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.
Устранить ошибку
По мнению экспертов, количество судебных дел, связанных с оспариванием кадастровой стоимости объектов недвижимости, в ближайшие годы будут расти.
В Санкт-Петербурге в 2020 году пройдет очередная кадастровая оценка объектов недвижимости, расположенных на территории города. Специалисты определят стоимость земельных участков, зданий, помещений, объектов незавершенного строительства и т. д. В Ленобласти кадастровую переоценку земельных участков завершат в этом году. В соответствии с полученными результатами в 2020 году для собственников будет скорректирован земельный налог.
Кадастровая переоценка в регионах проводится в связи с изменением федерального законодательства, в том числе принятием в прошлом году новой редакции Федерального закона «О государственной кадастровой оценке». По словам экспертов, несколько изменилась и формула расчета, в связи с чем кадастровая стоимость объектов недвижимости может вырасти. Это означает, что в ближайшие несколько лет можно ожидать всплеска судебных разбирательств по ее оспариванию. У юридических и физических лиц есть возможность урегулировать спор и в досудебном порядке, обратившись в межведомственную комиссию.
Внимание к экспертам
Начальник отдела определения кадастровой стоимости Кадастровой палаты по Ленобласти Денис Шереметьев поясняет, что для оспаривания кадастровой стоимости необходимо определить рыночную (реальную) стоимость объекта недвижимости, далее – сделать экспертное заключение. Оценка не будет иметь силы, если ее не проведет сертифицированный оценщик, член саморегулируемой организации. Именно он дает экспертное заключение.
«К заявлению о пересмотре результатов определения кадастровой стоимости требуется приложить выписку из реестра недвижимости о кадастровой стоимости объекта недвижимости, нотариально заверенную копию правоустанавливающего или правоудостоверяющего документа на объект недвижимости, а также документы, подтверждающие основания для пересмотра. При этом, если основанием послужило установление в отношении объекта его рыночной стоимости, отчет независимого оценщика требуется представить как в бумажном, так и в электронном виде», – отмечает он.
Юрист направления «Налоги и право» ГК SRG Михаил Прихожан говорит, что, к сожалению, многие коммерческие оценщики, стремясь получить большую прибыль, не уделяют внимание качеству отчетов. Недостатки такого подхода выявляются уже в суде. «Для обоснованности отчетов назначается судебная экспертиза. Как правило, в итоге выявляются все недостатки отчета – и нередко получается так, что заметного снижения кадастровой стоимости на основании такого документа добиться нереально. Однако заказчик в любом случае должен будет заплатить судебному эксперту и оценщику за такой отчет. Механизма ответственности юриста и оценщика за подготовку отчетов, а также совершение некомпетентных действий законодательство не предусматривает», – сообщил он.
Сейчас, добавил Михаил Прихожан, в практике оспаривания оценки сложилась устойчивая тенденция по исключению налога на добавленную стоимость при оспаривании кадастровой стоимости объектов. Сегодня суды и судебные эксперты уже без каких-либо сомнений принимают такую позицию. Однако сложность возникает в том, чтобы доказать, что налог содержится в рыночной стоимости объекта, определенной экспертом.
Полезные новшества
Генеральный директор компании «КБК Проект» Василий Костин отмечает, что в сфере кадастра сейчас изменения происходят достаточно активно. В частности, в июне были приняты вступающие в силу осенью законодательные поправки, которые позволят владельцам земли, в рамках проведения комплексных кадастровых работ, регистрировать ее излишки.
По его словам, данное новшество особенно выгодно застройщикам, у которых подписаны инвестконтракты с органами власти. «Считаю, что это положительным образом скажется на инвестиционном климате и взаимодействии государства с бизнесом. Кроме того, новые поправки упрощают процедуру выполнения комплексных кадастровых работ», – говорит эксперт. Например, исключается требование о подготовке проекта межевания территории.
«В целом, вступивший в силу в 2018 году новый закон о государственной кадастровой оценке высветил несколько проблем, с которыми участникам рынка (а я говорю с позиции застройщика) приходится сталкиваться. Это кадастровая оценка и кадастровый учет. И если в первом случае все более-менее понятно, то во втором – затягивание сроков оформления поданных документов (как правило, технических планов) в регистрирующий орган. Решение проблемы – это более четкая регламентация всех процедур и постоянный диалог государственных органов со строителями», – подчеркивает Василий Костин.
Мнение
Михаил Голубев, генеральный директор ЗАО «Северо-Западная Строительная Корпорация», член «Клуба лидеров по продвижению инициатив бизнеса»:
– Одна из проблем кадастровой оценки связана с оформлением собственности на ИЖС в связи с Законом № 340-ФЗ от 03.08.2018. С момента принятия закона и до сих пор нет документов, регламентирующих действия администраций районов с уведомлениями о планируемом строительстве и об окончании возведения объекта ИЖС. В результате администрация района Петербурга, где мы планируем реализовать проект, отказывает в рассмотрении уведомлений, ссылаясь на Положение об администрации района № 1098 от 19.12.2017. При этом также нет возможности постановки на кадастровый учет и регистрации права собственности даже на те объекты, разрешение на строительство которых было получено до принятия закона. Управление Росреестра по Петербургу в такой ситуации направляет в райадминистрацию за получением уведомления о соответствии построенного объекта выданному разрешению. Последняя, в свою очередь, говорит, что рассмотрение уведомления об окончании строительства ИЖС не входит в их компетенцию. Получается замкнутый круг, который фактически привел к остановке процесса малоэтажной застройки и оформления собственности почти на год.
