Производственные технологии: Цифровая экономика (+ видео лекции) Избранное

Математик Игорь Ужинский о слиянии виртуального и материального, совершенной экономике и киберфизических системах

Вместе со Сколковским институтом науки и технологий мы сняли курс «Производственные технологии», посвященный компьютерному моделированию и 3D-печати. В этой лекции преподаватель магистерской программы «Новые производственные технологии и материалы» Сколтеха Игорь Ужинский рассказывает о взаимодействии виртуальной реальности и материального мира.

Цифровая экономика рассматривается в качестве некой модели, которая в настоящее время уже в какой-то степени функционирует. Цифровая экономика ― это экономика, в которой в качестве производственного комплекса, производственной системы, которая создает продукты, услуги, обеспечивает жизнь и удобство людей, населения, выступает так называемая киберфизическая система.

Киберфизические системы ― это системы, в которых имеется интегральное взаимодействие между виртуальной и реальной частями мира. Мы все время находимся в какой-то степени в виртуальной части мира: когда мы о чем-то мыслим, думаем, мечтаем, когда мы смотрим фильмы, мы находимся не в этой реальности, а в какой-то другой. Физический мир ― это мир материальных вещей, которые нас окружают: транспорт и так далее. Все, что нас окружает физически, ― это физический мир. Виртуальная часть мира до концепции цифровой экономики рассматривалась как область, где человек может мечтать, что-то творить, изображать. Но эта виртуальная часть мира не была производительной силой, то есть средой, в которой создаются новые идеи, создаются новые продукты. Суть этой виртуальной части мира, о которой я говорю, которая является частью цифровой экономики, ― это то, каким образом виртуальная часть мира взаимодействует с реальной, формируя производительную силу, которая создает вообще все, что нас окружает, что должно окружать.

Материальная часть мира в цифровой экономике существует тоже не отдельно от виртуальной части. Она существует таким образом, что виртуальная и материальная части мира взаимодействуют (я говорю «мир» в узком смысле, имея в виду производство, экономику, то, что создает продукты, услуги и так далее). Материальная часть мира должна быть интегрирована с виртуальной, о которой я говорил, потому что в рамках такой интеграции, такого симбиоза как раз и создается наиболее эффективная производственная система. В рамках этой производственной системы можно создавать новые продукты, производить и анализировать, каким образом они могут быть реализованы, произведены и как использоваться. Можно понять, какие у них есть достоинства, где есть направления для дальнейшего совершенствования. Можно создать целый виртуальный мир той среды, в которой этот продукт может быть использован, каким наиболее эффективным образом это может быть сделано.

Достоинство такого симбиоза виртуального мира и, соответственно, материального заключается в том, что в виртуальном мире можно делать все что угодно. Можно придумать какую-то систему, в которой, например, не будет гравитации или, наоборот, будет очень большая гравитация, когда что-то будет прыгать на очень большую высоту. Нужно это или нет ― вопрос заключается, собственно, в этом. Вместо того чтобы делать что-то материально и смотреть, каким образом это будет функционировать, можно это создать виртуальным образом и понять, что из этого может получиться, нужно это или не нужно.

В рамках концепции цифровой экономики, которую мы изучаем здесь, в Сколтехе, мы занимаемся по книге, которая является для нас учебником. Она называется Virtually Perfect ― это означает «виртуально совершенно». Фразу «виртуально совершенно» можно понимать по-разному. Можно понимать, что «совершенно» не на самом деле, а виртуально ― как бы совершенно. А в рамках концепции цифровой экономики виртуальное совершенство понимается как такая модель, такая система функционирования нашего продукта, всех его качеств и свойств, которая вообще неотличима от реальности. И по этой причине, сформировав такое идеальное, совершенное представление о виртуальном пространстве, можно проанализировать в грандиозном количестве деталей, что это будет за продукт, что за система, как ее производить и остальное. И вот в рамках этого направления и развиваются основные системы и производственные комплексы, для того чтобы создавать именно эти новые продукты и услуги, и в этом заключается цифровая экономика.

