Tools and methods of digital transformation

Введение

Цифровизация деятельности предприятия представляет собой более масштабный процесс управленческой и интеллектуальной деятельности руководства и сотрудников предприятия ОПК по внедрению, применению цифровых технологий в стратегической, операционной деятельности по формализации подходов и визуализации результатов управления предприятием. В основе указанного процесса должна находиться функция целеполагания по вертикальной интеграции его деятельности для создания новых и встраиванию в существующие продуктово-производственные цепочки отрасли ОПК и смежные области высокотехнологичных отраслей промышленности. Важной задачей управления процессом цифровизации должны стать направления, обеспечивающие повышение его эффективности, безопасности, конкурентоспособности и улучшения качества жизни сотрудников.

Таким образом, важно подчеркнуть, что цифровая трансформация – это, прежде всего, интеллектуальная деятельность руководства предприятия по переосмыслению способов управления, организации, планирования и контроля работы участников процесса управления для повышения их эффективного взаимодействия за счёт использования современных технологий и сбора и анализа данных, а также для формирования новых продуктово-производственных цепочек за счет интеграционных возможностей кооперации и специализации предприятий ОПК, опыта и знаний коллектива предприятия.

В целях раскрытия сути процесса цифровизации предприятий ОПК необходимо дать ему характеристику, рассмотрев определения понятий, составляющих основу его терминосистемы, систематизировать методы и подходы к управлению этим процессом, объяснить влияние обстоятельств и требований к результатам цифровизации с точки зрения управляющей структуры, общества в целом.

В качестве важных задач цифровой трансформации можно определить повышение эффективности деятельности предприятия ОПК после внедрения цифровых технологий, необходимости оценки уровня цифровой зрелости и грамотности, что в конечном итоге влияет на повышение качества жизни.

Целью исследования является обоснование инструментов и методов обеспечения процесса цифровой трансформации деятельности предприятия оборонно-промышленного комплекса (далее – ОПК).

Гипотезой исследования является возможность комплексного применения современных интеллектуальных технологий в процессе цифровой трансформации и системе поддержки и принятия решений для субъекта и объекта управления.

Научная новизна заключается в применении концептуального каркаса теории адаптивного управления в интеллектуальных решениях как прорывной когнитивной технологии управления.

В статье раскрываются следующие важные вопросы:

· формализация процесса цифровизации предприятия ОПК;

· методология и принципы цифровой трансформации предприятия ОПК;

· сущность продуктово-производственной вертикали и цифровых двойников;

· вопросы формирования методической основы для цифровой трансформации предприятия ОПК;

· характеристика процесса цифровизации предприятий ОПК;

· технологии цифровой трансформации для объекта;

· инструменты сквозных технологий управления для цифровой трансформации субъекта.

1. Методология и принципы цифровой трансформации предприятия ОПК

Развитие суперкомпьютерных технологий и информационно-коммуникативных средств, успехи в микроэлектронике и приборостроении обеспечивают в настоящее время практическую реализацию положений ситуационного моделирования и ситуационного управления Д.А. Поспелова [1] (Pospelov, 1981), Л.С. Болотовой [2] (Bolotova, 2017), Ю.И. Клыкова [3] (Klykov, 1974), общей параметрической теории управления А.И. Уемова [4] (Uyomov, 1978), раскрывают возможности применения семиотики системного анализа путем логико-лингвистического моделирования на основе семантического представления знаний об объекте и субъекте управления, их взаимосвязи и для теории адаптивного управления Б.Л. Кукора, Г.В. Клименкова [5] (Kukor, Klimenkov, 2017), А.Е. Карлика [6] (Karlik, Kukor, Dymkovets, Yakovleva, 2017) в экономике. Обращаясь к известным закономерностям теории систем – взаимодействия части и целого, иерархической упорядоченности, осуществимости, развития систем – по научным материалам Л. Фон Берталанфи [7] (L. von Bertalanffy, 1968), У.Р. Эшби [8] (Eshbi, 1959), Б.С. Флейшмана [9] (Fleyshman, 1982), В.Н. Волковой [10] (Volkova, Emelyanov, 2006) и др. можно сделать вывод, что основой цифровой трансформации предприятия ОПК является сквозное применение цифровых технологий на всех уровнях и сферах деятельности не только отдельно взятого предприятия, но и вертикально интегрированных структур по всей природно-продуктовой вертикали, начиная от НИР и ОКР, включающих обследование природных факторов, изучение окружающей реальности, проведение необходимых изысканий и испытаний, конструирование и разработки, до полного перечня производственного цикла, обслуживания, модернизации и утилизации, вторичного использования отходов и т.д.

