Цифровизация (автоматизация) в малых и средних промышленных предприятиях

Актуальные исследования • 2022. №21 (100) Информационные технологии… | 27 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ 10.5281/zenodo.17566831 БИЛЕЦКИЙ Евгений Олегович руководитель проектов в области промышленного инжиниринга в нефтегазовой и металлургической отрасли, Россия, г. Москва ЦИФРОВИЗАЦИЯ (АВТОМАТИЗАЦИЯ) В МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Аннотация. Статья рассматривает, как цифровизация и автоматизация повышают эффективность МСП за счёт «сквозной» трансформации цепочки «заказ – планирование – производство – логистика – сервис». На основе открытых данных показано снижение ошибок и простоев, рост прозрачности и управляемости, разгрузка дефицитных специалистов и повышение энергоэффективности. Обосновывается роль модульного стека и точечной роботизации в наращивании производительности и добавленной стоимости. Выделены ключевые барьеры (финансирование, навыки, интероперабельность, безопасность) и поэтапный подход внедрения с измеримыми KPI. Ключевые слова: цифровизация, автоматизация, МСП, Индустрия 4.0, IIoT, MES, ERP, роботизация, производительность, устойчивое развитие. Актуальность исследования В современных условиях развивающейся промышленности цифровизация и автоматизация становятся ключевыми факторами выживания и роста предприятий. Особенно это касается малых и средних промышленных предприятий (МСП), которые благодаря внедрению цифровых технологий могут значительно повысить эффективность, конкурентоспособность и адаптивность к внешним вызовам. Цифровизация предоставляет МСП целый спектр возможностей: улучшение производительности, стимулирование инноваций, снижение операционных и транзакционных затрат, а также усиление выхода на международные рынки. Исследования также показывают, что для МСП в производственной сфере внедрение цифровых технологий напрямую связано с ростом производительности труда, увеличением экспортной активности и расширением возможностей конкурировать с более крупными игроками. С другой стороны, автоматизация в малых и средних производствах, включая роботизацию, автоматическую загрузку-разгрузку станков, цифровую передачу заказов в производство, становится ответом на такие реалии, как дефицит квалифицированных кадров и растущие затраты на них. Например, ведущие производственные компании и поставщики решений указывают, что даже МСП могут значительно повысить свою производительность и устойчивость благодаря внедрению роботических систем. Таким образом, исследование цифровизации бизнеси производственных процессов в МСП приобретает особую значимость как с точки зрения теории управления, так и с точки зрения практики повышения добавленной стоимости и устойчивого развития отрасли. Актуальные исследования • 2022. №21 (100) Информационные технологии… | 28 Цель исследования Целью данного исследования является анализ роли и влияния цифровизации (автоматизации) процессов на малых и средних промышленных предприятиях, а также формулирование рекомендаций по их внедрению с целью повышения производственной эффективности, уменьшения человеческого фактора и укрепления прозрачности процессов. Материалы и методы исследования Использованы открытые международные источники: статистика Eurostat/DESI, обзоры ОЭСР, данные IFR, отраслевые отчёты McKinsey и материалы ВЭФ. Применены систематический обзор литературы и вторичный анализ, межстрановое сравнение показателей цифровой зрелости и роботизации, дескриптивная интерпретация KPI (OEE, OTIF, доля брака, длительность цикла, энергоёмкость) и процессное картирование цепочки «заказ – производство – логистика». Результаты исследования Тенденции цифровизации и автоматизации в промышленности характеризуются переходом от точечных пилотов к масштабируемой «сквозной» трансформации, охватывающей путь «заказ – планирование – производство – логистика – сервис». Компании выстраивают интегрированные контуры данных между системами CRM/CPQ для приёма и конфигурирования заказа, ERP для учёта и планирования ресурсов, APS/MES для оперативного диспетчерского управления и IIoT-платформами для съёма телеметрии