Тренд технологического развития — цифровые двойники, помогающие оптимизировать деятельность предприятий и повысить ее эффективность. Водоканалы крупных городов не стоят в стороне от этого процесса. Движение в этом направлении сопровождается трудностями и требует выработки стратегического подхода, решения разнородных задач подготовительного этапа и расстановки приоритетов.
Специалисты МУП «Водоканал» г. Екатеринбурга А.В. Крицкий, А.Р. Юсупов, А.Е. Мартьянов в журнале «НДТ» № 2-2020 рассказали об опыте создания информационно-аналитического комплекса «Водный баланс», позволяющего обнаруживать и визуализировать наиболее важные в планировании финансовой и хозяйственной деятельности задачи водоканала.VodaNews предлагает читателям краткий обзор публикации.
Цифровой двойник предприятия – продукт цифровизации (цифровая копия) производственных процессов предприятия, помогающий оптимизировать деятельность и повысить ее эффективность.
Двойники внедряются там, где сегодня от них ждут максимальную пользу с минимальными затратами, обсуждается практическая целесообразность цифровых. Водоканалы различных городов России сегодня взяли курс на цифровизацию и создание цифровых двойников. Так, например, АО «Мосводоканал» и АО «Водоканал» г. Иваново используют геоинформационные системы при принятии решений о модернизации сети.
Цели цифрового двойника предприятия ВКХ: обеспечение надежности процесса (гарантированное обеспечение услугой), прозрачность бизнес-процесса (с той степенью детализации, которая требуется конкретному участнику процесса), снижение операционных издержек и капитальных затрат (система предупреждений об отклонениях в работе), краткосрочное и долгосрочное планирование развития (инструменты для управленческого анализа и моделирования, экспертиза и прогнозирование).
Оцифровка технологической цепи предоставления услуги, детализация наиболее затратных этапов производства услуги по типам (например, по энергозатратам, неучтенным расходам при авариях на линейных объектах) или по территориальной привязке позволяет планировать капитальные, эксплуатационные и ремонтные мероприятия. Еще одна значимая цель — снизить операционные издержки за счет объединения и анализа разнородных данных и событий в единую систему и общую временную шкалу.
Перевод предприятий на рельсы цифровизации, безусловно, сопровождается трудностями и требует решения разнородных задач подготовительного этапа.
Как правило, за десятилетия сложившийся на предприятиях программный комплекс построен на различных и часто устаревших технологиях. В ИТ-ландшафте могут существовать как приложения-мастодонты, написанные в конце 1980-х на Interbase 2, так программное обеспечение (ПО), работающее с последней версией Android. «Зоопарк» систем – притча во языцех ИТ-архитекторов. Хранение однотипных данных, но с различной структурой, полученной без соблюдения принципов «единого окна», также мешает скорейшей цифровизации.
Каждая из интегрируемых систем «заточена» на решение узкоспециализированной задачи и, как следствие, выходными данными таких систем нельзя пользоваться «без оглядки». Входными же данными для другой системы могут быть по-иному детализированные или агрегированные, полные или усеченные данные. Так, например, платежи из банковских реестров могут разноситься по договору или по отдельным услугам, а расчет по каждой услуге производиться в различных системах.
МУП «Водоканал» г. Екатеринбурга выбрал путь, при котором на первом этапе создания цифрового двойника в его реализацию вовлекается максимальное количество технологических и бизнес-процессов. Такое решение является логическим продолжением, естественным следствием участия менеджмента в цифровизации предприятия. Из многообразия преобразуемых процессов руководство предприятия получает первичные оценочные данные и принимает решение о фокусировке на конкретный процесс, имеет возможность гибко и оперативно менять фокус проводимых изменений. На предприятии на текущий момент проводится работа в различных направлениях на различных этапах внедрения.
