CC BY
74УДК 338; 656; 654; 004 doi:10.52210/2224669X_2022_2_76
ОСОБЕННОСТИ ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ТРАНСПОРТНОЙ ОТРАСЛИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАЗВИТИЕ ПОРТОВ РОССИИ
О.Н. Панамарева
Аннотация. Актуальность темы исследования обусловлена наличием значительного внимания государственных органов власти, научных деятелей и бизнес-сообщества к процессу цифровизации, затрагивающей все отрасли экономики, претендующей на статус «базовой тенденции мирового экономического развития». Цифровой трансформации на транспорте, также как в энергетике и промышленности, отведена роль базиса при формировании нового качества экономики. Цель данной работы - на основе эвристических методов и методов системного анализа, агрегирования, выделить ключевые перспективные IT-технологии, необходимые для формирования эффективной цифровой инфраструктуры морских транспортных узлов России, на базе формальных методов исследования представить детерминанты экономико-математической модели эффективного их развития. Для достижения цели исследования обозначен ряд подлежащих решению задач. На основе анализа и синтеза основной акцент сделан на ключевых комплексных проблемных аспектах для транспортной отрасли в контексте цифровизации, а именно: вызовах; перспективных и прорывных технологиях XXI в., развитие и применение которых обусловит занятие российской транспортной системой лидерских позиций на мировой арене с целью обеспечения национальной безопасности и формирования эффективной социально-ориентированной инновационной экономики России; обозначены проблемы на пути отраслевой цифровой трансформации; сформулированы основные элементы функции эффективного развития морских портов с учетом цифровой трансформации отрасли.
Ключевые слова: цифровые двойники, цифровая экосистема, цифровая трансформация, морской транспортный узел, управление, связь, взаимоотношения стейкхолдеров.
THE FEATURES OF THE DIGITAL TRANSFORMATION OF THE TRANSPORT INDUSTRY AND ITS IMPACT ON THE DEVELOPMENT OF RUSSIAN PORTS
O.N. Panamareva
Abstract. The relevance of the research topic is due to the presence of significant attention of state authorities, scientists and the business community to the process of digitalization, affecting all sectors of the economy, claiming the status of the «basic trend of global economic development». Digital transformation in
transport, as well as in energy and industry, is assigned the role of the basis for the formation of the quality of the economy. The purpose of the work is to identify the key promising IT-technologies necessary for the formation of an effective digital infrastructure of Russian maritime transport hubs on the basis of heuristic methods and methods of system analysis, aggregation, to present the determinants of an economic and mathematical model of their effective development on the basis of formal research methods. A number of tasks to be solved are identified to achieve the purpose of the study. Based on the analysis and synthesis, the main emphasis is placed on the key complex problematic aspects for the transport industry in the context of digitalization, namely: challenges; promising and breakthrough technologies of the XXI century, the development and application of which will cause the Russian transport system to occupy leadership positions in the world arena in order to ensure national security and the formation of an effective socially-oriented innovative economy of Russia. The problems on the path of digital transformation are outlined; the main elements of the efficient development of seaports are formulated taking into account the digital transformation of the industry.
Keywords: digital twins, digital ecosystem, digital transformation, maritime transport hub, management, connection, stakeholder relationship.
Вопросы цифровой трансформации различных отраслей экономики являются центральными при рассмотрении перспектив развития и разработки механизмов, его обеспечивающих. Проблеме реализации цифровизации в области национальной безопасности и повышения эффективности на транспорте посвящен ряд мероприятий в рамках форумов и конференций разного уровня, Правительственной недели Министерства обороны РФ - 2021, Транспортной недели 2020 г. и 2021 г. [28; 30; 34]. В рамках последнего события ключевыми темами для обсуждения стали «Транспортная отрасль - на острие цифрового направления», «Машины, поезда, самолеты и корабли будущего» (в том числе «Автономное судовождение»), «Эра беспилотников: технологии без человека - для человека», «Транспортная инфраструктура для мегасобытий», «Кибербезопасность на транспорте», «Цифровая логистика 2021-2024-2030: от трансформации компаний к лидерству всей транспортной отрасли» и др. Также особое внимание уделено обозначенной проблематике в работах Н.Ю. Гурьянова, А.В. Гурьяновой, М.Ю. Гордеева, В.В. Кам-невой, Е.Н. Смирнова и др. [3; 4; 8; 14; 15; 27], на XXII Апрельской международной научной конференции по проблемам развития экономики и общества [34]. Обсуждение обозначенная тема полу-
чила и 16-17 декабря 2021 г. в рамках XXI Национальной научной конференции с международным участием «Модернизация России: приоритеты, проблемы, решения».
Кроме того, ввиду глобального тренда цифровизации общественных отношений [3; 4; 8; 12], распространяющегося и на экономическое пространство России, значительного роста интереса к технологиям искусственного интеллекта, информационным, геоинформационным и сквозным технологиям, разработаны и получили активную реализацию такие нормативно-правовые акты, как: Национальная программа «Цифровая экономика»; Дорожная карта по развитию «сквозной» цифровой технологии «Новые производственные технологии»; Федеральный проект «Цифровые технологии» и др. [1; 5; 9; 16-20; 23; 24]. Данный факт еще раз подтверждает высокую значимость для отечественной экономики процесса цифровизации, которая возможна лишь сквозь призму цифровой трансформации. В основе последней лежит внедрение новейших инфокоммуника-ционных и телекоммуникационных технологий. Однако, понимая существенный объем ресурсозатрат, их ограниченность, важность учета временного лага внедрения такого рода новаций и возврата вложений, учитывая требуемый уровень повышения социально-экономической эффективности, необходимо определить, каким перспективным и передовым технологиям должно быть уделено приоритетное внимание на первоначальном и последующих этапах цифровой трансформации? Какова зависимость между процессом цифровизации, цифровой трансформации, инвестициями для их реализации, локальными, региональными и синергетическим социально-экономическими эффектами для экономики России? Каковы оптимальные темпы их роста, соотношение этих темпов роста?
