Индустрия 4.0: критерии цифровой зрелости и переход от документов к требованиям

Четвёртая промышленная революция, также известная как Индустрия 4.0, должна произвести цифровую трансформацию экономики — с массовым внедрением в производство киберфизических систем (CPS), широким использованием промышленного интернета вещей (IIoT) и искусственного интеллекта (AI). Всё это рисует картину красочного будущего, где большая часть бизнес-процессов уведена в цифровую среду и автоматизирована, а оставшиеся производственные, логистические и другие «физические» взаимодействия осуществляются машинами без участия человека. Но несмотря на развитие и бурный рост технологий, связанных с Индустрией 4.0, будущее ещё не наступило: даже самые передовые производства сейчас скорее соответствуют уровню «Индустрии 3.5» — а соединяющая их инфраструктура не дотягивает и до этой цифры. Что стоит на пути дальнейшей цифровой трансформации? Как преодолеть эти препятствия? На какие технологии делать упор? Разберёмся в этой статье — а заодно узнаем, какие возможности в сфере Индустрии 4.0 дают отечественная цифровая платформа «Техэксперт» от Консорциума «Кодекс» и её программные решения для работы с требованиями.

Технологии Индустрии 4.0 и критерии оценки цифровой зрелости

В определении Индустрии 4.0 всегда отмечается главенствующая роль киберфизических систем и искусственного интеллекта, однако конкретные технологии и процессы могут разниться. Чаще всего выделяют девять компонентов: горизонтальная и вертикальная интеграция, большие данные, облачные технологии вообще и вычисления в частности, автономные роботы, симуляция, дополненная реальность, кибербезопасность, аддитивные технологии и интернет вещей.

Однако куда важнее не конкретный набор технологий, а критерии оценки цифровой зрелости — предприятия, отрасли, целой страны. Как понять, мы уже пережили четвёртую промышленную революцию, остались на уровне Индустрии 3.0 или застряли посередине? Нужно ли наличие девяти технологий и процессов — или достаточно двух-трёх? Это вопрос поднял на конференции «ИТ-Стандарт» в ноябре 2021 г. председатель ТК-МТК-22 Сергей Головин: по его мнению, обращать внимание нужно не на применение отдельных технологий, а на их связанность и синергию. В рамках немецкой платформы «Индустрия 4.0» для этой цели созданы рабочие группы по шести направлениям: стандарты и эталонные архитектуры; сценарии технологий и приложений; безопасность сетевых систем; правовые рамки; работа, обучение и повышение квалификации; цифровые бизнес-модели в отрасли 4.0. По мнению С. Головина, именно работа по всем шести направлениям, их баланс и координация способны обеспечить гармоничную цифровую трансформацию — и являются главным критерием цифровой зрелости. «Стратегическое направление в области цифровой трансформации обрабатывающих отраслей промышленности», подписанное председателем Правительства РФ Михаилом Мишустиным 6 ноября 2021 г., этот тезис поддерживает.

Препятствия на пути Индустрии 4.0 и миссия Консорциума «Кодекс»

Как говорилось выше, для воплощения концепции Индустрии 4.0 мало развитых технологий — куда важнее построить на их основе гармоничную экосистему как в рамках одного предприятия, так и по всей цепочке добавленной стоимости. Уже сегодня отдельные бизнес-процессы успешно переходят в цифровую среду, но при этом остаются изолированными островками в море аналоговых взаимодействий. Более тесной цифровой интеграции мешают «бутылочные горлышки» — бизнес-процессы, которые целиком держатся на человеке и зависят от его пропускных способностей и когнитивных ресурсов. Таких «узких мест» немало в каждой отрасли, и любая стратегия цифровой трансформации должна включать их выявление, анализ и разработку конкретных мер по снижению «человекозависимости». Однако есть аспект, который требует коренной модернизации даже в самых продвинутых отраслях — это работа с нормативными и техническими документами. Консорциум «Кодекс» больше 30 лет помогает российским предприятиям цифровизировать работу с документацией, хорошо понимает существующие проблемы и разрабатывает на базе цифровой платформы «Техэксперт» инструменты для их успешного преодоления.

