Развитие умного производства в Китае и возможности использования в Беларуси опыта КНР
УДК 004.8; 338.3
Галина ГОЛОВЕНЧИК, СЮЕ Цяньвэнь. Развитие умного производства в Китае и возможности использования в Беларуси опыта КНР. Статья посвящена развитию умного производства в Китае как одному из аспектов реализации целей Индустрии 4.0. Рассмотрена модель внедрения умного производства на китайских предприятиях, произведена оценка развития китайской цифровой экономики. Проанализированы основные приоритеты цифровой трансформации и модернизации китайской обрабатывающей промышленности. Рассмотрены возможности использования этого опыта и создания умных производств в Беларуси в процессе перехода нашей республики к очередному этапу промышленной революции.
Ключевые слова: умное производство, цифровая трансформация, киберфизическая система, цифровая платформа, искусственный интеллект, промышленный интернет.
Galina GOLOVENCHIK, XUE Qianwen. Development of smart manufacturing in China and possibility to implement China's best practices in Belarus. The article discusses the development of smart manufacturing in China as part of Industry 4.0 concept, the introduction of smart manufacturing practices at Chinese enterprises, as well as the development of the Chinese digital economy. The authors analyze priority areas of digital transformation and upgrade of the Chinese processing industry, as well as a possibility to embrace China’s best practices to create smart industries in Belarus during the country’s transition to the next stage of the industrial revolution.
Keywords: smart manufacturing, digital transformation, cyber-physical system, digital platform, artificial intelligence, industrial internet.
Промышленность КНР, составляя более ⁄ ВВП страны, является мощным драйвером для 1 3 роста национальной экономики, уровень ее развития выступает показателем глобальной конкурентоспособности Китая. Благодаря проводимым экономическим реформам, открытости китайской экономики и постоянно растущей трансграничной торговле промышленность Китая на протяжении последних 40 лет переживает бурное развитие. Так, в 1990 году доля обрабатывающей промышленности КНР в общемировом объеме составляла всего 2,7 % (9-е место в мире), в 2000 году она выросла до 6,0 % (4-е место), в 2007 году достигла 13,2 % (2-е место). В 2010 году эта доля увеличилась до 19,8 %, превзойдя аналогичный показатель США и заняв первое место в мире [1]. С тех пор обрабатывающая промышленность Китая много лет сохраняет глобальное лидерство. В 2021 году ее добавленная стоимость достигла 31,4 трлн юаней, что составляет почти 30 % от общемирового объема [2]. При существовавшей продолжительное время модели производства китайская обрабатывающая промышленность как составная часть глобальной цепочки создания стоимости не могла удовлетворить потребности пользователей в высококачественной продукции, а потому не имела потенциала для роста.
Выход был найден в создании умных производств на основе киберфизических систем, сетевого взаимодействия и искусственного интеллекта, быстрый рост которых в промышленно развитых странах стал следствием практического применения цифровых технологий нового поколения, что открыло новые возможности для глобальной промыш
ленной модернизации. В этом контексте Госсоветом КНР и Министерством промышленности и информационных технологий были последовательно обнародованы программы и планы по созданию собственной независимой высокотехнологичной промышленности: «Сделано в Китае 2025» (2015), «Интернет +» (2015), «Национальный план стимулирования технологических разработок в сфере искусственного интеллекта» (2017), «Трехлетний план действий по продвижению развития отраслей искусственного интеллекта нового поколения» (2017), «Руководящие заключения по углублению„Интернет + передовое производство“и развитию промышленного интернета» (2017), «Китайские стандарты 2035» (2018), «План действий по инновациям и развитию промышленного интернета на 2021–2023 годы» (2021), «14-й пятилетний план развития умного производства» (2021), «14-й пятилетний план развития цифровой экономики» (2021), «14-й пятилетний план развития робототехнической промышленности» (2021). Цель их реализации – использование цифровых технологий и их инновационных продуктов для улучшения существующих производственных процессов, расширения возможностей управления и обслуживания промышленных предприятий, и как результат – повышение конкурентоспособности продукции китайской обрабатывающей промышленности на мировом рынке.