Все это ключевые вопросы, которые требуют глубокого системного исследования. В нашей работе, ввиду усиления регионализации и проникновения глобализационных процессов в цифровую сферу, остановимся на первом из поставленных вопросов и выделим детерминанты, которые следует заложить в основу экономико-математической модели эффективного развития морских транспортных узлов в контексте формирования инновационной сбалансированной транспортной системы, являющейся «отправным» звеном, наряду с энергоносителями, определяющими основы формирования каждого нового технологического уклада.
Перспективным и прорывным технологиям уделяется особое внимание на фоне спада мировой экономики, в том числе и в контексте наступившей ковидной эпохи, стагнации экономики России, трансформации мирового порядка, формирования нового 6-ого технологического уклада и, как следствие, ноономики. В рамках последнего феномена производственный процесс приобретает такие особенности, как: «знаниеемкость продукта производства»; «знани-еинтенсивность технологий и методов организации производства»; кардинально новое содержание категории «труд», где человек выступает носителем знания [12, с. 79, 116-117], а «ноорациональность» приходит на смену экономической рациональности, где отправной точкой является удовлетворение конкретных разумных потребностей на базе культурных критериев [12, с. 237]. Это касается всех отраслей отечественной экономики (и в первую очередь - транспортной отрасли), требующей системных изменений, меры для которых должны разрабатываться и реализовываться в контексте сложившихся проблемных аспектов.
Рассмотрим ряд ключевых вызовов, стоящих перед транспортным комплексом России, и сведем проблемы структуры цифровых решений и IT-систем транспортной отрасли в таблицу 1.
Исходя из вышесказанного (таблица 1) в условиях активной цифровизации и насущной ограниченности ресурсов особую роль необходимо отводить ключевым из прорывных и перспективных IT-технологий, которые обусловят запуск механизма инновационного саморазвития сложных организационно-технических систем.
Детерминированию и исследованию трендов в данном направлении уделено значительное внимание как со стороны практиков, так и научного сообщества. На рисунке 1 представлены основные перспективные и прорывные технологии XXI в. и их особенности [11; 21; 26]. В российской экономике сегодня делается акцент на цифровизацию, становящейся базовой тенденцией мирового экономического развития. Именно она трансформирует структуру мировой экономики, обусловливая ее новое качественное содержание, в котором ключевая роль отведена цифровым технологиям как доминантам развития общества и экономики. Согласно результатам исследования, представленным в работе Е.Н. Смирнова [27], Россия (наряду с Польшей, Турцией, Китаем, Филиппинами, Марокко, Индией, Вьетнамом) входит в группу так называемых «вспыхивающих»
Таблица 1
Ключевые проблемные аспекты на пути инновационного развития транспортного комплекса России
Вызовы Проблемы структуры цифровых решений и IT-систем транспортной отрасли
Достаточно низкий уровень реализации транзитного потенциала России(14-20 %) Отсутствие стратегии развития инновационных видов транспорта (в том числе беспилотных транспортных средств): подлежит обсуждению
Невысокий уровень привлекательности отечественных транспортных коридоров (изначально - по причине существенно превышающей принятой в передовой мировой практике транзакционной нагрузки, в том числе избыточности документов на бумажных носителях, контрольно-надзорных процедур, посредников) Отсутствие интегрированного цифрового решения для осуществления электронного документооборота при грузовых перевозках (в том числе международных), то есть: - системы сквозного обмена электронными транспортными документами на страновом и международном уровнях; - экосистемы цифровых транспортных коридоров ЕАЭС (только разработана концепция)
Отсутствие возможности оперативного управления транспортным комплексом из единого центра в зависимости от ситуации Отсутствие цифрового инструмента контроля всей транспортной системы РФ из единого федерального центра - ситуационно-информационного центра Минтранса РФ и системы моделирования транспортных потоков с применением технологий искусственного интеллекта и «Big Data»
Низкий уровень информированности и скоординированности действий органов власти различных уровней, субъектов транспортной деятельности по вопросам обеспечения безопасности на транспорте (в том числе транспортной безопасности и кибербезопасности) Отсутствие единого решения для обеспечения информационной безопасности на транспорте - единой защищенной цифровой среды оперативного взаимодействия акторов транспортного и сопутствующих процессов
Отсутствие возможности мониторинга состояния объектов транспортной инфраструктуры на всех этапах жизненного цикла Отсутствие цифрового инструмента прогнозирования, контроля состояния объектов транспортной инфраструктуры (созданных и создающихся) и предиктивной аналитики необходимости обслуживания и ремонта обозначенных объектов и др.
стран, исходя из критерия «уровень развития цифровой экономики», поскольку обладает одновременно такими признаками, как:
- невысокий уровень развития цифровой экономики;
- высокая скорость внедрения инноваций;
- привлекательность для инвесторов;
- слабая инфраструктура и низкое качество инноваций.
Рисунок 1. Характеристика перспективных и прорывных технологий XXI в.
