ла, оте­че­ствен­ная си­сте­ма охла­жде­ния вы­чис­ли­тель­но­го уз­ла на ба­зе ра­ди­а­то­ров с за­прес­со­ван­ны­ми теп­ло­вы­ми труб­ка­ми, низ­кий уро­вень шу­мов и энер­го­по­треб­ле­ния – все это де­ла­ет их ми­ро­вы­ми брен­да­ми. При­е­моч­ные ис­пы­та­ния опыт­ных об­раз­цов «СКИФГЕО-ОФИС РБ» и «СКИФ-ГЕО-ЦОД РБ» на­ме­че­ны на те­ку­щий год.

На­до ска­зать, что экс­пе­ри­мен­таль­ный об­ра­зец офис­но­го су­пер­ком­пью­те­ра, раз­ра­бо­тан­но­го в рам­ках про­грам­мы Со­юз­но­го го­су­дар­ства «СКИФ-НЕДРА», вы­звал непод­дель­ный ин­те­рес на IV Фо­ру­ме ре­ги­о­нов Бе­ла­ру­си и Рос­сии, про­хо­див­шем 29–30 июня 2017 го­да в ЦВК «Экс­по­центр» в Москве. Про­ект при­влек вни­ма­ние ин­ве­сто­ров из Са­у­дов­ской Ара­вии, ве­дут­ся пе­ре­го­во­ры о по­став­ках в Ки­тай. Мас­штаб­ные вы­чис­ле­ния нуж­ны и на круп­ней­шем ме­сто­рож­де­нии по­лез­ных ис­ко­па­е­мых в Ка­ли­нин­град­ской об­ла­сти.

Ре­а­ли­за­ция про­грам­мы «СКИФ-НЕДРА» преду­смат­ри­ва­ет так­же раз­ра­бот­ку спе­ци­аль­но­го про­грамм­но­го обес­пе­че­ния по вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ной об­ра­бот­ке и ин­тер­пре­та­ции гео­ло­го-гео­фи­зи­че­ской ин­фор­ма­ции с по­сле­ду­ю­щим по­стро­е­ни­ем струк­тур­ных мо­де­лей, пер­спек­тив­ных для по­ис­ка неф­те­га­зо­вых за­ле­жей, а так­же про­грамм­ный ком­плекс по мо­де­ли­ро­ва­нию гео­ме­ха­ни­че­ских процессов раз­ру­ше­ния гор­ных по­род при от­ра­бот­ке ме­сто­рож­де­ний ка­лий­ных со­лей.

От­ли­чи­тель­ная осо­бен­ность про­грам­мы, по сло­вам С. Круг­ли­ко­ва, – ее от­рас­ле­вая и прак­ти­че­ская на­прав­лен­ность. По­лу­чен­ные ре­зуль­та­ты пла­ни­ру­ет­ся внед­рить на оте­че­ствен­ных пред­при­я­ти­ях, та­ких как ОАО «Бе­ла­русь­ка­лий», РУП «НПЦ по гео­ло­гии», ОАО «Бел­гор­хим­пром». Бла­го­да­ря вы­со­ко­тех­но­ло­гич­ным раз­ра­бот­кам в бу­ду­щем по­явит­ся еди­ная ин­тел­лек­ту­аль­ная грид-сре­да недро­поль­зо­ва­ния Бе­ла­ру­си, что и поз­во­лит ве­сти раз­ра­бот­ку ум­но­го ме­сто­рож­де­ния.

Ра­бо­та идет в тес­ном со­труд­ни­че­стве с рос­сий­ски­ми парт­не­ра­ми. В уда­лен­ном ре­жи­ме ве­дет­ся по­сто­ян­ное те­сти­ро­ва­ние про­грамм­но-ап­па­рат­ных средств, раз­ра­ба­ты­ва­е­мых по про­грам­ме «СКИФ-НЕДРА». Из­на­чаль­но про­ект был ори­ен­ти­ро­ван на неф­те­га­зо­вый сек­тор, но су­пер­ком­пью­тер­ная кон­фи­гу­ра­ция кла­стер­ной струк­ту­ры мо­жет не толь­ко ре­шать за­да­чи, свя­зан­ные с гео­ло­го­раз­вед­кой и гео­фи­зи­че­ской ин­фор­ма­ци­ей, но и при­ме­нять­ся в ма­ши­но­стро­е­нии для рас­че­та ди­на­ми­ки слож­ных ме­тал­ло­кон­струк­ций, в био­ор­га­ни­че­ской хи­мии – при мо­де­ли­ро­ва­нии ле­карств. Кро­ме то­го, мо­де­ли­ро­вать слож­ные био­ло­ги­че­ские струк­ту­ры, ими­ти­ро­вать вза­и­мо­дей­ствие си­стем, со­сто­я­щих из мо­ле­кул и ато­мов, ана­ли­зи­ро­вать воз­мож­ные спо­со­бы их вза­и­мо­дей­ствия, про­гно­зи­ро­вать гло­баль­ные ат­мо­сфер­ные яв­ле­ния и т. д.

«Кто вла­де­ет ин­фор­ма­ци­ей, тот вла­де­ет ми­ром» – эту фра­зу На­тан Рот­шильд про­из­нес бо­лее 200 лет на­зад, ко­гда еще не бы­ло су­пер­ком­пью­те­ров и та­ких мас­си­вов дан­ных. В на­шу эпо­ху ми­ром вла­де­ет тот, кто уме­ет дан­ной ин­фор­ма­ци­ей гра­мот­но рас­по­ря­жать­ся. Пусть Бе­ла­русь се­год­ня толь­ко на по­ро­ге чет­вер­той про­мыш­лен­ной ре­во­лю­ции. Но, как сви­де­тель­ству­ют фак­ты, мы все боль­ше по­гру­жа­ем­ся в циф­ро­вой мир – это на­ше на­сто­я­щее. Ну а бу­ду­щее при­над­ле­жит тем, кто быст­рее сори­ен­ти­ру­ет­ся в трен­дах но­вой циф­ро­вой эпо­хи.

▲ В НАН Бе­ла­ру­си про­хо­дил Вось­мой на­уч­но­про­из­вод­ствен­ный се­ми­нар «3D-прин­те­ры: пер­спек­ти­вы применения и раз­ви­тия». 2017 год

Бо­лее 80 раз­ра­бо­ток и но­вых тех­но­ло­гий пред­ста­ви­ла На­ци­о­наль­ная ака­де­мия на­ук Бе­ла­ру­си на вы­став­ке на­уч­но-тех­ни­че­ских до­сти­же­ний. 2018 год

Newspapers in Russian

Newspapers from Belarus

© PressReader. All rights reserved.