Концепция умного производства
Появилась еще в 1990-х годах, но известность получила в результате реализации Германией национальной стратегии развития обрабатывающей промышленности Индустрия 4.0, которая фокусируется на трех основных компонентах: умных продуктах, умном производстве и умной логистике. Главной задачей Индустрии 4.0 является интеллектуальное преобразование промышленных процессов (НИОКР, проектирования, производства, послепродажного обслуживания, управления и др.) и создание новых ценностей с помощью технологий интернета вещей и киберфизических систем на основе реализации функций самовосприятия, самостоятельного принятия решений и саморегулировки [3].
В соответствии с положениями программы «Сделано в Китае 2025» КНР использует эту концепцию на практике с целью трансформации и модернизации национальной обрабатывающей промышленности, основным драйвером развития которой должно стать умное производство. Как три ступени (стадии) его эволюции рассматриваются цифровое производство, цифровое сетевое производство и цифровое сетевое умное производство.
Цифровое (как первое поколение умного производства) реализуется через сбор, хранение, анализ и передачу данных для достижения устойчивой связи бизнес-процессов, а использование цифровых технологий приводит к увеличению количества подключаемого производственного оборудования, что становится основой сетевого производства.
Вторая ступень – цифровое сетевое производство: создание производственной платформы на основе промышленного интернета вещей посредством взаимосвязи умного производственного оборудования. Поддерживаемая новыми цифровыми технологиями промышленная интернет-платформа создает виртуальную информационную систему, управляющую производственными операциями физической системы, что помогает промышленным предприятиям преодолевать пространственные ограничения. В процессе обмена информацией внутри и между производственными предприятиями осуществляется координация проектирования, производства и поставки продукции, в результате сокращается цикл разработки продукта, уменьшаются потери в производственном процессе и повышается конкурентоспособность предприятий.
Третья ступень – цифровое сетевое умное производство: глубокая интеграция нового поколения технологий искусственного интеллекта и цифрового сетевого производства. Технология искусственного интеллекта наделяет производственную систему способностью восприятия, анализа, глубокого обучения и самокоррекции. Благодаря сбору, восприятию и анализу внешней информации умные продукты со встроенными чипами и человекоподобным мышлением способны участвовать в сложных производственных и сервисных операциях, улавливать изменения потребительского спроса в режиме реального времени, реализуя таким образом персонализированную настройку, ориентированную на потребности пользователя [4].
Этапы развития
Немецкие промышленные предприятия прошли в своем развитии три этапа: Индустрия 1.0 (механизация), Индустрия 2.0 (электрификация) и Индустрия 3.0 (автоматизация). Следовательно, они имеют прочную основу для перехода к следующей стадии – Индустрии 4.0 (цифровизация и интеллектуализация). Как показал опыт ведущих немецких ТНК – Siemens, Bosch, Thyssen Krupp и других, применение технологий Индустрии 4.0 не только изменяет систему производства, но и позволяет получить положительную динамику экономических показателей производственной деятельности промышленного предприятия, например, снизить операционные затраты, издержки на хранение и транспортировку продукции, сэкономить производственные ресурсы, осуществлять коммуникацию в реальном времени c увеличением цифровой составляющей добавленной стоимости промышленного продукта.
В связи с этим в Китае нацелены на умную трансформацию производств, но потребности у предприятий разные: одни надеются снизить затраты на рабочую силу и повысить эффективность производства, заменив ручной труд роботами; другие планируют сократить управленческие расходы за счет внедрения цифрового управления производственными процессами; третьи желают улучшить реагирование производственных систем на меняющиеся потребности рынка с помощью умных моделей мелкосерийного и индивидуального производства [5].
В отличие от Германии, большинство предприятий в Китае находятся в периоде одновременного освоения технологий Индустрии 2.0, Индустрии 3.0 и Индустрии 4.0. Параллельное сосуществование процессов электрификации, автоматизации и цифровизации означает, что для реализации концепции умного производства китайские промышленные компании должны, с одной стороны, устранить пробелы во внедрении автоматизированных систем и информационных технологий (Индустрия 3.0), а с другой – в полной мере использовать технологии аналитики больших данных и искусственного интеллекта (Индустрия 4.0) для создания гибких производств.
Таким образом, Китай выбирает путь синхронного развития цифрового, сетевого и интеллектуального производств. В «14-м пятилетнем плане развития умного производства» предлагается двухэтапная стратегия: к 2025 году большинство крупных предприятий (с доходом от основной деятельности более 20 млн юаней) начинают прохождение стадий цифрового и цифрового сетевого производства, основные предприятия в ключевых отраслях сразу приступают к осуществлению концепции цифрового сетевого умного производства. К 2035 году указанные процессы на производственных предприятиях должны быть полностью реализованы [6].
