Индустрия 4.0 и устойчивое развитие: от устойчивых бизнес-моделей к цифровой устойчивости

Бесплатный доступ

Индустрия 4.0, основанная на производственных системах, использующих информационные технологии, включает в себя сочетание умных фабрик, продуктов и Интернета вещей. Она направлена на предоставление в реальном времени информации о производстве, процессах, оборудовании, продуктах и потоках и интеграцию этой информации для принятия эффективных решений с позиции экономических, экологических и социальных результатов. Изначально созданная для решения проблем «неустойчивого производства» Индустрия 4.0 сегодня меняет все сферы современного общества, являясь одновременно и угрозой и возможностью устойчивого развития. В работе проведен библиографический анализ публикаций БД Scopus, посвященных Индустрии 4.0, уточнены технические и экономические предпосылки для ее появления, понятия и сущностное содержание. Систематизированы характеристики Индустрии 4.0 и формирующие ее технологии, их влияние на общество и экономику. Выделены основные принципы и тренды Индустрии 4.0, систематизированы и уточнены особенности, компоненты и принципы устойчивого производства и устойчивых бизнес-моделей в Индустрии 4.0 на микро-, мезо- и макроэкономическом уровнях. Исследованы трансформация концепции устойчивого развития и роль Индустрии 4.0 в достижении целей устойчивого развития, включая предпосылки появления, новые возможности и угрозы, связанные с внедрением цифровых бизнес-моделей. Проанализировано влияние бизнес-моделей и практик Индустрии 4.0 на достижение целей социальной, экономической и экологической компонент устойчивого развития. Систематизированы IT-проблемы предприятий, включенных в Индустрию 4.0, обоснована необходимость включения четвертой компоненты устойчивого развития - цифровой и исследования цифровой устойчивости для обеспечения устойчивого развития экономических субъектов в условиях цифровой экономики.

Еще

Индустрия 4.0, цифровая экономика, устойчивое развитие, цифровая устойчивость, устойчивые бизнес-модели, циркулярная экономика

Короткий адрес: https://sciup.org/147236464

IDR: 147236464   |   DOI: 10.14529/em210408

Текст научной статьи Индустрия 4.0 и устойчивое развитие: от устойчивых бизнес-моделей к цифровой устойчивости

Создание добавленной стоимости в странах с ранней индустриализацией в настоящее время определяется переходом к четвертой стадии индустриализации, так называемой Индустрии 4.0. Это развитие следует за третьей промышленной революцией, которая началась в начале 1970-х годов и основывалась на электронике и информационных технологиях для реализации высокого уровня автоматизации производства. Если главным элементом в производственной функции постиндустриальной экономики была информация, то главным элементом Industry 4.0 являются данные [1, 5, 7].

Индустрию 4.0 характеризуют использование цифровых технологий, «умные» идеи, обеспечение постоянной связи между всеми участниками процесса, эффективность и соответствие принципам устойчивого развития.

Индустрия 4.0 основана на использовании цифрового представления информации на всех уровнях управления и во всех видах менеджмента и представляет собой новый уровень организации производства и управления цепочками создания ценности на протяжении всего жизненного цикла выпускаемой продукции. Развитие Индустрии 4.0, основанное на создании умных городов, фабрик продуктов и сервисов, встроенных в Интернет ве- щей, оказывает существенное влияние на устойчивое производство и достижение целей устойчивого развития. Между тем, хотя развитие Индустрии 4.0 и предоставляет новые возможности для практик устойчивого развития по всем аспектам устойчивости - экономическому, социальному и экологическому, в современных исследованиях в большей степени рассматривается именно вклад Индустрии 4.0 в развитии практик циркулярной экономики и снижении нагрузку на окружающую среду. Устранению обозначенного разрыва и посвящено данное исследование.

Теория

Индустрия 4.0: история вопроса, определение и принципы. Индустрия 4.0 (от англ. Industry 4.0 ) или четвертая промышленная (индустриальная) революция предполагает полностью автоматизированное цифровое производство, управляемое интеллектуальными системами в режиме реального времени в постоянном взаимодействии с внешней средой, выходящее за границы одного предприятия, с перспективой объединения в глобальную промышленную сеть Вещей и услуг. Однако, что является основой для Индустрии 4.0?

