Фарид Нигматуллин, «ВидеоМатрикс»:
Звенья технологической цепи Индустрии 4.0: бизнес – «цифровики» – ИТ – производство

Фарид Нигматуллин: Еще в 2011 году были сформулированы четыре постулата данной концепции. Согласно первому, отдельные части создаваемой системы должны общаться на базе единых принципов. Далее, «Индустрия 4.0» предполагает полную оцифровку всей информации и, соответственно, исключительно цифровую ее обработку. По третьему постулату конечной целью систем, построенных по концепции «Индустрии 4.0», является полное исключение человека из технологического процесса. Стоит подчеркнуть, что речь идет именно о конечной цели, а не о промежуточных этапах развития «Индустрии 4.0», где вмешательство человека вполне допускается. И все же эту идею крайне желательно закладывать в архитектуру решений изначально. При этом мы говорим о распределенном, а не централизованном управлении, что становится особенно актуальным в случае развитого решения, когда уже построены сложные многофункциональные системы, компоненты которых охвачены глубокими обратными связями, работающими в режиме реального времени.

В нашей сфере деятельности, связанной с промышленной видеоаналитикой, реализация некоторых принципов предполагается с большей очевидностью. Например, видеоданные сейчас имеют цифровой вид уже в процессе их первичного получения, и это по определению сближает видеоаналитику с «Индустрией 4.0». С другой стороны, некоторые вещи сегодня приходится делать с заделом на будущее, ориентируясь, скорее, на теоретические положения «Индустрии 4.0». Думаю, в настоящее время не очень целесообразно усиленно убеждать заказчика в том, что лишь решения, направленные на полное исключение человека из процесса, могут принести максимальной эффект, ведь стадия зрелости производственных процессов еще не находится на должном уровне. То же самое можно сказать о децентрализованном управлении. Однако фундамент для полноценной реализации идей «Индустрии 4.0» нужно закладывать уже сейчас.

Фарид Нигматуллин: Если видеоаналитика и обработка изображений становятся по-настоящему востребованными на промышленном уровне, возникают нюансы, которые стоит учитывать. С ростом числа задач методы получения первичной информации становятся все более разнообразными. Большинство считает, что для видеоанализа необходимо получать исходные видеоизображения и выделять на них какие-либо объекты, в основном в контексте задач безопасности. Все так, однако, когда поле деятельности расширяется, становится понятно, что работа с классическим видеоизображением – лишь частный случай. Если брать весь возможный спектр задач, возникающих при изготовлении и контроле продукции, то изображения зачастую целесообразно получать в различных спектральных диапазонах, а не только в видимом. Данные при этом тоже будут мало похожи на фотографии. Могут также применяться различные 2D или 3D-сканеры, дающие карту глубины. Потребность в традиционных камерах часто становится более специфической по таким параметрам, как цветопередача и возможности удаленного управления.

И это конвертируется в целый ряд требований. Прежде всего, необходимо вырабатывать стратегический подход к работе. Несмотря на кажущиеся сильными различия, техническая сторона решения задачи обработки изображений в большинстве случаев вполне универсальна. Просто эти универсальные компоненты надо выделять и непрерывно совершенствовать. Это позволяет предельно оперативно и без потери качества переходить от одного вида датчиков (то есть видеокамер в самом широком понимании этого термина) на другие, если это признано эффективным для решения конкретной бизнес-задачи. Мы у себя в лаборатории должны иметь экземпляры этих датчиков для отработки алгоритмов, ведь заказчик сегодня, скорее всего, не поверит вам на слово и попросит продемонстрировать различные варианты решения его задачи. Хотя и специфические алгоритмы тоже надо осваивать.Цифровизация ТЭК: тренды, перспективы, крупнейшие ИТ-поставщики. Обзор TAdviser 14.3 т

Богатство выбора устройств первичного сбора информации требует от нас глубокого погружения не только в технические детали, но и в бизнес-проблематику заказчика. Зачастую справиться с его задачей можно множеством способов, и при этом одна или две конфигурации решения могут оказаться наиболее эффективными в конкретной ситуации.

Фарид Нигматуллин: Технологический аспект довольно объемный. Можно говорить о потребности в универсальной ИТ-инфраструктуре: серверах, системах хранения, сетевых устройствах, и здесь нет никаких «хитростей». Если мощностей хватает (а промышленные предприятия все-таки ими в большинстве своем неплохо оснащены), – хорошо. Если нет, то, разумеется, требуется дооснащение. Видеокамеры как устройства первичного съема данных уже давно не в диковинку. На крупных предприятиях они могут исчисляться тысячами, хотя используются в основном для целей безопасности. Для производственного или лабораторного контроля применяется и ряд «нетрадиционных» устройств, формирующих изображения в невидимой части спектра.

