Введение

1. Теоретическое обоснование и определение основных терминов

1.1 Мировые промышленные революции

1.2 Кривая зрелости технологий

1.3 Разрушительные инновации и технологии

1.4 Концепция цифровой трансформации

2. Постановка исследовательской проблемы

2.1 Неизбежность цифровой трансформации

2.2 Фабрика будущего

2.3 Дорожная карта «Технет»

2.4 Исследовательский вопрос

2.5 Операционализация ключевых понятий

3. Исследование диджитализации производственных компаний в России

3.1 Методология исследования

3.2 Разработка гайда интервью

3.3 Результаты исследования

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

Ключевые технологии Индустрии 4.0, представленные на последней Кривой зрелости технологий [Stamford, 2017], являются разрушительными. Концепция разрушительной технологии напрямую связана с концепцией разрушительной инновации, впервые описанной Клейтоном Кристенсеном в 1997. Разрушительные или подрывные инновации (disruptive innovations) - результат технологического новшества, внезапно появившегося на рынке. Они вносят глобальное изменение на рынок, меняя его таким образом, что продукты, существовавшие до этого, становятся не способными к конкуренции. Продукт приобретает абсолютно новые параметры, соревноваться с которыми на рынке, не способен не один существовавший продукт. Разрушительные инновации создают новые рынки, добавляют новую ценность ранее существовавшему продукту, в конечном итоге подрывая существующие рынки, продукты, союзы, взаимодействие, вытесняя ведущие фирмы с первых позиций [Сhristensen, 2013]. Как правило, разрушительные инновации создаются рыночными аутсайдерами, предпринимателями или стартапами, а не существующими на рынке лидирующими компаниями. Бизнес-среда компаний-лидеров не позволяет им внедрять в сложившиеся процессы новые разрушительные продукты, преследовать и выращивать разрушительные инновации, поскольку на начальном этапе они не являются прибыльными, их развитие может ограничить текущие ресурсы компании [Сhristensen,1997]. Процесс разрушения (внедрения разрушительной инновации) может занять больше времени, чем традиционный подход работы на существующих рынках, а связанный с ним риск выше, чем другие более инкрементные или эволюционные формы инноваций, но после его развертывания на рынке он достигает гораздо более быстрого проникновения и более высокой степени влияния на сложившиеся рынки [Assink, 2006]. Традиционный подход работы на существующих рынках, характерный для крупных ведущих компаний, связан с полной сосредоточенностью на конечном пользователе и его нуждах, трансформации продукта под потребности клиента, необходимость оставаться рядом с клиентом. Разрушительная инновация, в свою очередь, является контрпримером, радикально меняющим существующий продукт, забирающий огромный пласт покупателей и долю рынка, в то время как лидеры рынка занимаются добавлением возможностей в уже существующие продукты [Сhristensen, 1997].

Разрушительная инновация - это эволюционирующий процесс. Модель разрушительной инновации (Рис. 3) состоит из двух основных траекторий: потребительский спрос - готовность потребителя платить за качество продукции (синие линии) и развитие, совершенствование и модификация продукта (красные линии). Зрелые компании, лидеры рынка, работают на массовом рынке, их основное стремление - удовлетворить клиентов с высокими требованиями, предоставляя высококачественные товары, через выявление основных клиентских нужд и постепенное добавление новых качеств продукту. Таким образом, они стремятся попасть в высоко прибыльный верхний слой рынка, захватывая в том числе и массовый рынок.

Рис. 3. Модель разрушительных инноваций [Кристенсен et al., 2016].

В свою очередь новички рынка, предприниматели, аутсайдеры, находят менее прибыльные сегменты, игнорируемые крупными компаниями, определенную нишу, и выходят на рынок с разрушающей инновацией. Их пользователь готов терпеть недостатки нового продукта, потому что ему дают абсолютно новые продуктовые свойства. Начиная с нижних слоев рынка, разрушительная инновация получает развитие и подрывает рынок, вытесняя с него крупнейшие компании. Разрушение требует времени, поэтому крупнейшие компании - лидеры рынка не замечают появляющихся разрушителей [Кристенсен et al., 2016; Zeleny, 2015; Christensen, 2013]. Однако, стратегия лидеров рынка должна быть направлена на поддержку и развитие инноваций внутри компании для того, чтобы не быть полностью вытесненными с рынка подрывной инновацией. Инвестиции в инновационную деятельность, создание собственных R&D центров, лабораторий, покупка стартапов, крупные игроки рынка должны выращивать разрушительный продукт внутри себя [Кристенсен et al., 2016].

