В последнее время мы все чаще слышим о предприятиях нового типа, «предприятиях 4.0», цифровых предприятиях. Что под этим термином понимается, чем такое предприятие отличается от классического, традиционного, существующего в настоящий момент? Что это – модные слова? Новая красивая эффектная терминология? Или что-то, что несет промышленности, в том числе российской, революционные преобразования? Миф это или реальность не очень далекого будущего?
Авторская колонка.
Михаил ШЕХТМАН,
Председатель Совета директоров НПФ «Круг», г. Пенза
Цифровизация предприятия не является целью сама по себе, а, прежде всего, инструментом достижения очень амбициозных целей компании. Максимально честно сформулировать цели можно следующим образом:
- Полная прозрачность бизнеса в реальном времени для владельцев и топ-менеджеров, которые должны в любой момент времени и в любом месте иметь ответы на вопросы: что, где и как происходит в их бизнесе.
- Резкое увеличение производительности труда персонала. Например, выработка в гигакалориях на человека для ТЭЦ должна возрасти от 3 до 10 раз. Это кажется фантастикой, но реальные примеры мы уже видим (пока за рубежом). Надо честно сказать, что в результате произойдет существенное сокращение численности персонала (в данном примере до 10 раз). С другой стороны, практически любое предприятие давно столкнулось с острой нехваткой квалифицированного персонала. С учетом демографической ситуации решить эту проблему иначе чем через значительное увеличение производительности труда не представляется возможным. Заметим, что обсуждение проблемы трудоустройства высвобождаемого персонала находится за рамками данной статьи.
- Кардинальное сокращение эксплуатационных затрат. Для ряда производств реально достижимо сокращение непроизводительных потерь от 30 до 50%.
- Значительное снижение расходов на ремонт. Сегодня все соответствующие бизнес-процессы очень подвержены влиянию «человеческого фактора», а в цифровом предприятии оно сведено до минимума.
- Существенное повышение качества продукции и услуг – они должны поставляться точно в срок с минимальными отклонениями от договорных обязательств.
Отметим также, что в большинстве случаев цифровизация предприятия приводит к значительному, иногда кардинальному изменению самой бизнес-модели компании. Но бизнесовые аспекты цифровизации мы также оставляем за пределами этой статьи.
За счет чего могут быть достигнуты такие амбициозные, революционные цели? Выделим три основных фактора, обеспечивающих достижение указанных целей.
Во-первых, тотальная автоматизация предприятия начиная от оборудования и технологических процессов и заканчивая практически всеми бизнес-процессами. Если сейчас уровень комплексной автоматизации обычного предприятия редко достигает 10-20%, то для цифрового предприятия необходимо обеспечить уровень 80-90%. Именно это неизбежно приведёт к увеличению производительности труда и уменьшению зависимости от «человеческого фактора».
Во-вторых, интеллектуализация решений, принимаемых во всех бизнес-процессах. Решения становятся более «умными», интеллектуальными, лучшими из имеющихся возможностей. И, к тому же, они становятся более стабильными.
В-третьих, увеличение скорости принятия решений (причем оптимальных). Все решения на цифровом предприятии принимаются практически мгновенно, не приводя к привычным для нас сбоям, задержкам, ошибкам персонала, потерям и даже авариям.
Рис. 1. Структура предприятия и ее оцифровка
На рисунке 1 представлена укрупнённая структура активов предприятия, составленных из пяти условных слоев. Первый слой – земля, здания и сооружения, инфраструктурные объекты, транспорт. Второй слой – технологическое оборудование, основные и вспомогательные объекты, технологические схемы. Третий слой – технологические процессы, в результате которых и рождается конечная продукция. Четвертый слой – бизнес-процессы, которые упорядочивают все происходящее на предприятии. Наконец, пятый слой – персонал, организационная структура, плюс «база знаний», необходимая для производства (информация об оборудовании, процессах, стандарты, инструкции, нормативы и т.д.).
На внешнем контуре предприятие взаимодействует с контрагентами, от которых получает оборудование, энергетические, финансовые ресурсы, куда поставляет готовые товары и услуги.
Деятельность предприятия может сильно зависеть и от внешней среды, например, для генерирующей компании это погодные условия, существенно влияющие на выработку тепловой энергии. Предприятие не существует в безвоздушном пространстве, на его работу влияют различные регулирующие органы, выдающие предписания и создающие другие ограничения деятельности. Если предприятие входит в корпорацию, то с корпоративного уровня также осуществляется различного вида регулирование его деятельности.
Еще раз посмотрим на схему.
Философия цифрового предприятия предполагает, что все активы предприятия должны быть максимально оцифрованы, т.е. вся информация о них должна быть переведена в цифровую форму.
Получивший определенное распространение термин «цифровой двойник» достаточно хорошо отражает смысл, вкладываемый в понятие «оцифровка». Что это означает на практике?
Можно выделить семь ключевых свойств (аспектов), присущих цифровому предприятию.
Аспект №1 – глубокая интеграция информационных систем контрагентов и предприятия
Интеграция обеспечивает автоматизированный ввод всей необходимой предприятию информации от контрагентов. Предположим, поставляется насос. Сейчас вместе с ним поступает техническая и эксплуатационная документация в бумажном виде. Для предприятия 4.0 контрагент обязан будет поставить, кроме собственно насоса, три важнейшие вещи:
- Математическую модель насоса. При поставке она будет легко и «бесшовно» интегрирована с математическими моделями другого технологического оборудования, и вместе они создадут модель технологического процесса в целом. И далее эту модель можно будет использовать для задач оптимального управления, прогнозирования и т.д.