Работать на стороне заказчика, как правило, изначально уже есть с чем. Другой вопрос, что требуется некое переосмысление их использования. Возможно, не жертвуя решениям задач безопасности, камеры можно разместить по-другому, чтобы с их помощью охватить и ряд других производственных задач. Не исключено и точечное дооснащение парка видеокамер более продвинутыми моделями. То же самое касается устройств, работающих в других частотных диапазонах. Иными словами, ко всему этому должны быть готовы и мы как поставщики решения, и заказчик.

Более тонкий вопрос технической готовности – наличие у заказчика традиционных систем цехового уровня, прежде всего, MES, SCADA и АСУТП, что можно отнести к хорошим предпосылкам для развития цифровой трансформации. Эти системы чрезвычайно полезны как место сосредоточения огромных объемов производственной (в частности, исторической) информации. И нам при решении задач видеоаналитики бывает проще и эффективнее организовать ответное управляющее воздействие через имеющуюся у заказчика MES-систему.

В то же время, говоря о MES, SCADA и АСУТП, мы имеем дело даже не с техническими, а в большей степени с организационными вопросами. Дело в том, что автоматизация на уровне цеха традиционно считалась весьма консервативной областью, – как в отношении существующих технических решений, так и менталитета специалистов, которые этим направлением занимаются. В целом это объяснимо и, наверное, правильно, но такой консерватизм становится тормозом на пути внедрения цифровых решений нового поколения.

Фарид Нигматуллин: По нашим оценкам, на уровне собственников и высшего руководства промышленных предприятий готовность к решениям «Индустрии 4.0» и сейчас весьма высока. Многие создали так называемые цифровые студии, лаборатории или подобные им централизованные в масштабах предприятия структуры, которые целенаправленно занимаются вопросами цифровой трансформации.

Далее идет уровень специалистов в области цифровизации, которые, как правило, вышли из среды «айтишников» и работают на местах, погружаясь в конкретные вопросы и проекты. Можно выделить традиционные группы профессионалов – сотрудников ИТ-департамента и производственников. Основные проблемы возникают в середине этой цепочки. Вопреки расхожему мнению о том, что ИТ-специалисты – одни из самых прогрессивных и настроенных на изменения представителей профессионального сообщества, в процессе промышленной цифровизации они должным образом себя не проявляют. Они тесно связаны с производственниками проблематикой поддержания выпуска продукции в нужном темпе, плановом ассортименте и на высоком уровне качества. Это основная задача, безусловно, важная, ежедневная и ежеминутная, и от нее трудно отвлечься.

Живуче на уровне реального производства и стремление обязательно иметь в штате «смотрящего» за процессом либо даже группу таких сотрудников, нагрузив функциями контроля подразделение, ответственное за выпуск конечной продукции или важных ее элементов. Хотя ошибки, допущенные на промежуточных стадиях, исправлять бывает крайне тяжело. Все это, безусловно, препятствует внедрению как принципов «Индустрии 4.0», так и нашей видеоаналитики, в частности.

Мы плотно взаимодействуем с руководством, с цифровыми студиями и специалистами по цифровой трансформации, но вместе с тем понимаем, что сквозное взаимопонимание по всей цепи, равно как и новую производственную культуру на цеховом уровне, невозможно «продавить» сверху. «Цифровики» должны реально понимать задачи производства, а производственники – знать возможности цифровых технологий. Без этого многие современные решения просто не внедрить. А иногда это даже и рискованно. Отсюда следует, что для эффективного внедрения технологий «Индустрии 4.0» необходимо создавать рабочие группы, включающие представителей каждого из четырех озвученных выше звеньев: бизнес – «цифровики» – ИТ – производство.

Фарид Нигматуллин: Классификация прикладных задач видеоаналитики сильно коррелирует с тем, как принято разделять производственные задачи, говоря о контроле производственного процесса и оборудования. Здесь наши решения помогают определить, правильно ли протекает процесс, в каком состоянии находится оборудование. Можно решать и некоторые предиктивные задачи, прогнозируя, что может произойти в той или иной ситуации. Следующая группа – контроль качества продукции, включая отдельные подзадачи: контроль в статике, в динамике, готовой продукции, сырья, полуфабрикатов.