Источником любой разрушительной инновации являются разрушительные технологии. Разрушительная технология - это причина разрушительной инновации, то новшество, раздражитель, который, находясь на определенной фазе своего развития на кривой зрелости технологий, внедряется в отрасль и способствует появлению разрушительной инновации [Mount, 2012]. Однако в настоящее время эти понятия (разрушительная технология и разрушительная инновация) зачастую употребляются многими исследователями для обозначения одного и того же явления, а именно «Разрушительной инновации», без попытки установить причинно-следственные связи и не рассматривая сам подрывной инновационный процесс как процесс, предполагающий зарождение и появление подрывной технологии и, как следствие, подрывной инновации. Весь этот процесс можно представить на схеме (Рис. 4, собственная схема): зарождение новой технологии, зачастую неизвестного характера, ее попытки закрепиться в индустрии пока не понятны.

Рис. 4. Процесс перехода от разрушительных технологий к разрушительным инновациям [собственный рисунок].

Как только технология начинает тестироваться, внедряться, пытается быть применена в одной из отраслей, она переходит на самую первую стадию Кривой зрелости технологий и становится Innovation Trigger, о ней много говорят, но пока еще не понимают, как именно использовать, либо она имеет ряд существенных недостатков. Пройдя все стадии Кривой зрелости и попадая на плато продуктивности, технология получает широкое внедрение в отрасли и запускает процесс создания разрушительной инновации. Сама технология становится разрушительной, пройдя пик завышенных ожиданий на кривой [Adams, 2016;Rose, 2014; Li et al., 2017; Millar et al., 2017; Hinings et al., 2018]. Если определенная технология играет критическую роль в разрушительной инновации, ее можно определить как разрушительную технологию [Christensen, 2013]. Технология, изменяющая основы конкуренции, показатели производительности конкурирующих фирм, позволяющая добавлять принципиально новые свойства продукту или полностью изменяющая его, тем самым подрывая рынок и деятельность компаний, является разрушительной [Bower& Christensen, 1996; Danneels, 2004]. Клейтон Кристенсен ввел термин «Разрушительная технология» в 1995 году. Он выделял разрушительные технологии из того, что он называл устойчивыми технологиями. Устойчивая технология улучшает работу существующей системы и не требует значительных структурных корректировок процессов, организаций или оперативных парадигм. Однако разрушительные технологии меняют способ ведения бизнеса [Govindarajan, Kapalle, Daneels, 2011]. Технология разрушительна, когда она имеет потенциал для радикального изменения масштабов и эффективности существующих процессов, операций, продуктов и их функций, ее появление и внедрение меняет ключевые бизнес-процессы организации, не может оставаться в своем первоначальном виде, то есть требует активного развития, внедрения и применения [Rostker et al., 2014].

Неудача фирм перед лицом технологических изменений была предметом интенсивных исследований и дискуссий в литературе по стратегическому менеджменту еще в 1990-х годах например, [Schumpeter,1961; Freeman,1982; Henderson&Clark, 1990; Cohen&Levinthal, 2000]. Раннюю попытку понять это явление предпринял Ричард Фостер, директор компании Маккинзи с 1982. Его теория S-образных кривых позволяет соотнести усилия, затраты на внедрение и развитие технологии с получаемым конечным результатом (Рис. 5), существует три основных этапа:

- сопротивление - на начальном этапе жизненного цикла технологии, затраты на них дают незначительную отдачу, например, со стороны уже существующих на рынке продуктов, так, онлайн платежи и технологии, используемые банкоматами, долгое время сдерживались банками.

- промежуточный период - резкий скачок, когда результат значительно опережает затраты и усилия, вложенные в развитие технологии, период между зарождением технологии и ее зрелостью, когда она находится на пике завышенных ожиданий (Кривая зрелости технологий) или переходит его.

- замедление роста - технология становится зрелой, отдача от усилий постепенно падает, технология достигает своего предела.

Когда технология, используемая в компании, переходит от резкого скачка в процесс достижения собственного предела развития и использования, компании необходимо внедрять новую конкурентную технологию, запускать инновационный процесс, возникает технологический разрыв - переходный этап между S-образными кривыми, место на графике, где одна технология, достигающая своего предела, начинает замещаться и вытесняться новой технологией. Результатом технологического разрыва становится полное замещение инновационной конкурирующей технологией ее предшественницы, эффективность и результативность старой, аналоговой технологии падает, становится очевидным, что тратить усилия и средства на новую технологию более выгодно и разумно, чем модифицировать старую, поэтому инновационная технология разрушает аналоговую и начинает свое развитие по S-образной кривой.

