Задачи управления промышленными объектами через создание цифрового двойника предприятия

Модернизация производства — это комплексное, частичное или полное обновление систем или оснащения на предприятии. Данный процесс влечет за собой целый ряд мероприятий, среди которых большую часть занимает тщательный анализ и сбор информации.
В данной статье предлагается затронуть тему цифровых двойников[1] предприятий и их реализацию в виде набора цифровых информационных моделей.
В последние годы эта тема становится все более востребованной и острой. Среди причин такого повышенного интереса можно отметить:
- объявление национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации»;
- выполнение задач цифровизации строительной отрасли (раздел «Цифровизация строительной отрасли» в проекте «Стратегии развития строительной отрасли до 2030 года»[2]);
- рост применения технологий информационного моделирования;
- появление на рынке труда молодых специалистов, владеющих инструментом.
Все чаще владельцы предприятий и представители государственных структур обращают внимание на новые технологии применительно к своим задачам, в том числе и при решении вопросов модернизации. Ни для кого не секрет, что основная масса предприятий построена в прошлом веке и не соответствует современным требованиям. И, следовательно, чтобы вывести оных в список лидеров мирового технологического процесса и наилучших доступных технологий, необходима их модернизация. Это задача стратегического уровня. Политическая и экономическая обстановка, связанная с санкциями, пандемией и рядом других причин, только обострила эту необходимость.
Что же может позволить решить задачу цифровизации строительной отрасли в промышленном кластере? И почему именно о нем стоит говорить?
В России, на первый взгляд, есть все предпосылки для резкого роста и развития новых подходов к управлению через создание цифровых двойников: на правительственном уровне приняты или принимаются необходимые решения, говорящие об особом статусе задач цифровизации в строительной отрасли; в проектных организациях строительной отрасли полным ходом идет освоение технологий информационного моделирования; высшие учебные заведения меняют свои программы с учетом государственного заказа и общемировыми тенденциями; инвесторы и заказчики наконец-то научились не только выговаривать, но и понимать основной смысл и назначение технологий информационного моделирования (BIM-технологий). И надо отметить, что Россия быстро наверстывает разрыв в этом направлении.
Основные усилия по внедрению технологий информационного моделирования сейчас направлены на рынок жилищного строительства и госзаказ объектов социальной направленности. Однако даже рынок жилищного строительства не выдает ожидаемых результатов, если говорить о полном жизненном цикле объектов капитального строительства. И связано это в первую очередь с разрывом интересов игроков — инвестор (заказчик), как правило, не участвует в дальнейшей эксплуатации произведенной продукции, будь то жилые дома, школы, поликлиники или административные здания. И, как следствие, управляющие компании или комитеты городских структур, которым в дальнейшем предстоит эксплуатация этих объектов, имеют или мизерное представление о BIM и собственной вовлеченности в процесс цифровизации, или не имеют его вовсе.
И все-таки нельзя утверждать, что цифровые двойники в жилищном комплексе на территории России отсутствуют. Такие примеры есть, и связаны они только с крупными частными застройщиками, осваивающими территорию Москвы. Например, PSN Group (ТОП-5 девелопер Москвы по результатам 2016 года) была внедрена Единая система мониторинга, управления и аналитики для сети жилых комплексов (используются модели зданий), которая находится в промышленной эксплуатации, но по-прежнему постоянно развивается: происходит подключение новых жилых комплексов, разрабатываются новые модули, связанные с предикативным анализом работы оборудования, формируются планы развития[3]. Это скорее исключительный случай.
Другое дело — промышленные объекты. Любое предприятие проходит полный жизненный цикл от появления идеи до демонтажа, сохраняя интерес своего заказчика — управленца. И вот тут-то можно и должно в полной мере почувствовать преимущества применения технологий информационного моделирования в качестве создания цифрового двойника промышленного объекта.