Во-первых, это технические факторы - переход от существования общества в рамках аналогового представления информации (оно существует в любой момент времени и переходит от одного объекта к другому) к цифровому представлению (дискретному и по величинам и моментам времени). Именно переход к цифровому представлению информации кардинально трансформируют все сферы жизнедеятельности человека, технологии и способы принятия управленческих решений.

Во-вторых, это экономические факторы, так как технологии Индустрии 4.0 и интернета вещей являются одними из практических воплощений цифровизации , связанные с возможностями ее коммерциализации .

Исследования, посвященные Индустрии 4.0 и цифровизации экономики, являются сегодня одними из самых актуальных и востребованных с практической точки зрения в различных областях знаний – от компьютерных и инженерных наук до экономики и управления. Об этом свидетельствуют как число публикаций в базах данных SCOPUS и WoS, так и программные документы, принимаемые на надстрановом уровне, а также стратегии развития и национальные программы и развитых, и развивающихся стран.

Согласно базе данных SCOPUS [1] количество публикаций, посвященных Индустрии 4.0, опубликованных с 2013 года, превышает 20 тысяч (рис. 1).

Закономерно, что большинство из них затрагивают инженерные, компьютерные и технические аспекты. Вопросы управления в Индустрии 4.0 находятся на третьем месте (рис. 2).

Интересна и «география» публикаций, посвященных индустрии 4.0. В тройку лидеров входят Германия (2943), Италия (1969) и Китай (1579) (рис. 3).

Большинство исследователей Индустрии 4.0 подчеркивают, что отсутствие практических инструментов для внедрения практик Индустрии 4.0 является серьезным препятствием для использования ее потенциала [2, 4].

В 2021 году термин Индустрия 4.0 отмечает свое десятилетие. Между тем, общепринятого определения термина Индустрия 4.0 к настоящему времени не выработано. Идея Индустрия 4.0 принадлежит немецкому экономисту Клаусу Швабу, президенту Всемирного экономического форума, автору бестселлера с одноименным названием «Индустрия 4.0». Можно выделить узкий и широкий подход к пониманию этого термина. В первом случае, она является одним из 10 проектов «государственной Hi-Tech стратегии» Германии до 2020 года, который описывает концепцию «умного производства» на базе глобальной промышленной сети интернета вещей и услуг (Internet of Things and Services). Впервые концепция Индустрии 4.0 была представлена в 2011 году промышленной выставке-ярмарке в Ганновере [7].

Широкий подход к Индустрии 4.0 означает использование этого термина как синонима чет- вертой промышленной революции, включающей массовое внедрение «киберфизических систем в производство и обслуживание человеческих потребностей, включая быт, труд и досуг» (рис. 4).

Основными технологиями Индустрии 4.0 являются киберфизические системы, Интернет вещей, большие данные и облачное производство (рис. 5). Соединяясь с виртуальным миром, материальный мир создает «киберфизические комплексы», которые объединяются в единую цифровую экосистему [7].

Подчеркнем, что важная особенность четвертой промышленной революции состоит в том, что в отличие от своих предшественниц, она является «прогнозируемой», позволяя предприятиям «предпринимать определенные действия до того, как она произойдет». Отсюда предприятия могут определить свою «целевую производственную модель», а затем спланировать «дорожную карту трансформации» в рамках перехода к Индустрии 4.0 [10, 13].

Закономерно, что не все организации способны пройти этап цифровой трансформации. Как пример можно привести факт, что сегодня существует только 52 % компаний из рейтинга «Fortune 500» 2000 года. Рассматривая влияние четвертой промышленной революции на общество и экономику, можно выделить 4 тренда. Во-первых, использование платформ социальных сетей для связи, обучения и поиска информации. Во-вторых, использование цифровых платформам для создания, продвижения и продажи товаров и услуг. В-третьих, включение потребителей в производственные и распределительные цепочки. В-четвертых, изменение ожидания потребителей и «движение к совместным инновациям», в том числе в организационных формах [4, 6, 12].

