Подписка
Автор: 
В. М. Макаров, д.т.н., makarov_vm@mail.ru; С. В. Лукина, д.т.н., МГТУ «Станкин»,  эксперт РАН, lukina_sv@mail.ru; С. А. Овчинников, к.т.н., РТУ МИРЭА,  s_ovchinnikov@list.ru

Цифровая трансформация бизнеса подразумевает кардинальную смену экономического уклада за счет интеграции современных цифровых технологий во все сферы деятельности предприятия. Управление такими преобразованиями носит наукоемкий характер и требует квалифицированных подходов, исключающих затратные методы проб и ошибок.

 

 

По справедливому утверждению экспертов, экономика должна быть в первую очередь экономной, а потом уже цифровой [1]. Так, в программе цифровой экономики «по-немецки» на первом месте стоит все же не «цифра», а «экономика», «производство». Цифровизация же производства и управления им — лишь вспомогательный (хотя и очень важный) инструмент. Первичные цели немецкой стратегии — «обеспечение высокого качества конечных услуг или товаров с наименьшей стоимостью в любых количествах, как больших, так и малых; широкая кастомизация продуктов при условии гибкого производства; внедрение методов самостоятельной оптимизации, самонастройки и самодиагностики» [2].

 

Цифровизация — это дорогостоящий проект с надеждой на будущие экономические преимущества. Так, по прогнозам [3], 80% компаний будут иметь цифровые потоки создания ценности, что приведет к 18%-му увеличению уровня эффективности и производительности.

 

В настоящее время достигнутый уровень развития цифровизации в России и степень проникновения цифровых технологий в отечественную промышленность породили большое число новых подходов и корпоративных решений, обусловивших в т. ч. и терминологическое разнообразие в сфере цифрового производства. Современные подходы к цифровым трансформациям в отечественной промышленности со стороны инжиниринговых структур весьма похожи на поисковый хаос решений, где предлагаются и цифровые «слои», и «двойники», и «тени» и другие атрибуты электронного моделирования изделий и их производных, а также производственно-технологические виртуальные компоненты их изготовления, испытаний и ремонта. Руководители и эксперты предприятий весьма настроженно воспринимают эту новационную терминологию в предстоящих дорогостоящих преобразованиях и плохо ориентируются в правомерности тех или иных предлагаемых сторонними консультантами решений для своего производства. В этих условиях актуальной становится задача регламентации алгоритмов и процедур цифровой трансформации и системы организации цифрового производства в отечественной промышленности.

 

Стандартизация технологий цифрового производства в России уже началась и затрагивает пока локальные его аспекты, такие как, например, так называемое «умное производство» [4]. В перспективе этот нормотворческий процесс столь важных информационных преобразований должен охватить цифровое производство в целом. Зарубежные методы и подходы в этих вопросах могут служить системным ориентиром, формирующим целостное представление о цифровой парадигме промышленного развития в мировой практике и применимого в РФ. Однако степень этой применимости и адаптивности импортных цифровых решений к отечественной промышленности будет решаться в ближайшее время, когда цифровые стандарты и отраслевые регламенты обретут национальный статус. Для этого в России сформирована нормотворческая среда для регламентации всех аспектов цифровизации (рис. 1). Например, еще в 2018 году в рамках выставки и форума «Иннопром–2018» прошла восьмая конференция, организованная Комитетом РСПП по техническому регулированию, стандартизации и оценке соответствия [5], где было заявлено: «Распространение цифровизации зависит от доступа к информационным сетям, широкой платформы функционально совместимых систем информации и от способов связи. Она сделает возможным «умное» производство. Большие данные «big data», системы дополненной реальности и другие цифровые технологии повысят эффективность и откроют новые возможности для развития бизнеса. Технические стандарты будут иметь первостепенное значение в достижении беспрецедентной интеграции устройств и систем. Они помогут укрепить основу для интеллектуального производства. Цель — обеспечить беспроводную совместимость данных и интеллектуальных систем для поставщиков продукции, а также работу различных способов коммуникации, контроля и безопасности».