Металлический застой
Рынок производства и потребления металлопроката продолжает находиться в застое. Сдерживает его рост и снижение активности в строительной отрасли.
По данным Росстата, по итогам первого полугодия 2019 года, рынок производства металлов и металлопродукции вырос на 0,2% в сравнении с аналогичным периодом 2018-го. В разрезе по сегментам такой же подъем производства продемонстрировал готовый прокат, выросший до 30,8 млн т. Трубная продукция ушла в минус. Было произведено 6,1 млн т труб, пустотелых профилей и стальных фитингов, что на 1,2% меньше показателя за тот же период прошлого года.
Влияние стройки
Ситуацию с производством и потреблением в России металлов нельзя охарактеризовать иначе как словосочетанием «неопределенность продолжается», считает промышленный эксперт Леонид Хазанов. Несущественный рост производства можно отнести к арифметической погрешности. Влияние на металлургию оказывает и строительная отрасль, с которой не все однозначно. В частности, отмечает эксперт, в коммерческом и промышленном строительстве наблюдается явная стагнация, которая сохранится и дальше. Возможно, несколько лучше ситуация в инфраструктурных проектах. Так, в столице прокладывается Большое кольцо метрополитена и планируется сооружение Юго-Восточной хорды, и в целом по России идет строительство новых и обновление действующих дорог и мостов.
«Отдельные отечественные металлопроизводители заявляют о расширении продаж на российском рынке, однако надо принять во внимание, что в их показателях может учитываться реализация в пользу собственных сбытовых структур, располагающих складами, где они могут хранить приличное количество металла довольно долгое время. Цены же на прокат сейчас находятся на более высоких уровнях по сравнению с летом 2018 года, но это явно не свидетельство сильного спроса. Речь идет о попытке обеспечить минимальный уровень рентабельности бизнеса за счет потребителей», – считает Леонид Хазанов.
Как отметил руководитель ООО «Балтийская Металлургическая Компания» Сергей Васильев, поставщики металлопроката планируют в августе небольшое повышение цен. «Оно будет достаточно скромным и не должно распугать клиентов. Но дальнейшие перспективы для всех участников рынка – не слишком веселые. Наша компания хотя и отмечает улучшение спроса на металлопрокат и повышение цен, но активность строительного сектора неуклонно падает – и в ближайшем будущем положительной динамики не предвидится», – резюмирует он.
Подделывают всё
В настоящее время игроки рынка металла бьют тревогу из-за существенного роста контрафактной продукции. В отдельных сегментах ее доля в зависимости от региона начала доходить до 25%. Особенно остро, считают специалисты, эта проблема стоит в сегменте холоднокатаного оцинкованного проката с полимерным покрытием и изделий из него – в частности, металлочерепицы, применяемой для кровли зданий и сооружений.
Как рассказали «Строительному Еженедельнику» в ПАО «Северсталь», наличие большого количества фальсификата металлочерепицы связано с отсутствием на национальном уровне единых требований к ее качеству, наличием китайских производителей, предлагающих металлопрокат в недопустимо низких для металлочерепицы толщинах с минимальными антикоррозионными свойствами и, соответственно, ценами. Для конечного потребителя ситуация осложняется отсутствием возможности визуального определения необходимого качества. Статистика проблем с применением некачественной металлочерепицы за последние 10 лет показывает, что в 683 случаях срыва кровли 17% связаны с применением некачественного материала. В «Северстали» считают целесообразным распространить на металлочерепицу опыт, полученный в борьбе с контрафактом в цементной отрасли. Там введение обязательной сертификации позволило сократить долю фальсификата цемента российского производства с 54% до 13%, а импортного – с 70% до 14%.
Много контрафакта и в сегменте труб. По словам Леонида Хазанова, очень часто бывшие в употреблении трубы «реставрируются» и продаются как новые по низким ценам. Попадаются и некачественные медные кабели, сделанные из катанки, произведенной из лома с большой долей вредных примесей. «Для борьбы с контрафактом, по моему мнению, нужно четко прописать в регулирующих документах, какая металлопродукция с какими параметрами может использоваться при возведении зданий жилого или иного назначения. Не мешало бы ввести обязательное подтверждение соответствия проката, как предложил сделать Фонд развития трубной промышленности для стальных труб, поставляемых для жилищно-коммунального хозяйства. Нужны и сертификация, и маркировка металлопродукции, чтобы в случае проблем можно было выявить виновного производителя», – полагает эксперт.
Мнение
Сергей Васильев, руководитель ООО «Балтийская Металлургическая Компания»:
– Производство контрафактной продукции – один из видов производственной и коммерческой деятельности, которая наносит огромный ущерб работе добросовестных производителей товаров и услуг, составляющий по отрасли десятки миллиардов рублей. Перед тем как приобрести металлопродукцию, потребитель должен узнать как можно больше информации о поставщике, запросить всю документацию, которая подтверждает качество материалов. Ну, конечно, нужна и важна сама встреча с контрагентом.