Современный мир предлагает для решения таких задач множество технологий, концепций и инструментов: PLM/PDM, BigData (Большие данные), IIoT[4] (Промышленный интернет вещей), Cloud Computing (Облачные вычисления), GIS (Геоинформационные системы), BIM/openBIM и другие. Все это может быть востребовано при решении множества задач управления объектами предприятия, одной из которых является модернизация. Например, создание цифрового двойника путем формирования цифровых информационных моделей производственных цехов поможет собрать данные о состоянии оборудования, об основных и оборотных средствах, а также о производственных процессах и проанализировать их с помощью специализированных систем.
Модернизация предприятия без снижения объемов производства и, тем более, без его остановки — это задача, которая под силу современным технологиям. Кто-то может возразить, что такие задачи решались и прежде. Решались, но сейчас главный фактор — это время.
Несколько лет назад шли постоянные обсуждения отсутствия стандартов по технологиям информационного моделирования, а сейчас уже речь идет о более глубокой их проработке и применимости к особенностям российского рынка.
Если еще десять лет назад разворачивались целые баталии на тему отсутствия интеграции при применении программного обеспечения разных вендоров, то сейчас и этот вопрос начинает уходить в прошлое. Разработчики программного обеспечения становятся более открытыми друг другу, понимая, что не могут покрыть весь спектр решаемых в строительной отрасли задач. В качестве стандарта обмена и управления данными об объектах строительства в Российской Федерации принят формат IFC (Industry Foundation Classes — формат данных с открытой спецификацией)[5].
Так что же препятствует появлению цифрового двойника предприятия и его участия в вопросах модернизации и, возможно, в дальнейшем в задачах управления активами?
Ответ простой — желание заказчика, его умение идти к поставленной цели и добиваться ее, так как этот процесс невозможно решить в укороченные сроки.
В 2019 году Роснефть запустила в опытно-промышленную эксплуатацию цифровой двойник своего месторождения в Башкирии — проект «Цифровое месторождение»[6], выстраивая тем самым интегральную цепочку нового типа, включающую в себя «цифровое месторождение», «цифровой завод» и «цифровую АЗС». Разработка и запуск проекта «Цифровое месторождение» осуществляется в рамках стратегии «Роснефть-2022», предусматривающей переход на качественно новый уровень управления бизнес-процессами, повышение надежности и экономичности производства, сокращение потерь. Хоть в приведенном примере есть упоминание о «цифровом заводе», но все же выполненная работа относится к управлению производственными процессами, а не промышленными объектами недвижимости.
А вот другой пример. Как сообщается на сайте компании «Газпром нефть»[7] от 27 октября 2020 года, «Газпром нефть» получила патент на собственную цифровую разработку — Систему управления инженерными данными (СУПРИД). Система формирует электронные модели производственных установок — цифровые двойники, включающие в себя инженерно-техническую документацию и 3D-модель объектов. Сейчас СУПРИД охватывает Московский и Омский НПЗ «Газпром нефти», позволяя на 20% сократить временные затраты на выполнение регламентных мероприятий по эксплуатации, ремонту и обслуживанию. Экономический эффект от внедрения системы на нефтеперерабатывающих заводах компании оценивается более чем в 700 млн рублей в год.
Итак, видно, что процесс создания цифровых двойников предприятий уже начал свое движение по территории России, и хочется верить в появление новой технологии, которая с каждым годом будет все более востребованной и совершенной. Однако, прикоснувшись к цифровым двойникам в жизни, понимаем, что пока это или попытка перевести привычный процесс проектирования на новый уровень, или подтягивание моделей зданий без информационной части к своим системам автоматизации, или же моделирование без учета всех последующих задач использования цифровых информационных моделей: эксплуатация, модернизация, управление активами и так далее.
В массе случаев появляющихся на свет цифровых двойников видно, что отсутствует главное — требования заказчика, которые зафиксированы в виде документов и будут неукоснительно выполняться исполнителями; что зачастую исполнители живут интересами, очерченными рамками своих договоров и получением вознаграждения за свой труд, без желания понять, что за каждым этапом жизненного цикла объекта до момента его ликвидации идет следующий этап со своими задачами, использующими результаты предыдущего этапа, и что несогласованный переход от одного этапа к другому может привести к большим финансовым издержкам. А ведь технологии информационного моделирования предназначены для наименее рискового прохождения объекта капитального строительства по всему жизненному циклу. Но для этого надо просто правильно организовать работу. Это значит, что впереди предстоит много интересной работы.
