Какие отрасли машиностроения будут преимущественно развиваться в будущем кратко

Обновлено: 07.07.2024

Так, появление мощных быстродействующих компьютеров позволило выйти современным технологиям машиностроения на качественно новый уровень. Этому также способствуют и новые концепции и воззрения, получаемые в последнее время признание и развитие в машиностроении.

Таким образом, будущее машиностроения характеризуется следующими факторами:

· наблюдаемая интеграция информационных технологий в всех стадиях машиностроительного производства будет способствовать дальнейшей рационализации изготовления продукции, направленной на снижение энергоёмкости, материалоёмкости изделий, оздоровление экологии, улучшение социальной ситуации в обществе;

· глобализация экономики, постоянно растущая конкуренция в условиях свободного рынка требует от производителя продукции использования быстро переналаживаемого производства, гибких и легко адаптирующихся к изменяющимся условиям технологических систем;

· разработка и широкое внедрение новейших и высокоэффективных технологий, основанных на полезных достижениях фундаментальных наук, в производство является приоритетным фактором в развитии современной экономики;

· в условиях повышенного риска техногенных катастроф в индустриальном обществе особое значение приобретает проблема своевременной и достаточной подготовки высококвалифицированных инженерных и научных кадров.

Вывод

1. Машиностроение в России продолжает оставаться важнейшим фактором возрождения промышленно-производственного потенциала РФ и составляет технологическую основу реального сектора экономики.

2. Научно-технический и кадровый потенциал машиностроения России сохраняет способность для восприятия прогрессивных экономических преобразований, а также реализации основных направлений социально-экономического развития государства.

3. Государственная политика РФ должна содержать взаимоувязанную систему мер законодательной (в том числе бюджетной и налоговой), административной, социально-экономической и иной поддержки, направленной на устойчивое развитие машиностроения России.

Железнодорожное машиностроение

Динамика производства основных видов продукции

При разделении продукции железнодорожного машиностроения на группы можно выделить основные виды продукции: магистральные тепловозы, грузовые и пассажирские вагоны и вагоны для метрополитена. С начала 90-х годов наблюдался общий спад в производстве этих видов продукции.

Динамика производства вагонов метрополитена и грузовых вагонов очень схожа. Спад в производстве этой продукции наблюдается до настоящего момента. Иначе обстоит дело с производством пассажирских вагонов и магистральных тепловозов. После спада производства начался постепенный рост, который можно связать с появлением спроса на железнодорожную технику из-за износа парка подвижного состава, а также увеличение тарифов на перевозки, и как следствием этого появлением средств для обновления основных фондов. Так к 2000г. производство пассажирских вагонов возросло в 4,2 раза по сравнению с минимумом в 1996г., а производство пассажирских вагонов в 1,79 раз.

Таблица 1

Внешняя торговля продукцией отрасли вне СНГ

Внешняя торговля РФ, страны вне СНГ

Таблица 2

Внешняя торговля продукцией отрасли в СНГ

Внешняя торговля РФ, страны СНГ

Проанализировав внешнеторговые показатели по продукции железнодорожного машиностроения можно сделать вывод, что в количественном и стоимостном выражении экспорт превышает импорт, торговый баланс как со странами дальнего зарубежья, так и со странами ближнего зарубежья положительный. Однако не стоит переоценивать экспортные возможности отечественного железнодорожного машиностроения. Цены на экспортируемую и импортируемую продукцию не идентичны.

По пассажирским вагонам отечественная продукция до последнего времени была в несколько раз дешевле импортной. Ценовое преимущество сохраняется и в настоящее время, однако оно уже не столь велико. Анализ цены за единицу продукции показывают, что импортируемая продукция из стран дальнего зарубежья более высокотехнологична, соответственно она дороже и западные производители получают большую прибыль.

У России достаточно сильные позиции по грузовым вагонам, однако и импорт по данному виду продукции имеет достаточно большие объемы.

По производству узлов и деталей налицо отставание российских производителей в цене от западных. Импортируемые детали и узлы значительно дороже. Это может свидетельствовать, что российские производители импортируют главным образом материалоемкие изделия, а западные производители – наукоемкие, высокотехнологические изделия.