Примечание. Составлен автором на основе источников [11; 21]
Цифровая трансформация выступает одной и приоритетных целей развития Российской Федерации на период до 2030 г. [31; 33; 34; 35], которые определены Указом Президента РФ. На этом фоне для обеспечения эффективной реализации обозначенного процесса важна оценка уровня «цифровой зрелости» ключевых отраслей отечественной экономики. По результатам исследования Института
25 20 15 10 5 0
20.5
18,5 ^т
У
ч-г
^ Ж
.,<я
/ Ж
Рисунок 2. Результаты оценки среднего уровня спроса на передовые цифровые технологии по секторам экономики России по состоянию на 2020 г., %
Примечание. Составлен автором по данным ИСИЭЗ НИУ ВШЭ [34, с. 28]
статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики (ИСИЭЗ НИУ ВШЭ) можно отметить, что цифровиза-ция в целом в России находится на начальной стадии (рисунок 2) (слабо распространены такие новейшие технологии, как: облачные сервисы - 38,5 %, ЕЯР-системы - 29,6 %, электронные продажи -19,6 %, ЯРЮ-технологии - 12,0 % [34, с. 30]), хотя уже получили распространение относительно зрелые цифровые технологии (например, широкополосный Интернет), развита его инфраструктура. Как показала практика, относительно транспортной отрасли, наиболее подготовлен в цифровом плане железнодорожный и автомобильный транспорт, а наименее - водный транспорт [31]. Примечательно и то, что сегодня в отношении последнего разработке трансформационных мероприятий уделяется внимание, но не в требуемом объеме, несмотря на то, что система взаимодействия акторов в морских транспортных узлах, являющихся ключевыми звеньями транспортной системы, требует системных преобразований при организации цифровой инфраструктуры, обеспечивающей реализацию бизнес-процессов на качественно новом уровне.
Общего мнения о сущности понятия «цифровая трансформация» на сегодня не сложилось, однако в его основе лежит «цифрови-зация», которая предполагает «сращивание физической, социальной и информационной сред», способствующее формированию «новых физиологических, психологических, социальных и культурных реалий» [11]. Исходя из чего и на основе исследования разнообразных определений, представленных в ряде источников [34, с. 11-15; 7], обозначим суть «цифровизации» как изменения в бизнес-процессах или способах осуществления экономической деятельности (бизнес-моделях) в результате внедрения цифровых технологий, приводящие к значительным социально-экономическим эффектам. Процесс цифровизации реализуется посредством цифровой трансформации.
Активно набирает обороты цифровая трансформация, предполагающая качественное преобразование бизнес-процессов через построение новых процессов и сервисов в контексте повышения эффективности уже существующих, обеспечивая условия формирования цифровых общества, экономики, новых социально-экономических возможностей. Данный процесс приводит к формированию новых рынков, базирующихся на платформенной или, точнее сказать, многоплатформенной модели и на экосистемном подходе к ведению бизнес-деятельности. При этом основные критерии, которым должны соответствовать сервисы цифровой трансформации - это «лучше», «быстрее», «дешевле».
В целом можно отметить, что цифровая трансформация на транспорте уже получила свое начало [32; 34, с. 118-146] (рисунки 3 и 4). Кроме того, в июле 2021 г. Министерством транспорта РФ разработана отраслевая Стратегия цифровой трансформации [10; 18], включающая шесть ключевых инициатив Минтранса (рисунок 3). Данные процессы запущены на фоне прогнозируемого отраслевого спроса на цифровые технологии до 626,6 млрд руб., что в 7 раз выше показателя 2020 г. [13], при ожидании существенного роста производительности труда (порядка 20 %) - при том, что в 2020 г. наблюдалось снижение этого показателя на 2 % (при его ежегодном пятипроцентном росте планируемом в соответствии с Национальным проектом «Производительность труда»).
Одной из важных составляющих данного процесса является формирование новых для транспортной отрасли сложно структурных звеньев - экосистем цифровых транспортных коридоров (ЭС ЦТК),
БАЗОВЫЕ АСПЕКТЫ ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ НА ТР.АНСПОРТЕ
Приоритетное использование отечественного программного обеспечения
Массовое применение технолопш искусственного интеллекта
ОТРАСЛЕВАЯ СТРА ТЕГИЯ ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОР.ШЦШ1
Ключевые инициативы Министерства транспорта РФ
Беспилотники для пассажиров и грузов
I
Зеленый цифровой
коридор пассажира
Бесшовная
грузовая логистика
]
цифровизация для транспортной безопасности
Цифровое управление транспортной системой РФ
Цифровые двойники (ЦД) объектов транспортной инфраструктуры
1 I
И
Безопасность + Надежность + Непрерывность функционирования всех объектов транспортной инфраструктуры
Технологии искусственного интеллекта для моделирования транспортных потоков
▼
КЛЮЧЕВЫЕ ФАКТОРЫ, ОКАЗЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ НА ПРИМЕНЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ
развитие математических моделей;
рост доступных вычислительных ресурсов для математического моделирования (в том числе для многопараметрнческой оптимизации);
качественный скачок быстродействия аппаратных систем в ближайшие 10 лет; переход к квантовым вычислениям;
переход к технологии (более высокая пропускная способность, меньшее время
задержки, меньший расход энергии батарей 1оТ-датчиков);
новые возможности искусственного интеллекта;
объединение на различных уровнях цифровых двойников;
развитие аддитивных технологий
Рисунок 3. Ключевые составляющие цифровой трансформации транспортного комплекса согласно отраслевой Стратегии
Примечание. Составлен автором на основе источников [10; 18]
Рисунок 4. Направления развития транспорта и логистики на фоне цифровизации
Примечание. Составлен автором
а также - предложенных автором в более ранней работе цифровых экосистем мультимодальных транспортных узлов, интегрированных с экосистемами цифровых транспортных коридоров [14].