Устойчивое производство и устойчивые отрасли в Индустрии 4.0. Внедрения устойчивых бизнес-моделей в Индустрии 4.0 обеспечивается на всех уровнях экономики – микро- мезо- и макро.

На микроуровне можно выделить четыре основных принципа Индустрии 4.0, необходимых для внедрения ее «сценариев» (рис. 6).

Функциональная совместимость (интероперабельность), означающая «прямое взаимодействие» или способность машин, устройств (роботов), датчиков и людей обмениваться информацией посредством технологий интернета вещей (IoT) [5, 7, 11, 13, 15].

Информационная прозрачность или способность систем создавать виртуальные (цифровые) копии реальных систем. Прозрачность появляется на основе интероперабельности и является результатом прямого взаимодействия. Достигается в результате дополнения информационных моделей данными, поступающими от различных сенсоров в режиме реального времени . Для достижения информационной прозрачности необходимо обес-

Ill

2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г. 2020 г. 2021 г.

Рис. 1. Динамика публикаций, посвященных Индустрии 4.0, в БД SCOPUS

Рис. 2. Тематика публикаций, посвященных Индустрии 4.0, в БД SCOPUS

Рис. 3. География публикаций, посвященных Индустрии 4.0, в БД SCOPUS

1784 Indusry 1.0 Механическое производственное оборудование, использования парового двигателя

Переход к промышленному производству

1870 Indusry 2.0 Производственная линия, основанная на разделении труда и использовании электрической энергии Переход к массовому производству

1969 Indusry 3. 0 Использование электроники и информационных технологии

Автоматизация производственных процессов

2011 Indusry 4.0 Использование киберфизических систем Индивидуализированное производство, распределенная энергетика, экономика совместного потребления

Рис. 4. Основные характеристики промышленных революций

Киберфизические системы

  • •    Интегрируют киберпространство, физические процессы и объекты для соединения на производственных линиях в виде сети.

  • •    Обеспечивают автоматизацию, мониторинг и управление процессами и объектами в режиме реального времени

Облачное производство

  • •    Создает

виртуальное и глобальное пространство (виртуальные порталы) для создания общей сети производственных ресурсов и возможностей через Интернет

Интернет вещей

  • •    Взаимодействие между различными устройствами и Интернетом с помощью идент. тификационных кодов, для достижения целей (передача данных и использование вычислительных ресурсов без участия человека)

Аддитивные технологии

  • •    Представляют гибкое и связанное прототипирование частей продуктов в крупном масштабе, позволяющее настраивать его (3D принтеры)

    Рис. 5. Основные технологии Индустрии 4.0



    • Функциональная совместимость или интероперабельность



    • Информационная прозрачность



    • Техническая поддержка и децентрализация управленческих решений



    • Индивидуализация


Рис. 6. Основные принципы Industry 4.0 на микроуровне печить сбор данных с сенсоров и датчиков в рамках генерируемого ими контента. В результате в виртуальном мире создаются цифровые копии реальных объектов, систем и функций, которые точно повторяют все, что происходит с их «физическими клонами». В результате в цифровых двойниках накапливается информация обо всех процессах, происходящих с «умным» оборудованием, производством и продуктами [5, 7, 11, 13, 15].

Техническая поддержка и децентрализация управленческих решений (помощь машин человеку) - это способность киберфизических систем участвовать в принятии решений путем сбора, анализа и визуализации информации (Big Data Analysis). Это приводит к децентрализации принятия управленческих решений и даже делегированию некоторых из них на киберфизические системы. Техническая поддержка также состоит в замещении людей при выполнении шаблонных или опасных операций. Конечная стадия процесса -это автоматизация «насколько это возможно», когда киберфизические системы эффективно работают без вмешательства человека или «человеко-замещение». Человек при этом выполняет роль контролера, подключаясь лишь в «экстренных и нестандартных ситуациях» [5, 7, 11, 13, 15].

