Проблемы создания цифровых двойников сложных комбинированных производств предприятий.
Введение
В связи с развитием цифровизации промышленное производство все больше подвергается автоматизации. А развитие цифровизации и глубокая интеграции АСУ в производственные процессы требует создания модели производственной системы предприятия, где все процессы взаимосвязаны и функционируют в виде системы. Это серьезный, длительный и кропотливый труд целой команды профессионалов и сейчас практически нет предприятий, на которых эта работа проделана. В связи с этим цифровизация и автоматизация на предприятиях проводится очень поверхностная и не имеет должной результативности.
Попытка выстраивания производственной системы, используя такие обобщенные понятия, как ресурсы предприятия, бизнес-процессы, структура управления, персонал, продукты, поставщики говорит о дилетантском ненаучном подходе проектировщиков. Укрупненные до таких размеров элементы системы, которые часто не имеют внутренней структуры (а если имеют, то часто эта структура нечеткая, не имеет иерархии, логических взаимосвязей и недостаточно продумана), не дают возможности установлению взаимосвязей, оно носит весьма поверхностный характер и может приводить лишь к грубому однобокому подсчету определенных локальных показателей.
В нашей статье пойдет речь о построении структуры и взаимосвязи внутренних элементов модели производственной системы. Эта часть работы одна из главных при организации производства и в настоящее время незаслуженно предана забвению.
В связи с разрушением СССР и государствообразующей системы экономики, которая была лучшей в мире, системы работы промышленных предприятий и внедрение на наших предприятиях «пустышки» под названием Международная система менеджмента качества ISO, сделала большинство наших предприятий низкодоходными. Исчез научный подход к организации производства. А развитие цифровизации, автоматизации и искусственного интеллекта требует наличие системы на работающем предприятии. Отсутствие научного подхода при организации производства обесценило работу профессионалов инженерных профессий, свело их влияние на производственный процесс к минимуму, а университетские знания, передаваемые из поколения в поколение обесценены и преданы забвению. Исчезают такие понятия как технологический процесс, подготовка производства, длительность производственного цикла, экономический эффект, система оплаты труда, расчет численности производственного персонала и т.д. и т.п. На их смену приходят «карта потока», «план управления», KPI, прибыль, срок окупаемости, заимствованные и вырванные из контекста чуждой нам Международной системы управления, которая все больше толкает наши предприятия в кредитную яму, не давая возможности анализировать и прогнозировать их деятельность, провоцируя системный кризис управления предприятий.
Развитие цифровизации, автоматизации, искусственного интеллекта в сфере промышленных производств требует наличие стройной системы, что практически невозможно встретить на современных предприятиях даже в развитых промышленных регионах.
Существующие системы построения цифровых двойников не имеют научного подхода к построению производственной системы и сведены к расчету прибыли, минуя расчет технико-экономических показателей, таких как плановая, фактическая, общезаводская, цеховая себестоимость, расчета годовой эффективности, длительности производственного цикла, расчет производственной мощности и т.д., ориентируя организации на грубый подсчет возможной прибыли по принципу «3 П» (пол, палец, потолок). Но, к сожалению, или к радости все не так просто, и эти расчеты можно уверенно назвать «мертвой» математикой, не имеющей научного подхода и не отражающей реальность. Существующие системы цифровых двойников не осуществляют детальный расчет затрат на технологический процесс и вряд ли смогут построить модель сложного комбинированного производства. Результаты создания цифрового двойника не должны сводится лишь к просчету бюджета, деля его на доходы и расходы, но давать возможность руководителям приближаться к идеальной форме существования физической модели производства, позволять делать расчеты численности производственного персонала, учитывая план производства и мощность оборудования.
Создание модели производственной системы предприятия, которая отражает реальную картину взаимосвязи между элементами производственной системы - серьезная часть управленческой работы, которая не описана ни в одной методике, учебнике или пособии и является основой при функционировании предприятия. Создание этой взаимосвязи требует серьезного подхода и работы целой команды профессионалов.
Согласно ГОСТ Р 57700.22—2020 цифровой двойник представляет собой систему комбинированных компьютерных моделей в совокупности с необходимыми данными, позволяющую описать с определенной точностью заданные свойства и (или) поведение объекта моделирования (изделия или сложную систему взаимодействующих объектов).
Производственная система в нашем случае представляет собой сложную систему взаимодействующих объектов, которую необходимо смоделировать и перенести в виртуальное пространство.
Цифровой двойник позволит получить следующее:
1. Сведения, применяемые для проведения исследований в интересах определения стратегии развития и оптимизации структуры сложных систем взаимодействующих объектов;
2. Сведения, применяемые для поддержки принятия решений при взаимодействии сложных систем взаимодействующих объектов:
Следовательно, при построении модели производственной системы предприятия, которая в дальнейшем будет преобразовываться в виртуальную, очень важно учитывать внутренние элементы, их структуру, взаимосвязь и окружение системы.
Создание модели производственной системы предприятия - серьезный и кропотливый труд целой команды профессионалов и сейчас практически нет предприятий, на которых эта работа проделана. В основе построения цифрового двойника производственной системы лежит организационное проектирование.
Таким образом, при построении модели производственной системы предприятия, которая в дальнейшем будет преобразовываться в виртуальную, очень важно учитывать внутренние элементы, их структуру, взаимосвязь и окружение системы.
Это существенно отличает нашу работу от уже существующих принципов построения цифровых двойников производства и автоматизации производственных процессов.
Мы ставим перед собой задачу создать общий научный подход к построению централизованной модели производственной системы, лежащей в основе разработки цифрового двойника и автоматизации производственных предприятий, позволяющей комплексно анализировать деятельность производственной системы, основываясь на технико-экономических показателях, о которых совершенно забыли сегодняшние поставщики IT-услуг а сфере производства и без которых анализ деятельности предприятий невозможен.
Таким образом, наша методика проектирования цифровых двойников для производств разного уровня сложности универсальна, и позволяет создавать (конструировать) производственную систему в идеальном варианте (физическая модель), в основе которого лежат научные знания о производственных процессах, научный подход к организации производства.