Компания ООО «Бюро ЕСГ» — это системный интегратор, который принимает активное участие в проработке правильного подхода к созданию цифровых двойников промышленных объектов. Нашими клиентами являются крупные промышленные компании в нефтегазовой, сталелитейной, судостроительной и других отраслях. «Бюро ЕСГ» имеет многолетний опыт по внедрению технологий информационного моделирования, применению технологий лазерного сканирования, созданию систем управления инженерными/проектными данными, использованию геоинформационных систем и их интеграции с цифровыми информационными моделями. Наша компания предоставляет полный комплекс услуг по разработке технологии создания цифрового двойника предприятия с учетом его последующего использования.
За последние годы специалистами ООО «Бюро ЕСГ»[8] выполнены и продолжают выполняться работы по созданию цифровых двойников как на основе лазерного сканирования, так и с использованием проектной, рабочей и исполнительной документации. ООО «Бюро ЕСГ» принимает активное участие при разработке требований заказчиков к цифровым информационным моделям в различных отраслях промышленности[9], в том числе для ПАО «Газпром нефть», а также в разработке методик создания цифровых информационных моделей с применением программного обеспечения разных разработчиков.
ООО «Бюро ЕСГ» принимает участие в пилотных проектах по разработке импортозамещающих систем управления инженерными данными и их интеграции с цифровым двойником предприятия. Группой специалистов ООО «Бюро ЕСГ» по геоинформационным системам реализован ряд проектов по созданию электронного генплана, а также интеграции BIM и 3D-ГИС.
[1] Цифровой двойник (англ. Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса. Концепция «цифрового двойника» является частью четвертой промышленной революции и призвана помочь предприятиям быстрее обнаруживать физические проблемы, точнее предсказывать их результаты и производить более качественные продукты. Википедия.
[2] https://nopriz.ru/upload/iblock/892/TSifrovizatsiya-stroitelnoy-otrasli-dlya-Strategii.pdf
[3] Информация получена с интернет-ресурса https://hmps-business.ru/portfolio/sistema-monitoringa-upravleniya-i-analitiki-dlya-psn-group.html
[4] Промы́шленный интерне́т веще́й (англ. Industrial Internet of Things, IIoT) — это система объединенных компьютерных сетей и подключенных к ним промышленных (производственных) объектов со встроенными датчиками и программным обеспечением для сбора и обмена данными с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека. Применение Интернета вещей в промышленности создает новые возможности для развития производства и решает ряд важнейших задач: повышение производительности оборудования, снижение материальных и энергетических затрат, повышение качества, оптимизация и улучшение условий труда сотрудников компании, рост рентабельности производства и конкурентоспособности на мировом рынке. Википедия.
[5] ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018 Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства.
[6] Более полную информацию можно получить на сайте Роснефть (https://www.rosneft.ru/press/news/item/195043/).
[7] «Газпром нефть» защитила патентом собственную систему управления инженерными данными
[8] Более подробно об опыте компании ООО «Бюро ЕСГ» и предоставляемых услугах можно узнать на сайте http://esg.spb.ru
[9] Автор статьи в период работы в СПб ГАУ ЦГЭ (Центр государственной экспертизы Санкт-Петербурга) сформулировала требования к цифровым информационным моделям, представляемым для проведения экспертизы в Санкт-Петербурге (https://www.spbexp.ru/docs/podgotovka-informatsionnykh-modeley-bim/), которые уже успешно применяются и продолжают развиваться.
Оценить по достоинству

В России растет число организаций, занимающихся оценкой стоимости коммерческой и жилой недвижимости. Из-за большого количества игроков на рынке цена услуг снижается до демпинга.
Оценкой стоимости недвижимости занимается множество различных компаний. Это и консалтеры, и риелторы, и юридические организации. Только в Петербурге таких несколько сотен. По России – около 5 тыс., и число их растет.