Рис. 5. S-образная кривая Фостера [«S-образная кривая», 2014]

Фостер говорил о необходимости анализа динамики технологий для прогнозирования развития организации и понимания ее текущего технологического положения на этой кривой, потому что управлять инновационной деятельностью без понимания ее характера невозможно [Фостер, 2017; «S-образная кривая», 2014].

Новые разрушительные технологии не только изменяют характер инновационной деятельности организации, но и вызывают глубокий сдвиг в том, как с ними строится взаимодействие. В первую очередь, меняется отношение к технологиям, из служащих определенной отрасли и поддерживающих ее, технологии становятся активными творческими партнерами. Сегодня мы близки к новой революции, движущей силой и новым товаром которой являются данные. Один первых глобальных сдвигов связан с переходом от директивных вычислительных мощностей к адаптивным. Цифровые инструменты и технологии позволяют создавать новое поколение инновационных продуктов, проектируя их виртуальные цифровые образы. Второй глобальный состоит в переходе от жесткого способа работы к более гибкому, изменчивому и способному к модуляции. Например, сочетая технологии машинного обучения, 3D моделирования, иммерсивные технологии и роботов, можно взаимодействовать вместе с ними, а не только манипулировать. Роботы могут самообучаться и понимать большинство технических процессов, выбирать более оптимальные варианты. Компьютер может работать в собственном темпе, отличном от человеческого, становясь все быстрее, обучаясь, применяя полученные знания к разным типам объектов. Технологии становятся более проницательными и помогают человечеству моделировать большинство объектов, решений, предсказывая возможные варианты и пытаясь предугадать возможные угрозы. Третий глобальный сдвиг связан с переходом от использования технологий в рамках расчетов к более интуитивному. Возможность выполнять не только алгоритмы, но и глубоко анализировать существующие или только зарождающиеся процессы, моделировать ситуации и продукты показывает, что современные технологии способны вести себя наравне с человеческим мозгом, а значит действительно становятся равными созидательными партнерами человека и способны разрушать продукты, существующие бизнес-процессы и целые отрасли [“Generative Design”, 2017; Psotka, 2013; ].

1.4 Концепция цифровой трансформации

1.5 Цифровая трансформация производства

Существует несколько путей трансформации промышленного производства. Они включают в себя предложение потребителям более дорогого продукта, чье превосходство изменит модели покупки пользователей, использование стратегии «голубого океана»: предопределение желания потребителей для создания нового рыночного пространства, обеспечение длительного периода роста доходов, но сокращение прибыли, что приведет к краху трансформируемого промышленного производства и его возрождению через создание нового ценностного предложения. Третий путь непосредственно связан с цифровой трансформацией или диджитализацией промышленности [Chen, 2017].

В настоящее время на промышленных предприятиях реальное производство физических предметов сильно отстало от передовой производственной идеологии (Индустрия 4.0). Производство и промышленность все еще существуют и оперируют в третьей промышленной революции в то время, как, например работа с данными, как разработка программного обеспечения внедрила новые гибкие практики и вышла на принципиально новый уровень. Становится очевидно, что гибкие методологии нужно применить их не только к организационных процессам и технологической разработке (agile-спринты для программистов-разработчиков), но и привнести в физическое производство. Лидер с точки зрения автоматизации производства - автопром [«Будущее промышленности», 2017; Seitz, 2018], но даже в этой отрасли время вывода на рынок новых продуктов затянуто, выпуск новой серии требует полного переоснащения производственной линии, то есть производство останавливается на период переоснащения завода. На сборочном конвейере присутствуют роботы-манипуляторы, автоматизирующие большинство операций, однако они заранее запрограммированы на выполнение лишь одной конкретной операции. Такой подход к производству нельзя назвать гибким. Развитие робототехники и искусственного интеллекта дают технологическую платформу для принципиального изменения свойств продукта, времени вывода на рынок новых моделей и формирования себестоимости продукции. Теперь можно говорить о программировании роботов в режиме реального времени, о полностью гибком роботизированном производстве (на котором роботы взаимодействуют с роботами, а не с человеком, и выполняют любую из возможных операций, а не только одну заранее определенную). Стало возможным строить самообучаемую систему, полностью управляемую данными (данные с датчиков, с систем компьютерного зрения, с систем управления). Такой подход позволит выпускать кастомизированную продукцию по цене массового производства и вносить изменения в продукт в режиме реального времени. Природа новой производственной инфраструктуры потребует изменения технологий управления предприятием. Компании должны управляться данными, искусственным интеллектом и в режиме реального времени, обладать характеристиками самообучающейся системы. Масштабирование компании от десятка до тысячи человек должно происходить быстро и незаметно для сотрудников и индустрии [Boulton, 2017; Zhu, 2017; Mueller, 2012; Paritala et al., 2017; Chen et al., 2015; «Будущее промышленности», 2017; Грязневич, 2017].