То есть цифровая экономика ― это не то, что экономика из сплошных цифр или что под каждым изделием, каждым продуктом, который у нас есть, есть какое-то измерение. Например, вот дисплей, и у него размеры такие-то, яркость такая-то, но не в этом суть. А суть цифровой экономики заключается в том, чтобы наряду с реальными физическими продуктами, с реальными процессами и технологиями существовала и виртуальная реальность этих же вещей, которые имеют те же свойства, те же качества, работают и существуют в такой же среде, в которой существуют и функционируют реальные продукты. И тогда, экспериментируя, создавая всевозможные условия, которые нам придут в голову, можно формировать материальную реальность гораздо более эффективно, гораздо более быстро, гораздо более экономно.

Информация, которая заложена в виртуальных продуктах, в этих виртуальных системах, о которых я говорил, позволяет сэкономить огромное количество ресурсов, в том числе материальных, потому что не надо изготавливать что-то, чтобы затем проверить и убедиться, что это не работает или что все это неправильно. А также это позволяет сэкономить временные ресурсы. Вообще, самое главное ― это время. Потеряв это время, ты можешь потерять все. И есть на самом деле масса примеров. Что такое рынок? Рынок ― это когда вам нужно быть быстрее других, лучше других и дешевле других одновременно. Для того чтобы быть быстрее других, необходимо не просто наиболее эффективно работать, а надо предвидеть то, что у нас получится, если мы это сделаем, и избежать ошибок. Избежать ошибок можно на основе анализа того, что мы делаем, и лучше всего это делать именно в виртуальных системах, в виртуальной среде.

На самом деле это не философия и не какая-то мечта. Это система, которая не только уже функционирует в наиболее развитых экономических системах, а это система, в которую вкладываются огромные средства. Например, недавно был проведен анализ, каким образом реализуются эти идеи, концепции, создаются цифровые системы производства и в более широком смысле эти среды, генерирующие новые продукты, и так далее. Был проведен анализ, который продемонстрировал, что на самом деле то, что я вам говорил, является не фантазией, не какой-то идеей, не планом, а некой реальной и очень важной деятельностью.

В группе ведущих стран, включая Соединенные Штаты, Японию, западные страны, все страны Западной Европы, а также такие страны, как Китай и Индия, оказалось, что ежегодный объем инвестиций в это направление, в создание цифровой экономики, составляет порядка триллиона долларов в год, примерно 960 миллиардов долларов в год. Причем это не просто инвестиции, потому что инвестицию можно рассматривать как что-то, что мы вкладываем и ждем, когда наступит светлое будущее. Ежегодно отдача от этих инвестиций составляет почти 500 миллиардов долларов в год только за счет экономии сырья, за счет повышения эффективности производства, за счет улучшения качества продукции и так далее. Примерно столько же, 500 миллиардов долларов в год, ― результаты, которые связаны с повышением конкурентоспособности тех компаний и участников этого процесса, которые выходят на новые рынки, которые получают увеличение объема продукции и так далее.

Вы наверняка знаете, что когда создается что-то новое, то первоначально вкладываются какие-то ресурсы. Они являются затратами, и через какое-то время ожидается отдача. То, что я сейчас говорил, показывает, что это не просто какая-то деятельность на будущее, а это та деятельность, которая уже сейчас приносит реальные плоды и является высокоэффективной. Можно сказать, что в настоящее время ― я в этом глубоко убежден, и многие об этом говорят ― те игроки, которые не делают этого в производстве и экономике, могут просто отстать навсегда, потому что в рамках этой системы совершенствование происходит ежедневно и ежечасно, то есть непрерывно.

Усовершенствование и создание новых продуктов происходит настолько быстро и настолько сложным образом, за счет самых разных факторов, что угнаться за этим со старыми технологиями, старыми системами просто невозможно. По этой причине мы здесь, в Сколтехе, учим наших студентов как раз тому, как в этой среде, в этой системе нужно жить, как создавать новые вещи, как развивать и продвигать вперед технологии. И мы рассчитываем на то, что эти люди будут частью среды совершенной цифровой экономики, которая на самом деле такой будет в ближайшее время в тех местах мира, где все будущее и есть. Мы рассчитываем на то, что такое будущее у нас здесь тоже будет.

Игорь Ужинский
кандидат физико-математических наук, профессор Центра дизайна, производства и материалов Сколковского института науки и технологий

Медиа

СЛЕДУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ РАЗДЕЛА "Технологии"