Изучение вопросов формирования методической основы для цифровой трансформации предприятия ОПК связано со следующими обстоятельствами:

1. Феномены искусственного и гибридного интеллектов в распознавании образов.

2. Развитие киберфизических систем и «промышленного Интернета».

3. Сочетание средств когнитивного анализа речемыслительной деятельности и интеллектуальных решений в управлении на основе экспертных систем поддержки решений.

4. Необходимость опережающей апробации сквозных технологий управления по цифровой трансформации предприятия ОПК на основе цифровых двойников в соответствии с задачами промышленной политики, требованиями законодательства, передовыми тенденциями и опытом.

Сквозные технологии управления цифровой трансформацией предприятия ОПК представляют собой программные комплексы на основе интеллектуальных динамических решений по антиципации и разрешению стратегических проблемных ситуаций в ходе реализации метафункций управления (планирование, организация, координация и их соответствующий контроль) в управляющей структуре предприятия. Такой подход позволяет расширить возможности методики «опережающего выявления угроз и оценки рисков при моделировании дискретно-ситуационной сети проблемных ситуаций (ДСС)» [5] (Kukor, Klimenkov, 2017) и осуществлять поиск решений проблемных ситуаций на уровне ситуационных центров по управлению рисками по всей природно-продуктовой вертикали, т.е. цифровая трансформация для предприятий ОПК должна проходить в рамках стратегии развития и на основе проработанной промышленной политики [11] (Yakovleva, Gadzhiev, Katermina, 2019).

Цифровая трансформация ОПК как любой инфраструктурный проект требует формирования перечня мер государственной промышленной политики по созданию соответствующих условий для ее реализации:

¾ формирование Центра компетенций, осуществляющего сопровождение, консультационную поддержку предприятий по вопросам цифровой трансформации, мер государственного стимулирования, нормативного регулирования, стандартизации и унификации бизнес-процессов;

¾ формирование единой системы инструментально-методической поддержки процесса цифровой трансформации предприятий информационно-коммуникационной инфраструктуры ОПК на основе сквозного применения цифровых технологий в управлении и создания цифровых двойников;

¾ формирование базы знаний (онтологии) в сфере имплементации цифровых технологий на основе системы корпоративных стандартов, лучших типовых решений предприятий в сфере цифровой трансформации бизнеса, учитывающих специфику ОПК;

¾ формирование мер законодательной защиты интеллектуальной собственности в сфере цифровой трансформации;

¾ формирование зон опережающего внедрения цифровых технологий с применением современных систем поддержки решений;

¾ формирование системы обучения цифровыми технологиями для сотрудников предприятий ОПК и системы опережающей подготовки персонала по выпускаемым специальностям.

2. Сущность продуктово-производственной вертикали и цифровых двойников

Сущность продуктово-производственной вертикали (иногда называемой цепочкой) в ОПК раскрывается через систему взаимодействующих по кооперационной структуре предприятий или отрасли, формирующих единый производственный процесс, начинающийся с НИР и ОКР и заканчивающийся выпуском серийных вооружений и специальной техники (их обслуживанием, модернизацией и утилизацией) для нужд обороны страны с учетом специализации деятельности, опыта, знаний интегрированных структур. Тогда вертикальная интеграция ОПК – это объединение хозяйствующих субъектов, реализующих последовательные этапы производственного процесса, направленные на производство вооружений и специальной техники для нужд обороны страны. Так, на уровне вертикально интегрированных структур расширяются возможности по интеграции в природно-продуктовые вертикали [12] (Yakovleva, Troshin, 2020).

Продуктово-производственная вертикаль цифровой трансформации как часть системы государственного управления обеспечивает формирование экономической добавленной стоимости в промежуточных звеньях, объединенных реализацией конечной продукции с участием крупного, среднего и мелкого бизнеса.

При этом цифровое предприятие ОПК – организация ОПК, имеющая свой цифровой двойник, которая использует сквозные информационно-коммуникативные технологии, определяющие ее конкурентные преимущества на каждом этапе производственного цикла (производство, технологические процессы и взаимодействие с заказчиками) и применяет интеллектуальные системы поддержки решений объекта промышленности. Оценка промышленной инфраструктуры предприятия ОПК связана с определением значащей совокупности реальных объектов имущественного комплекса, включающих в себя, недвижимость, инфраструктурные объекты (транспорт, коммунальную инфраструктуру), обеспечивающих деятельность промышленных площадок в сфере разработки, производства, ремонта и обслуживания вооружений, военной и специальной техники. На рисунке 1 указаны также цифровой двойник объекта управления – это детальное моделирование конфигураций физических сущностей и динамическое моделирование изменений продукции, процесса и ресурсов в процессе производства, и цифровой двойник субъекта управления – это лица, принимающие решения, взаимодействующие между собой в соответствии с определенными нормативными установками, имеющие цифровой прототип.