Индивидуализация - это переход от массового производства к индивидуализированному производству на основе использования автоматизированных систем. Индивидуализация достигается в результате реализации принципа прозрачности -путем обработки, информации, поступающей в режиме реального времени. Известно, что наряду с понятиями «поколения z» и «миллениалов» в современном маркетинге рассматривается « native digital » как поколение, выросшее в эпоху интернета, которое во всем стремится подчеркнуть индивидуальные особенности и привычное «к целому миру предложений персонализированной одежды, техники и мебели». Внедрение принципов Индустрии 4.0 позволяет «умным предприятиям» предлагать персонализированный товар, который при этом сопоставим по стоимости со стандартизированным продуктом. При этом достигается как снижение удельных затраты, так и повышение лояльности клиентов [5, 7, 11, 13, 15].

На мезоуровне можно выделить ключевые ха- рактеристики отрасли, функционирующей и развивающейся в парадигме Индустрии 4.0 (рис. 7) [1, 4].

Горизонтальная интеграция по всей цепочке создания стоимости означает перекрестную интеллектуальную связь между компаниями и внутри компании, а также цифровизацию модулей создания стоимости.

Сквозной инжиниринг на протяжении всего жизненного цикла продукта означает интеллектуальные перекрестные связи и цифровизацию на всех этапах жизненного цикла продукта : от приобретения сырья и производства продукта до его использования и окончания жизненного цикла.

Вертикальная интеграция и сетевые производственные системы описывают интеллектуальную перекрестную связь и цифровизацию в рамках различных уровней агрегирования от производственных станций до производственных ячеек, линий и заводов, а также интегрируют связанные виды деятельности цепочки создания стоимости, такие как маркетинг и продажи или развитие технологий.

Перекрестные интеллектуальные связи и цифровизация означают применение сквозного решения с использованием встроенных в облако информационных и коммуникационных технологий. Интеллектуальная перекрестная связь реализуется в производственной системе за счет применения самоорганизованно и децентрализованно работающих киберфизических систем (CPS от англ. CyberPhysical Systems). В их основе лежат, во-первых, «прикладные сенсорные системы для сбора данных» (встроенные мехатронные компоненты), во-вторых, «исполнительные системы» для воздействия на физические процессы. Киберфизические и интеллектуальные системы становятся связанными друг с другом, в режиме реального времени они обмениваются данными через виртуальные сети, такие как облако, реализованное в Интернете вещей и услуг. Являясь частью социотехнической системы, CPS используют интерфейсы человек-машина для взаимодействия с операторами [7].

В результате достигается автоматизация всех процессов и этапов производства - цифровое проектирование и создание виртуальной копии изделия, совместная работа инженеров и дизайнеров в едином цифровом конструкторском бюро, удален-

Горизонтальная интеграция по всей цепочке создания ценности

Сквозной инжиниринг на протяжении всего жизненного цикла продукта

■------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1

Вертикальная интеграция и сетевые производственные системы

Рис. 7. Характеристики отрасли в Индустрии 4.0

ная техническая настройка оборудования на заводе для выпуска «индивидуализированного умного продукта». Затем идет автоматический заказ требуемых компонентов в определенном количестве и контроль их поставки. Финальная стадия не заканчивается мониторингом пути готового продукта до конечного клиента. В процессе эксплуатации производитель может менять настройки удаленно, обновлять программное обеспечение, предупреждать клиента о возможных поломках и принимать продукт на утилизацию [3, 7]. Таким образом, основой Индустрии 4.0 становится роботизированное производство и «умные» заводы.

Большое влияние внедрение принципов Индустрии 4.0 оказывает и на макроуровень , меняя глобальные «цепочки ценности». Например, роботизация заводов позволяет автопроизводителям открывать национальное производство вместо использования «cost-effective» (низкозатратного) труда рабочих из других стран [10]. В этой связи принципы Индустрии 4.0 являются своеобразной альтернативной политическим инструментам регулирования макроэкономической ситуации .

Наибольшую ценность и с научной, и с практической точки зрения имеет исследование вклада Индустрии 4.0 в решение глобальных проблем человечества и достижение целей устойчивого развития .