с оборудования, что позволяет сокращать циклы, повышать прозрачность и уменьшать долю ручных операций. По оценкам McKinsey, в ходе кризиса COVID-19 технологии «Индустрии 4.0» доказали операционную ценность: 94% опрошенных заявили, что эти решения помогли поддерживать непрерывность работы, а 93% руководителей цепей поставок планировали усиливать устойчивость именно за счёт цифровых инструментов и аналитики, параллельно инвестируя в компетенции для дигитализации [11]. Устойчивый рост роботизации выступает заметным маркером автоматизации производственных операций. Международная федерация робототехники (IFR) сообщала, что средняя мировая плотность промышленных роботов достигла 126 единиц на 10 000 работников в 2020 году против 66 в 2015-м, при этом Азия/Австралия, Европа и Америки показали сопоставимый тренд ускорения. Лидером оставалась Республика Корея с 932 роботами на 10 000 работников, далее следовали Сингапур (605), Япония (390) и Германия (371); Китай за пять лет поднялся с 49 до 246, а США – до 255. Эти сдвиги указывают на ускоренный переход от изолированных роботов к связанным с MES/IIoT ячейкам, поддерживающим автоматическую загрузку-разгрузку, адаптивные рецептуры и контроль качества «на лету» [8]. Содержательная часть цифровизации смещается в сторону платформ IIoT и прикладной аналитики: предприятия массово подключают оборудование к облачным / гибридным шинам данных, комбинируют статистические методы с машинным обучением для предиктивного обслуживания, динамического перенастроения линий и энергоменеджмента. При этом в сегменте малых и средних предприятий выявлялся устойчивый разрыв: выгоды цифровизации подтверждались сравнительными исследованиями ОЭСР, но МСП чаще сталкивались с барьерами первичного шага, дефицитом навыков, ограниченным доступом к финансированию и слабой интеграцией управленческих практик. Политические рекомендации концентрировались на стимулировании первоначального внедрения, обучении и апскиллинге, усилении управленческих компетенций и использовании финтех-инструментов для финансирования трансформации. Это объясняет, почему в МСП особенно востребованы «короткие» проекты с быстрым ROI: цифровые КПП от заказа (e-commerce/EDI/CPQ), сквозная прослеживаемость в ERP/MES, простые IIoT-панели OEE и предиктивное ТО для узких мест. Динамика и лидеры по плотности роботов иллюстрируют смещение в сторону более «плотных» и умных производств даже за пределами традиционных автокластеров, где цифровые контуры расширяются от автоматизации ячеек к управлению потоками и качеством на уровне всего предприятия, что полностью коррелирует с трендами масштабирования «Индустрии 4.0» (рис. 1). Актуальные исследования • 2022. №21 (100) Информационные технологии… | 29 Рис. 1. Плотность промышленных роботов в обрабатывающей промышленности по странам в 2020 году [8] Важность цифровизации для малых и средних промышленных предприятий подтверждается межстрановыми исследованиями: ОЭСР показывает, что «цифровой разрыв» у МСП тесно связан с разрывами в производительности, масштабе и инновациях, а цифровизация снижает транзакционные издержки за счёт лучшего и более быстрого доступа к информации и коммуникаций в цепочке «персонал – поставщики – партнёры»; при этом неподготовленное или запоздалое внедрение несёт риски «запирания» в технологиях и усиления неравенства между фирмами и регионами. Эти выводы объясняют, почему для МСП критичны базовые цифровые практики: онлайн-приём и конфигурирование заказов (CRM/CPQ), электронный документооборот и EDI, облачные ERP/MES, IIoT-мониторинг оборудования и аналитика для управления OEE и качеством [10]. Цифровая зрелость и онлайн-активность МСП в ЕС показана в таблице 1. Таблица 1 Цифровая зрелость и онлайн-активность МСП в ЕС (разработка автора на основе [2, 4, 7, 9]) Показатель Значение для МСП Сравнение с крупными Доля предприятий с базовым уровнем цифровой интенсивности, 2020 г. 60% 89% Доля предприятий с базовым уровнем цифровой интенсивности, 2021 г. 55–56% 88% МСП, продающие онлайн, 2021 г. 17% 39% МСП, продающие онлайн за пределы своей страны, 2021 г. 8% 24% Компании, заявившие, что технологии Индустрии 4.0 помогли