3. Вопросы формирования методической основы для цифровой трансформации предприятия ОПК

Рассмотрим основные обстоятельства цифровой трансформации предприятия ОПК:

1. Научный подход в разработке проектов по цифровой трансформации предприятия ОПК. Необходимость систематизации управления процессами цифровой трансформации предприятия ОПК на основе теории ситуационного управления.

2. Вертикальная интеграция с сетевой структурной и цифровой отраслевой инфраструктурой ОПК. Руководящая роль рабочей группы в качестве организаторов и координаторов цифровой трансформации предприятия ОПК.

3. Ограниченность ресурсов предприятия ОПК диктует необходимость регулирования издержек, формирования добавленной стоимости в «заданных» цепочках, легитимность перераспределения налогового бремени за счет трансфертных цен и т.д., что является индикаторами результативности решений, эмерджентности технологий цифровой трансформации предприятия ОПК.

В качестве важной задачи цифровой трансформации можно определить повышение эффективности деятельности предприятия ОПК после внедрения цифровых технологий, что может быть определено оценкой цифровой зрелости, включая определение уровня «цифрового неравенства» (существуют проблемы доступа к цифровым технологиям у предприятий ОПК в удаленных от центра регионах), низкий уровень цифровой грамотности (недостаточная квалификация кадров), отсутствие образовательных программ и дисциплин по новым профессиям в профильных вузах и т.п.

Для субъектов управления процессом цифровой трансформации – органов управления предприятием ОПК, или группой предприятий для вертикально интегрированных систем – внутренними регламентами (стандартами) устанавливается ответственность по распределению (использованию) ресурсов [13] (Tolochko, 2020). Как правило, вопросам создания сквозных технологий управления для субъектов управления, цифрового суверенитета, собственных природно-продуктовых цепочек (или вертикали, т.е. вертикальной интеграции между предприятиями промышленности характерной ОПК) уделяется недостаточное внимание. Так, применение технологии построения природно-продуктовой вертикали и применение механизма трансферных цен позволяет формировать добавленную стоимость более гибко, что дает значительные преимущества при участии в конкурсных процедурах государственных закупок при наличии конкурентов. Данный подход позволит построить рискозащищенную стратегию цифровой трансформации предприятия ОПК за счет учета постоянно меняющейся среды, учета лиц, ответственных за принятие решения, конфликтов интересов и т.д., что уже реализовано в интеллектуальном приложении Miracle [14, 15] (Vinogradov, Kurshev, 2020) Института программных систем РАН, экспертной системой ситуационного управления «Руководитель» Санкт-Петербургского государственного экономического университета совместно с Уральским отделением РАН [16] (Klimenkov, Kukor, 2017), которые реализуют «построение динамических моделей и разработку планов управления» на основе семантических структур и логико-лингвистического «с учетом класса объектов, наследования свойств, характеристики отношений, применения правил-продукций». В указанных системах прогнозирование результатов происходит в том числе на основе лингво-комбинаторного подхода М.Б. Игнатьева, который обеспечивает формализацию «множество правил и их изменений (динамика поведения, риск, ущерб, целостность и т.д.) для конкретных условий мониторинга и прогнозирования» и «логический вывод объектов решения задач, содержащих большое количество переменных».

4. Характеристика процесса цифровизации предприятий ОПК

Процесс цифровизации предприятия ОПК – это новый этап автоматизации и информатизации экономической деятельности и управления предприятием ОПК с применением цифровых технологий, основанных на вертикальной и горизонтальной интеграции и создании новых продуктово-производственных цепочек для повышения качества жизни и сохранности ресурсов и потенциала предприятия, включая решение вопросов безопасности, целостности, эффективности.