Таким образом, будущее машиностроения характеризуется следующими факторами:

Вывод

Железнодорожное машиностроение

Динамика производства основных видов продукции

Мы стоим на пороге четвертой промышленной революции, связанной с появлением облачных технологий, обработкой больших данных и развитием промышленного Интернета (Интернета вещей).

Первая промышленная революция произошла в XVIII веке, начало ей положили изобретение паровой машины и механизация ручного труда. Вторая произошла в начале XX века — она характеризуется внедрением процессов массового производства. В основе третьей, происходившей в последние десятилетия прошлого века, лежит применение электронных систем и компьютерных технологий для автоматизации производственных процессов.

Сегодня мы стоим на пороге четвертой революции, которая определит будущее машиностроения. Ее называют Industry 4.0, и зарождалась она на протяжении последних десяти, а то и двадцати лет. Несмотря на такое поэтапное развитие, ее последствия, с сегодняшней точки зрения, будут носить действительно революционный характер.

Мирко Баекер (Mirko Baecker),
директор по маркетингу продукта Tecnomatix в регионе ЕМЕА
(Европа, Ближний Восток и Африка), Siemens PLM Software

Факторы новой промышленной революции

В будущем производственные мощности станут модульными и гораздо более гибкими, чем современные заводы. Чтобы достичь этого, понадобятся миниатюрные процессоры и устройства хранения данных, датчики и преобразователи. Вспомогательные средства будут встроены во все виды оборудования, а также в заготовки изделий, материалы и инструменты; широкое применение найдет и новое программное обеспечение для работы со структурированными потоками данных.

За счет этих инноваций будет обеспечен обмен данными и командами между изделиями и технологическим оборудованием. Изготавливаемое изделие будет с самого начала снабжаться цифровой памятью и сможет обмениваться информацией с технологической средой на всех этапах производства. Проектируемый продукт превращается в киберфизическую систему, объединяющую виртуальный и реальный миры.

Реальный пример тесной интеграции виртуальной и реальной сред

Сетевое производство: организация
гибких цепочек создания прибавочной стоимости
на основе мощных систем управления производством

Например, технологическая служба сможет обеспечить эффективную разработку последовательных инструкций по выпуску изделий. Простые программные интерфейсы позволят создавать различные маршрутные технологии выпуска новых изделий, оценивать и сравнивать их по таким критериям, как производительность и себестоимость, а затем выбирать наиболее эффективный маршрут.

Сотрудники на новых рабочих местах будут в значительно большей степени обмениваться данными как с оборудованием, так и друг с другом.

Всё это позволит им как на рабочем месте, так и в дороге поддерживать более сложные процессы, относящиеся к проектированию, изготовлению и обслуживанию изделий, повышению качества и безопасности.

Объединение виртуального и реального миров — интеграция конструкторского и технологического проектирования на единой платформе цифрового производства

Объединение процессов

Для реализации концепции будущего машиностроения потребуется ликвидировать многочисленные несовместимости и нестыковки при передаче данных. Важнейшее условие достижения поставленной цели — снизить себестоимость и повысить гибкость производства, а также сократить сроки внедрения инноваций.

Создание киберфизических систем, в состав которых входят программное обеспечение, датчики, процессоры и средства связи, а также создание соответствующих технологических процессов приведет к 30процентному росту производительности.

В состав взаимосвязанной производственной среды постепенно будут вовлекаться не только станки и технологическое оснащение завода, но и тысячи других систем. Например, объединение систем управления ресурсами предприятия (ERP) с автоматизированными системами управления производством (MES) позволит установить связь между такими процессами, как управление материалами, снабжением, планированием загрузки персонала и расчет себестоимости, с одной стороны, и управление работой производства — с другой.

Для этого потребуется стандартизация различных форматов хранения данных, операционных систем и языков программирования, чтобы данные передавались из одной системы в другую без искажений и потерь.

Клиент всегда прав

В условиях возрастающих возможностей обмена информацией конструкторы и технологи должны реагировать на запросы заказчиков более активно.