поддержать операции во время COVID-19 94% – Руководители цепей поставок, планирующие усиление устойчивости за счёт цифровых решений 93% – Кадровый аспект цифровизации для малых и средних промышленных предприятий заключается в том, что дефицит квалифицированных специалистов и рост их стоимости сочетаются с ускоренной сменой требуемых навыков, поэтому устойчивость бизнеса напрямую зависит от системного апи рескиллинга, перенастройки рабочих ролей и разгрузки редких экспертов от рутинных, непрофильных функций за счёт цифровых систем управления и автоматизации. Структура спроса на компетенции смещалась в сторону технологических и аналитических навыков. Исследование McKinsey о Актуальные исследования • 2022. №21 (100) Информационные технологии… | 30 «сдвиге навыков» показало, что к 2030 году время, затрачиваемое работниками на использование продвинутых технологических навыков, вырастет на 41-50% в Европе и США, а потребность в навыках программирования – до +90% относительно 2016 года; параллельно возрастает значимость когнитивных и социальных навыков, необходимых для кросс-функциональных цифровых процессов. Для МСП это означает, что цифровизация невозможна без переобучения не только ИТ-персонала, но и производственных, снабженческих и офисных сотрудников, вовлечённых в сквозные «заказплан-производство-логистика» циклы [1]. Одновременно кадровый дефицит ИКТспециалистов фиксировался статистикой рынка труда. В 2020 году в ЕС насчитывалось около 8 млн ИКТ-специалистов (4,3% занятых), но уже данные Eurostat по вакансиям показывали, что даже в «допандемийный» 2018 год 9% предприятий пытались нанимать ИКТ-кадры, и 58% из них сталкивались с трудностями заполнения таких вакансий. Для производственных МСП это означает удорожание привлечения внешних компетенций и необходимость компенсировать дефицит за счёт внутреннего обучения, стандартизации процессов и пользовательских «дружелюбных» цифровых систем [5]. Пандемия ускорила переход к удалённому доступу как «обязательной опции» для устойчивости бизнеса, одновременно переведя обучение в онлайн-форматы. В 2020 году 33% предприятий ЕС увеличили долю сотрудников с удалённым доступом к корпоративной почте и другим ИКТ-системам, и в 91–94% случаев причиной был COVID-19. Этот факт важен для кадровой политики: удалённые доступы и облачные сервисы позволяют перераспределять задачи от узких специалистов к более широким ролям, а также настраивать наставничество и микролёрнинг без остановки производства [6]. С точки зрения бизнес-практик, кадровый аспект цифровизации в МСП сводится к двум взаимосвязанным траекториям: во-первых, расширение базовой цифровой грамотности сотрудников «первых линий» и офисных команд для работы в ERP/MES/CRM и с данными в режиме реального времени; во-вторых, точечное закрытие разрывов продвинутых компетенций – разработка, интеграции, аналитика – через комбинацию найма, партнёрств и «обучения через проекты». Распределение базовых цифровых навыков по странам ЕС (доля населения, 2021 г.) визуализирует, что кадровая база для цифровизации сильно зависит от национальных и региональных контекстов: рынки с высокой долей граждан с базовыми навыками быстрее абсорбируют ERP/MES/IIoT и снижают нагрузку на дефицитных специалистов, тогда как рынки с низкими значениями вынуждены инвестировать в обучение до развёртывания сложных решений (рис. 2). Данный разрыв объясняет, почему для МСП критично строить цифровые проекты вместе с программами апскиллинга и измерять эффект через показатели производительности, ошибок и времени цикла. Рис. 2. Распределение базовых цифровых навыков по странам ЕС (доля населения, 2021 г.) [3] Актуальные исследования • 2022. №21 (100) Информационные технологии… | 31 Следовательно, цифровизация даёт кадровый эффект в двух плоскостях: она снимает с узких специалистов непрофильные рутинные операции за счёт стандартизированных цифровых процессов и человеко-машинных интерфейсов, а также поднимает производительность «широкой» команды через базовые цифровые навыки и удалённую коллаборацию. В условиях дорогого и дефицитного внешнего найма МСП получают наибольшую отдачу, сочетая инвестиции в