Препятствия, которые стоят на пути Индустрии 4.0 в области управления нормативными и техническими документами, можно условно разделить на четыре группы: негармонизированные стандарты и техрегламенты разных стран; отсутствие инструментов для кросс-классификации; устаревшие форматы представления документов; устаревшие, избыточные и противоречивые нормы. Каждое из перечисленных «бутылочных горлышек» заслуживает отдельного рассмотрения, но сегодня разговор пойдёт об устаревших форматах представления документов, приходящих им на смену SMART-стандартах и «умных» сервисах.

От оцифровки документов к цифровизации бизнес-процессов

На любом мероприятии, посвящённом цифровой трансформации, всплывает один и тот же тезис: оцифровка документов или даже отдельных бизнес-процессов — это ещё не цифровизация. Цифровизация предполагает не просто перенос информации с аналогового носителя на электронный, но и изменение характера этой информации, а также способов её использования. Разницу между оцифровкой и цифровой трансформацией хорошо иллюстрирует классификация машиночитаемых стандартов, предложенная Стратегической консультативной группой ИСО по машиночитаемым стандартам и утверждённая Техническим руководящим бюро организации (принята такая классификация и в МЭК). Это градация цифровой зрелости стандартизации по пяти уровням, от 0 до 4, где 0 — традиционный бумажный носитель, а 4 — SMART-стандарты с машиноинтерпретируемым содержимым. Аббревиатура SMART в данном случае расшифровывается как Standards Machine Applicable, Readable and Transferable — «стандарты, применимые для машин, читаемые машинами и передаваемые на машины».

Перевод документов с 0 на 1 уровень — то есть с бумажного носителя в PDF-формат — это оцифровка. Такой формат бытования документов по стандартизации облегчает и удешевляет их распространение, но ничего не меняет с точки зрения бизнес-процессов: даже если документ содержится в информационной системе, воспринимает и интерпретирует его человек — и он же в случае необходимости «переводит» требования документа на машинный язык и вводит их в другие системы. Для автоматизированной передачи данных из документа в информационные и киберфизические системы, которые должны самостоятельно выполнять или проверять выполнение нормативных требований, данные в документе должны быть изложены в машинопонимаемом виде. А для этого требуется 3-4 уровень цифровой зрелости по классификации ИСО/МЭК.

SMART-стандарты открывают широкие возможности для ускорения, оптимизации и автоматизации применения нормативных требований. Но чтобы начать их широкое использование, требуется изменение как самой системы стандартизации, так и практик применения стандартов и других нормативных документов «на местах». Разработчики стандартов должны получить инструменты для «обогащения» документов машинопонимаемыми данными, а пользователи — инструменты для корректного чтения и импорта этих данных во внешние системы: управления жизненным циклом продукции (PLM), автоматизированного проектирования (CAD), управления станками с ЧПУ (CAM) и многие другие. При этом интерфейсы систем для разработчика, распространителя и пользователя SMART-стандарта должны быть дружелюбными и давать представление о машинопонимаемом содержимом без владения языками программирования. Программные продукты и контент для решения всех этих задач прямо сейчас создают на базе цифровой платформы «Техэксперт» разработчики Консорциума «Кодекс».

Также остаётся актуальным вопрос корректного чтения всего содержащегося в SMART-стандартах контента на каждом этапе жизненного цикла — от разработки стандарта до конечного применения. Решается этот вопрос стандартизацией архитектуры и форматов данных таких документов — для этой цели при Росстандарте в 2021 г. был создан новый Проектный технический комитет «Умные (SMART) стандарты» (ПТК 711). Комитет возглавили руководящая организация одноимённого Консорциума — АО «Кодекс» — и Российский институт стандартизации (ФБГУ «РСТ»), а всего на конец 2021 г. в ПТК 711 вошли 30 промышленных предприятий, отраслевых объединений, научных институций и ИТ-компаний. Первый осязаемый результат работы ПТК 711 — предварительный национальный стандарт «Умные (SMART) стандарты. Общие положения» — будет представлен для промежуточного обсуждения уже в I квартале 2022 г.