Результат

Концепция устойчивого развития (КУР) – это парадигма сбалансированного, самоподдержи-вающегося развития, путем взаимосвязанного достижения экологических, социальных и экономических целей. Согласно известному докладу «Наше общее будущее», устойчивое развитие – «это процесс изменений, в котором эксплуатация ресурсов, направление инвестиций, ориентация научнотехнического развития и институциональные изменения согласованы друг с другом и укрепляют нынешний и будущий потенциал для удовлетворения человеческих потребностей и устремлений». Сегодня КУР – это парадигма управления современными социально-экономическими системами всех уровней. На международном уровне она отражена в программных документах ООН. Подходы к реализации КУР на национальном уровне адаптируются с учетом страновых особенностей. На уровне предприятий КУР нашла отражение в понятии «triple-p» (people, planet, profit – люди, планета, прибыль) к оценке деятельности компании. На уровне функциональных стратегий компаний КУР реализуется в виде стратегий корпоративной социальной ответственности, социально ответственного маркетинга и др. [9, 10, 11, 16, 17].

От устойчивого производства к устойчивому развитию. С возникновением «Индустрии 4.0» концепция устойчивого развития наполнилась новым содержанием. Это можно объяснить следующими причинами. Во-первых, изначально в первых программных документах министерства образования и исследований Германии 2011 года [5], посвященных развитию Индустрии 4.0, она рассматривалась в качестве «стратегии создания устойчивого производства». То есть Индустрия 4.0 выступала производственной концепцией, свободной от недостатков своей предшественницы, сопровождаемой истощением природных ресурсов, изменением климата и снижением качества рабочей силы (в связи со «старением и утратой ключевых навыков персоналом предприятий»). Подчеркнем, что Индустрия 4.0 состоит из «практик устойчивого развития», т. е. устойчивость выступила «предпосылкой» развития Индустрии 4.0.

Во-вторых, впоследствии «вокруг элементов Индустрии 4.0» стали развиваться «подрывные», «революционные» бизнес-модели, представляющие новые возможности для реализации концепции устойчивого развития – прежде всего, благодаря использованию цифровой инфраструктуры и информационно-коммуникационных технологий [2, 6]. Это бизнес-модели устойчивого производства, потребления и обращения с отходами и изменения глобальных цепочек создания стоимости (рис. 8).

Среди них, следует особо отметить платформенную экономику ( platform economy ), экономику совместного использования ( sharing economy ) и экономику приложений ( app economy ).

Ключевыми трендами развития цифровой экономики являются глобализация, бережливое потребление, постоянные изменения, цифровизация коммуникаций, социальная трансформация, технологии и инновации.

В-третьих, развитие Индустрии 4.0 не только «вписалось» в широкую дискуссию об устойчивости промышленности, но и «подняло» новые вопросы. Содействуют ли реально технологии Индустрии 4.0 устойчивому развитию? Может быть, напротив, ключевые компоненты Индустрии 4.0 (роботизация и цифровизация) представляют дополнительные угрозы и ставят человечество перед новыми глобальными вызовами?

Рассмотрение вызовов, которые ставит Индустрия 4.0, является наиболее сложным и дискуссионным моментом. Отталкиваясь от понятия «triple-p» рассмотрим влияние Индустрия 4.0. на достижении социальных, экологических и экономических целей устойчивого развития (см. таблицу).

Индустрия 4.0: От устойчивых практик и бизнес-моделей к цифровой устойчивости. Проведенное исследование показало, что Индустрия 4.0. приводит к формированию устойчивых биз-нес-моделей, создающих положительные или уменьшают отрицательное воздействие на окружающую и социальную сферу, то есть моделей, способных вносить существенный вклад в решение экологических и социальных проблем. Развивающиеся в Индустрии 4.0 устойчивые бизнес-модели связаны с использованием «интеллектуальных данных» для разработки, производства и

Новые революционные бизнес-модели устойчивого производства, потребления и обращения с отходами

•Снижение воздействия на окружающую среду и общество

•Вклад в решение экологических и социальных проблем

У

У

Изменения цепочек создания стоимости

•Использование Интернета вещей, BIG DATA, блокчейн и облачных вычислений

•Внедрение киберфизических систем, аддитивного производства

Рис. 8. Перспективы Индустрии 4.0 в реализации устойчивого развития продвижения товаров и услуг. Устойчивым бизнес-моделям характерна стратегическая конкурентоспособность и ориентация на достижение «тройной прибыли». С позиции обеспечения устойчивости практики Индустрия 4.0 обладает потенциалом для внедрения фундаментальных улучшений.

