Бережливые инновации: Делать лучше с меньшими затратами - Джайдип Прабху

По подсчетам Министерства энергетики США, подобный прогностический подход позволяет снизить затраты на техобслуживание и ремонт на 30%, число поломок – на 75%, а время простоя – на 35–45% при одновременном повышении выхода продукции на 25%.

Передовые ИИ-инструменты от крупных технологических поставщиков, такие как Microsoft Azure IoT, Hitachi Lumada, Siemens Insights Hub и IBM Watson, и множества стартапов, такие как Arundo, C3 AI, H20.ai, Databricks, Dataiku, Domino Data Lab, Fracta, могут помочь производителям прогнозировать проблемы с обслуживанием на недели и даже месяцы вперед и поддерживать полную загрузку своих активов без простоев. McKinsey считает, что производители могут получить наибольшую выгоду от ИИ, используя его для предиктивного обслуживания: это может обеспечить до $700 млрд экономической ценности.

ConEdison, одна из крупнейших коммунальных компаний Америки с активами в $62 млрд, заменяет старые контроллеры счетчиков на 5 млн умных счетчиков в Нью-Йорке. ConEdison использует ИИ-инструменты от C3 для мониторинга в реальном времени производительности своей формирующейся умной сети, прогнозирования и проактивного решения проблем с оборудованием и получения инсайтов о поведении потребителей – это поможет коммунальной компании сократить потребление энергии и увеличить выручку. Американские коммунальные водопроводные предприятия, которые сталкиваются с 240 000 прорывов ежегодно, полагаются на ИИ-инструмент от Fracta для прогнозирования этих прорывов задолго до их возникновения, экономя 30–40% своих годовых затрат на замену труб. Без ИИ-инструментов вроде Fracta США рискуют потратить $1 трлн на ремонт своих водопроводных труб в течение следующих трех десятилетий.

Лучший способ, которым организации могут использовать свои активы и продукты, – это использование их «цифровых двойников». Цифровые двойники – это виртуальные представления физического объекта, начиная от очень малого – материалов микромасштаба, до очень крупного – целого города площадью в сотни квадратных миль. Для бизнеса цифровые двойники предлагают три основных преимущества, охватывающих весь жизненный цикл физического объекта. Во-первых, команды НИОКР могут моделировать и оптимизировать дизайн нового продукта, процесса или объекта перед его фактическим созданием, внедряя таким образом оптимальное решение быстрее и дешевле. Во-вторых, руководители цепей поставок и обслуживания клиентов могут использовать цифровых двойников для мониторинга состояния существующих активов вроде заводов или самолетов, а также своих продуктов, используемых потребителями, для прогнозирования и проактивного предотвращения проблем, снижая тем самым операционные расходы и повышая удовлетворенность клиентов. В-третьих, компании могут использовать цифровых двойников для постоянного обновления и «обогащения» (модернизации) своих физических активов и продуктов, что повысит их производительность и принесет новую выручку.

Таким образом, крупные фармакологические компании могут использовать цифровых двойников пациента для оценки потенциального воздействия нового препарата, что может проложить путь к персонализированной медицине. Промышленные компании могут взаимодействовать с цифровыми двойниками своих заводов, автомобилей, самолетов и прогнозировать надвигающиеся проблемы и/или оптимально планировать обслуживание, чтобы минимизировать нарушения. Строительные фирмы могут использовать цифровых двойников для повышения энергоэффективности новых зданий.

Аналогично, используя цифровых двойников своих городов, государственные чиновники могут оптимизировать транспортные потоки, улучшать качество воздуха, а также моделировать катаклизмы вроде торнадо или вспышек болезней, прогнозировать их негативное влияние на жизнь граждан и принимать превентивные меры. Например, Ассоциация правительств Сан-Диего использует цифрового двойника всего региона для планирования и внедрения устойчивых транспортных систем, которые могут удовлетворить потребности региона в отношении растущего населения и экономики. А ученые и архитекторы используют цифрового двойника собора Парижской Богоматери – знаменитого собора в Париже, пострадавшего от разрушительного пожара в 2019 году, – для его тщательного восстановления к первоначальному состоянию.