обучение с целевыми автоматизациями, которые закрывают узкие места и делают производственные и управленческие контуры менее зависимыми от человеческого фактора. Технологические решения для автоматизации МСП целесообразно выстраивать как «лёгкий» модульный стек от заказа до отгрузки (табл. 2). Таблица 2 Технологические решения для автоматизации МСП (разработка автора) Контур Решение (класс/стандарт) Ключевой эффект Ключ к внедрению Приём заказа CRM, CPQ, ecommerce/EDI Меньше ошибок в ТЗ, быстрее расчёт цены/срока Интеграция с ERP; единые справочники Планово-учётный контур ERP/MRP (SaaS/onprem) Прозрачные запасы/затраты, единые данные Нормирование, роли/доступы Детальное планирование APS Реалистичный график с учётом ограничений Актуальные нормы времени/переналадок Производство MES (ISA-95), SCADA + IIoT (OPC UA/MQTT) OEE в реальном времени, прослеживаемость партий Сегментация OT/IT, дисциплина ввода данных Склад и логистика WMS/TMS, штрих-/QRкод, GS1 Точная приёмка/отгрузка, меньше потерь Адресное хранение, ТСД, слоты отгрузки ТОиР CMMS/EAM, предиктивное ТО (датчики) Снижение простоев и аварийности Каталог оборудования, критичность узлов Роботизация Коботы, AGV/AMR, автоподачи к ЧПУ Стабильный такт, меньше ручных операций Оценка безопасности (ISO/TS 15066), ROI Аналитика и интеграции BI/ETL, KPI (OEE/OTIF/брак), iPaaS/ESB Решения «по данным», меньше «ручных мостов» Единый словарь метрик, мониторинг интеграций Основные барьеры цифровизации МСП затрагивают финансы, кадры, инфраструктуру, организацию и риски. Прежде всего, ограниченный доступ к финансированию и высокая стоимость начальных инвестиций сдерживают внедрение даже базовых решений (ERP/MES/IIoT, e-commerce, кибербезопасность). Пандемия усилила дефицит оборотного капитала на «оцифровку» процессов, а сроки окупаемости часто оцениваются как неопределённые. Существенным препятствием остаётся дефицит цифровых навыков и управленческих компетенций. Без апскиллинга персонала и изменения производственных практик технологии не дают эффекта: сотрудники продолжают работать «по-старому», а цифровые системы превращаются в дополнительные точки ручного ввода. Инфраструктурные ограничения и проблемы интероперабельности усложняют обмен данными и интеграцию цехового оборудования с корпоративными системами. Различия в качестве широкополосного доступа, зрелости локальных сетей и наличии стандартных интерфейсов повышают транзакционные издержки и риск «вендор-локина». Киберриски и вопросы конфиденциальности усиливаются ростом удалённой работы и подключением оборудования к сети. У МСП обычно ограниченные бюджеты на безопасность и нехватка специалистов, из-за чего возрастает уязвимость ИТ/ОТ-контуров и риск простоев производства. Организационные барьеры изменений включают сопротивление персонала, нехватку времени у руководства на цифровые проекты и слабую культуру управления по данным. Без чётких KPI, бэклога улучшений и дорожной карты компании застревают на пилотах и не достигают масштабирования. Актуальные исследования • 2022. №21 (100) Информационные технологии… | 32 Регуляторные и стандартные требования (электронные счета, защита персональных данных, отраслевые нормы качества и прослеживаемости) создают дополнительную нагрузку на малые фирмы. Им сложнее адаптироваться к меняющимся правилам и поддерживать соответствие без дополнительных затрат на экспертизу и инструменты. Выводы Таким образом, для малых и средних промышленных предприятий цифровизация – не опция, а необходимое условие выживания и роста. Сквозная автоматизация пути «заказ – планирование – производство – логистика – сервис» за счёт CRM/CPQ, ERP/MRP, APS, MES/IIoT, WMS/TMS и аналитики снижает ошибки и простои, повышает прозрачность и предсказуемость сроков, уменьшает влияние человеческого фактора и высвобождает дефицитных специалистов от непрофильной рутины. Сочетание цифровых контуров с точечной роботизацией операций повышает производительность, качество и энергоэффективность, что напрямую усиливает устойчивое развитие и позволяет выпускать продукцию с более высокой добавленной стоимостью. Главные ограничения лежат в доступе к финансированию, дефиците