Так, принципы Индустрии 4.0 создают основу для обеспечения социальной устойчивости, равенства и равноправия. Он затрагивают условия и характеристики труда, рабочего времени, новые трудовые навыки, здоровье и безопасность персонала. Интеллектуальные системы позволяют приспосабливаться к изменениям внешней среды, сокращать отходы и перепроизводство – это вклад в достижение экономической устойчивости (добавленная стоимость и ресурсная эффективность). Предприятия Индустрии 4.0 используют сетевые технологии, чтобы связать свое производство с поставщиками и клиентами. Благодаря интеллектуальным системам управления энергопотреблением и сетевым технологиям возобновляемые источники энергии используются более эффективно. Это вклад в экологическую компоненту устойчивости – защиту окружающей среды (низкое содержание углерода, экологические инновации).

Однако, являясь инструментом для создания устойчивых промышленных ценностей парадигма, Индустрия 4.0 инициирует возникновение новой проблемы. И главным компонентой устойчивости становится проблема данных и информации . Данные, собранные из множества источников, должны быть коллективно интегрированы в производство, чтобы стать интеллектуальной производственной системой. Информационные технологии, включающие сбор, регистрацию информации, ее передачу, кодирование, обработку и использование, приобретают критическую важность.

Среди проблем, которые необходимо решать предприятиям, включенным в Индустрию 4.0, наибольшую значимость приобретают следующие.

Во-первых, проблемы IT-безопасности – за- щита конфиденциальных данных, безопасность облачного хранения, шпионаж, мошенничество, хакерские атаки, вирусы и терроризм. Во-вторых, проблемы передачи данных – скорость, широко-полосность, качество. В-третьих, IT-навыки и квалификация сотрудников – обучение конкретным навыкам новой технологии на рабочем месте становится критически важным, кроме того растет скорость «устаревания» ключевых навыков.

Известно, что сегодня правительства и организации несут прямую ответственность за соблюдение стандартов устойчивого использования ресурсов и защиты окружающей среды. Так, процедура «Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС)» (от англ. – Environmental Impact ) предназначена для определения характера, интенсивности и степени влияния «планируемой хозяйственной деятельности на состояние окружающей среды и здоровье населения». Ее проведение регламентировано в статье 32 Федерального закона РФ «Об охране окружающей среды» № 7-ФЗ [8].

Окончательный вариант ОВОС представляется на государственную или общественную экологическую экспертизу. Социальные и экономические аспекты деятельности организаций также регламентированы. Между тем, как было показано выше, сегодня цифровая среда является объективной реальностью, и от того насколько организации «включены» в эту среду, как реагируют на ее угрозы и насколько используют предоставляемые ей возможности, зависит эффективное функционирования и развитие организаций в цифровой экономике.

Кроме того, организации, «вписанные» в инфраструктуру умных производств, городов и отраслей Индустрии 4.0, оказывают обратное воздействие на цифровую среду, выступая источником потенциальных угроз и опасностей. Таким образом, цифровая среда становится полноправным элементом наряду с социальной, экономической и экологической средой. Триединая концепция устойчивого развития в соответствии с развитием цифровой