Рассматривая роль цифровых двойников и сквозных технологий управления при цифровизации предприятия, в частности субъекта и объекта управления (рис. 1), следует выделить следующие взаимосвязи:

Рисунок 1. Роль цифровых двойников и сквозных технологий управления в цифровой трансформации субъекта и объекта управления

Обозначение на рисунке: 1 – информационный поток характеризующий объект управления; 1’ – информационный поток характеризующий объект управления после формализации; 2 – информационный поток, генерируемый промышленной политикой; 2’ – информационный поток, генерируемый промышленной политикой после формализации; 3 – передача данных для мониторинга состояния объекта во внешние ситуационные центры по управлению рисками; 4 – передача данных для мониторинга состояния объекта цифровому двойнику субъекта; 5 – информационный поток целеуказания на основании данных мониторинга состояния; 5’ – информационный поток целеуказания на основании данных мониторинга состояния после формализации; 6 – обращение к базе знаний, содержащей решения проблемных ситуаций; 7 – вывод альтернативных вариантов решения проблемной ситуации; 8 – пополнение базы знаний о проблемных ситуациях; 9 – обратный логический вывод (вывод наиболее подходящего решения проблемной ситуации); 10 – имплементация решения; 11 – обратная связь о результате имплементации решения; 12 – пополнение базы знаний о результатах связи проблемная ситуация – решение.

Источник: составлено авторами.

Рассматривая основные понятия, характеризующие процесс цифровизации предприятий ОПК, в первую очередь необходимо определить стратегию цифровой трансформации для предприятия ОПК как интегрированную информационно-логическую модель действий субъекта на ресурсных комплексах предприятий ОПК, предназначенных для достижения стратегических целей функционирования предприятия. С точки зрения теории систем предприятие ОПК – это сложная производственная система, представляющая совокупность функционирующих элементов (ресурсных комплексов) и связей между ними, интегрированных в систему государственного оборонного заказа, федеральную систему управления рисками на основе ситуационных центров, направленных на смену форм, свойств входных ресурсов и выпуск вооружений, военной и специальной техники и оказание сопутствующих услуг по их ремонту и обслуживанию.

5. Технологии цифровой трансформации для объекта

В целях осуществления цифровой̆ трансформации промышленности необходимо руководствоваться следующими стандартами в области цифровых технологий: внедрение технологии «Умное производство» [17], позволяющей моделировать различные состояния единицы оборудования. Особую важность указанный процесс приобретает при настройке виртуализации специализированных производственных систем, применяемых в моделировании и тестировании разрабатываемых производственно-технологических процессов, и вдобавок к этому для отслеживания состояния производства в реальном времени; стандарты по разработке конструкторской документации [18]; стандарты в области поддержки жизненного цикла продукции [19]; стандарты технологии виртуальной и дополненной реальности [20]; стандарты по искусственному интеллекту [21]; стандарт системы распределенного хранения данных и блокчейн [22]; стандарт цифровых двойников производства [17] – это цифровая интерпретация элементов физического мира, производственно-технологических процессов, ресурсных комплексов.

Цифровые двойники применяются для повышения эффективности управления производственно-технологическими процессами, выявления рисков и угроз возникновения проблемных ситуаций в указанных процессах на основании процедур диагностики и контроля их состояния.

Применение технологии цифровых двойников в процессах управления требует тщательного анализа целесообразности таких решений. Лицами, принимающими решения, должны учитываться требования к кибербезопасности, к обеспечению конфиденциальности информации и антиципации угроз, присущих новой технологии. Так, вопросы внедрения и метод по ограничению применения технологии цифровых двойников рассматриваются в работе С.С. Боровского [23] (Borovskiy, 2020).

В таблице 1 проведен анализ перспективных технологий цифровой трансформации ОПК:

Таблица 1

Перспективные технологии цифровой трансформации ОПК

Технология	Содержание	Эффекты от внедрения в системе управления предприятий ОПК
Онтологические модели	Описание и хранение слабоструктурируемых знаний в едином информационном пространстве	Снижение издержек, связанных с поиском и извлечением знаний как в системах автоматизированного проектирования, так и в системах поддержки принятия решений
Логико-лингвистическое моделирование	Описание систем, основанных на целевом извлечении и формировании нечеткого логического вывода	Повышение защищенности и устойчивости системы управления за счет возможности получения прогнозов развития ситуаций на основании нечетких вводных условий
Фреймовое представление знаний	Представляет собой способ абстрактного хранения знания в виде значений характеристик, в комплексе формирующих указанное знание о сущности	В комплексе с логико-лингвистическим моделированием может повысить предиктивные способности системы управления по выявлению, прогнозированию и разрешению проблемных ситуаций
Цифровые двойники	Цифровая модель, содержащая большой объем данных, подробно и всесторонне описывающих его сущность	Повышение качества принимаемых управленческих решений за счет моделирования состояния системы с учетом оказываемых на нее воздействий
Промышленный̆ интернет вещей̆	Интеграция промышленных объектов с системой управления посредством сетей и интернета для сбора больших данных	Снижение издержек на сбор, обработку и анализ большого объема данных для управления промышленными объектами и извлечения знаний о них
Машинное обучение	Алгоритм, основанный на математических и статистических методах для самостоятельного поиска решения на основании извлечения знаний из больших данных	Снижение издержек на принятие управленческих решений в типовых ситуациях на основании накопленных объемов данных
Распределенные реестры	Технология, обеспечивающая доступ участников взаимодействия к обмену и хранению реестра данных [24]	Снижение издержек как временных, так и финансовых при заключении контрактов в сфере ГОЗ и контролем за их исполнение за счет применения аналога SMART-контрактов

Источник: составлено авторами.

