• Главная
• О журнале
  • О журнале
  • Распространение
  • Редакционный совет
  • Редакция
  • Рубрики
  • Список рецензентов статей
  • Правила рецензирования
  • Авторы
  • Russian Logistics Journal
• Новости
  • Календарь мероприятий
  • Размещение пресс-релизов
  • Новости логистики
• Подписка
  • Подписка через агентства
  • Редакционная подписка
  • Электронная рассылка
• Реклама
  • Реклама в журнале
  • Реклама на сайте
• Архив
• Контакты

Модель трансформации транспортно-логистической системы при управлении активами железнодорожного транспорта

В статье на основе анализа современной литературы в области системной инженерии и управления процессами жизненного цикла активов разработаны требования к системной модели трансформации транспортно-логистической системы на примере железнодорожного транспорта (ТЛС). Интеграция процессов жизненного цикла ТЛС является ключевой проблемой для повышения эффективности транспортной инфраструктуры, включая управление активами на железнодорожном транспорте. Авторами разработана и продвигается системная 4D-модель, обеспечивающая трансформацию активов от аналоговых к адаптивно-цифровым системам управления.

Ключевые слова. Системная инженерия, стратегия железнодорожного транспорта, системная 4D-модель трансформации, транспортно-логистическая система, управление транспортными активами, проактивное управление.

Скачать статью в формате PDF

МОДЕЛЬ ТРАНСФОРМАЦИИ ТРАНСПОРТНО-ЛОГИСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРИ УПРАВЛЕНИИ АКТИВАМИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Анна Синицына, к.т.н., доцент кафедры логистических транспортных систем и технологий, Российский университет транспорта (МИИТ)

Алексей Некрасов, д.э.н., профессор кафедры менеджмента, Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

АННОТАЦИЯ. В статье на основе анализа современной литературы в области системной инженерии и управления процессами жизненного цикла активов разработаны требования к системной модели трансформации транспортно-логистической системы на примере железнодорожного транспорта (ТЛС). Интеграция процессов жизненного цикла ТЛС является ключевой проблемой для повышения эффективности транспортной инфраструктуры, включая управление активами на железнодорожном транспорте. Авторами разработана и продвигается системная 4D-модель, обеспечивающая трансформацию активов от аналоговых к адаптивноцифровым системам управления.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА. Системная инженерия, стратегия железнодорожного транспорта, системная 4D-модель трансформации, транспортно-логистическая система, управление транспортными активами, проактивное управление.

ANNOTATION. In the article, based on the analysis of modern literature in the field of neo-cybernetics and management of the life cycle of systems, requirements are developed for a system model for the transformation of the transport and logistics system (TLS). Integration of the TLS life cycle processes is a key challenge for improving the efficiency of the transport infrastructure, including asset management in rail transport. The authors developed and promoted the system 4D-model, providing the transformation from analog to adaptivedigital control systems.

KEY WORDS. Neo-cybernetics, digital logistics, system engineering, transport and logistics system (TLS), transport assets, proactive management.

Становление цифровой экономики в сфере транспорта и логистики в настоящее время являются частью современных бизнес-процессов и связано с повышением производительности систем. Перспективы развития цифровой логистики определяются реализацией концепции Индустрии 4.0 и формированием новых принципов, моделей и архитектуры инженерии предприятия, о чем свидетельствует ряд научных статей [1–4]. Анализ структурных элементов цифровой экономики в Российской Федерации показал, что одним из ключевых направлений развития наряду с цифровыми технологиями является создание и внедрение высокоэффективных транспортно-логистических систем (ТЛС), открывающих эру цифровой логистики.

Цифровизация транспортной отрасли – это прежде всего вопрос конкурентоспособности как отдельных компаний, так и транспортных сетей на глобальном рынке. Вместе с тем цифровизация транспортной и логистической сфер бизнеса трансформирует этот рынок на основе цифровых технологий Интернета вещей, блокчейна и других инструментов. Согласно Всемирной торговой организации, устранение барьеров в цепи международных поставок товаров позволит увеличить мировой ВВП на 5% и общий объем перевозок на 15%.

Сквозное проникновение технологий во все отрасли экономики в качестве цифровых (нематериальных) активов в форме новых бизнес-моделей и промышленного Интернета вещей обусловливает формирование больших массивов экономически значимых отраслевых и межотраслевых данных, которые формируются на основе системных принципов и интеграционных процессов.

