Модернизация сферы ЖКХ и цифровизация − актуальные задачи, стоящие перед современной Россией. В отрасли водоснабжения и водоотведения (ВиВ) идет активное обсуждение концепции и практики цифровой трансформации, получившее название «Цифровой водоканал». Это стимулирует рынок ИТ-решений для предприятий ВиВ.
Точек зрения и мнений, каким должен быть «Цифровой водоканал» множество, разные эксперты и вендоры транслируют свое представление.
В публикации А.С. Уханова, ООО «Геликон Консалтинг», в журнале «НДТ» № 4-2024 проанализированы ключевые производственные процессы водоснабжения и водоотведения с точки зрения стратегии цифровизации, выделены основные преимущества и риски ее проведения. Опыт показывает, что процесс цифровизации – это задача не только ИТ-специалистов, должна быть коллективная работа всех подразделений предприятия по модернизации бизнес-процессов.
Редакция НДТ&VodaNews знакомит читателей с кратким содержанием публикации.
Цифровое предприятие
Определение «Цифровое предприятие» ввел директор MIT Media Lab Николас Негропонте в книге Being Digital, опубликованной в 1996 г.
«Цифровое предприятие − организация, использующая информационные технологии в качестве конкурентного преимущества во всех сферах своей деятельности: производстве, бизнес-процессах, маркетинге и взаимодействии с клиентами. Традиционная компания превращается в компанию с «цифровым мышлением», проходя путь цифровой трансформации».
Если в момент выхода книги это было преимущественно теоретическое представление, то сейчас это реалии, и бизнес на практике реализует идеи цифрового предприятия. По мере перехода от теории к практике возникали новые трактовки цифрового предприятия, суть которых можно свести к утверждению: цифровое предприятие – это компания, которая с помощью информационных технологий трансформирует свои бизнес-процессы с целью повышения эффективности деятельности. Эффективность может заключаться в увеличении доли рынка, расширении объемов производства, повышении качества продукции, максимизации прибыли
Водоканал как цифровое предприятие
Предприятие ВиВ отличается от большинства предприятий других сфер промышленности. Причем, не только отраслевой спецификой, но и самой организацией производства и бизнес-процессов. Работа водоканалов в России характеризуется следующими факторами:
- фиксированная доля рынка;
- неэластичный спрос, имеющий тенденцию к сокращению объемов ресурса;
- регламентированные требования к качеству оказываемых услуг;
- зависимость выручки от устанавливаемых тарифов;
- высокая степень ответственности как поставщика ресурса жизнеобеспечения населения.
Среди производственной специфики можно выделить:
- непрерывный характер производства;
- высокий износ производственных фондов и инфраструктуры;
- значительное количество сетевых объектов эксплуатации;
- ремонт и обслуживание инфраструктуры – наиболее ресурсоемкий производственный процесс;
- высокая доля аварийных и внеплановых ремонтов;
- уникальные бизнес-процессы, например, технологическое присоединение.
Таким образом, водоканал, как цифровое предприятие ВиВ, должен использовать информационные технологии для модернизации бизнес-процессов с целью обеспечения требуемого качества услуг и повышения экономической эффективности своей деятельности.
Деятельность водоканала обычно разделяется на несколько крупных организационных контуров: производство, сбыт, административно-хозяйственное обеспечение. По схожему принципу можно разделить и информационные системы водоканала, например, как представлено на рисунке.
Рис. Информационные системы водоканала
Проведем практический анализ цифровизации каждой составляющей производственного блока ВиВ.
Объекты и технологии
Для цифровизации деятельности водоканала, в первую очередь, необходимо решить задачу паспортизации объектов ремонта и эксплуатации. В процессе паспортизации создается классификация по типам и видам объектов, формируется дерево подчинённости объектов, фиксируются основные технические характеристики, а также определяется стратегия ремонтов в виде циклов на техническое обслуживание, текущие и капитальные ремонты.
