Smart Factory

В неприметном ангаре в г. Кайзерслаутерне ученые создали «фабрику будущего».

Tim Wegner - Detlef Zühlke

В общем-то Детлеф Цюльке не похож на революционера, когда он стоит посредине своего небольшого производственного ангара. Профессор носит жакет и очки без оправы, в левой руке у него – красный элемент конструктора LEGO. Вокруг – сплошные кабели и шланги, которые выглядят настолько новыми и стерильными, как если бы их ждало какое-то большое дело. В известном смысле так оно и есть. Они – часть модели фабрики будущего, которую Цюльке создал здесь, в Германском научно-исследовательском центре искусственного интеллекта в Кайзерслаутерне. Без идеи «Smart Factory» четвертую промышленную революцию трудно себе представить.

История фабрики будущего в Кайзерслаутерне началась во время одной поездки на поезде. Цюльке возвращался домой из Дуйсбурга, где ученый осматривал образцовое здание института Общества им. Фраунгофера. Это было жилое здание с уникальными решениями по экономии электроэнергии и подключенными к беспроводной сети «умными» приборами. Полный впечатлений от длинного дня, Цюльке в мыслях все снова и снова возвращался к идее «Smart Home», продумывая разные вариации. Почему бы, думал он, не представить себе подобное здание, которое служило бы целям производства? Цифровая связь между приборами в целях оптимизации процессов, причем в соответствии с индивидуальными потребностями жильца/клиента? «Нужен прототип!», – сказал себе Цюльке. Несколько недель он вынашивал свою идею и наконец решил проконсультироваться с представителями промышленности.

Экспериментальный ангар в Кайзерслаутерне – лучший ответ на вопрос, во что вылился этот разговор. Сейчас в разных местах стоят смоделированные части предприятий, входящих сегодня в союз, который поддерживает проектом «Smart Factory». И все же, несмотря на попутный ветер со стороны бизнеса, начиналось все непросто. Фантазерам тоже приходится сгибаться перед бюрократией в три поклона – такое наблюдение сделал Цюльке со своими коллегами, когда задумался над тем, какую продукцию может производить их экспериментальное предприятие. «Оно должно быть простым и иметь какой-то небольшой гэг, чтобы привлекать людей». Заинтересованность высказал какой-то производитель печений, обсуждалось даже производство спиртного. Но ввиду высоких налогов на продукты питания выбор Цюльке в конечном счете пал на более «чистое» производство – производство мыла.

Над конвейером висят три емкости с жидкостью, чем-то напоминающие пластиковые 
мешочки для переливания крови. Предполагается, что через шланги мыло должно поступать в пластиковые бутылки, которые движутся на ленте. Вот такая не особенно впечатляющая картинка. Различие между «Smart Factory» и обычно фабрикой заключается в прямоугольной наклейке на пластиковых бутылках, в компьютерном чипе. Сотрудники используют понятие 
«память продукта». «Продукт как бы несет с собой знание о самом себе и говорит машине, каким он должен быть», – поясняет д-р Маттиас Лоскиль, заместитель научного руководителя «Smart Factory». Каким мылом наполнится бутылка? Синим, красным или желтым? А может быть, смесью всех трех? Но если так, то в какой пропорции? А какого цвета будет наклейка? Черного, белого или серого? Что там будет написано? Мыльная фабрика выглядит просто, но варианты того, что на ней можно произвести, бесконечны.

Таков идеал «Smart Factory»: полная гибкость при максимальном темпе производства. «Мы должны лучше отображать мир, который меняется все быстрее и быстрее», – говорит Цюльке. Весь процесс он представляет себе так. Клиент заказывает через интернет некий продукт, а на фабрике сразу же начинается производство этого продукта в соответствии с индивидуальными пожеланиями клиента, причем сам конвейер не претерпевает каких-то трансформаций. Но если все-таки приходится заменить машины, то тогда в дело включается принцип «Plug and Play»: все совместимо со всем. Фабрика должна разбираться и собираться так же легко, как и коробка с конструктором LEGO. Чтобы показать, что имеется в виду, Цюльке и его сотрудники разработали еще один конвейер и представили его на Ганноверской ярмарке-2013. На этом конвейере собираются мини-фонарики с персональной гравировкой, но могут собираться и «поисковики ключей» – своего рода брелоки, с которыми связывается смартфон. Каждая из задействованных в производстве машин может быть за несколько секунд отключена и заменена другой. Вместе центрального управления за всеми компонентами фабрики следит один-единственный крошечный компьютер.