При осуществлении цифровой трансформации транспортной системы России необходимо применение системного и комплексного подходов, в тесной их взаимосвязи. Нецелесообразно разрабатывать отдельные решения для составляющих отечественного транспортного комплекса.
На сегодня инновационными решениями в обозначенном контексте, получающими воплощение, стали:
- цифровые транспортные платформы [6; 32];
- экосистемы цифровых транспортных коридоров (впервые они будут созданы для целей функционирования и развития международных транспортных коридоров ЕАЭС) [15; 28].
В настоявшее время наблюдается сохранение принципа иерархичности при формировании экосистем цифровых транспортных коридоров, особенно в области создания и интеграции цифровых платформ. Необходимо осознавать, что чем сложнее иерархические связи при построении в таком формате цифровой информационно-аналитической надстройки (системы), тем она менее гибкая, тем более ресурсозатратная (особенно в отношении требуемых вычислительных мощностей, а, следовательно, и вложений в них), тем больше технологических и иных рисков для акторов транспортно-го-экономических процессов в цифровом пространстве. На сегодня насчитывается 67 морских торговых портов РФ, часть из которых являются звеньями международных транспортных коридоров, транспортных коридоров ЕАЭС, часть работает на каботаж, одни можно отнести в специальную группу «Порты Арктического региона», другие - в группу «Прочие порты». В этих условиях при формировании единого информационно-аналитического транспортного пространства, в том числе экосистем цифровых транспортных коридоров, необходимо разрабатывать концепцию цифровых экосистем морских портов с учетом специфики обозначенных групп транспортных узлов. Таким образом, сама концепция построения цифровых экосистем морских транспортных узлов, в целом, должна быть единой, однако следует понимать, что для транспортных узлов Арктического региона уровень автоматизации и автоматичности должен быть более
высоким, следовательно, и доля «умных» технологий и инвестиций в их реализацию тоже будет превалировать, а при формировании цифровой инфраструктуры портов, ориентированных на обеспечение внутренних и внешних экономических связей, относящиеся к Балтийскому, Дальневосточному, Каспийскому, Азово-Черноморскому бассейнам потребует формирования человеко-ориентированных цифровых экосистем систем преимущественно на принципах гео-сетецентрического и актороцентрического подходов.
Ранее автором было введено понятие «Цифровая экосистема мультимодального морского транспортного узла» (ЦЭС ММТУ) [14], с предложением рассматривать ЦЭС ММТУ в качестве «новой сложной, открытой, динамичной мезо-экосистемы сетевых ответственных взаимовыгодных отношений между факторами производства, интегрированными благодаря единой интеллектуальной информационно-аналитической среде, приводящей к снижению транзакци-онных издержек, повышению производительности, расширению номенклатуры сервисов (цифровых сервисов) за счет применения цифровых технологий, персонифицированного подхода к клиентам (стейкхолдерам), трансформирующей суть конкуренции на транспорте на базе принципов формирующейся парадигмы управления, основанной на распределенных сетевых взаимоотношениях и интермодальной интеграции». В основе обозначенной экосистемы лежат такие ключевые звенья, как распределенные геоинформационные системы, технологии искусственного интеллекта, а также цифровые двойники. Данные по диалектике от категории «цифровой клон» до понятия «цифровой двойник порта» сведены в таблице 2.
Цифровые двойники (ЦД) (таблица 2) под воздействием дивергенции разделились на ЦД детали, продукта, процесса, системы и системы систем. Они интегрируют возможности искусственного интеллекта (AI) и машинного обучения (ML). Развитие ЦД находится под воздействием также и конвергенции, при которой используются и приходят на смену такие новейшие технологии, как VR (AR), IoT, IIoT, CAD, CAM, CAE, PLM, BIM, облачные технологии и технология блокчейн [22, с. 24]. В таблице 3 автором сведены характеристики выделяемых видов цифровых двойников [2; 29].