Особняком стоят задачи работы с персоналом, а именно – отслеживание технологических операций, совершаемых людьми; определение факта контакта сотрудников с продукцией; охрана труда, включая контроль ношения средств индивидуальной защиты или фиксации попыток проникновения на определенную территорию. Сложность этих задач в том, что человек менее предсказуем, чем техника, а его возможности влиять на ситуацию более разнообразны.

Стоит упомянуть так называемую номерную аналитику, связанную с классическими для любого бизнеса задачами идентификации продукции, в нашем случае – по штрихкодам, клеймам, разного рода биркам.

В настоящее время компания «ВидеоМатрикс» охватывает весь спектр обозначенных задач. Пока мы не занимаемся видеоаналитикой в контексте обеспечения безопасности, но не исключено, что в будущем включим в арсенал решений и это направление.

Фарид Нигматуллин: Все зависит от конкретной ситуации и конкретной задачи. Иногда целесообразно выстроить вполне автономную систему, которая будет помогать, скажем, в принятии решений одному работнику, обслуживающему определенный участок. Когда же требуется обеспечить данными производственные или иные системы либо организовать с их помощью обратные управляющие воздействия, то необходима интеграция.

Фарид Нигматуллин: Большая группа задач связана с обнаружением объектов и определением их характеристик: формы, размера, геометрии, цвета, текстуры поверхности. Далее идут задачи трекинга – слежения за объектами. Продукция на производственной линии может сниматься или, наоборот, устанавливаться, причем делается это как штатно, так и внештатно, что должно четко фиксироваться.

Алгоритмы, предполагающие отслеживание действий персонала, я бы тоже выделил в отдельную категорию. Часто в этом контексте говорят о распознавании лиц, что в нашем случае не столь актуально, в отличие от решения массы других задач, связанных с фиксацией различных положений тела человека и с определением того, контактировал ли он с продукцией и оборудованием, и каким образом.

Весьма значимо, что наши решения работают на цеховом уровне, в условиях, весьма далеких от привычных нам офисных. ИТ-инфраструктура цеха всегда разрабатывается в особом защищенном исполнении, потому что в жестких условиях производства обычная сразу бы вышла из строя. В этом смысле наши решения тоже имеют промышленное исполнение, адаптированное как для активной борьбы с помехами (водяным паром, пылью, вибрацией), так и для распознавания объектов, далеких от эталонного исполнения или начертания. В неких идеальных условиях прикладные задачи, вероятно, могли бы быть решены значительно легче, но мы вынуждены учитывать все возможные условия эксплуатации.

Фарид Нигматуллин: Нас иногда приглашают на проекты именно в таком качестве, желая получить экспертизу в чистом виде, без внедрения каких-либо технических решений. Мы одновременно и внедряем, и разрабатываем решения, поэтому в технической части у нас по определению очень высокие компетенции. Также мы демонстрируем профильную экспертизу, сформировавшуюся в части производственных процессов.

Как и любая коммерческая компания, мы часто стоим перед дилеммой: что предложить заказчику – наиболее дорогостоящее решение, реализация которого интересна нам, либо наиболее эффективное, выгодное клиентскому бизнесу. Высшее руководство заказчиков, проявляя высокую готовность к внедрениям, доверяет нам как опытным консультантам. И мы не хотим злоупотреблять этим доверием, поэтому ставим во главу угла все-таки эффективность. Как результат, нам нередко приходится говорить заказчику примерно следующее: «Внедрение данного комплекса считаем дорогостоящим и нецелесообразным. А вот эта конфигурация для решения вашей задачи будет и намного дешевле, и эффективнее».

Фарид Нигматуллин: Топ-менеджмент крупных производственных компаний сейчас очень сильно и неформально интересуется цифровыми решениями. Постепенно, по мере конвертации этого интереса в конкретные проекты, автономных задач будет становиться все меньше. Появляющиеся системы класса «Индустрии 4.0» будут теснее интегрироваться в информационный ландшафт, поэтому поставщику специализированных решений по целому ряду причин комфортнее и эффективнее работать в тандеме с крупным авторитетным ИТ-интегратором. Думаю, этот тезис совершенно прозрачен.

Важно, чтобы интегратор не замыкался на традиционных схемах работы и не воспринимал деятельность такой компании, как наша, в качестве некой «фишки», дополняющей его комплексный пакет ИТ-услуг. Интегратор должен понимать, что мы совместными усилиями строим для заказчика единую систему, добиваясь синергии благодаря соединению наших компетенций. Возможно, эта система будет основана на несколько иных принципах, чем было еще вчера. И даже крупная ИТ-компания должна предпринимать усилия, чтобы к этому адаптироваться. Все эти качества мы как раз и видим в «АйТеко».