 

Рис. 1. Российский ландшафт стандартизации в цифровом производстве [6]

Рис. 1. Российский ландшафт стандартизации в цифровом производстве [6]
 

 

Разработка нормативных документов инициирована для формирования полноценной экосистемы нормативно-технического регулирования цифровой промышленности. Предлагаемые стандарты окажут существенное влияние на ускоренную цифровизацию промышленного сектора.

 

Технический комитет «Киберфизические системы» совместно со Всероссийским институтом сертификации при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ выносит на публичное обсуждение десять предварительных национальных стандартов в области умного производства. Среди представленных на публичное обсуждение проектов стандартов в основном проекты цифровых двойников и интероперабельности (таблица 1).

 

Таблица 1. Российские технические комитеты (ТК) по стандартизации цифровых технологий
Номер ТК Название ТК и год основания
ТК 164 Искусственный интеллект (2019)
ТК 194 Киберфизические системы (2017)
ТК 159 Программно-аппаратные средства технологий распределенного реестра и блокчейн (2017)
ТК 141 Робототехника (2016)
ТК 182 Аддитивные технологии (2015)
ТК 700 Математическое моделирование и высокопроизводительные вычислительные технологии (2014)

 

 

Денис Мантуров, министр промышленности и торговли Российской Федерации: «Проекты стандартов направлены на эффективное внедрение цифровых технологий в российскую промышленность, развитие качественных и независимых решений, а также на обеспечение их совместимости между собой. В частности, в рамках данной серии впервые разработаны проекты регулирующих документов в сфере цифровых двойников. Развитие современной промышленности опирается на стандартизацию, которая, по результатам исследований, способна приносить в ВВП до 1% в год и порядка 3% в развитие экспорта. Успех цифровой трансформации напрямую зависит от полноты нормативно-технического поля, а его качество — от степени вовлеченности в разработку стандартов всех участников рынка» [4].

 

 

Многие компании пытаются каждый раз изобретать велосипед и в упор не хотят видеть очевидные преимущества уже готовых, а главное — проверенных решений и апробированных подходов — самым эффективным будет использование лучших практик с учетом существующей специфики отечественной технологической среды.

 

Для формирования планов цифровой трансформации предприятий очень важна целеориентация, что напрямую связано с эталонизацией будущего цифрового образа на конкретном предприятии. Для достижения цифровой эффективности следует использовать апробированные методы технологического маркетинга, бенчмаркинга и референсного моделирования [7].

 

В цифровизации промышленности на текущий момент существует два доминирующих подхода — немецкий и американский. Первый в большей степени акцентирован на производственные аспекты (аппаратная часть) цифровизации и встраивании киберфизических систем, в то время как подход США и глобальных консорциумов рассматривает цифровизацию промышленности более широко: как часть экосистемы промышленного интернета в отраслях экономики. Эталонная архитектура цифрового производства характерна для сферы информационно-коммуникационных технологий. В контексте умного производства данный термин означает «модель для класса архитектур», т. е. совокупность правил и принципов для описания физических систем в цифровой среде [8]. На текущий момент лидирующее положение занимают разработанные США и Германией эталонные архитектуры.

 

Стратегия модернизации производства должна отражать степень готовности выпускаемой продукции удовлетворить существующий потребительский спрос. Референтная модель является эталонной моделью производственной системы и как понятие возникло в среде компаний, занимающихся оптимизацией бизнес-процессов и внедрением ERP-систем. Референтная (reference, референсная, типовая) модель — это обобщение наилучших описаний (документов, схем, решений, практик) для определенного объекта с учетом его специфики.

 

Референтные модели отражают эталонные схемы организации бизнеса, разработанные для конкретных отраслей промышленности на основе реального опыта внедрения в различных компаниях по всему миру и включающие в себя проверенные на практике процедуры и методы организации управления. В таких моделях определены типовые бизнес-процессы, горизонтальные и вертикальные связи и бизнес-правила, действующие в различных областях. Эти модели позволяют предприятиям начать разработку собственных моделей на основе уже готового набора функций и процессов (рис. 3).