В целом, согласно данным, представленным на рисунке 5, видно, что благодаря развитию Industry 4.0 и цифровизации производства перспективные цифровые двойники - объективное про-
Таблица 2
Диалектика от категории «цифровой клон» до понятия «цифровой двойник порта»
Категория Пояснение Источники
Цифровой двойник(цифровой клон) - категория, неразрывно связанная с представлением большого количества данных в пространстве и времени (для крупных производственных или транспортных компаний); - виртуальная модель всей системы целиком в трехмерной геоинформационной системе (ГИС), ретроспективной и перспективной во времени [36]
Цифровой двойник - цифровая модель определенного физического элемента или процесса и связанных с ними данных, обеспечивающая конвергенцию (то есть сближение, слияние) между физическим и виртуальным состояниями при соответствующей скорости синхронизации [20]
Цифровой двойник производства - детальное моделирование конфигураций физических сущностей и динамическое моделирование изменений продукции, процесса и ресурсов в процессе производства
Цифровой двойник (DT) - виртуальный прототип реально существующего объекта или процесса, который должен находиться в процессе постоянного изменения, не ограничиваясь информацией и данными, полученными в ходе его разработки, то есть всегда отражающий актуальное состояние «оригинала» с допустимым отклонением не более 5 % от исходной системы [38]
Цифровой двойник (Digital Twin) - виртуальная интерактивная копия реального физического объекта (продукта), или процесса, или системы, которая помогает эффективно управлять ими, оптимизируя бизнес-операции [29; 35]
Цифровой двойник порта - точная цифровая модель всех операций, отражающая со стопроцентной точностью ресурсы, портовые мощности, передвижения судов, инфраструктуру, погодные, географические и гидрологические условия [25]
Умный двойник (SmartTwin, ST) - решение класса «Цифровой двойник предприятия», подразумевающий парадигму соединения физического и цифрового мира путем взаимодействия человека, оборудования и аналитического программного обеспечения, позволяющее контролировать и совершенствовать операции производственного цикла, упрощая операционную деятельность, экономя ресурсы, уменьшая число сбоев и продлевая срок службы оборудования [25; 36]
Вывод: в целом, технологию «цифровой двойник» («Digital Twin») определяют, как одну из передовых технологий: - являющуюся «технологией-интегратором практически всех сквозных цифровых технологий и субтехнологий»; - выступающую технологией-драйвером, обеспечивающую технологические прорывы и позволяющую высокотехнологичным компаниям переходить на новый уровень технологического и устойчивого развития
Таблица 3
Виды цифровых двойников
Вид Описание Назначение
Цифровой двойник прототип (Digital Twin Prototype, DTP) Прототип или виртуальный аналог реального физического объекта Для описания и создания объекта (изделия). Содержит данные по объекту: информацию со стадий проектирования и производства; информацию физических атрибутов, свойств, рабочих параметров; требования к изделию; трехмерную модель объекта; описание технологических процессов; условия утилизации; ведомости материалов; номеров деталей и др. Не связан с объектом в течение его жизненного цикла
Цифровой двойник экземпляр (Digital Twin Instance, DTI) Двойник физического объекта Для описания, мониторинга состояния, истории функционирования, прогнозирования работы объекта (изделия). Содержит данные, описывающие физический объект: информацию по условиям эксплуатации, истории, прогнозируемому состоянию объекта; список номеров деталей; данные о материалах и компонентах, использованных при производстве данного конкретного объекта; все этапы, выполненные при производстве данного объекта; результаты тестов, проведенных ремонтов; операционные данные от датчиков; параметры мониторинга и др. Связан с объектом в течение всего его жизненного цикла, обогащаясь эксплуатационными данными
Агрегированные двойники (Digital Twin Aggregate, DTA) Совокупность многих виртуальных экземпляров Для исследования группового поведения объектов. Объединяет все цифровые двойники и их реальные прототипы, позволяя собирать данные и обмениваться ими в реальном режиме времени, осуществлять интерактивно их анализ с применением технологии «Big Data». Объединяет физическое пространство и социальную составляющую взаимоотношений в сложных организационно-технических объектах. Позволяет, на основе получения точной оперативной информации о состоянии, производительности системы, прогнозировать будущие состояния при помощи встроенных ML-моделей предиктивной аналитики, удаленно управлять объектом в режиме реального времени. Примеры: ЦД города; ЦД предприятия
Цифровые экосистемы Цифровые платформы —" <w Цифровые двойники (ихперспективноеразвитие) Технологии иску сственного интеллекта, Big Data, 5G и др. Технологии дополненной и виртуальной реальности
2020 г. Industry 4.0 Цифровизации
а далее производства
20102014 гг. и далее
С середины 2010-х гг.
С
До 2010-х гг.
Развитие концепции цифрового двойника Технология Big Data (Больших данных) Технология Internet Of Things (IoT) (Интернета вешей) Вычислительные мощности позволяют создавать идентичные копии
реальных физических объектов и процессов в реальном времени Возможность в онлайн-режиме наблюдения за объектом (процессом) и управления им за счет интерактивного сбора данных с 1оТ-устройстБ
Методологи и CALS и PLM
Цель -
формирован ие
виртуальных производств
PLM (Product Lifecycle Management) -технология управления жизненным цикюм изделий
организационно-техническая система, поддерживающая комплексно информацию о продукте и связанных с ним процессах, начиная от проектирования и производства ло снятия его с эксплуатации
PDM (Product Data Management) -Интеграция данных на основе систем управления данными об изделии
Предложена и сформирована концепция цифрового двойника
CALS (Continuous Acquisition and Life Cycle Support) -Информационная поддержка жизненного цикла изделия
Интеграция CAD-, CAE-, CAM-, MRP-, ERP- (разных
поколений), SCM- и CRM-систем, применяющихся при проектировании, производстве и эксплуатации высокотехнологичной продукции
Рисунок 5. Хронология становления цифровых двойников и их место в процессе цифровизации
Примечание. Составлен автором
должение CALS/PLM-технологий в промышленности, «слияние многих новейших цифровых технологий» [22, с. 30], позволяющее анализировать, моделировать объекты, системы и процессы, «проигрывать» различные сценарии и др. При этом их возможности будут расширяться по мере развития технологий искусственного интел-
лекта и Big Data, что позволит проводить максимально точную пре-диктивную аналитику, прогнозировать функционирование сложных организационно-технических систем, которые получили название «системы систем», и, следовательно, принимать проактивные меры, минимизируя риски наступления неблагоприятных последствий. Умные агрегированные двойники станут неотъемлемыми звеньями интеллектуальных цифровых экосистем. При этом их количество, согласно прослеживаемой тенденции, в результате цифровизации, будет существенным. Сложностью в этом направлении для морских торговых портов станет процесс создания цифровых клонов всех сложносистемных объектов - акторов транспортного процесса -с последующей их интеграцией в цифровую технико-экономическую модель морского транспортного узла. Процесс их интеграции объективен, поэтому они могут быть интегрированы в цифровые экосистемы благодаря цифровым платформам-интеграторам, что особенно важно при организации современных механизмов эффективного управления сложными организационно-техническими системами на транспорте и обеспечения их развития в контексте трендов развития промышленности и энергетики. Данной технологии отведена роль «инструмента будущего».