Индустрия 4.0. в достижении целей устойчивого развития

Характеристика © © s ■fl 4 s © u Предприятиям Industry 4.0 не нужны рабочие для выполнения «рутинных задач». Внедрение интеллектуальных производственных систем повышает потребность в специалистах по информационным технологиям, включая квалифицированных специалистов для проектирования, разработки, запуска и обслуживания сетевых программ. Вследствие роботизации на производственных линиях многие работники подвержены риску потери работы. Киберфизические системы в конечном итоге возьмут на себя «низкотехнологичные рабочие места». Отсюда возникает потребность в организации специальных программ переподготовки/переква-лификации, чтобы рабочие смогли обслуживать «интеллектуальное оборудование». Местное сообщество не всегда выигрывает от производственных процессов, включенных в международные логистические цепочки. Киберфизические системы помогут сделать рабочие места более эргономичными и гибкими. Повышается качество жизни, так как управлять производственными процессами можно дистанционно. Работа будет адаптирована к потребностям личности (включая развитие семенных ценностей и личностное развитие). Внедрение киберфизических систем открывает возможности для реализации понятия «decent work» (достойный труд), касающиеся охраны труда и безопасности на рабочих местах, вследствие замены людьми роботами на сложных и опасных операциях, которые раньше выполнялись людьми систем © © V s © © m Предприятия Industry 4.0 вследствие интеллектуального управления производственными процессами обладают возможностями для снижения образования отходов, перепроизводства и потребления энергии. Производственные компании связаны с электростанциями и могут планировать энергоемкие задачи при естественном перепроизводстве энергии за счет энергии ветра или солнца. Избыток энергии может быть использован другими компаниями или частными домохозяйствами в окрестностях. Интеллектуальные производственные системы требуют массивных центров обработки данных для обработки и поддержки их сетевых потребностей, которые потребляют большое количество энергии, а ресурсы, необходимые для производства энергии, негативно влияют на окружающую среду. Возможно увеличение образования электронных отходов. Рост количества информационных устройств также создает дополнительную нагрузку на окружающую среду. Перекрестные связи в цепочках создания стоимости в Индустрии 4.0 открывают новые возможности для реализации «замкнутых жизненных циклов продуктов и промышленного симбиоза». Жизненные циклы продуктов с замкнутым циклом способны поддерживать продукты в жизненных циклах, состоящих из нескольких этапов использования с восстановлением или повторным использованием между ними © © V © s © © m Более высокие инвестиционные затраты при более низких операционных затратах в связи с гибкостью, доступностью ресурсов и энергоэффективности. Со временем, согласно закону Мура, стоимость информационных технологий будет постоянно снижаться, однако качество будет постоянно улучшаться. Вследствие производственной гибкости предприятия, работающие по принципам Industry 4.0, менее чувствительны к конъюнктуре рынка и быстрее адаптируются к требованиям внешней среды. «Вытягивающая» логистическая система (Pull Scheduling) снижает материальные затраты, так как сырье, материалы и полуфабрикаты запрашиваются по запросу. Производственная система компании-производителя автоматически заказывает материал или детали у своих поставщиков, когда это необходимо. За счет затрат на массовое производство деталей компании смогут изготавливать высокотехнологичные индивидуализированные детали в соответствии с требованиями заказчика. Производство можно наладить за очень короткое время, а также контролировать и контролировать даже на больших расстояниях. На место продажи материальных продуктов придет продажа «функциональности и доступности продуктов». Это позволит эффективно координировать потоки продукта, материалов, энергии и воды на протяжении жизненного цикла продукта, а также между различными предприятиями Industry 4.0. На место прямой конкуренции придет «промышленный симбиоз» или сотрудничество предприятий для реализации конкурентного преимущества путем обмена продуктами, материалами, энергией, водой а также интеллектуальными данными на местном уровне. Распределение ресурсов, продуктов, материалов, энергии и воды будет реализовано более эффективным способом на основе интеллектуальных взаимосвязанных модулей создания стоимости экономики и Индустрии 4.0. должна быть дополнена четвертой – цифровой компонентой (рис. 9).

Исследование цифровой устойчивости является обязательным условием достижения устойчивого развития в условиях Индустрии 4.0, требующее глубокой теоретической и методической про работки, а также создания специальных механизмов и практик обеспечения цифровой устойчивости организаций, отраслей и регионов.

Обсуждение и выводы

Устойчивость и цифровая трансформация – это две основные тенденции последнего десятилетия.

Экологическая

Рис. 9. Компоненты устойчивого развития в Индустрии 4.0

Устойчивое развитие

Главным ресурсом Индустрии 4.0 являются данные, главным элементом становится искусственный интеллект, основанный на интернете вещей и сервисов, а главной проблемой является проблема делегирования киберфизическим системам принятия решений так «как это делают люди».