Разрабатывается информационно-аналитический комплекс «Водный баланс» — интерфейс автоматизированной системы управления предприятием. К ИТ-ландшафту предприятия добавляется цифровой двойник. «Водный баланс» призван обнаруживать и визуализировать (удобное графическое восприятие, привязка к геокоординатам) наиболее важные в планировании финансовой и хозяйственной деятельности задачи, тем самым, повышает качество управления и скорость принятия решений. Эта система сейчас находится в стадии накопления данных и разработки математических моделей.
Уже реализовано зонирование системы водоснабжения предприятия. Комфортное визуальное отображение зон вместо громоздких таблиц позволяет выявлять наиболее критические области, и точечно выполнять мероприятия стратегии сокращения неучтенных расходов воды. Система ведет учет разницы в объемах на каждом из уровней подъемов и соотносит объемы, прошедшие через узел верхнего уровня, с объемами, прошедшими через дочерние узлы. Информация собирается с нескольких информационных систем и позволяет отследить потери во всей цепочке подъемов и транспортировке сырой воды до конечного абонента. Эти данные дают возможность максимально точно локализовать участок потерь и принять управленческие решения по их минимизации.
Помимо отслеживания отклонений в показаниях приборов учета система дает возможность отслеживать работоспособность узлов учета и состояние начислений. Для этого разработана система маркеров, которая позволяет, с первого взгляда, определить текущее состояние прибора учета, а также были ли произведены начисления абоненту в указанный период. Кроме того, система маркеров позволяет определить участки с недостаточной оснащенностью приборами учета и внести их в план стратегического развития.
Планируется расширять функционал системы в следующих направлениях: анализ давления по сети, анализ аварийности на сети и контроль неучтенного расхода воды и потерь, анализ сроков ТОиР, оценка технологических возможностей присоединения, построение имитационных и экспертных моделей.
Сокращать капитальные издержки планируется внедрением предиктивной (предсказательной) аналитики. Системы предиктивной аналитики могут выявлять и прогнозировать отклонения в работе оборудования за несколько месяцев до возникновения реальной аварийной ситуации. В итоге сокращаются затраты на обслуживание сетей и основного оборудования, уменьшаются расходы на использование энергии и снижается себестоимость услуги. Основа таких систем: ведение архива, обработка большого массива разноплановых данных и математические модели их анализа.
Системы предиктивной аналитики нивелируют человеческий фактор и увеличивают глубину (во времени и многофакторности) анализа данных. Именно в таком ключе разрабатываются модули системы «Водный баланс». Безусловно, необходимо анализировать сбои в работе оборудования в различное время суток, учитывать фактор сезонности, сравнивать с архивом нагрузки на сеть. Оператор системы должен видеть не только текущее состояние сети, но и быть предупрежденным о скором изменении в работе сети и иметь возможность выбрать один из предложенных вариантов оптимизации.
Практический интерес представляет характеристика потребления воды в различных точках города. Цифровая модель предоставляет информацию о нагруженности сети и о вариантах подключения новых абонентов.
Важно отметить, что в эпоху внедрения цифровых технологий меняется и организационная структура предприятий. Обеспечение стабильной работы оборудования, технологических процессов, сбор, аккумулирование и анализ большого количества разнородных данных все больше зависит от подразделений информационных и цифровых технологий предприятия. Сегодня уверенно можно сказать, что ИТ-подразделения используются бизнесом для увеличения прибыли, и вчерашнее отношение к ИТ, как к одной из статьей расходов на компьютерную технику, ушло в прошлое. Некоторые службы предприятий, например, АСУТП, диспетчерские, службы ГИС, аналитические и плановые службы, считавшиеся исключительно технологическими или экономическими, теперь являются составными элементами цифровизации и ассоциируются с ИТ. Службы КИПиА (как основной поставщик данных и алгоритмов из реального технологического процесса) – участники процессов цифровизации, разработки и сопровождения цифрового двойника. Команда ИТ предприятия де-факто сегодня сфокусирована не только на информационной поддержке бизнес-процессов, но также является активным участником их трансформации и формирования пакета новых «цифровых» продуктов и услуг.
Чтобы получить возможность читать статью полностью, перейдите по ссылке.
Информация предоставлена журналом «НДТ»