Деятельность этих организаций и специалистов-оценщиков регулируется принятым в 1998 году Законом №135-ФЗ «Об оценочной деятельности в РФ». Как считают игроки рынка, на текущий момент документ особо не устарел. В частности, он достаточно жестко регламентирует оценку государственной собственности и акционерных обществ.
Для дома и бизнеса
Руководитель направления «Оценка» Объединенной Консалтинговой Группы Лев Кондратьев отмечает, что сейчас помощь оценщиков необходима во многих случаях. В частности, при покупке недвижимости в ипотеку, оформлении ее в собственность, вступлении в наследство, оспаривании кадастровой стоимости помещений или земельного участка. Также оценка понадобится при разделе имущества, вступлении в банкротство, страховых случаях и т. п.
«На основе документов на недвижимость, осмотра и самостоятельно собранной информации оценщик производит расчеты и устанавливает итоговую стоимость. Клиент получает подробный отчет, готовый к предоставлению в банк, нотариусу, в страховую компанию или в суд», – рассказывает он.
По словам Льва Кондратьева, сам оценщик недвижимости, согласно действующему законодательству, должен иметь высшее образование в области оценки или диплом о профессиональной переподготовке на оценщика, квалификационный аттестат по направлению «Оценка недвижимости», состоять в одной из СРО оценщиков, а также иметь полис страхования ответственности на сумму не менее 300 тыс. рублей.
Очень часто оценка стоимости коммерческой недвижимости необходима при сдаче ее в аренду. По словам руководителя службы маркетинга и связей с общественностью ГК Aktivo Полины Лысенко, такое исследование позволяет выявить уязвимые места арендодателя, реальные причины снижения рентабельности его бизнеса и спрогнозировать доход не интуитивно, а исходя из фактического положения дел. В том числе ориентируясь на существующие ограничения на рынке, состояние объекта и потребительский спрос.
В целом, при расчете стоимости жилой недвижимости основным считается сравнительный метод оценки. То есть специалисты ориентируются на цены на аналогичный тип жилья, учитывая его класс, локацию и т. д. Коммерческие объекты оценивают по доходному методу. Он учитывает параметры, связанные с тем, сколько такая недвижимость может принести средств собственнику при продаже. Затратный метод оценки считается основным при покупке земельного участка. При нем учитываются приблизительные затраты потенциального собственника земли на строительство на ней каких-либо объектов.
Ниже себестоимости
По словам экспертов, стоимость услуг по проведению оценки недвижимости за последние годы существенно не выросла. Сдерживает увеличение цен высокая конкуренция на рынке. Некоторые оценочные организации иногда прибегают и к демпингу.
Как отмечает председатель Комитета по мониторингу, аналитике и оценке объектов недвижимости Ассоциации риэлторов СПб и ЛО Андрей Васильев, цены на услуги по оценке зависят от многих факторов. Дешевле всего стоит оценка типовых квартир, иногда ее стоимость легко укладывается в Петербурге в 3 тыс. рублей. Оценка земельного участка для купли-продажи обойдется клиенту в среднем в 20 тыс. рублей, но может превышать 50 и даже 100 тыс. Если услуга нужна для судебных разбирательств, то ее стоимость может быть в разы выше из-за более высокой ответственности.
«В каждом регионе свои требования, свои особенности, цена формируется рынком. Нет никаких установленных правил. Есть примерные тарифы, на которых базируются оценщики. К сожалению, также существуют случаи демпинга цен, иногда оценку могут провести и ниже себестоимости. Обычно в такой ситуации бывают скрытые мотивы, которые нередко выходят за рамки закона. Кроме того, заказчику часто надо сделать быстро и дешево, в таких случаях на профессионализм иногда даже не смотрят. Чтобы подобрать качественного эксперта, можно ориентироваться на профессиональные рейтинги оценочных организаций. Все, кто есть в них, как правило, работают эффективно и честно», – говорит Андрей Васильев.