Технологические карты – основа планирования и учета использования производственных ресурсов, которая определяет технологии выполнения работ. На базе технологических карт формируется ресурсный план, обеспечивается унификация, корректность проведения работ, а также осуществляется контроль самого рабочего процесса. Технологические карты можно рассматривать, как цифровой двойник – модель реального процесса, представленного в виде последовательности необходимых действий и параметров.
Очень важным для практической реализации технологических карт вопросом является определение нормативов. На практике предприятия зачастую используют комбинированный подход: часть нормативов они формируют на основе справочной информации, а также на основании данных, предоставленных отраслевыми партнерами, другую часть нормативов − статистическими методами. Последние находят все более широкое применение в связи с тем, что новые организационные и технические решения приводят к пересмотру ранее действовавших нормативов, и справочных данных для учета подобных изменений просто не существует.
Если водоканал объективно не готов сразу к использованию детальных технологических карт, рекомендуется начинать с простых технологических карт, без глубокой детализации по операциям. Это упрощает внедрение и минимизирует возможный саботаж и критику со стороны ремонтного персонала. Когда процесс работы по технологическим картам запустится и приживется, можно постепенно уточнять и детализировать технологии и нормы технологических карт, начав с самых востребованных и часто выполняемых видов работ.
Диспетчерская служба
Для большого количества предприятий ВиВ традиционной является модель, когда центральная диспетчерская служба (ЦДС) − место сбора информации об инцидентах, которую диспетчеры сортируют, приоритизируют и в виде заявок на работы распределяют между ремонтными производственными подразделениями. Ремонтные бригады выполняют работы, при необходимости привлекая диспетчерскую для вспомогательных мероприятий, например, оповещения об отключениях.
Диспетчерская цифрового предприятия ВиВ из сборщика обращений и распределителя заявок трансформируется в оперативный центр управления всеми аварийными работами.
Главная идея модернизации бизнес-процесса работы ЦДС – это создание оперативной связи для совместной работы диспетчерской с производственными подразделениями, направленной на ликвидацию аварий.
Эффекты цифровизации диспетчерской:
- качество услуг растет за счет сокращения длительности отключений;
- экономический эффект состоит в том, что имеющимися ресурсами выполняется больший объем работ.
Мобильные бригады
Конечно, эффективная работа центральной диспетчерской службы водоканала невозможна и бессмысленна без производственных подразделений, непосредственно выполняющих ремонтные работы. Мобильное приложение ремонтных бригад обеспечивает их взаимодействие с диспетчером в режиме реального времени. При этом необходимо отметить, что производственные подразделения выполняют не только аварийные заявки, но также и плановые по производственной программе, и внеплановые – т.е. все ремонты с хозяйственным способом выполнения.
Организация работ бригад может быть еще более эффективная, если использовать механизм сменных заданий. Накануне смены начальник цеха или участка для каждой бригады формирует состав работ на следующую смену (прогноз сменного задания). Утром прогноз утоняется с учетом заявок, появившихся ночью, и фактических составов бригад, так возникает план сменного задания. По итогам смены бригады формируют наряды и собирается факт по сменным зданиям.
Сопоставление данных, указанных в оцифрованных технологических картах и нарядах, позволяет решить несколько важных задач:
происходит проверка адекватности установленных нормативов;
выполняется контроль эффективности работы исполнителей;
обеспечивается контроль выполнения работ по установленным технологиям, что повышает трудовую дисциплину и качество работ.
Эффекты цифровизации выполнения работ хозяйственным способом:
- качество услуг растет за счет сокращения длительности отключений и выполнения ремонтов по оптимальным технологиям;
- экономический эффект состоит в том, что имеющимися ресурсами выполняется больший объем работ, сокращаются расходы материалов и транспорта, снижается риск аварий.