Технологические поставщики, такие как Dassault Systèmes, IBM, Hitachi, PTC и Siemens, предлагают передовые решения, помогающие компаниям создавать цифровых двойников своих активов и продуктов и управлять ими.

Вирджини Майяр, возглавляющая глобальные исследования Siemens в области моделирования и цифровых двойников, руководитель Siemens Corporate Technology USA, сказала нам:

Цифровые двойники позволяют производителям дойти до предела возможностей в использовании их активов и продуктов и выполнять сложные задачи, недоступные человеку.

Например, цифровой двойник большого газового компрессора, который виртуально измеряет температуру вала (его температура слишком высока, и человек не может измерить ее, пока вал активен), помогает работникам на месте действовать ближе к допустимой температуре, – это делает рабочее время продуктивным. Традиционный способ – остановить машину заблаговременно, в безопасном режиме, но с потерей драгоценных рабочих часов. Цифровой двойник помогает остановить вал в нужное время – ни слишком рано, ни слишком поздно, – экономя тем самым производителю до €210 000 в час. Как показывает этот реальный пример, Майяр считает, что цифровые двойники не заменят людей, а позволят инженерам, ученым, заводским работникам и техникам по обслуживанию выполнять свою работу лучше, расширяя их возможности. Стоит отметить, что Виктор Глушков и Анатолий Китов, российские пионеры кибернетики, которая является основополагающей и концептуальной базой для цифровых двойников, также считали, что решения автоматизации на основе ИИ не заменят людей, а расширят наши возможности.

Gartner, ведущая технологическая исследовательская компания, прогнозирует, что к 2027 году более 40% крупных компаний будут использовать технологии цифровых двойников. Gartner также считает, что мировой рынок программного обеспечения и услуг по предоставлению цифровых двойников взлетит с $9 млрд в 2022 году до $150 млрд к 2030-му.

Децентрализуйте цепи поставок, используя малые, мобильные производства

Децентрализация поставок с целью максимального приближения производства к потребителям помогает преодолевать разрыв между спросом и предложением. Один из способов добиться этого – перевести значительную часть производства с крупных заводов с негибкими и громоздкими технологиями на малые, мобильные предприятия, предусматривающие оперативное перепрофилирование. Французская транснациональная компания – производитель продуктов питания Danone сумела построить в Бангладеш микрозавод по производству йогуртов в 10 раз меньшего размера и пропорционально более дешевый, чем стандартный европейский молокозавод компании. Впечатленная этим достижением, Danone попросила руководителей технологического и производственного отделов проработать возможность постройки подобных микрозаводов на других рынках, включая европейские.

Глобальная химико-фармацевтическая компания Bayer, производящая аутентичный патентованный аспирин, поднимает концепцию гибкого производства на новый уровень в своем проекте F3[47], предусматривающем внедрение мобильных фабрик, работающих по принципу «включай и производи». На эту идею фармацевтов натолкнули знаменитые немецкие передвижные сосисочные-гриль. Мобильные модульные фармацевтические производственные аптеки F3 также будут торговать «с колес» достаточно широким ассортиментом синтезируемых порциями ходовых биохимических продуктов. Пилотный проект F3 показал, что он может сократить капитальные инвестиции на 40%, сэкономить 30% энергии, снизить углеродный след на 30% и увеличить скорость вывода на рынок на 50%. Входящая в состав концерна служба Bayer Technology Services, отвечающая за реализацию проекта, уже сформировала консорциум из 25 коммерческих и академических партнеров в девяти европейских странах с целью ускоренной разработки и внедрения модульных передвижных химико-фармацевтических фабрик F3.

Американская фармацевтическая компания Merck, которая была частью этого консорциума, применяет уроки, полученные из проекта F3, в строительстве гибких и устойчивых микрообъектов в США. В 2022 году Merck открыла свой Центр формулирования, лабораторных и