Крайне важно встроить в процесс проектирования учет рыночных тенденций и обратную связь с конечным пользователем изделия. Речь идет об объединении различных источников данных. Предприятия смогут более тесно вовлекать заказчиков в производственные процессы и быстрее реагировать на меняющиеся требования рынка.

Эффективное управление производством позволит, не снижая производительности, глубоко индивидуализировать даже мелкие партии изделий, что открывает широкие возможности оптимизации вариантного серийного производства.

Заключение

Многие технологии, на которых основывается четвертая промышленная революция, уже существуют. К ним относятся глобальная сеть — Интернет, стандартные промышленные протоколы обмена данными, компьютерные средства симуляции и поддержки совместной работы, ускоряющие создание новых изделий. Машиностроители должны подготовиться к переходу на уровень Industry 4.0. Для этого им требуется внедрить все правильные системы и объединить все разнородные элементы.

Переход к новым принципам производства неизбежен. Он будет происходить на основе совершенствования и объединения существующих технологий, и компания Siemens PLM Software играет в этом ведущую роль.

Машиностроение довольно активно развивающаяся отрасль промышленности, и по сей день она остается основной отраслью, как для экономики, так и для государства в целом.

В последние годы государство активно начало поддерживать предприятия промышленности, особенно это хорошо заметно в развитии перерабатывающей промышленности.

А так как для развития любого предприятия требуется техника, производимая машиностроением, значит в первую очередь должно развиваться именно оно.

Естественно, что главной целью машиностроительных предприятий считается оснащение новейшим оборудованием цеха.

В настоящее время мы находимся на пороге нового промышленного переворота, подспорьем для этого послужило внедрение облачных технологий, обработка большого количества данных и развитие интернета.

Данная промышленная революция считается уже четвертой, она зарождалась последние лет десять, а то и двадцать.

Предполагается, что структура заводов станет намного гибче и модульнее. Для достижения данной цели необходимы миниатюрные процессоры, устройства хранения данных, датчики и преобразователи. Для улучшения работы, сокращения времени на производство потребуется встроить необходимые вспомогательные средства в оборудование, а также в сами заготовки, материалы и инструменты. Так же не сможет обходится оборудование и без уникального программного обеспечения.

Используя все это станет возможным наладить обмен данными и командами между изделиями и технологическим оборудованием. При этом изделие сразу будет оснащено цифровой памятью, которой оно сможет обмениваться с технологической средой на любых этапах производства.

Вся эта система и процесс будет преобразован в киберфизическую систему, объединяющую реальный и виртуальный миры.

В результате применения подобных технологий получится значительно облегчить процесс оптимизации технологических процессов и улучшить управление ими. Часть данной оптимизированной системы уже существует на заводах, однако для полного достижения цели потребуется еще немало времени.

Готовые работы на аналогичную тему

Для достижения подобной системы потребуется избавится от многочисленных нестыковок при передачи данных, для достижения подобной цели потребуется снизить себестоимость и повысить гибкость производства.

Внедрение киберфизической системы позволит повысить производительность на 30%.

В настоящее время началась новая волна интереса к умным машинам, роботам, это обусловлено в первую очередь значительным снижением стоимости технологии производства. Об этом в частности свидетельствует повышение количества роботов в домах. Из расчетов следует что к 2020-му году роботы станут неотъемлемой частью жизни человека. Уже сейчас существуют роботы способные:

присматривать за пенсионерами,
подавать лекарства,
убирать за домашними животными,
помогать с уборкой
приносить еду из холодильника.

Даже некоторая домашняя утварь претерпела немалые изменения, начиная от робота пылесоса и заканчивая роботизированными детскими колясками.

Все больше заводов переходят на полностью автоматизированную работу.

Переход к подобному производству позволит обеспечить освоение новых продуктов.

Немалую роль роботы сыграют и в медицине, в настоящее время уже разрабатываются хирургические машины, которые позволят проводить сложнейшие операции. К тому же протезы нового поколения позволят людям с ограниченными возможностями жить полноценной жизнью.

В будущем станет возможно самим механизмам вносить корректировки в свой технологический процесс, подстраиваться под потребности клиента, регулировать изменения в процессе производства, появятся возможности самоуправления.