Оценка развития китайской цифровой экономики
Анализ показывает, что реализация концепции умного производства должна поддерживаться широким применением цифровых технологий и созданием цифровых экосистем. По статистике Всемирного банка, китайская цифровая экономика занимает второе место в мире после США и находится в фазе быстрого роста (более чем в 32 раза за анализируемый период), а ее доля ВВП увеличивается год от года (рост в 3,7 раза) (рис. 1).
По мнению Китайской академии информационных и коммуникационных технологий (КАИКТ), структурно цифровая экономика делится на две неравные части: цифровую промышленность и цифровую трансформацию традиционных отраслей экономики. Цифровая промышленность включает производство электронных изделий и средств телекоммуникаций, разработку программного обеспечения и информационных технологий, интернет-индустрию, ИТ-сервис и т. д. В процессе интеграции новое поколение цифровых технологий, представленное высокоскоростной связью 5G, интернетом вещей, облачными вычислениями, анализом больших данных и искусственным интеллектом, используется в производственных процессах для достижения цифровой трансформации традиционных отраслей экономики. Цифровая трансформация проявляет себя в росте объемов и эффективности производства, вызванного применением цифровых технологий.
С 2002 по 2020 год доля цифровой трансформации отраслей в общем объеме цифровой экономики Китая быстро увеличилась – с 49,7 до 80,9 %. В 2020 году масштабы цифровой промышленности в стране достигли 7,5 трлн юаней, что составило 7,4 % ВВП, эффект от цифровой трансформации отраслей экономики достиг 31,7 трлн юаней и вырос до 31,3 % ВВП [7]. Таким образом, доля вклада цифровой трансформации традиционных отраслей в национальный ВВП значительно выше, чем доля цифровой промышленности. Это указывает на то, что цифровые технологии, продукты и услуги в Китае опережающими темпами увеличивают рост производства и эффективность традиционной экономики.
Приоритетным направлением является создание и широкое распространение умных заводов, основой для внедрения которых стал быстрый рост производства полупроводниковых приборов, промышленной робототехники,
Источник: IFR. World Robotics 2021 report [Electronic resource] // International Federation of Robotics. – Mode of access: https://ifr.org/downloads/press2018/2021_10_28_WR_PK_Presentation_long_version.pdf. – Date of access: 7.05.2022.
промышленного интернета вещей, стремительное распространение сетей 5G, формирование промышленных интернет-платформ и т. п.
Важнейшими базовыми элементами умного производства являются продукты полупроводниковой промышленности – интегральные микросхемы и интеллектуальные датчики для сбора, обработки и обмена данными. В 2021 году продажи на мировом рынке полупроводниковых приборов составили 555,9 млрд долларов, при этом крупнейшим региональным рынком стал Китай (192,5 млрд долларов, что составляет 34,6 % от общемирового объема; в 2010 году доля продаж полупроводников на китайском рынке была всего 8,6 %) [8].
Еще один элемент умного производства – промышленные роботы – отличаются простотой управления и значительными экономическими преимуществами, их использование снижает вероятность ошибок. В условиях умного завода рабочие контролируют производственный процесс, устраняют неполадки. Такое сотрудничество между техническим персоналом и машинами снижает затраты на рабочую силу, повышая эффективность производства и качество продукции.
Поскольку стоимость рабочей силы в Китае постоянно растет, спрос на промышленных роботов быстро увеличивается (рис. 2).
КНР наряду с Японией, США, Южной Кореей и Германией является крупнейшим рынком промышленной робототехники. На долю этих стран приходится 75,7 % вновь внедренных в 2020 году мировых робототехнических установок, причем Китай лидирует по объемам закупки промышленных роботов (168,4 тыс. ед.). Гонка автоматизации в Китае сегодня в основном обслуживается иностранными производителями роботов с совокупной долей рынка 73 %. В 2020 году установки роботов из-за рубежа – в основном импортируемых из Японии, Кореи и Европы – выросли на 24 % до 123 тыс. ед. КНР также входит в десятку самых роботизированных стран мира в 2020 году, занимая 9-е место в рейтинге (пять лет назад – 25-е место) [9].