Распределение транспорта
Транспорт и спецтехника часто являются критичным ресурсом при выполнении работ на объектах ВиВ. Для максимального соответствия технологиям и нормативам распределение техники может базироваться на сменных заданиях производственных бригад. В этом случае транспортные средства для каждой заявки сменного задания автоматически подбираются по технологическим картам заявок и месторасположению объектов. Техника выделяется на время выполнения операций, связанных с использованием транспорта, учитывается время переезда между объектами. В ходе смены диспетчер видит актуальное состояние загрузки транспортных средств и оперативно перераспределяет технику между объектами и бригадами. Факт работы транспорта отражается в нарядах, используется для закрытия путевых листов.
Эффекты цифровизации распределения транспорта:
- качество услуг растет за счет сокращения длительности отключений благодаря своевременному предоставлению требуемой спецтехники для устранения аварий;
- экономический эффект состоит в том, что имеющимися ресурсами выполняется больший объем работ, максимизируется уровень полезного использования имеющейся техники.
Производственная программа
При планировании производственной программы предприятия ВиВ сталкиваются со следующими сложностями:
- Инфраструктурные и финансовые: большое количество объектов (десятки и сотни тысяч), высокий уровень износа, ограниченные финансовые ресурсы.
- Организационные: разрозненная и неактуальная информация о техническом состоянии оборудования и сетей, некорректные оценки плановых затрат, субъективные критерии включения мероприятий в план ремонтов.
Если первая группа – это данность, текущие реалии отрасли водоснабжения и водоотведения, то со второй группой сложностей может помочь цифровизация.
Имея паспорта объектов и ремонтные циклы, можно автоматически сформировать потребность их в ремонте, и в привязке к соответствующей технологической карте автоматически рассчитать требования к производственным ресурсам для каждой потребности в натуральных величинах, а умножив их на плановые цены – получить плановые стоимости. В результате получится значительный перечень потребностей в ремонте, который, как правило, не соответствует бюджетным лимитам и производственным возможностям водоканала.
Современные подходы к ремонтной деятельности рекомендуют планировать и проводить ремонты не только по нормативам, но и с учетом фактического технического состояния объектов. В сфере ВиВ, где все объекты плановым образом отремонтировать невозможно и аварии неизбежны, надо учитывать еще и важность единицы оборудования и участка сети с точки зрения надежности и качества оказания услуг. В целях ранжирования перечня потребностей для включения их в производственную программу можно положиться на мнение экспертов, объемно проверять на соответствие ресурсным и финансовым ограничениям, использовать итерационное согласование.
Альтернативой экспертному мнению является применение математических алгоритмов, рассчитывающих индексы технического состояния и вероятность отказа, проводящих автоматическую оптимальную приоритизацию потребностей в ремонте в соответствии с заданной целевой функцией и ограничениями. Этот способ эффективнее экспертных мнений, но и существенно сложнее, требует большого объема корректных входных данных, внедрения и настройки новой методологии.
Исполнение производственной программы также требует модернизации бизнес-процессов и цифровых инструментов.
Эффекты цифровизации управления производственной программой:
- качество услуг растет за счет повышения надежности инфраструктуры;
- экономический эффект состоит в максимизации эффективности затрат на плановые ремонты, переходу от аварийных ремонтов по факту к планово-предупредительным ремонтам.
Энергоэффективность
Для сопоставления данных технического и коммерческого учетов необходимо связать справочники точек поставки и объектов энергопотребления (в первую очередь насосных агрегатов и воздуходувок). Целесообразно по каждому из объектов энергопотребления вести регулярный учет фактического энергопотребления с помощью автоматизированных средств или ручным вводом показаний приборов учета. Параллельно по объектам энергопотребления необходимо собирать фактическую наработку и перекачиваемые объемы. Таким образом можно анализировать эффективность энергопотребления по оборудованию.
Наработка также служит базой для планирования потребности в электроэнергии и оценке финансовых затрат. Помесячное планирование наработки детализирует потребность электроэнергии по суткам, определяет плановые затраты. Суточное почасовое планирование по объектам энергопотребления и точкам поставки дает возможность экономить за счет тарифов, особенно при закупке на оптовом рынке электрической энергии и мощности (ОРЭМ) по ценовым категориям.