компетенций, интероперабельности и кибербезопасности, поэтому практический путь – поэтапная, модульная дорожная карта с быстрыми «быстрыми победами» (электронный заказ, базовая ERP+склад, маркировка), последующим внедрением MES/IIoT и предиктивного ТО, и далее – роботизации узких мест. Критично сопровождать технологические изменения управлением данными, обучением персонала и использованием открытых стандартов, измеряя эффект через понятные KPI (OEE, OTIF, брак, цикл заказа, энергоёмкость). Такой подход превращает цифровизацию из набора пилотов в масштабируемое конкурентное преимущество МСП. Литература 1. Automation and the workforce of the future / McKinsey [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.mckinsey.com/featuredinsights/future-of-work/skill-shift-automationand-the-future-of-the-workforce. 2. Digital Economy and Society Index (DESI) 2021 / Shaping Europe’s digital future [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://digitalstrategy.ec.europa.eu/en/library/digitaleconomy-and-society-index-desi-2021. 3. How many citizens had basic digital skills in 2021? – Products Eurostat News – Eurostat [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ec.europa.eu/eurostat/web/productseurostat-news/-/ddn-20220330-1. 4. How the pandemic transformed digital manufacturing – and vice versa / McKinsey [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.mckinsey.com/capabilities/operation s/our-insights/covid-19-an-inflection-point-forindustry-40. 5. ICT specialists’ workforce growing in 2020 – Products Eurostat News – Eurostat [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ec.europa.eu/eurostat/web/productseurostat-news/-/ddn-20210716-1. 6. Impact of COVID-19 on the use of ICT in enterprises – Statistics Explained – Eurostat [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ec.europa.eu/eurostat/statisticsexplained/index.php?title=Impact_of_COVID19_on_the_use_of_ICT_in_enterprises. 7. Industry 4.0: Reimagining manufacturing operations after COVID-19 / McKinsey [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.mckinsey.com/capabilities/operation s/our-insights/industry-40-reimaginingmanufacturing-operations-after-covid-19. 8. Robot Density nearly Doubled globally – International Federation of Robotics [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ifr.org/ifrpress-releases/news/robot-density-nearlydoubled-globally. 9. Statistics on continuing vocational training in enterprises – Statistics Explained – Eurostat [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ec.europa.eu/eurostat/statisticsexplained/index.php?title=Statistics_on_continui ng_vocational_training_in_enterprises. 10. The Digital Transformation of SMEs / OECD [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.oecd.org/en/publications/thedigital-transformation-of-smes_bdb9256aen.html. 11. What is industry 4.0 and the Fourth Industrial Revolution? / McKinsey [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.mckinsey.com/featuredinsights/mckinsey-explainers/what-are-industry4-0-the-fourth-industrial-revolution-and-4ir. Актуальные исследования • 2022. №21 (100) Информационные технологии… | 33 BILETSKIY Evgeny Project Manager in the Field of Industrial Engineering in the Oil and Gas and Metallurgical Industries, Russia, Moscow DIGITALIZATION (AUTOMATION) IN SMALL AND MEDIUM-SIZED INDUSTRIAL ENTERPRISES Abstract. The article examines how digitalization and automation increase the efficiency of SMEs through the "end – to – end" transformation of the order – planningproduction – logistics – service chain. Based on open data, it is shown to reduce errors and downtime, increase transparency and manageability, relieve shortage of specialists and increase energy efficiency. The role of modular stack and point robotics in increasing productivity and added value is substantiated. The key barriers (financing, skills, interoperability, security) and a step-by-step implementation approach with measurable KPIs are highlighted. Keywords: digitalization, automation, SMEs, Industry 4.0, IIoT, MES, ERP, robotics, productivity, sustainable development.