Все это выглядит не так футуристично, как звучит в описании. На столике по соседству находится вывеска с надписью «Ручная работа». 
Хочется спросить: а разве он вообще востребован на фабрике будущего? «Во всяком случае, – говорит Маттиас Лоскюль, – именно в автомобильной промышленности будут все снова и снова появляться задачи, которые могут быть решены только с применением ручного труда». Правда, в будущем даже ручной труд и соответствующие навыки будут организованы как «умные» технологии. Ручной труд 4.0 сочетает 
в себе работу над реальным объектом с трехмерными моделями. «Augmented Reality» – вот волшебное слово. Его можно перевести как «увеличенная» или «расширенная реальность». Сверху на стол смотрит глаз камеры. Картинка появляется на мониторе, а сотрудник видит свои собственные руки, занятые сборкой мелких деталей. Анимационные картинки в верхней части экрана подсказывают ему, что делать дальше. Шаг за шагом.

Человек, считает Детелф Цюльке, должен остаться на «Smart Factory». Но использоваться он будет вовсе не для того, чтобы осуществлять ручную сборку, которую не может осуществить машина. «Речь идет о повышении гибкости, ведь человек – самый гибкий элемент во всей системе. Кто еще сможет решать проблемы? Кто будет ходить по фабрике и смотреть, как все работает? Человек!». Правда, для выполнения этой функции необходимо иное образование. Цюльке выступает за то, чтобы открыть зачастую лишенные смысла границы между профессиями и научными дисциплинами. Он сам изучал электротехнику, но диссертацию защитил по специальности «машиностроение». «В один прекрасный момент я заметил, что все, что я здесь делаю, без информатики лишено всякого смысла». Сегодня Цюльке возглавляет 
кафедру автоматизации производства в Техническом университете (ТУ) Кайзерслаутерна. Иными словами, и в научной карьере он воспользовался принципом LEGO, который лежит в основе «Smart Factory».

У ангара, в котором находится фабрика, большой стеклянный фасад. Цюльке решил, что фабрика должна светиться ночью и стать своего рода витриной для студентов ТУ, которые проезжают мимо по пути в город. Профессор хочет завлечь, заинтересовать студентов. Цюльке полагает, что недостаток в молодых ученых, 
готовых войти в чудный новый мир Промышленности 4.0, – одна из трех основных причин, почему «Smart Factory» до сих пор не получила практического осуществления. Вторая причина – отсутствие стандартов. Элементы конструктора LEGO подходят друг к другу без проблем, потому что они сделаны одним и тем же производителем. В случае же машин и механизмов это не так. Поэтому производственные процессы должны стать «независимыми от производителя» – вот еще одно понятие, которое часто произносится в стенах «Smart Factory». Третий открытый вопрос – это вопрос безопасности. Насколько все-таки чудесен этот новый промышленный мир? Как можно защитить от саботажа систему, основанную на принципах взаимопроницаемости и обмена? Как обеспечить защиту данных, если компьютерные 
чипы записывают в свой «дневник» все, что происходит с продуктом?

«Я исхожу из того, что мы сможем найти решения, – говорит Цюльке, – просто у нас нет иного выбора». Он убежден, что Промышленность 4.0 – это единственный шанс Германии выдержать экономическую конкуренцию. Пока что у немцев, считает Цюльке, есть преимущество на пути к фабрике будущего, но интерес международных компаний очень велик. Цюльке много ездит по миру. Регулярно его приглашают выступить с докладами, на которых он 
рассказывает о том, что происходит в его неприметном ангаре в Кайзерслаутерне. А приглашения приходят из самых разных стран, «только в Европе спокойно». Сильно заинтересованы азиатские страны, в Корее уже развивается один подобный технологический проект. А вот США наоборот делают ставку скорее на реиндустриализацию, нежели на целенаправленные стратегии в сфере high-tech.

Сейчас Цюльке 64 года. В начале 2015 г. он уйдет на пенсию. По его прогнозам, через три года первые крупные элементы «Smart Factory» появятся на реальных заводах, а вся фабрика целиком будет построена лет через десять. Цюльке хочет присутствовать при этом событии, хочет продолжать свой проект, в той или иной роли. «В конце концов, было бы неправильно закатать рукава, измазать руки по локоть в моторном масле, а 
потом все вдруг бросить и законсервировать». ▪