- Информационную модель насоса, т.е. подробную информацию обо всех комплектующих и материалах оборудования – срок службы, характеристики. Эта информация должна автоматически поступать в ту часть цифровой системы, которая отвечает, например, за автоматизацию процессов технологического обслуживания и ремонтов (ТОиР).
- 3D-модель насоса в заранее согласованном формате. Она будет бесшовно интегрирована в общую систему автоматического проектирования на предприятии и в систему BIM. Радует то, что у нас уже есть производители, предоставляющие пользователям такой цифровой компонент.
Модуль глубокой интеграции информационной IT-системы предприятия с IT-системами поставщиков, контрагентов – это отличительный признак цифрового предприятия, значительно улучшающий уровень автоматизации и увеличивающий производительность труда персонала, на порядки сокращающий необходимость ввода данных в IT-систему.
Аспект №2 – централизация автоматизированных функций
Если компания состоит из крупных производств или это холдинговая структура, то необходимо обеспечить централизацию основных модулей IT-системы на максимально высоком уровне управления. Например, не надо устанавливать модули ведения отчетов или историй в каждом цехе или даже на каждом предприятии холдинга, это должно быть сделано на верхнем уровне в виде глобального централизованного хранилища (своего рода корпоративного облака). Это приведёт к повышению качества принимаемых решений, сокращению персонала, и, главное, к значительному уменьшению совокупной стоимости владения IT-инфраструктурой.
Аспект №3 – полная прослеживаемость
Этот аспект цифрового предприятия относится к таким активам как оборудование, транспорт, персонал. Где сейчас находится та или иная единица оборудования, запасные части, инструменты, каждый человек – на цифровом предприятии ответ всегда известен. Такая информация автоматически поступает из систем трекинга в геоинформационную систему, в BIM-систему (электронную модель здания).
В результате получаем значительное снижение затрат на эксплуатацию и ремонт, уменьшение складских запасов, прозрачность бизнес-процессов.
Аспект №4 – «умный советчик»,
который работает в режиме 24/7. Он базируется на технологиях дополненной реальности (AR). На цифровые очки оператору, слесарю, механику выводится важная ему в данный момент времени информация о текущей задаче – куда идти и что делать, различного рода инструкции и подсказки.
Реализация этих функций ведет к существенному снижению аварийности и ущерба от аварий и ликвидации их последствий. Дополнительно обеспечивается улучшение качества продукции и услуг, увеличение производительности при эксплуатации и ремонте.
Аспект №5 – «От хранения информации к накоплению знаний»
Big data – сверхбольшие архивы, история всех процессов компании и всех связанных событий. «Большие данные» – это не только хранение информации, но и их глубокая математическая обработка, аналитика огромных архивов статистических данных. В результате обработки выявляются взаимосвязи между различными компонентами производственных и бизнес-процессов, причем как те, которые очевидны, так и другие, выявить которые традиционными методами обработки достаточно трудно. Более того, появляется возможность перехода от контроля и наблюдения к прогнозированию событий.
Аспект №6 «От управления на основе опыта к управлению на основе знаний»
Технологии искусственного интеллекта (AI) все больше входят в нашу жизнь, и мы не всегда это замечаем. Их проникновение в производство – один из ключевых, хотя пока и самый отдаленный аспект цифровой компании будущего. Они будут встроены во все технологические и бизнес-процессы предприятия. Результатом станут увеличение производительности, снижение аварийности, снижение издержек.
Рис. 2. От управления на основе опыта к управлению на основе знаний
Аспект №7 «Информационная платформа – фундамент цифровой компании»
Чтобы все перечисленные выше свойства цифровой компании работали как единое целое, необходим некий общий «фундамент», или, другими словами, информационная платформа, на которой и строится IT-система управления компанией. Это и универсальная система классификации и кодирования всех элементов и компонентов предприятия, и корпоративный стандарт хранения всех типов данных, и протоколы обмена для всех уровней управления и др.
Наличие единой корпоративной прозрачной универсальной информационной платформы приводит к существенному уменьшению совокупной стоимости IT-активов, сокращению сроков внесения изменений, модификаций, развертывания нового функционала в масштабе как отдельных частей компании, так и всего предприятия в целом.
В контексте этой статьи мы часто упоминаем термины IT-система, IT-инфраструктура. В предприятии 4.0 это не дополнительная сервисная структура, она становится главной, связывающей в единое целое все компоненты управления предприятием.
Так все же, Компания 4.0 – это фантастика или реальность?
Как перейти от существующего предприятия с его проблемами и ограничениями к такому предприятию будущего? С чего надо начинать? Можно ли выделить этапы в большой дорожной карте? Да, это возможно, достаточно понятен поэтапный путь перехода из состояния «как есть сегодня» к предприятию 4.0. Но это тема отдельной статьи.
Другие авторские колонки Михаила Шехтмана:
Михаил Шехтман. Система учета энергоресурсов: как сделать систему мечты
Михаил Шехтман. Цифровизируй это: о чем не сказано в Методике цифровизации госкорпораций