Кроме представленных перспективных технологий цифровой трансформации ОПК из таблицы 1 следует отметить уже широко применяемые. Так, в качестве примера можно привести цифровые платформы на базе единых информационных систем в сфере закупок и государственного оборонного заказа, цифровые системы автоматизированного проектирования и управления данными об изделиях, системы ресурсного планирования, существуют примеры применения систем поддержки принятия решений в зарубежной военной технике [25] (Tsadiras, Papadopoulos, O’Kelly, 2013). Технологии беспроводной связи уже обеспечивают значительную экономию на инфраструктуре рабочих пространств и в значительной степени оптимизируют работу складов за счет использования беспроводных терминалов сбора данных и т.п.

6. Инструменты сквозных технологий управления для цифровой трансформации субъекта

Для организации стратегического управления цифровой трансформацией субъекту необходимо иметь сквозные технологии управления на основе цифрового двойника – это инструментальные алгоритмы и интеллектуальные средства по разрешению стратегических проблемных ситуаций на основе технологии когнитивного анализа речемыслительной (интеллектуальной) деятельности, логико-лингвистического моделирования последствий разрешения стратегических проблемных ситуаций, средств визуализации когнитивных сценариев в динамике, актуализации современной базы знаний и ее контекстного развития, фреймового представления необходимых и достаточный знаний для антиципации и разрешения проблемных ситуаций функционирования объекта управления.

Сквозные технологии управления формируются на основе концептуального каркаса теории адаптивного управления и включают семантические модели объекта и субъекта управления, структуризацию их целей и формирование логико-лингвистической модели в форме дискретно-ситуационной сети и фреймового представления необходимых и достаточных знаний о разрешении проблемной ситуации [26] (Kukor, Kurshev, Vinogradov, 2020).

Цифровая трансформация с применением сквозных технологий управления позволяет моделировать и визуализировать плановые, организационные, координационные решения путем когнитивного динамического нормирования в реальном времени с целью определения возможных динамических когнитивных сценариев взаимодействия всех факторов, включая угрозы и вызовы [5] (Kukor, Klimenkov, 2017), на основе фреймового представления знаний о проблемных ситуациях. Например, решение об условиях применения механизма трансферных цен с учетом текущей ситуации может применяться молниеносно, причем с проработкой альтернативных вариантов развития ситуации в конкурентной среде, при встраивании в цепочку производственной кооперации.

Заключение

Цифровая трансформация в ОПК требует разработки нового методического обеспечения системы принятия решений на основе лингвистического моделирования семантических структур баз знаний, развития когнитивных аспектов теории управления для формирования обобщенной онтологии модели знаний по цифровой трансформации промышленности ОПК.

Совместное применение когнитивного подхода, разработок в сфере искусственного интеллекта, компьютерных технологий обеспечивает обработку больших данных для дальнейшего их применения в системе поддержки принятия управленческих решений в промышленности на качественно новый уровень применения за счет эмерджентных свойств и эффектов синергии. Как было отмечено, становление киберфизических систем в ОПК неразрывно связано с процессом управления цифровой трансформацией отрасли, который неизбежно затрагивает как субъекты, так и объекты управления с сопутствующим противодействием изменениям, но в итоге приводит к их видоизменению, адаптации и, как следствие, эволюции. В силу низкого уровня формализации знаний в области управления и принятия решений особую значимость приобретает необходимость формирования соответствующего методического обеспечения применения когнитивных технологий. Итак, цифровая трансформация предприятия ОПК связана с процессом интеграции сквозных цифровых интеллектуальных технологий в систему управления и бизнес-модели предприятия ОПК, отражающим его переход к стандарту Индустрии 4.0 посредством широкомасштабного использования сквозных цифровых и информационно-коммуникационных технологий на основе вертикальной интеграции для повышения качества управления, требующим соответствующей цифровой инфраструктуры современного IT-обеспечения, эффективного механизма внедрения программ опережающего обучения на базе интеллектуальных технологий управления.