Разработка и применение выше обозначенных технологий должна способствовать достижению стратегических целей модернизации и развития транспортной системы России и, как минимум, достижения ряда плановых показателей. В соответствии с Корректировкой Плана деятельности Министерства транспорта РФ на 2019-2024 гг. [9], индекс качества транспортной инфраструктуры должен вырасти на 15,5 % в 2024 г. относительно 2017 г., при этом планируется, что экспорт транспортных услуг составит 20,5 млрд долл., что на 36,7 % выше значения 2017 г., и на 75,2 % значения 2020 г. (рисунок 6).
По данной динамике сложно проследить тенденцию к реальному экономическому прорыву, а если сравнить показатели, анализ которых представлен в работе [15] (до корректировки Плана деятельности Минтранса РФ), то видно, что величина ожидаемого объема экспорта услуг транспортного комплекса в 2024 г. сокращена на 4,5 млрд долл., что, кроме прочего, обусловлено инерционностью сопротивления инновациям на морском транспорте. Особенно это касается системы управления, которая отличается «косностью» ввиду
Индекс качества транспортной инфраструктуры России относительно уровня 2017 года, % Экспорттранспортных у слу г РФ, млрд. ам. долл.
120 ^ 1()2 2 103 5 10в;6 1118 30 ^
20 Д 11.7 Я Д Д Л
оо и га и и и 10 пЮ N
2019 2020 2021 2022 2023 2024 0 2019 2020 2021 2022 2023 2024
Рисунок 6. Динамика плановых значений индекса качества транспортной инфраструктуры и объема экспорта транспортных услуг России на 2019-2024 гг., %
Примечание. Построено автором на основе источника [8]
традиционного иерархического строения и обычаев осуществления бизнес-процессов. И это в то время, когда технологиям 5G, облачным и искусственного интеллекта, отводится роль «трех ключевых элементов» для построения цифровой инфраструктуры - основы цифровой экономики.
Резюмируя вышесказанное, отметим, что поиск механизмов, обеспечивающих экономический рывок и повышение экономической безопасности, в том числе и в области управления на транспорте, последнее десятилетие занимает умы как зарубежных, так и отечественных научных и практических деятелей; эти вопросы подлежат обсуждению в рамках мероприятий всероссийского и международного уровней. Цифровизации в нашей стране отведена роль такого приоритетного механизма. Однако в отношении морских торговых портов предложения носят превалирующе точечный характер, затрагивая отдельные аспекты инфраструктуры (в том числе цифровой составляющей), обеспечивающей транспортно-логистические и организационно-экономические процессы. Исходя из этого, требуется решение проблемы формирования единого экономико-организационного и инфокоммуникационного поля современного высокотехнологичного («умного», «интеллектуального») морского транспортного узла на основе комплексного сбалансированного подхода.
Как демонстрирует практика, в современных условиях экосистемы цифровых коридоров ЕАЭС - это отдельный «пилотный»
блок в цифровой инфраструктуре транспорта, практически не затрагивающий вопросы организации цифровой инфраструктуры морского транспортного узла.
Кроме того, можно выделить ряд таких основных проблем, которые объективно возникнут при реализации глубокой цифрови-зации инфраструктуры морских транспортных узлов России:
1. Неполная проработанность нормативно-правовой базы развития единого информационно-коммуникационного пространства России и стран-партнеров, связанных тесными торгово-экономическими отношениями в пространстве «Европа-Азия». Основной акцент сделан в этом контексте на цифровую инфраструктуру, телекоммуникации для наземного и воздушного транспорта, для целей включения в данную систему цифровой инфраструктуры водного транспорта, морских транспортных улов, данный аспект слабо проработан.
2. Наличие большого количества разных видов собственности стейк-холдеров транспортного и сопутствующих процессов в МТУ, комплекса разнообразных индивидуальных, но взаимозависимых (в той или иной степени) их интересов, что влечет необходимость разработки новационного механизма обеспечения согласования и гармонизации их взаимодействия.
3. Начальная стадия цифрового развития, неодинаковый уровень цифровой зрелости акторов, обозначенных в п. 2, и неравных возможностей проведения ими полноценной цифровой трансформации. Это - на фоне того, что согласно такому комплексному показателю, характеризующему уровень развития информационно-коммуникационных технологий и сетевой экономики в странах мира, индексу сетевой готовности (Networked Readiness Index) Россия по состоянию на 2020 г. заняла 48 позицию (NRI - 53.45) из 134, при этом в первую тройку лидеров вошли Швеция, Дания, Сингапур; соответственно, Китай занял 40 позицию. Согласно комплексному показателю, характеризующему уровень развития электронного правительства (то есть индексу развития электронного правительства - Global E-Government Development Index), наша страна на 36 позиции (GEGDI - 0.8084) из 193, первые три места заняли Дания, Южная Корея и Эстония, а Китай - 45 позицию [7].
4. Отсутствие национального стандарта, регламентирующего общие и специальные положения для цифровых двойников
мультимодальных морских транспортных узлов, что непременно повлечет рассогласованность действий акторов, заинтересованных в построении эффективной инновационной цифровой инфраструктуры мультимодального морского транспортного узла, интегрированной в инфраструктуру цифровых транспортных коридоров. Особенно отсутствие стандартизации в этом направлении будет разительно проявляться при объединении цифровых двойников акторов транспортного процесса в контексте формирования экосистем цифровых транспортных коридоров на базе платформ-интеграторов, ключевыми сложно системными составляющими которых должны стать цифровые экосистемы морских транспортных узлов.