Мнение
Лев Кондратьев, Руководитель направления «Оценка» «Объединенной Консалтинговой Группы»:
– При выборе специалиста важно обращать внимание на его стаж, количество выполненных им отчетов об оценке, пройденных курсов повышения квалификации, квалификационных аттестатов по смежным направлениям и, главное, на репутацию. Эту информацию легко найти на сайте СРО, в которой состоит оценщик.
Трудности перехода или государственный лифтинг

На прошедшей в Санкт-Петербурге встрече профессионалов лифтового хозяйства среди ряда актуальных вопросов обсуждалась и тема перехода на государственное регулирование.
С каждым годом, казалось бы, их – актуальных вопросов – должно становиться все меньше, ведь работа по решению лифтовых проблем ведется на всех уровнях: от министерств до специализированных организаций на местах. Но на встрече профессионалы нашли много тем для обсуждения.
Историческая шахта
Напомним, лифтовой комплекс в нашей стране был образован 70 лет назад, но в отдельную отрасль лифтовики так и не выделились. Может быть, этому мешала постоянная смена подхода к данному сегменту.
До 1990-х годов лифтовой отраслью в условиях плановой экономики руководило государство. Затем в условиях рынка в комплекс пришло саморегулирование, и сегодня вновь стоит вопрос о переходе лифтовиков под контроль госорганов.
Но отметим, что саморегулирование в сегменте останется, ведь осуществлять производство, монтаж и обслуживание около 440 тыс. лифтов, 2,3 тыс. подъемных платформ и почти 7 тыс. эскалаторов и пассажирских конвейеров, расположенных по всей России, должны профессионалы.
На двух стульях
Лифтовики одновременно осуществляют как строительно-монтажные работы (монтаж, пуско-наладку), так и эксплуатацию оборудования (обслуживание, ремонт, модернизацию). Большая часть жизненного цикла лифта, безусловно, приходится на его эксплуатацию. Госорганы и профессиональное сообщество вместе разрабатывают регламенты, нормативы, правила и пр., но с контролем исполнения не все гладко.
Напомним, когда несколько лет Ростехнадзор был исключен из системной работы по надзору за лифтами, казалось, что саморегулирование позволит выйти на новый уровень. На практике этого не произошло – прежде всего в сфере эксплуатации. С другой стороны, строительно-монтажные работы дали возможность саморегулированию войти в лифтовой комплекс.
Однако по данному вопросу у самих лифтовиков нет четко сформулированной единой позиции. Одни говорят, что работы по монтажу и наладке влияют на безопасное использование вертикального транспорта, другие считают, что данные виды работ не являются потенциально опасными и не сказываются на безопасности.
При этом стоит отметить, что обе стороны имеют свою аргументацию.
«Малыми лифтовыми формами пользуются особые категории граждан, и несмотря на так называемую "малость", это оборудование – опасный объект! А значит, и требования по безопасности к нему, прописанные довольно подробно в ТРТС "О безопасности машин и оборудования" и ГОСТ Р 55555-2013, а также в Постановлении Правительства РФ №743 от 24 июня 2017 года, должны исполняться неукоснительно», – убежден президент НЛС Виктор Тишин.
В связи с этим он предлагает проработать вопрос о направлении предложения в Ростехнадзор и инициировать проведение ревизионных проверок эксплуатирующихся сегодня в России подъемных платформ для инвалидов и маломобильных групп населения на предмет их безопасности.
Кадровый вопрос
В цифровую эпоху формы работы меняются стремительно. Участники мероприятия отметили, что еще вчера после монтажа лифта необходимо было явиться с комплектом бумажных документов и подать лично все данные в соответствующий отдел, а все лифты заносились в списки Ростехнадзора чуть ли не вручную. Сегодня же работает единый общероссийский реестр введенных в эксплуатацию лифтов, декларации подаются исключительно электронным способом
Генеральный директор РЛК «Федерация лифтовых предприятий» Сергей Прокофьев не только рассказал об основных вехах работы над профессиональными стандартами в лифтовой сфере, но и осветил вопрос актуальности аттестации специалистов-лифтовиков в Центрах оценки квалификации. «Аттестация сегодня – это не просто "буква закона", это реальная необходимость. Специалисты Ростехнадзора при приемке лифтов в эксплуатацию вправе требовать – и все чаще делают это – предоставления свидетельства об аттестации специалистов», – подчеркнул он.