Для повышения гибкости предприятия требуется внедрение открытых технологий. Дешевизна – это главное преимущество подобных технологий, к тому же подобные технологии позволяют снизить издержки. Для достижения поставленных задач, так же потребуется внедрение 3Д технологий, для более быстрого и эффективного проектирования.

Будет возможно сокращение размеров заводов, что позволит обеспечить предприятию экономичную эффективность.

Однако нельзя сказать, что внедрение таких технологий в производство будет быстрым. Существует ряд проблем замедляющий процесс модернизации, это в первую очередь отсутствие инвестиций, а во вторую слабая развитость электронной промышленности.

Но это не значит, что совсем ничего не делается. Стоит отметить систему удаленного мониторинга компаний Триол – Trioli Drive. Данное программное обеспечение позволяет управлять промышленными процессами в режиме реального времени, удаленно. И к тому же позволяет контролировать потребляемые ресурсы, температуру, давление, шум и тп.

Эта программа позволяет сократить затраты на обслуживание, минимизирует затраты, а также обеспечивает обслуживание и диагностику оборудования на производстве.

Стоит отметить, что наличие подобных технологий позволит сделать огромный шаг вперед в машиностроительном комплексе.

Авторы доклада приводят оценки, по которым в одном лишь только автомобилестроении доля традиционных технологий и бизнес-моделей в противовес инновационным с 2017 по 2030 год сократится с 98% рынка до 50%. Ежегодно создаваемая стоимость продукции в этом сегменте за тот же срок удвоится с $3,5 трлн до $6,6 трлн.

Тем самым инновации имеют критически важное значение для того, куда пойдет развитие отрасли, как быстро и кто станет ее лидером. Россия в этом плане сейчас отстает от мировых локомотивов машиностроения, и разрыв постоянно увеличивается, признают аналитики McKinsey. Что нужно делать нашим компаниям, чтобы сохранить конкурентоспособность и не остаться среди догоняющих?

Машиностроение будущего в России

В представлении McKinsey, идеальное будущее машиностроительной отрасли России к 2030 году — повсеместное и регулярное внедрение инноваций и цифровых технологий, что будет подстегивать эффективность и конкурентоспособность предприятий. С одной стороны, российские компании сами могут быть мировыми лидерами инноваций в своих сегментах (например, атомная промышленность или более нишевые истории вроде программирования и моделирования). С другой стороны, российский бизнес успешно встроится в транснациональные цепочки создания стоимости.

Другой момент — машиностроительное производство России будет прибыльным и перестанет нуждаться в господдержке. Работа с инновациями станет для бизнеса обычной практикой. Схематически машиностроение будущего в России можно представить следующим образом.

Успехи компаний-новаторов. Сильные ныне игроки упрочили свои позиции, параллельно появляются новые компании-новаторы. Заказчик продукции получает комплексное решение, в том числе в смежных отраслях и на последующих этапах обслуживания; компании из России встроены в глобальную цепь машиностроения.
Состояние отрасли. Найдены форматы сотрудничества участников отрасли в рамках продуктовых инноваций; компании прибыльны и конкурентоспособны, дотации из бюджета не нужны; российские инжиниринговые центры предоставляют комплексное решение на основе продуктов и технологий российских же производителей.
Внутренняя эффективность. Передовые сегодня методы вроде agile стали повседневностью, ведется работа над инновациями с применением подходов следующего поколения; инструменты бережливого производства и Индустрии 4.0 стали стандартом.

Основные тенденции развития инноваций

В 2017/18 годах McKinsey провела опрос более 300 руководителей в различных сегментах машиностроения, по итогам которого аналитики выделили пять тенденций, которые бизнес намерен учитывать для роста доходов:

разработка бизнес-моделей на основе технологий связи, например, монетизация технологий анализа больших данных;
развитие ИИ и автономных систем (например, машинное обучение и роботы);
распространение интернета вещей (IoT);
рост потребительского спроса и нормативно-правовые изменения приведут к повсеместной электрификации;
повышение значимости кибербезопасности.