SMART-стандарт: от управления документами к управлению требованиями

В ходе научно-исследовательской работы, связанной с деятельностью ПТК 711, эксперты Консорциума «Кодекс» искали наиболее точное определение SMART-стандарта и пока остановились на следующем.

SMART-стандарт — это электронный документ по стандартизации, содержащий нормативные требования к объектам стандартизации. Является объек­том информационной системы документов по стандартизации и представляется в виде контейнера неструктурированных и структурированных данных. Позволяет посредством обработки программ­ными средствами воспроизводить человекочитаемое содержание документа и сервисы по работе с содержанием, а также совокупность машиночитаемых и машинопонимаемых данных для передачи и обработки в различных информаци­онных системах.

Из этого определения есть важное следствие: главной логической структурной единицей SMART-стандарта является требование, и именно к нему, а не ко всему документу в целом, должны быть привязаны дополнительные данные. Такой подход, с одной стороны, совпадает с общемировыми тенденциями — именно на требования разделяют свои стандарты SAE International, AFNOR и другие организации по стандартизации. С другой стороны, он отвечает запросам российских пользователей стандартов. Консорциум «Кодекс» много лет поставляет на промышленные предприятия профессиональные справочно-аналитические системы (ПСС) под брендами «Кодекс» и «Техэксперт», помогает компаниям выстроить собственный Единый фонд электронной нормативной документации (ЕФЭНД) на базе цифровой платформы «Техэксперт» и наладить управление жизненным циклом документа в рамках Системы управления нормативной и технической документацией (СУ НТД). И большинство пользователей, оценив преимущества консолидированного фонда, хотят пойти ещё дальше — и собрать вместе не просто все документы, которые относятся к деятельности предприятия, но и точечные требования из самых разных источников. При этом для пользователей важно, чтобы извлечённые из документов требования сохраняли связь с источником, а содержащая требования система чутко реагировала на внесённые в источник изменения.

В ответ на эти чаяния разработчики Консорциума «Кодекс» создали целую линейку программных решений под общим названием «Система управления требованиями» (СУТр «Техэксперт») для чтения, создания, обсуждения и «обогащения» требований дополнительными данными — как человеко-, так и машинопонимаемыми. Несмотря на очевидное удобство такого подхода, переход к работе с требованиями — это всё-таки серьёзное изменение бизнес-процессов. Для того чтобы оно проходило гладко и с максимальной пользой, внедрять СУТр «Техэксперт» следует постепенно, от готовых Реестров нормативных требований (РНТ) к созданию собственных реестров и полномасштабному управлению требованиями, включая экспорт их машинопонимаемых компонентов во внешние информационные и киберфизические системы.

СУТр «Техэксперт»: от Реестров нормативных требований к онтологическим моделям

Базовый продукт платформы «Техэксперт», содержащий требования, — это тиражные Реестры нормативных требований (РНТ) для чтения человеком. Основная цель РНТ — гарантировать соблюдение существующих требований к процессу/изделию всеми сотрудниками предприятия без необходимости самостоятельно извлекать эти требования из документов и постоянно контролировать их актуальность. Пользователям ПСС под брендами «Кодекс» и «Техэксперт» легко начать работать с Реестрами, ведь структурно это очень похожие продукты, только вместо подборки документов по какой-то конкретной теме — подборка требований из этих документов. Как и в случае с ПСС, пользователь не сможет редактировать сами требования, зато получит к ним лёгкий доступ, автоматический контроль актуальности и множество других сервисов, включая интеллектуальный поиск и разнообразные способы сортировки.