План-факт анализ наработки и энергопотребления (в натуральном и денежном выражении), данные поставщиков по переданным энергоресурсам позволяют выявить расхождения и факторы неэффективного расхода электроэнергии.
Основой прогнозирования и планирования, как правило, являются фактические данные за предыдущие периоды, ожидаемые эффекты модернизации технологий и замены инфраструктуры, ожидаемый полезный отпуск, планы ремонтов, информация о прогнозе погоды и других факторах водопотребления, которые могут влиять на расход электроэнергии. При прогнозировании и планировании помогают математические модели. Также могут быть востребованы методы машинного обучения.
Эффекты цифровизации управления энергоэффективностью:
- качество услуг растет за повышения надежности;
- экономический эффект состоит в оптимизация затрат на электроэнергию.
Технологическое присоединение
Водоканалы должны обеспечить электронные интерфейсы работы заявителей с заявками и в нормативные сроки выдать ответ. Для этого используется личный кабинет технологического присоединения. При запуске личного кабинета очень важно найти баланс между законодательством и эффективностью эксплуатации с точки зрения бизнеса. Обычно юристы настаивают на полном соответствии постановлению Правительства РФ от 30.11.2021 № 2130, а служба технологического присоединения хочет удобного и понятного для пользователей инструмента, высокой конверсии интернет-ресурса. При нахождении такого баланса взаимодействие с заявителями может быть преимущественно переведено в электронный вид.
Полностью заполненная заявителем электронная заявка, переданная из личного кабинета в цифровой блок управления технологическим присоединением, дает возможность существенно упростить документооборот и сосредоточиться на подготовке технических параметров технических условий присоединения и договора. Бланки ответов могут формироваться автоматически. В результате существенно повышается эффективность работы специалистов, минимизируются ошибки повторного ввода данных, выдерживаются сроки предоставления ответа.
Проект технологического присоединения может длиться до 18 месяцев, и финансовые показатели могут быть распределены на несколько годовых бюджетных периодов. Это создает сложности финансистам и экономистам с планированием и подведением финансового результата. Плановые и фактические показатели мероприятий проекта технологического присоединения дают возможность собирать детальные и корректные финансовые данные для бюджета движения денежных средств (БДДС), бюджета доходов и расходов (БДР), отображать дебиторскую и кредиторскую задолженность. Связка доходных и расходных договоров, учет факта собственных работ дает возможность анализа рентабельности проектов подключения.
Эффекты цифровизации управления технологическим присоединением:
- качество услуг растет за счет электронных форматов взаимодействия и соблюдений обязательств по подключению;
- экономический эффект состоит в минимизации рисков штрафных санкций и повышении рентабельности проектов технологического присоединения.
Лаборатория
Непосредственно для проведения и учета результатов анализов отборов проб рационально использовать специализированный программно-аппаратный комплекс – лабораторные приборы, интегрированные со специальным программным обеспечением. Использование такой лабораторной информационной системы (ЛИС) существенно повышает эффективность работы лаборатории и минимизирует риск ошибок. Существенное изменение процесса лабораторных испытаний невозможно, требования к методикам и результатам анализа, отчетным документам регламентируется законодательством и контролируется надзорными органами.
Другим аспектом работы лаборатории является сбор отборов проб на объектах ВиВ. И здесь есть возможности для цифровизации. Например, места отбора проб могут можно вести в виде структурированного справочника, связанного со справочником объектов ремонта и эксплуатации. На основе требований к периодичности отбора и анализа проб можно формировать оптимизационный план работ специалистов по сбору проб. В рамках смены составлять оптимальный маршрут по местам отбора проб и контролировать его исполнение (задача похожа на управление работой контролеров приборов учета).
Эффекты цифровизации управления лабораторией:
- качество услуг растет за счет обеспечения нормативных свойств питьевой воды и стоков;
- экономический эффект состоит в снижении рисков штрафных санкций, повышении производительности труда сотрудников.