 

Рис. 3. Структура процесса эталонизации будущего образа бизнес-системы [9]

Рис. 3. Структура процесса эталонизации будущего образа бизнес-системы [9]
 

 

Построение адекватной референтной модели является наилучшим инструментом для эффективной модернизации современного производства с учетом его особенностей, возможностей и внешних условий. Если изделия имеют уровень кастомизированных (индивидуализация продукции под заказы конкретных потребителей) и объем производства мал, то необходима организация многономенклатурного мелкосерийного производства, в котором большая роль отводится аддитивным технологиям (рис. 4).

 

Рис. 4. Актуальные модели организации цифрового производства [10]

Рис. 4. Актуальные модели организации цифрового производства [10]

 


Смысл парадигмы референтного моделирования состоит в том, чтобы стремиться к производственной эффективности посредством реализации комплексного плана, составленного на основе четкого понимания структуры, параметров и характеристик производственно-технических и организационно-экономических систем, обобщающих лучшие отраслевые и корпоративные практики. На этой основе формируется стратегия цифровой трансформации.

 

Разработку адекватной референтной модели целесообразно проводить поэтапно:
1. Сбор информации и аудит производственных бизнес-процессов.
2. Построение модели AS-IS («как есть») по методологии моделирования IDEF0 (Integration Definition for Function Modeling).
3. Разработка стратегической концепции развития компании.
4. Формирование референтной модели — референтная модель производства TO-BE («как должно быть»).
5. Утверждение плана мероприятий.

 

Любая референтная модель формируется с помощью трех видов документов: 1– графическая диаграмма, 2 — текст, 3 — глоссарий.

 

Применение референтной модели, основанной на процессном подходе, в крупных корпоративных производственных структурах позволяет решить несколько важных задач:
1) Сформировать системный ландшафт деятельности с выделением основных и вспомогательных процессов, влияющих на достижение значимых бизнес-результатов.
2) Внедрить базовые правила декомпозиции процессов до уровня функций (операций, задач) конкретных исполнителей согласно модели жизненного цикла объекта управления.
3) Установить отношения процессов согласно концепции «внутренний заказчик — внутренний поставщик» и проводить мониторинг результативности процессных взаимосвязей.
4) Определить проблемы («узкие места») процессов и реализовать мероприятия по их устранению, в том числе с применением цифровых технологий.
5) Перейти к производственной архитектуре нового типа, где все объекты управления реального мира имеют цифровых двойников, объединенных в единую виртуальную семантическую сеть через их свойства (атрибуты) и результаты взаимодействия.

 

В условиях цифровизации к производству предъявляется ряд противоречивых требований. С одной стороны, важны низкие затраты и высокая гибкость производства, а с другой стороны — необходимо сокращать жизненный цикл продукта. Поэтому требуется гораздо более высокая гибкость производства. Все эти вопросы решаются на разных этапах цифровой трансформации производства, представленной в виде пирамиды (рис. 5). По практике цифровой трансформации концерна Bosch задачи решались двумя путями: тактическим (1) и стратегическим (2) — в рамках концепции бережливого производства как ориентированного на операционную эффективность, что смыкается с цифровизацией в своих целях.

 

Рис. 5. Этапы цифровой трансформации (на примере концерна Bosch) [10]

Рис. 5. Этапы цифровой трансформации (на примере концерна Bosch) [10]

 


1-й этап: Bottom-Up, или пилотный подход. Цель — погружение в среду и фокус на достижение локальных результатов. На цеховом уровне рассматривается тот или иной кейс, где внедрение апробированной технологии должно привести к повышению эффективности использования средств производства, проводится идентификация потенциала и возможностей. Далее изучается масштабируемость и оценки по релевантному KPI, определяются подходящие зоны для внедрения пилотов.

 

2-й этап: Top-Down, или общая картина и видение. Цель — структурирование и формирование внутренних стандартов. Разрабатывается концепция развертывания i4.0, проходит стратегический выбор фокусных применений. Стратегия предполагает достаточно детальный аудит производственных систем, выработку стратегии внедрения с ключевыми KPI, анализ готовности и цифровой зрелости, уровня внедрения бережливого производства, IT-среды и подготовленности персонала. После всех настроек происходит развертывание и широкое внедрение апробированных решений для достижения синергетического эффекта [10].