A. Продуктовые инновации

Усложнение продукта, интеграция в него цифровых инноваций и интернета вещей приводят к росту стоимости его создания. Соответственно, увеличивается и бюджет на НИОКР (сейчас у лидеров отрасли он составляет 2–5% от выручки). Одновременно с этим разработка и выведение продукта на рынок должны занимать как можно меньше времени, поэтому залогом конкурентоспособности становятся как скорость, так и качество внедрения инноваций.

Указанный опрос McKinsey показал: руководители машиностроительных фирм осознают эффект внедрения инноваций, но пока не готовы применить их на практике. По каждой из пяти указанных выше тенденций готовность бизнеса к переменам заметно уступает оценке их значимости.

Темпы внедрения инноваций поможет нарастить двухскоростной подход к НИОКР — параллельное осуществление связанных процессов. В автомобилестроении он сможет сократить цикл разработки ПО с 50–60 до 6–24 месяцев. Качество продукта, его технологический уровень становятся все более важными для клиента, поэтому здесь компании должны как разработать хороший продукт с использованием всего современного инструментария (большие данные, интернет вещей), так и обеспечить послепродажное обслуживание.

B. Процессные инновации

Все эти инструменты будущего — анализ больших данных, машинное обучение, интернет вещей, 3D-печать, виртуальная реальность, беспилотники, роботы и прочее — относятся к так называемой Индустрии 4.0, восприятие которой является залогом повышения конкурентоспособности и внутренней эффективности.

Индустрия 4.0 открывает возможности для повышения производительности благодаря целому комплексу рычагов, которые можно использовать не только в производстве, но и на всех этапах цепочки создания стоимости. Своевременное внедрение инструментов Индустрии 4.0 может помочь российским компаниям машиностроительной отрасли достичь конкурентоспособности по себестоимости и качеству относительно международных игроков, а оптимизация производственных процессов до уровня эффективности мировых лидеров позволит высвободить ресурсы на развитие НИОКР.

C. Инновации в бизнес-моделях

Тенденции последних лет говорят о смещении точек роста и рентабельности в сторону сервисного бизнеса, ПО и дополнительных услуг. Производители выходят за рамки традиционного бизнеса, развивая цифровые технологии, возможности углубленной аналитики и дополнительные сервисы. Все это снижает общую стоимость владения для потребителя.

Новые источники доходов будут занимать все больше места в структуре продаж. Например, потребуется развивать собственные цифровые компетенции или вступать в тесное сотрудничество с ИТ-компаниями для создания добавленной стоимости. Платформа MyJohnDeere— хороший тому пример.

Другой фактор — это межотраслевое сотрудничество. Большинство инноваций с повышенной маржинальностью будет рождаться именно на стыке отраслей, причем компаниям желательно развивать свои сильные стороны, отдавая неключевые компетенции на аутсорсинг. Хороший пример подобной экосистемы сотрудничества — проект HERE по 3D-сканированию дорог для беспилотных автомобилей. Разные функции в проекте выполняли гиганты вроде BMW, Intel, Nvidia, Pioneer и другие.

Рекомендации участникам рынка

Российским машиностроительным компаниям нужно начать с постановки амбициозных целей и выработки стратегии внедрения инноваций. Нужно наметить целевые рынки сбыта и целевую бизнес-модель. Рыночные условия меняются, и реализация стратегии потребует операционных изменений.

Необходим максимально широкий поиск возможностей для инноваций, в том числе и за пределами своей отрасли.
Очень важен налаженный процесс разработки и внедрения инноваций, чтобы операции компании были как можно более быстрыми и гибкими.
Нужно обеспечить средства и механизмы принятия решений, чтобы этот процесс был гибким и эффективным.
Едва ли не самый важный фактор — инновационная культура. С одной стороны, это понимание потребностей заказчика, что должно транслироваться в техзадание для инженеров. С другой — это в целом корпоративная культура, приучение сотрудников рисковать и экспериментировать.

Правительство России играет ключевую роль в поддержке инноваций в машиностроении — например, выдает целевые гранты на НИОКР, проводит политику импортозамещения, помогает создавать инновационные кластеры и разрабатывает стратегию развития отрасли. Но какие-то шаги еще только следует предпринять.

Читайте также: