Industrial digital integration tools

Введение

В последнее время все большую актуальность приобретает тема цифровой трансформации ключевых отраслей экономики, социальной сферы и государственного управления. Одной из ключевых отраслей экономики является отрасль промышленности, цифровой интеграции в которой и посвящена эта статья. Становление цифровой экономики оказывает настолько сильное влияние на предприятия, что их главным вопросом становится вопрос о немедленном запуске процесса цифровой трансформации. Это утверждение подтверждается указом Президента РФ от 09 мая 2017 г. №203 документом «Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации» [8]. Если рассматривать промышленное предприятие в качестве системы и применить к ней теорию систем, то основным принципом существования предприятия, как и самой теории является принцип развития. Развитие в этом контексте представляет собой адаптацию к изменчивым условиям внешней среды. В таком случае цифровая экономика, представляя собой условия внешней среды, побуждает предприятие адаптироваться к новым условиям, что может быть достигнуто путем цифровой трансформации. [4, с. 32-43] (Ковальчук, Степнов, 2017) Цифровая трансформация представляет собой процесс глубокой реорганизации бизнес-процессов с широким применением цифровых инструментов для исполнения процессов, которая приводит к существенному (в разы) улучшению их характеристик и/или появлению принципиально новых качеств и свойств. [9] (Потапова, Потеева, Шклярук, 2021). Употребляя термин «цифровая интеграция», авторы подразумевают внедрение цифровых инструментов в производственный процесс предприятия с целью создания единой среды, в которой абсолютно все процессы собраны воедино. Поэтому актуальность цифровой интеграции в промышленности обусловлена не только тем, что цифровая экономика выступает в роли драйвера цифровой трансформации, но и то, что глобальные технологические прорывы связаны с цифровыми технологиями и процессами формирования интегрированных производственных структур. [2, с. 48-52] (Мюллерсон и др., 2021)

Управление промышленным предприятием может быть представлено пятью уровнями, а именно: глобальный уровень, межнациональный, макроуровень, территориальный и микроуровень. Рассматривая предприятие под таким «углом», важно определить, что цифровая интеграция затрагивает не только внутренние производственные процессы предприятия, но и его связи с окружением (например, с государством, поставщиками, подрядчиками, партнерами, потребителями и т.д.). С такой точки зрения потенциал цифровой интеграции увеличивается до понятия «единого цифрового пространства», которое требует глубокого исследования в этой области.

В своей работе Галимова М. П. и Гилева Т. А. утверждают, что «переход к цифровым бизнес-моделям» является рискованным и затратным, что требует обоснованных правил и инструментов, которые обеспечат взвешенные управленческие решения» [3, c. 333-340] (Галимова М. П., Гилева Т. А., 2018) Одним из цифровых инструментов авторы привели использование цифровых платформ. Его можно смело отнести к инструментам цифровой интеграции, поскольку цифровые платформы объединяют участников создания стоимости конечного продукта и способны привести к привлечению инвестиций и вкладу в научно-технологический прогресс.

Тема цифровой интеграции достаточно новая, исследователями предпринимаются попытки определить, как и с помощью чего происходит этот процесс. В своей статье Ковальчук Ю. А. и Степнов И. М. рассматривают трансформацию промышленного предприятия в разрезе информационной, логистической и производственной подсистем. [4, с. 32-43] (Ковальчук, Степнов, 2017) Давиденко Л. М. предлагает схожую идею, заключающуюся во взаимодействии хозяйственных субъектов по вертикали и горизонтали, вовлекая в процесс индустриальной перестройки предприятия соответствующих отраслей, а также компании сервиса и сбыта готовой продукции. [5] (Давиденко Л. М., 2019) Более подробно процесс интеграции производственных процессов на уровне одного предприятия проработали Вейбер В. В., Богдан С.А., Кудинов А.В., Марков Н.Г. В своей работе они разработали архитектуру платформы для интеграции производственных данных, соединив необходимые для деятельности предприятия системы, такие как MES, ERP, BI и др. [7] (Вейбер В. В. и др., 2011). Родина Л.А. рассматривает такие цифровые инструменты, как Big Data, искусственный интеллект, блокчейн, 3D печать, Интернет вещей, нейросети для технологической интеграции предприятий обрабатывающей промышленности. [1, с. 28-35] (Родина Л. А., 2020) А Яковлева Е.А. и Толочко И.А. предлагают следующие технологии: онтологические модели, логико-лингвистическое моделирование, фреймовое представление знаний, цифровые двойники, промышленный интернет вещей, машинное обучение и распределенные реестры. [10, с. 415-430] (Яковлева Е. А., Толочко И. А., 2021) Как было сказано ранее, Ковальчук Ю. А. и Степнов И. М. исследуют трансформацию в разрезе подсистем. Этот системный подход к исследованию предметной области позволяет детально изучить инструменты для каждого производственного процесса, выявить их недостатки и определить практическое применение. Так, в статье Ермакова И.А. и Кузьминых С.С. рассматривалась одна из цифровых технологий, технологии распределенного реестра, для логистического процесса. [11, с. 45-58] (Ермаков И. А., Кузьминых С. С., 2019) В работе детально изучена сущность этой технологии, недостатки, а также, сформулированы компоненты цифровизации цепей поставок. Авторы утверждают, что развитие технологий достигло того этапа, когда компоненты уже разработаны и на текущий момент требуется только их интеграция.

Целью данной работы является определение основных инструментов цифровой интеграции в промышленности и анализ использования цифровых технологий отечественными организациями.

Соответственно поставленной цели в статье раскрываются следующие важные вопросы:

· сущность цифровой интеграции;

· основные инструменты цифровой интеграции в промышленности;

· анализ использования цифровых технологий на основе статистики Росстат;

· идея цифрового пространства промышленности.

Гипотезой исследования является то, что внедрение инструментов цифровой интеграции в предприятия отечественной промышленности способно привести к созданию единого цифрового пространства.

Научная новизна заключается в создании концепции использования цифровых инструментов с точки зрения возможного создания цифрового пространства промышленности.

Для написания статьи использовались официальные документы Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации, научные исследования и статистические данные, полученные из открытого источника сети Интернет – сайта Федеральной службы государственной статистики. В основу исследования был положен системный подход с использованием сравнительного и статистического анализа. При формулировании выводов использовался метод обобщения.

Основная часть

«Интеграцией» в общем смысле является объединение в одно целое каких-либо частей. [12] (Кузнецова С. А., 1998) В научной работе Ваулина А.С. и Головиной А.Н. системно исследована этимология понятия «цифровой интеграции». Они утверждают, что четко закрепленного определения этому явлению еще нет, оно может меняться от отрасли к отрасли, учитывая специфику взаимодействия и работу предприятий. Авторы статьи согласны с данной позицией и в дальнейшем под цифровой интеграцией понимают «состояние связанности научно-технических и производственно-технологических процессов предприятия на основе применения цифровых технологий и объединения ресурсов в целях обеспечения высокой технологичности изделий для повышения экономической эффективности предприятия». [13, с. 178-182] (Ваулин А.С., Головина А.Н., 2022)

Под производственно-технологическими процессами понимаем процессы превращения поступивших на предприятие полуфабрикатов или сырья в готовую продукцию, а также процессы, связанные непосредственно с изменением формы и размеров изготовляемой продукции. [14, с. 76-79] (Коришонков С.Н., 2019). А научно-технический процесс предполагает взаимодействие государства, науки, образования и других предприятий с целью создания инноваций и привлечения дополнительных ресурсов для дальнейших исследований и разработок. В цифровой интеграции также участвуют предприятия сервиса и сбыта готовой продукции. Вообще говоря, процесс производства и сопутствующие ему процессы, в том числе послепродажное обслуживание, это взаимодействие целой сети участников. Приводя грубый пример в отрасли машиностроения, при производстве авто участвует не только завод-производитель, но и поставщики деталей. Причем сеть получается далеко не одноранговая, так как поставщик фар обращается к поставщику линз и прочих полуфабрикатов и материалов. Техника производства одного компонента автомобиля — это трудоемкий процесс, требующий множества деталей, которые изготавливаются различными предприятиями. Поэтому для эффективного производства необходимо оперативное с элементами автоматизации взаимодействие многих предприятий, а также государства, науки и образования. На текущий момент разработаны инструменты взаимодействия перечисленных участников, однако главная проблема заключается в интеграции этих инструментов. Предприятия сталкиваются с затруднениями по интеграции таких систем, как, например, ERP-MES-QLS-WMS-ALR.

Основные инструменты цифровой интеграции

Как было сказано ранее, разнообразие инструментов широкое. Под инструментами авторы понимают все разработанные варианты решения проблем взаимодействия участников, вовлеченных в процессы пред-производства, производства и после производства. К ним относятся цифровые инструменты, сквозные технологии, автоматизированные системы, технологические, цифровые платформы.

Под сквозными технологиями понимают технологии, которые относятся к «универсальным», т.е. могут быть внедрены в любую организацию с любым видом деятельности. В национальном проекте «Цифровая экономика» такими технологиями являются: большие данные, искусственный интеллект и нейротехнологии, системы распределенного реестра, квантовые технологии, новые производственные технологии, промышленный интернет, компоненты робототехники и сенсорика, технологии беспроводной связи и технологии виртуальной и дополненной реальности.

В отрасли машиностроения широко используются технологии робототехники. Так, роботы согласно программному коду и специальной разметке подвозят к конвейерной линии необходимые детали без участия человека. Сенсорика заносит данные с датчиком в систему для последующего анализа и контроля за состоянием того или иного оборудования, помещения и т.п. В свою очередь искусственный интеллект и нейротехнологии на основе больших данных моделируют производственные процессы, что вкупе с технологиями виртуальной и дополненной реальности создает цифрового двойника. Эта «картина» демонстрирует то, что все перечисленные выше технологии могут быть связаны между собой, как звенья одной цепи, что позволит интегрировать производственно-технологические и научно-технические процессы промышленного предприятия.

На авторский взгляд одним из самых первоочередных необходимых инструментов является автоматизированная система. Это «система, состоящая из комплекса средств автоматизации, реализующего информационную технологию выполнения установленных функций, и персонала, обеспечивающего его функционирование». [15] Примерами таких систем могут служить упоминаемые авторами в разделе «Сущность цифровой интеграции» ERP-, MES-, QLS-, WMS-, ALR- системы. В первую очередь автоматизированные системы предназначены для учета и контроля, а также автоматическое выполнение заданных пользователем функций. Интеграция автоматизированных систем должна удовлетворять следующим направлениям: организационное, функциональное, информационное, программное и техническое. [16, с. 40-45] (Мусаев А. А., Шерстюк Ю. М., 2003) Интеграция систем объединит участников создания стоимости готовой продукции, что значительно упростит и ускорит их взаимодействие. Интеграцию автоматизированных систем можно назвать цифровой платформой, так как, согласно определению, цифровая платформа – это «автоматизированная информационная система особого класса, позволяющая (условно) неограниченному кругу лиц пользоваться ее возможностями через интернет и решать свои технологические или функциональные задачи в автоматизированном режиме». [9] Тем не менее существует еще одна разновидность платформ, в частности технологическая платформа. На подобной платформе присутствует одна функциональность – информационная. По состоянию на 2018 год в России функционируют 34 технологические платформы по 13 наиболее перспективным направлениям. [17] Основными участниками платформ являются государство, наука, образование и бизнес.

Использование цифровых технологий организациями РФ

Для анализа использования цифровых технологий организациями РФ авторы используют статистику Росстата, находящуюся в открытом доступе на официальном сайте Федеральной службы государственной статистики. [18] Статистика составляется на основе организаций, участвующих в исследованиях Росстата. Данные представляют собой удельный вес организаций от всех обследованных. Единицей измерения является процент.