 

Реферетные модели в той или иной форме синтезированы и кодифицированы в современных IT-системах, которые определяют типовую структуру связей и алгоритмы взаимодействия данных для решения специализированных прикладных задач [11]. Именно поэтому IT-наработки синтезируют накопленные знания в определенной прикладной сфере для последующего их тиражирования в промышленной практике через программный продукт. При этом важно упрощать тезаурус описываемой прикладной области, что реализуется компактизацией структуры объекта. Так, предлагается для регламентации цифровой трансформации промышленных предприятий следующим образом описать структуру современного цифрового производства. Последнее базируется на трех компонентах информационно-технологической среды предприятия:
1. SOFT-коммуникации. Тотальная BPM-EAM-ERP-PLM–MES-MDC-информатизация и сетевой дистанционный обмен данными (электронные модели изделий и процессов их производства, испытаний, сервиса и ремонта, электронный документооборот, промышленный интернет вещей IIoT, интероперабельность).
2. HARD-цифровизация инженерной инфраструктуры, технических средств и предметов производства (киберфизические системы, сенсорика, удаленный мониторинг состояний, инструменты дополненной реальности, QR-кодирование и маркировка).
3. INTELLECTUAL-предиктивный контроллинг производства (большие данные, прогностическая аналитика, машинное обучение, искусственный интеллект, автоматизированные системы поддержки принятия решений (АСППР).

 

Предложенный вариант структурирования цифрового производства, подлежащего организации на высокотехнологичном предприятии, позволяет инжиниринговым компаниям сформировать клиентоориентированную программу цифровой трансформации для конкретного предприятия с учетом особенностей его производственной инфраструктуры и продуктовой специфики и на этой основе управлять цифровой зрелостью предприятия (рис. 6).

 

Рис. 6. Концептуальная схема управления цифровой зрелостью предприятия [12]

Рис. 6. Концептуальная схема управления цифровой зрелостью предприятия [12]
 


Апробация референтных регламентов цифровой трансформации промышленных предприятий позволяет в дальнейшем перейти к полноценной стандартизации цифрового производства в России.

 


Литература

  1. Макаров В. М., Лукина С. В. Цифровое производство в условиях многоукладности промышленности // РИТМ машиностроения. 2018. № 10. С. 20–24.
  2. Плотников В. А. Цифровизация производства: теоретическая сущность и перспективы развития в российской экономике. https://cyberleninka.ru/article/n/tsifrovizatsiya-proizvodstva-teoretich...
  3. Индустрия 4.0 — реализация цифровой трансформации производств. https://www.secuteck.ru/articles/industriya-4–0-realizaciya-cifrovoj-transformacii-proizvodstv
  4. https://www.rvc.ru/press-service/news/company/153200/
  5. http://www.rgtr.ru/press-tsentr/789
  6. Туровец Ю. В., Вишневский К. О. Стандартизация цифрового производства: возможности для России и ЕАЭС // Бизнес-информатика. 2019. Т. 13. № 3. С. 78–96.
  7. https://www.kom-dir.ru/article/922-referentnaya-model
  8. German Standardization Roadmap Industrie 4.0. Version 3. / DIN, 2018. https://www.din.de/blob/65354/572 18767bd6da1927b181b9f2a0d5b39/roadmap-i4–0-e-data.pdf
  9. https://zen.yandex.ru/media/id/5c3f5d30bf238900a9aaa453/scormodel-refere...
  10. https://www.secuteck.ru/articles/industriya-4–0-realizaciya-cifrovoj-transformacii-proizvodstv
  11. Макаров В. М. Проблемы синтеза бизнес-архитектуры промышленных предприятий // Главный механик. 2017. № 9. С. 8–12.
  12. Гилева Т. А. Цифровая зрелость предприятия: методы оценки и управления. Вulletin USPTU. Science, еducation, еconomy. Series еconomy. № 1 (27), 2019. С. 43–52.

 

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 9-2020


 

 

Внимание!
Принимаем к размещению новости, статьи
или пресс-релизы с ссылками и изображениями.
ritm@gardesmash.com

 

Реклама наших партнеров