ГИС
водоканалу необходима как с точки зрения законодательства для ведения схем водоснабжения и водоотведения, так и с практической точки зрения для управления сетевой инфраструктурой. В отличие от большинства отраслей, использование геоинформационной системы (ГИС) в предприятиях ВиВ имеет специфику секретности данных. В связи с этим одно из главных требований к ГИС водоканала – это создание технической инфраструктуры и организация условий информационной безопасности схем водоснабжения. Наряду с этим водоканалы стремляться извлечь максимальный эффект из имеющихся геоданных, и цифровизация может заключаться в работе с двумя контурами ГИС – один секретный с полным набором данных, второй – открытый, с усеченным данными, не раскрывающими схемы водоснабжения населения от 200 тыс. человек, расположение головных сооружений водопровода или водоводов, их питающих. Такой открытый контур может служить источником данных для паспортов объектов, способствовать работе ЦДС и ремонтных бригад и т.д.
Эффекты цифровизации управления геоданными ВиВ:
- качество услуг растет за счет повышения надежности инфраструктуры;
- экономический эффект состоит в повешении оперативности и качества решений по управлению, обслуживанию, ремонту и развитию сетевой инфраструктуры.
Внедрение
Представленное видение процесса внедрения ИТ-решений основано на практике цифровизации нескольких водоканалов. Опыт показывает, что создание универсального решения для реализации цифрового водоканала маловероятно. Предприятия ВиВ различаются по размерам обслуживаемой территории и инфраструктуры, имеют разные кадровые и финансовые ресурсы, различаются уровнем цифровой зрелости.
Финансы – серьезный ограничивающий фактор цифровизации. Водоканалу рекомендуется перед принятием решения о реализации проекта внедрения рассчитать TCO (Total Cost of Ownership, совокупная стоимость владения) – общие расходы на создание и эксплуатацию цифрового решения. Если CAPEX (капитальные расходы на внедрение – покупка лицензий, аппаратного обеспечения, оплата работ подрядчика) всегда считают, то про OPEX (операционные расходы на поддержку эксплуатации – затраты на персонал, оплата услуг подрядчиков, абонентская плата за сервисы и т.п.) часто забывают. Чем сложнее информационная система, тем больше будут затраты на ее сопровождение. Причем, сложность заключается не только в объеме функциональных возможностей, но и в технологиях.
С другой стороны, если решение очень простое, то оно может не дать ожидаемого эффекта, и успешность такого проекта цифровизации вызывает сомнения. Вообще, цифровизация не должна быть самоцелью, цифровые решения должны помогать достигать бизнес-целей, поставленных менеджментом компании. Проект цифровизации – это задача не только ИТ-специалистов, должна быть коллективная работа всех подразделений предприятия по модернизации бизнес-процессов.
Изменение бизнес-процесса влияет на текущую работу предприятия, отвлекает специалистов от их основной деятельности, неизбежно создает риски. Если запустить одновременно несколько проектов цифровизации, то предприятие может просто не справиться, и часть целей не будет достигнута. Предприятию надо объективно оценивать свои возможности и согласно приоритетности бизнес-целей формировать стратегию цифровизации, очередность проектов внедрения, где одна решенная задача является фундаментом для следующей.
Разработка стратегии цифровизации поможет минимизировать методологические просчеты, которые в перспективе очень сложно будет исправить.
Отраслевое сообщество ведет активную работу по формированию методологии цифровизации и осуществляет информационную поддержу предприятий ВиВ в определении стратегии и выборе инструментов цифровизации. Государство заинтересовано в повышении качества услуг и финансовой эффективности водоканалов и создает условия для роста уровня цифровизации водоканалов, с 01.09.2024 вступает в силу постановление Правительства РФ от 23.11.2023 № 1969, предусматривающее возможность включения в себестоимость услуг при формировании тарифов РСО расходов на создание, реконструкцию, модернизацию и эксплуатацию цифровой инфраструктуры. Совместные усилия дают результаты, и рынок решений цифрового водоканала развивается.
Статья полностью здесь.