«За те годы, что мы пытались саморегулироваться, в составе самого Ростехнадзора появилась кадровая брешь, а вновь в одночасье найти высококлассных специалистов невозможно. Сейчас профессиональный уровень инспекторов, к сожалению, ниже, чем хотелось бы», – считает генеральный директор ЗАО «Предприятие ПАРНАС» Эдуард Кайзер.
Отсутствие грамотных специалистов, влияющее на качество надзорной функции, создает сложности при возвращении лифтов под юрисдикцию Ростехнадзора. Участники рынка сходятся во мнении, что надзор за лифтами со стороны государства – это вполне правильная и работающая схема, но с одной оговоркой: если сам надзор качественный – строгий, без исключений, послаблений и привилегий.
Нюансы
Действительно, госрегулирование в определенных пропорциях полезно, но у лифтовиков есть тонкие грани, за которые, по мнению большинства участников встречи, этот метод переходить не должен.
В частности, оно не должно стать «диктаторским кнутом», иначе это может серьезно грозить развитию малого и среднего бизнеса в сегменте и уничтожению здоровой конкуренции.
Любые нововведения могут привести и к отрицательному результату: потере ценных участников рынка, уничтожению здоровой рыночной среды в лифтовой сфере, что непременно скажется на качестве оборудования, его обслуживании и, как следствие, на безопасности граждан.
«На мой взгляд, регулирующая роль государства – это в первую очередь порядок в самой производственной сфере лифтов, – подчеркнул Эдуард Кайзер. – Необходимо очистить рынок от некачественной небезопасной лифтовой продукции, и ведь все инструменты для этого есть. Сегодня предъявляются довольно высокие требования к безопасности лифтов, появился целый комплекс серьезных основополагающих принципиально обновленных норм и правил. Мы все к ним привыкаем, внедряем, обкатываем».
Как отмечалось на конференции, все новое поначалу может буксовать, ведь даже сами клиенты редко в состоянии разобраться, какие разрешения, допуски нужно спрашивать у лифтовика, чтобы быть уверенными в нем. Но неукоснительное исполнение каждой буквы ГОСТа, регламента, правил направлено на повышение уровня безопасности, надежности и комфорта лифтового сектора.
И прочее
Участники встречи обсуждали региональные новости и проблемы, а также низкие тарифы, утвержденные административно, недостаточное по меркам «старого лифтового фонда города» финансирование замены оборудования, непонимание со стороны строительного комплекса региона. Все эти вопросы насущные, ежедневные, требуют внимания и взвешенного подхода на всех уровнях. В том числе они, по мнению профессионалов сектора, отрицательно влияют на динамику развития в комплексе. Его за четыре года покинули по различным причинам около 700 компаний.
В сложившейся обстановке, а также в условиях достаточно жесткой и серьезной конкуренции вполне вероятно, что переход комплекса под государственное регулирование будет иметь положительный эффект, т. к. требования саморегулирования представляются даже избыточными и не каждый участник рынка может их выполнить.
А решить появляющиеся в ходе трудного перехода вопросы и представить новинки своей продукции лифтовики могут на уже зарекомендовавших себя с лучшей стороны профессиональных площадках – Международной выставке лифтов и подъемного оборудования Russian Elevator Week и ежегодной конференции-семинаре «Актуальные вопросы развития лифтовой отрасли и сферы вертикального транспорта»
Кстати
Конференция «Актуальные вопросы развития лифтовой отрасли и сферы вертикального транспорта» проводится НЛС (объединяющим 7 общественных и профессиональных организаций, включающих более 750 предприятий) совместно с Северо-Западным управлением Ростехнадзора
и ЗАО «Предприятие «Парнас».