5. При формировании цифровых двойников, цифровых платформ -составляющих цифровых экосистем на транспорте - возникнет проблема их эффективной интеграции в целях создания единого инфокоммуникационного пространства. Требуется разработка единой цифровой платформы-интегратора (как составной части интеллектуальной информационно-аналитической надстройки цифровой инфраструктуры морского транспортного узла), доступной, не требующей специального дополнительного программирования и навыков у пользователей в этой области, удобной не только для целей государственных органов власти, но и для бизнес-сообщества и заинтересованного населения.
6. Отсутствие экономико-математической модели, демонстрирующей взаимосвязь объемов и темпов роста инвестиций, планируемых к осуществлению и осуществляемых для реализации процесса цифровизации и повышения экономической эффективности функционирования отрасли и отдельных ее сложных организационно-технических составляющих (таких как транспортные коридоры, морские транспортные узлы и др.).
7. Потребность в значительных инвестициях для реализации масштабных комплексных цифровых инфраструктурных проектов на транспорте.
8. Необходимость повышения инвестиционной привлекательности цифровой инфраструктуры транспортной отрасли за счет традиционных и нетрадиционных для экономики России инструментов привлечения финансовых ресурсов на долгосрочной основе (в том числе и краудинвестинга - в целях поддержки развития элементов
цифровой инфраструктуры представителей малого и среднего бизнеса в отрасли и в межотраслевом взаимодействии). В обозначенном контексте важно не упустить и реализовать потенциальные возможности перспективной цифровой инфраструктуры морского транспортного узла, особенно в условиях, когда, как показала 30-ти летняя мировая практика [24; 25], увеличение инвестиций в технологичные отрасли на 1 долл. обусловливало рост ВВП до 20 долл. США при среднем уровне доходности инвестиций именно в 1Т-технологии относительно иных направлений, превышающем более, чем в 6,5 раз. Пример экономики Китая - яркое подтверждение целесообразности таких вложений, которые за 17 лет способствовали росту экономики этой страны на 63 %. Для реального инновационного экономического прорыва в развитии морских транспортных узлов важным аспектом является обеспечение синхронности развития комплекса технологий, в первую очередь цифровых, и транспортной инфраструктуры, обусловливающее гармоничное функционирование транспортной системы с ориентацией на ответственное удовлетворение конкретных разумных потребностей акторов на краткосрочный, среднесрочный и долгосрочный период. Для этого необходим инновационный механизм учета, анализа факторного влияния на систему и ее элементы, обеспечивающий точность оперативного, тактического планирования и гибкого стратегического прогнозирования, а также поддержки принятия управленческих решений. Здесь одним из ключевых аспектов является разработка экономико-математической модели зависимости повышения экономической эффективности функционирования транспортных узлов, объемов и темпов цифровизации, учитывающей изменения комплекса эндогенных и экзогенных факторов (параметров). При этом функция эффективного развития капитала транспортного узла приобретет вид:
Ж = /' (с, с1т саг vи ^ vd т та,тп*> ^ °Р1, (1)
где:
Ж - капитал;
с - инвестиции в технологическое оборудование; с - инвестиции в инфокоммуникационные технологии; сА1 - инвестиции во внедрение и развитие технологий искусственного интеллекта;
vh - инвестиции в развитие человеческого капитала; vs - затраты на оплату труда;
v.d - инвестиции в развитие цифровой грамотности кадров; mt - прибыль от основного вида деятельности; md - прибыль от прочих видов деятельности;
mITS - прибыль, по от новых IT-сервисов, предоставляемых благодаря функционированию цифровой экосистеме ММТУ.
Важной особенностью в реализации данной модели являются два аспекта:
- в предлагаемой модели составляющие капитала рассматриваем как векторные, а не как традиционно скалярные (c, v, m);
- основой являются степени роста каждого из выше представленных показателей и соотношение этих степеней.
Применение предлагаемой модели должно давать четкое представление о приоритетности учета факторов, о потребной очередности, сроках реализации технологий, внедрения техники, подготовке, переподготовке, компетентностной составляющей персонала, этапах развития человеческого капитала, задействованного в организации, развитии и непосредственно в работе цифровых экосистем на транспорте, использования тех или иных организационных, социально-экономических принципов и др., для целей организации, осуществления прогнозирования и планирования (в том числе эффективного управления) развития морских транспортных узлов и транспортной системы России в целом.
Библиографический список
1. Ведомственная целевая программа Министерства транспорта Российской Федерации «Цифровая платформа транспортного комплекса Российской Федерации» (утв. Минтрансом России 28 декабря 2020 г.). URL: www.consultant.ru (дата обращения: 10.10.2021).
2. ВичуговаА. Цифровизация производства и цифровые двойники: объединяем PLM, IoT Big Data. URL: https://bigdataschool.ru (дата обращения: 02.10.2021).
3. Гордеев М.Ю. Цифровая экономика и её развитие в России // Экономика и бизнес: теория и практика. 2019. № 8.
4. Гурьянов Н.Ю., Гурьянова А.В. Цифровая глобализация в контексте развития цифровой экономики и цифровых технологий // Вестник МГОУ Сер.я: Философские науки. 2020. № 3.
5. Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Новые производственные технологии». URL: www.consultant.ru (дата обращения: 25.09.2021).