Первым таким продуктом станет «Реестр о безопасности зданий и сооружений» — в него войдут требования из Технического регламента о безопасности зданий и сооружений (Федеральный закон от 30.12.2009 N 384-ФЗ), а также требования из документов Обязательного и Добровольного перечня упомянутого регламента. Все вошедшие в Реестр требования будут размечены кодами Классификатора строительной информации (КСИ). В дальнейшем количество доступных классификаторов будет увеличиваться — что существенно расширит опции сортировки и настройки доступа к требованиям.

«Реестр о безопасности зданий и сооружений» появится в рамках тиражного информационного продукта «Техэксперт SMART: Проектирование» уже в I-II квартале 2022 г. Пользователи других продуктов смогут докупить его в качестве дополнительного модуля. Дальнейшее расширение ассортимента готовых РНТ в 2022-2023 гг. зависит от заинтересованности клиентов из разных отраслей промышленности.

Для тех специалистов, кому мало готовых РНТ, во II-III квартале 2022 г. будет выпущена Система формирования исходных требований «Техэксперт». Эта система отличается от готовых РНТ примерно так же, как созданный с помощью СУ НТД индивидуальный фонд предприятия (ЕФЭНД) отличается от тиражных профессиональных справочных систем. Точно так же вы можете — и скорее всего, захотите — как использовать в работе готовые информационные продукты, так и создавать собственные реестры и отдельные требования. Цель такой системы — собрать в одном пространстве все релевантные нормативные и функциональные требования к процессу/изделию, проверить их актуальность, совместимость и понятность для заинтересованных сторон. Подразумевается также функционал обсуждения требований и формирование новых РНТ, в том числе для передачи во внешнее ПО. Более того, Система формирования исходных требований позволит экспортировать требования не только в реестры, но и в другие документы: технические задания, конструкторскую документацию, должностные инструкции и т. д. Это идеальный инструмент для тех, кто хочет создавать новые документы грамотно — отталкиваясь не от формы, а от сути, обеспечивая их логичность и непротиворечивость.

Если же предприятие нуждается в масштабной работе с требованиями, создании и использовании их машинопонимаемого содержимого, то здесь не обойтись без Системы управления требованиями «Техэксперт», полноценного аналога IBM Rational DOORS. К функционалу Системы формирования исходных требований здесь добавляются: установка иерархии и взаимовлияний требований (трассировка), выделение параметров и иных нужных «слоев» данных для создания машинопонимаемого контента. В рамках СУТр «Техэксперт» требования можно атрибутировать, классифицировать, снабжать машинопонимаемыми параметрами и конфигурировать практически любым образом, отталкиваясь от потребностей предприятия и систем — пользователей требований. При этом у каждого требования сохраняется связь с документом-источником в ЕФЭНД, что позволяет оперативно реагировать на любые изменения в нормативных документах.

Среди способов использования СУТр «Техэксперт» — создание онтологических моделей (электронных структур) изделий и базы требований для поддержания технологии «цифровых двойников» на протяжении всего жизненного цикла изделия, экспорт текстовых требований в различные документы, а машинопонимаемых — во внешние информационные и киберфизические системы. Но это далеко не полный список: СУТр — очень гибкий программный продукт, который подразумевает создание самых разнообразных сервисов, в том числе интеграционных. Расширять области применения системы можно без­гранично — в рамках потребностей и возможностей предприятия.

Если у вас появились вопросы о применении концепции Индустрии 4.0, SMART-стандартах и основанных на них сервисах, а также работе с требованиями на платформе «Техэксперт», пишите на электронную почту spp@kodeks.ru или звоните по телефону 8-800-555-90-25.

Поделиться:
Спецпроект

Компания iFellow объявила о переходе на российскую платформу CommuniGate Pro

Подробнее
Спецпроект

У общественного транспорта Ярославской области появилось мобильное приложение

Подробнее


Подпишитесь
на нашу рассылку