Цифровое производство -- это использование интегрированной компьютерной системы, состоящей из инструментов моделирования, 3D-визуализации, аналитики и совместной работы для одновременного создания продуктов и производственного процесса или их виртуального моделирования. Цифровое производство развивалось от производственных инициатив, таких как технологичность (удобство производства устройства, его качества эксплуатации), компьютерное интегрированное производство (CIM), гибкое производство и бережливое производство, которые подчеркивают необходимость совместной разработки продукта и процессаЦифровое производство является ключевым моментом интеграции между управлением жизненным циклом продукта и цехами и оборудованием, что позволяет обмениваться информацией между проектной и производственной группами. Цифровое производство используется во всех отраслях, например, производитель автомобильного оригинального оборудования может проектировать весь производственный процесс в цифровом виде (оснастка, механическая обработка, последовательность сборки и заводская компоновка), в то время как дизайнеры разрабатывают следующую конфигурацию частей автомобиля. Это позволяет инженерам-изготовителям незамедлительно получать обратную связь с дизайнерами, если есть трудности в технологичности деталей, создавать целостный взгляд на дизайн продукта и процесса. Высокотехнологичный поставщик может использовать цифровую производственную систему для создания 3D-моделирования полной производственной линии и анализа различных вариантов производства и концепций, включая определение закупочных цен. Эта прозрачность и точность в планировании и подготовке предложений помогают компании повысить доверие клиентов и в конечном итоге выиграть контракт. Текущие инициативы в области разработки цифровых производственных инструментов включают в себя улучшение пользовательского опыта, поэтому информация представлена в контексте выполняемых задач, что позволяет пользователям быстрее принимать решения. Предпринимаются шаги по обеспечению прямой связи с оборудованием цехов, такими как программируемые логические контроллеры (ПЛК), машинные контроллеры и числовое программное управление (ЧПУ) (компьютеризированные системы управления для управления приводами технологического оборудования). Также были разработаны унифицированные платформы для управления информацией о жизненном цикле продукта и системе управления производственными процессами. Диджитализация производства помогает предприятиям повысить эффективность процессов планирования и производства следующими способами:

- Возможность просматривать и обрабатывать информацию о продуктах, операциях, заводах и ресурсах через процессы изменений с последовательным и комплексным подходом к разработке продукции;

- Оптимизация отдельных производственных процессов в управляемой среде для создания гибких рабочих инструкций, способных отображать информацию о 2D / 3D деталях, а также инструкции по механической обработке и оснастке;

- Снижение затрат на ввод в эксплуатацию посредством моделирования, фактически проверяя робототехнику и программы автоматизации;

- Возможность быстрее создавать заводские модели и обеспечивать их оптимальную компоновку, расход материала и пропускную способность до наращивания мощности;

- Обмен качественными данными внутри организации путем создания полных, проверенных CAD-ориентированных программ проверки оборудования для координатно-измерительных машин (КИМ) и станков с числовым программным управлением (ЧПУ);

- Выполнение производственные процессы с доступом в реальном времени к данным жизненного цикла [“Digital manufacturing”, 2017; «3D тур «Все о дигитализации», 2017; Bogner et al., 2017 ].

Производство выполняется как в реальности, так и присутствует в виртуальном виде, что делает его более быстрым, гибким и интеллектуальным, по сравнению с транидицонным производственным процессом. Для сравнения оба процесса (Индустрии 3.0 и Индустрии 4.0) схематично представлены на рисунках 7,8 (составлены совместно с экспертами компании TRA Robotics).

Рис. 7 Традиционное промышленное производство [собственная схема совместно с экспертами TRA Robotics]

Рис. 8 Новое промышленное производство [собственная схема совместно с экспертами TRA Robotics]

Появляется возможность создания непрерывного производственного процесса за счет синхронизации бизнес-процессов и производства в виртуальной и реальной среде, интеграции всех элементов контроля, моделирования, управления предприятием, напрямую ориентироваться на нужды клиентов и подстраивать производственных процесс под них, за счет его гибкости и способности быть представленным и смоделированным в виртуальном пространстве. Так, например, можно кастомизировать конечный продукт под потребности конкретного потребителя, что нельзя сделать при конвейерном производстве, поскольку, конвейер, как форма организации производственного процесса, позволяет создавать массовый продукт, одинаковый для всех потребителей. Новое диджитализированное производство существенно сокращает время вывода продукта на рынок и стремится к созданию компактного и локального производства, ориентированного на конкретного субъекта.

2. Постановка исследовательской проблемы