Возникновение Индустрии 4.0 трансформирует концепцию, факторы и практики устойчивого развития. Изначально предназначенная для решения проблем постиндустриальных производств, инициировавших развитие экологических и социальных кризисов, Индустрия 4.0 привела к появлению подрывных инноваций и устойчивых бизнес-моделей. В тоже время она привела к появлению новых проблем в каждой из сфер устойчивого развития – социальной, экологической и экономической. Среди них проблема электронных отходов и безработица как следствия роботизации, проблема предвзятости при использовании алгоритмов машинного обучения при рассмотрении социальных вопросов, проблема социальной изоляции и разобщенности людей вследствие использования сетевых информационных технологий и многие другие.

Однако главной стала проблема, связанная с безопасностью сферы информационных технологий – защита конфиденциальных данных, шпионаж, мошенничество, хакерские атаки, вирусы и т. д.

Индустрия 4.0, предоставляя инструменты для достижения социальных, экологических и экономических целей концепции устойчивого развития, привела к появлению новых проблем и вызвала необходимость рассмотрения дополнительной компоненты – цифровой. Исследование цифровой устойчивости является обязательным условием достижения устойчивого развития в условиях Индустрии 4.0, требующей глубокой теоретической и методической проработки, а также создания специальных механизмов и практик обеспечения цифровой устойчивости организаций, отраслей и регионов .

Список литературы Индустрия 4.0 и устойчивое развитие: от устойчивых бизнес-моделей к цифровой устойчивости

  • Beltrami M., Orzes G., Sarkis J., & Sartor M. Industry 4.0 and sustainability: Towards conceptual-ization and theory. Journal of Cleaner Production, 2021, 312. DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.127733
  • Holzer D., Rauter R., Fleiß E, Stern T. Mind the gap: Towards a systematic circular economy en-couragement of small and medium-sized companies. Journal of Cleaner Production, 2021, vol. 298. DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.126696.
  • Jamwal A., Agrawal R., Sharma M., Kumar S. Developing a sustainability framework for Industry 4.0. Procedia CIRP, 2021, vol. 98. DOI: 10.1016/j.procir. 2021.01.129.
  • Khan I.S., Ahmad M.O., Majava J. Industry 4.0 and sustainable development: A systematic map-ping of triple bottom line, circular economy and sus-tainable business models perspectives. Journal of Cleaner Production, 2021, 297. DOI: 10.1016/ j.jclepro.2021.126655
  • Schuh G., Wesch-Potente T., Weber A.R., Prote J.-P. Collaboration Mechanisms to increase Productivity in the Context of Industrie 4.0. Procedia CIRP, 2014, vol. 19. DOI: 10.1016/j.procir. 2014.05.016.
  • Spaltini М., Poletti А., Acerbi F., Taisch M. A quantitative framework for Industry 4.0 enabled Cir-cular Economy. Procedia CIRP, 2021, vol. 98. DOI: 10.1016/j.procir.2021.01.015.
  • Stock T., Seliger G. Opportunities of Sustaina-ble Manufacturing in Industry 4.0. Procedia CIRP, 2016, 40. DOI: 10.1016/j.procir.2016.01.129
  • Available at: http://www.consultant.ru/ docu-ment/ cons_doc_LAW_34823
  • Available at: http://www.un.org/russian/ conferen/wssd/agenda21
  • Available at: https://janberg.by/principy-industry-4-0.
  • Available at: https://unctad.org
  • Available at: https://www.forbes.ru/brand-voice/sap/345779-chetyre-nol-v-nashu-polzu
  • Available at: https://www.henkel.ru/spotlight/ industry-4-0
  • Available at: https://www.scopus.com
  • Available at: https://www.tadviser.ru, https://tass.ru/ekonomika/4094554,
  • Available at: https://www.un.org/ru/ga/pdf/ brundtland.pdf
  • Available at: https://www.un.org/sustainable development/sustainable-development-goals
Еще
Статья научная