В рамках цифровой трансформации транспорта «цифровая логистика» призвана отвечать на такие вызовы цифровой экономики, как стремительно изменяющаяся сверхконкурентная глобальная среда, сложность функционирования сетей поставок и ТЛС, охватывающих множество предприятий, быстрое изменение ожиданий и требований потребителей, ограниченность ресурсов транспортно-логистической инфраструктуры. Все это должно быть взаимоувязано и направлено на интересы клиентов. Распределенные базы данных, классификаторы, стандарты, информационно-коммуникационные технологии и интегрированные процессы и модели ТЛС составляют основу системной трансформации для перевода транспортной инфраструктуры и перевозочного процесса в цифровую форму, что обеспечит устойчивость и клиентоориентированность на основе управления жизненным циклом искусственно создаваемых объектов и методов системной инженерии [5, 6].

В качестве научно-методологического результата рассматривается устойчивая ТЛС, представляющая собой социоприродный организационно-технический объект (рис. 1), для управления которым следует использовать адаптивные киберфизические системы (Cyber-Physical Systems – CPS) посредством технологии Интернет вещей (Internet of Things – IoT) [7–9], сервисов автоматической идентификации и сбора данных, машинного взаимодействия и др

Ключевой проблемой в различных работах становится формирование требований и алгоритмов управления самоорганизацией ТЛС, как наиболее эффективного способа борьбы с неопределенностью (рисками) внешней среды, поддержания структур и функций в моделях управления бизнес-процессами, жизненным циклом активов в ТЛС нового поколения [10].

Исходя из анализа приведенной современной литературы [1–10] можно выделить одну из наиболее важных проблем формирования комплексной логистической модели преобразования активов на примере транспортно-логистической системы железнодорожного транспорта в условиях цифровизации. В значительной степени повышение эффективности ТЛС будет зависеть от дальнейшей интеграции не только бизнес-процессов, но и применения информационно-коммуникационных технологий, электронного сервиса, физических и цифровых активов.

Одной из наиболее перспективных организационных форм современных ТЛС являются сетецентрические транспортно-логистические сети (СТЛС), которые также классифицируются в современных научных исследованиях как расширенные предприятия (РП), представляющие собой организации, формируемые из географически распределенных независимых звеньев сетей поставки и транспортировки грузов, объединенных в единую организационно-техническую структуру на основе информационно-телекоммуникационных (цифровых) технологий и адаптивных организационных бизнес-моделей и системных инструментов управления ими.

Основное предназначение СТЛС состоит в высокоскоростном совместном использовании различных физических и информационно-цифровых активов, которые должны управляться на основе сетецентричных и адаптивных принципов для многократного повышения производительности всей сети железнодорожного транспорта в интересах конечных потребителей.

Трудность разрешения данной противоречивой ситуации усугубляется еще и тем, что под действием различных причин во времени изменяются состав и структура сетей и ее звеньев на различных этапах жизненного цикла. Анализ работ известного кибернетика XX в. С. Бира и проведенные комплексные исследования показали, что конструктивное определение необходимых управляющих воздействий, обеспечивающих ограниченную самоорганизацию и контролируемую нестабильность СТЛС, лежит на пути обеспечения динамического соответствия разнообразий состояний как внешней среды, так и автономности отдельных звеньев, образующих контур самоорганизации системы управления (СУ) искусственно создаваемых объектов [11].

Всесторонний анализ процессов создания и функционирования интегрированных ТЛС, показывает, что указанные сложные организационно-технические объекты (активы) на железнодорожном транспорте характеризуются высокой структурной динамикой и требуют трансформации на базе как цифровых технологий, так и применения моделей и методов системной инженерии по управлению процессами на различных стадиях жизненного цикла. В первую очередь, сюда могут быть отнесены следующие задачи:

■ выбора участников транспортно-логистической сети, например, грузовладельцев-производителей и поставщиков комплектующих изделий и конечной продукции;
■ конфигурирования заказа и архитектуры ТЛС;
■ конфигурирования транспортной сети, информационно-технологических активов и адаптивных систем управления.

В настоящее время происходит дальнейшее развитие логистических цифровых технологий и новых схем взаимодействия различных жизненных циклов организаций – производителей и транспортно-логистических предприятий, при которых менеджерам наряду с традиционными задачами управления различными активами внутри операционной деятельности приходится решать задачи конфигурирования десятков, а иногда и сотен разнопрофильных физических и цифровых активов, входящих в различные бизнес-системы.