В целом по всем отраслям динамика использования информационных и коммуникационных технологий отражает восходящую прямую со стремительным падением в 2020 году и наращиванием в 2021. Так, на представленном ниже рисунке 1 упадок по использованию персональных компьютеров пришелся на 2020 год.

Рисунок 1. Динамика использования персональных компьютеров

Источник: составлено авторами

Та же картина появляется при рассмотрении использования серверов и информационных сетей (рисунки 2 и 3).

Рисунок 2. Динамика использования серверов

Источник: составлено авторами

Рисунок 3. Динамика использования глобальных сетей

Источник: составлено авторами

На графиках прослеживается положительная динамика с 2006 года, а спад в 2020 году объяснимо тем, что именно в этом году началась пандемия COVID-19. [19] Многие предприятия продолжили работу удаленно, а некоторые не смогли перестроить свою работу и ушли с рынка.

Рассмотрение динамики использования персональных компьютеров по трем отраслям (добыча полезных ископаемых, обрабатывающие производства, производство и распределение электроэнергии, газа и воды) (рисунок 4) отражает небольшую отрицательную динамику (в пределах трех процентов) и тот же резкий спад в 2020 году, причину которого авторы отразили выше.

Рисунок 4. Динамика использования персональных компьютеров по трем отраслям

Источник: составлено авторами

Использование серверов и глобальных сетей отражает ту же тенденцию, отраженную на рисунках 5 и 6.

Рисунок 5. Динамика использования серверов по трем отраслям

Источник: составлено авторами

Рисунок 6. Динамика использования глобальных сетей по трем отраслям

Источник: составлено авторами

Внедрение инструментов цифровой интеграции на отечественных предприятиях способно привести к созданию цифрового пространства. Цифровое пространство представляет собой открытую экосистему инновационного типа. [6, с. 45-53] (Абдикеев Н. М., Кожевина О. В., 2022) Идея цифрового пространства заключается в вовлечении абсолютно всех заинтересованных сторон – государство, промышленные предприятия, бизнес, внешние коммуникации и т.д. Проведенный анализ использования цифровых инструментов организациями подтверждает то, предприятия стремятся перевести индустриальные процессы и внешние коммуникации в цифровую форму. Взаимодействие с поставщиками, потребителями, управление роботизированными машинами уже проходит через соответствующие автоматизированные системы, однако они не собраны воедино, из-за чего возникают разночтения в системах, трудоемкий процесс занесения одних и тех же данных в системы, затруднения в коммуникациях не только между сотрудниками одного предприятия, но и с заинтересованными лицами.

Заключение

В результате изучения различных источников авторы пришли к выводу, что текущее состояние, как экономики в целом, так и промышленности в частности, характеризуется существующими потребностями и широким внедрением инструментов цифровой интеграции. Авторы утверждают, что к инструментам цифровой интеграции относятся все информационные, коммуникационные, цифровые инструменты и технологии, которые способны привести к состоянию связанности научно-технических и производственно-технологических процессов предприятия.

Статистический анализ использования цифровых технологий отечественными организациями подтвердил, что доля предприятий, использующих такие цифровые технологии, как серверы и Интернет, увеличивается. Также выявлено, что в 2020 году по использованию всех исследуемых инструментов наблюдался спад, связанный с распространением COVID-19, после которого быстрыми темпами доля предприятий начала увеличиваться. Касаемо использования персональных компьютеров, то тренд отображает пик в 2006 году, связанный с массовым выпуском персональных компьютеров и наблюдаемый нулевой наклон линии тренда, который может быть объясним использованием личных персональных компьютеров.

Кроме того, выдвинутая в начале исследования гипотеза имеет основание для подтверждения, поскольку увеличение доли предприятий, использующих цифровые технологии, внедрение инструментов цифровой интеграции и пример успешного создания цифрового пространства на примере «Государственных услуг» приводит к созданию концепции единого цифрового пространства для эффективного функционирования отечественной промышленности.