В качестве основных принципов адаптивного управления ТЛС железнодорожного транспорта следует рассматривать интеграцию бизнес-процессов и интернет-технологий, которые обеспечивают эффективную целостность модели системной трансформации на протяжении всего жизненного цикла транспортной инфраструктуры и IT-услуг.

Авторы статьи под цифровой трансформацией понимают системное изменение источника создания добавленной стоимости в структуре активов и архитектуры ТЛС на основе проактивного управления процессами жизненного цикла [4, 7, 10]. Интегрированный подход к формированию и функционированию ТЛС предполагает высокопроизводительное взаимодействие транспортной инфраструктуры железнодорожного транспорта и потребителей IT-услуг. Открытость стандартов и моделей позволяет наращивать и модернизировать инструментарий IT-сервиса [12, 13]. При этом интеграция логистических процессов будет обеспечиваться цифровыми данными, поступающими из интегрированной инфраструктуры транспортно-логистических систем (ИТЛС) на основе методологии системной инженерии.

Интеграция транспортно-логистических процессов и производственных активов на железнодорожном транспорте (терминалов, складов, подъемнотранспортного оборудования, подвижного состава и др.) обеспечивает более высокий уровень производительности системы, а не только отдельных работников и автоматизированных рабочих мест. Общая закономерность проектов по цифровой инфраструктуре ТЛС предусматривает ориентацию на конкретного потребителя и широкое использование информации, больших данных, учет индивидуальных особенностей конкретного потребителя в нужное время и нужном месте.

Для роста производительности IT-сервиса и увеличения ценности физических и цифровых активов на примере железнодорожного транспорта нами была разработана принципиально новая концептуальная 4D-модель трансформации ТЛС в цифровой среде (рис. 2).

В основе построения концептуальной 4D-модели лежат системные принципы взаимодействия процессов жизненного цикла ТЛС на различных этапах (планирования – эксплуатации – изменения), что обеспечивает непрерывный динамический процесс трансформации всей инфраструктуры. В настоящее время данная модель поддерживается действующими международными и национальными стандартами, в которых содержатся требования, лучшие практики и принципы интеграции различных объектов в условиях автоматизации. Таким образом, осуществляется системная интеграция практически любых сфер бизнес-деятельности в рамках целостной клиентоориентированной ТЛС с использованием адаптации взаимодействующих элементов в процессе жизненного цикла (по принципу кубика Рубика). Каждый из 4-х модулей управляется данными о продукции, активах, услугах и процессах на различных стадиях жизненного цикла единой цифровой инфраструктуры и системы бизнеса железнодорожного транспорта.

На этой системной основе должна обеспечиваться высокоскоростная транспортировка грузов на железнодорожном транспорте, совместимость транспортно-технологических процессов, системы IT-сервиса в интересах конечных клиентов. На основе единых требований предполагается разработка и внедрение цифровых платформ, обеспечивающих высокоэффективное взаимодействие различных участников транспортно-логистической деятельности. Такая платформа сможет предоставлять пользователям любого вида транспорта удобные сервисы в «едином окне» и обеспечивать мультимодальность транспортировки грузов.

Рассматривая применимость системной модели по управлению физическими и цифровыми активами на железнодорожном транспорте, следует выделить общую стратегию российских транспортных компаний по созданию и развитию единого мультимодального цифрового транспортного и логистического пространства на территории РФ на основе отечественных разработок.

На Петербургском международном экономическом форуме в мае 2018 года семь компаний (ОАО «РЖД», «Автодор», «Аэрофлот – российские авиалинии», «РТ-Инвест Транспортные Системы», «Деловые линии», «ЗащитаИнфоТранс» и «ГЛОНАСС») подписали соглашение о создании ассоциации «Цифровой транспорт и логистика». Она должна стать центром компетенций, в ее задачу будет входить использование созданных IT-систем и объединение их на основе цифровой платформы транспортного комплекса, что обеспечит быстрое развитие цифровизации в сферах транспорта и логистики, снижение издержек на уровне бизнеса и оптимизацию госрегулирования процесса перевозок [14]. Стратегия развития холдинга «РЖД» как базового участника транспортного рынка для реализации проекта «Цифровая железная дорога» предусматривает обеспечение устойчивой конкурентоспособности компании на основе повышения привлекательности транспортных и логистических услуг. Программа «Цифровая железная дорога» ОАО «РЖД» предусматривает создание единой цифровой платформы, обладающей возможностью образования экосистемы участников транспортного рынка, взаимодействующих по единым стандартам, создания системы управления активами и сервисами (грузовые и пассажирские перевозки, управление инфраструктурой и управление движением). При этом переход на цифровые технологии во всех звеньях железнодорожного транспорта должен идти в следующих направлениях:

■ вывод из эксплуатации всех аналоговых систем и средств, перевод системы связи на работу только с использованием цифровых технологий;
■ внедрение новых телекоммуникационных технологий, обеспечивающих более эффективное использование системы связи при развитии информационной инфраструктуры железнодорожного транспорта;
■ замена аналоговых систем оперативно-технологической связи на цифровые системы коммутации на всей сети железных дорог;
■ приведение существующих цифровых систем к единым стандартам и протоколам взаимодействия и управления за счет средств производителей;
■ развитие технологической радиосвязи и переход к цифровым системам на основе TDM-технологии, а также введение стандарта цифровой технологической радиосвязи GSMR.

Особое внимание уделяется развитию транспортной инфраструктуры, которая должна интегрировать как физические, так и цифровые активы для снижения стоимости жизненного цикла инфраструктуры и подвижного состава железнодорожного транспорта.

Большое значение для развития железнодорожной отрасли в настоящее время имеет опыт внедрения модельно-ориентированных методов и технологий на основе системы управления активами, что предполагает значительный рост производительности и снижение затрат [15]. Система управления активами, представленная в модуле 2 модели 4D (см. рис. 2), является одним из стратегически важных и высокоэффективных направлений реализации интегрированного подхода.

Под управлением активами (физическими, цифровыми), как правило, понимается скоординированная деятельность организации по получению ценности от активов, которая зависит от заинтересованной стороны. Принятие решений в управлении активами, как правило, связано с анализом и оценкой рисков. Управление активами поддерживается различными международными и национальными стандартами, которые обеспечивают интеграцию технических, информационно-технологических и финансовых аспектов принятия решений. На такой основе формируется три уровня процессной модели управления активами, ориентированной на системную инженерию – ISO /IEC/IEEE 15288 «Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем» (рис. 3) [16].

На верхнем уровне определяются принципы, положения и требования для разработки, внедрения, поддержки и улучшения системы управления активами; на промежуточном – процессы жизненного цикла активов, пользователю предоставляется инструмент управления активами; на нижнем уровне уточняется порядок выполнения технических процессов через требование «Надежность», определяются финансовые аспекты выполнения процессов жизненного цикла.

Построение процессной модели управления активами предполагает использование идентифицированных процессов и стандартов:

■ определение связей между идентифицированными процессами, идентификация входов и выходов;
■ использование стандартов IEC серии 60 000 для описания порядка выполнения идентифицированных процессов – мероприятия, состав и последовательность задач и работ, правила их выполнения, исполнители и необходимые ресурсы, требуемая информация;
■ использование стандартов IFRS/IAS для описания финансовых аспектов идентифицированных процессов.

Ключевым фактором успешной реализации модернизации системы управления активами является их информационное представление и формирование на этой основе их информационных моделей, аналогов моделей BIM, GIS, но с соответствующим преобразованием и расширением для использования на всех этапах жизненного цикла инфраструктуры железнодорожного транспорта.

Следует выделить 6 ключевых направлений информационной поддержки процессов управления активами:

1. Политики управления активами.
2. Компетентность и эффективность персонала.
3. Оценка критичности рисков; управление, анализ устойчивости.
4. Расширенные и интеллектуальные функции обработки информации.
5. Программы модернизации депо.
6. Измеримость параметров активов и управляемость процессов.

Этот перечень определяет те направления, которые необходимо развивать в первую очередь. Для РЖД наличие и реализация системно-информационной модели активов может быть вариантом условия проведения конкурсов на создание или модификацию объектов инфраструктуры, либо проведения каких-то операций с активами (продажа, покупка, аренда, аутсорсинг).

Таким образом, для получения конкурентных преимуществ на рынке транспортно-логистических услуг, в том числе на железнодорожном транспорте необходимо инвестировать не только в цифровые технологии, но и активно осуществлять разработку и внедрение трансформационных бизнес-моделей, ориентированных на методы инжиниринга и проактивного (упреждающего) управления активами. Это дает возможность не только развивать цифровые платформы, но и увязывать в едином цифровом пространстве киберфизические процессы.

Для инновационного решения задач управления на основе модели по системной трансформации активов ТЛС обеспечивается на концептуальном, модельно-процессном и информационном уровнях требования международных / национальных стандартов с конкретными задачами организации высокоэффективных перевозок. При этом обеспечивается взаимосвязь и трансформация с аналоговыми моделями (типа SCOR), построенными на основе сравнения с «лучшими практиками». В отличие от традиционно используемых, 4D-модель содержит не трехмерное, а четырехмерное описание модулей, включая соответствие требованиям системно-цифровых подходов при управлении инфраструктурными активами на железнодорожном транспорте.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Куприяновский В.П., Куприяновская Ю.В., Синягов С.А., Добрынин А.П. и др. Цифровая экономика – различные пути к эффективному применению технологий (BIM, PLM, CAD, IOT, Smart City, BIG DATA и др.) // International Journal of Open Information Technologies, 2016. – Т. 4. – № 1. – С. 4–11.

2. Соколов Б.В., Некрасов А.Г., Миротин Л.Б. Разработка и реализация методологии и методик совместного многокритериального синтеза и адаптивного управления созданием, применением и развитием функционально-устойчивых интегрированных транспортно-логистических и информационных систем нового поколения // Вестник транспорта. – 2011. – № 6. – С. 25–30.

3. Миротин Л.Б., Некрасов А.Г., Гудков В.А. и др. Повышение эффективности грузовых перевозок на основе создания устойчивой транспортно-логистической системы модульного типа для высокоскоростной обработки и доставки грузов / под ред. Л.Б. Миротина и А.Г. Некрасова. – М.: Техполиграфцентр, 2013. – 232 с.

4. Некрасов А.Г, Синицына А.С. Трансформация интегрированных транспортно-логистических систем в цифровую индустрию // Логистика, 2017. – № 8. – С. 36–41.

5. Соколов Б.В., Птушкин А.И. Аналитический обзор «Состояние исследований по проблеме управления жизненным циклом искусственного созданных объектов». Грант РФФИ № 09-07-11004-ано. – СПб.: СПИИРАН, 2010. – 56 с.

6. Некрасов А.Г., Синицына А.С. Логистический инжиниринг как инструмент интеграции логистических систем // Логистика. – 2016. – № 12. – С. 40–45.

7. Некрасов А.Г., Соколов Б.В., Атаев К.И. Система управления жизненным циклом (трансформация в цифровую инфраструктуру): учеб. пособие. – М.: Техполиграфцентр, 2017. – 155 с.

8. Куприяновский В.П., Намиот Д.Е., Синягов С.А. Киберфизические системы как основа цифровой экономики // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Т. 4. – № 2. – С. 19–29.

9. Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Неокибернетика – возможности и перспективы развития // Доклад на общем пленарном заседании 5-й научной конференции «Управление и информационные технологии» (УИТ-2008). Россия. – Санкт-Петербург, 14–16 октября, 2008/ЦНИИ «Электроприбор». – СПб, 2008. – 10 с.

10. Некрасов А.Г., Синицына А.С. Транспортно-логистические системы нового поколения в цифровой экономике // Сила систем, 2017. – №3. – С. 11–23.

11. Бир С. Мозг фирмы / пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1993. – 416 с.

12. IТ-сервис-менеджмент. Введение. – М.: itSMF, 2003. – 227 с.

13. Некрасов А.Г., Стыскин М.М., Атаев К.И. Процессы жизненного цикла систем (трансформация в цифровую индустрию). – М.: PrintUp, 2018. –127 с.

14. «Великолепная семерка» и Минтранс создадут в России ассоциацию цифрового транспорта. Электронный ресурс: URL: http://logirus. ru/news/transport/velikolepnaya_ semerka-_mintrans_sozdadut_v_ rossii_assotsiatsiyu_tsifrovogo_ transporta.html

15. A better railway for a better Britain. – Jan, 2013. – Network Rail.

16. Иорш В.И., Крюков И.Э. Подход к построению процессной модели управления активами // Сертификация. – №3, 2016. – С. 22–27.