6. Единая цифровая платформа транспортного комплекса заработает в 2024 году. URL: http://trackandroad.ru/poHtics/edinaja-cifrovaja-platforma-transportnogo-kompleksa-zarabotaet-v-2023-godu.html (дата обращения: 02.10.2021).
7. Индекс сетевой готовности, индекс развития электронного правительства / Гуманитарный портал: Исследования // Центр гуманитарных технологий. URL: https://gtmarket.ru/ratings/ (дата обращения: 02.10.2021).
8. Камнева В.В. Цифровая экономика, цифровизация и цифровая трансформация // Скиф. 2020. № 2 (42).
9. Корректировка Плана деятельности Министерства транспорта Российской Федерации на 2019-2024 годы (утв. Минтрансом России 30 декабря 2020 г.). URL: https://www.mintrans.gov.ru/ (дата обращения: 11.10.2021).
10. Минтранс России разработал отраслевую Стратегию цифровой трансформации. URL: https://portnews.ru/news/315767/ (дата обращения: дата обращения: 12.10.2021).
11. Научные и технологические тренды: 2020-2040 гг.: перспективы научно-технического развития: реферат доклада организации НАТО по науке и технологиям. 2020 // Science & Technology Trends 2020-2040: Exploring the S&T Edge / NATO Science & Technology Organization. Brussels, 2020.
12. Новое индустриальное общество: истоки, реальность, грядущее. Ноо-номика: сборник научных трудов / под общ. ред. С.Д. Бодрунова. СПб,. 2020. Т. 4: Избранные материалы семинаров, публикаций и мероприятий Института нового индустриального развития (ИНИР) им. С.Ю. Витте по тематике концепции нового индустриального общества второго поколения и нооиндустриального развития общества).
13. Обзор: ИТ в транспортной отрасли 2021. URL: https://www.cnews. ru/reviews/it_v_transportnoj_otrasli_2021/articles/rynok_tsifrovizatsii_ transporta_i (дата обращения: 28.10.2021).
14. Панамарева О.Н. К вопросу о формировании концепции цифровой экосистемы морских транспортных узлов России XXI века // Вестник Тверского государственного университета. Сер.: Экономика и управление. 2021. № 3 (55).
15. Панамарева О.Н. Развитие морских портов России в контексте реализации комплексного плана модернизации и расширения магистральной инфраструктуры на период до 2024 года // Большая Евразия: Развитие, безопасность, сотрудничество. 2020. № 3-1.
16. Паспорт национального проекта «Национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» (утв. президиумом Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам, протокол от 4 июня 2019 г. № 7). URL: www.consultant.ru (дата обращения: 06.10.2021).
17. Паспорт федерального проекта «Цифровые технологии» (утв. президиумом Правительственной комиссии по цифровому развитию, использованию информационных технологий для улучшения качества жизни и условий ведения предпринимательской деятельности, протокол от 28 мая 2019 г. № 9). URL: www.consultant.ru (дата обращения: 06.10.2021).
18. Паспорт Стратегии цифровой трансформации транспортной отрасли Российской Федерации. URL: https://mintrans.gov.ru (дата обращения: 06.10.2021).
19. Постановление Правительства РФ от 14 мая 2021 г. № 733 «Об утверждении Положения о федеральной государственной информационной системе "Единая информационная платформа национальной системы управления данными" и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации». URL: www.consultant.ru (дата обращения: 06.10.2021).
20. Предварительный национальный стандарт Российской федерации «Умное производство. Цифровые двойники. Часть 2. Типовая архитектура» // Разработан акционерным обществом «ВНИИС» (АО «ВНИИС») и Акционерным обществом «Российская венчурная компания» (АО «РВК»). URL: www.consultant.ru (дата обращения: 06.10.2021).
21. Прорывные идеи и технологии. URL: http://устойчивоеразвитие.рф/ index.php?id=23 (дата обращения: 28.10.2021).
22. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт. М., 2020.
23. Распоряжение Правительства РФ от 30 сентября 2018 г. № 2101-р (ред. от 20 февраля 2021 г.) «Об утверждении комплексного плана модернизации и расширения магистральной инфраструктуры на период до 2024 года». URL: www.consultant.ru (дата обращения: 10.10.2021).
24. Распоряжение Совета Евразийской экономической комиссии от 23 ноября 2020 г. № 29 «О перечне сервисов и цифровой инфраструктуры, реализуемых в целях формирования экосистемы цифровых транспортных коридоров Евразийского экономического союза». URL: http://www. eaeunion.org/ (дата обращения: 10.10.2021).
25. Самый умный порт и его цифровой двойник. URL: https://www.multirail. ru/novosti/novosti-otrasli/180-samyj-umnyj-port-i-ego-tsifrovoj-dvojnik (дата обращения: 05.10.2021).
26. Сила цифровой экономики. Тренды цифровизации (huawei.ru). 25 августа 2021. URL: https://huawei.ru/insights/sila-tsifrovoy-ekonomiki-trendy-tsifrovizatsii/ (дата обращения: 02.11.2021).
27. Смирнов Е.Н. Цифровая трансформация мировой экономики: торговля, производство, рынки. М., 2019.
28. Совет ЕЭК утвердил перечень сервисов для формирования экосистемы цифровых транспортных коридоров ЕАЭС. URL: https://www.alta.ru/ ts_news/77900/# (дата обращения: 06.10.2021).
29. Технология цифровых двойников. URL: https://future2day.ru/texnologiya-cifrovyx-dvojnikov/ (дата обращения: 16.10.2021).
30 Транспортная неделя - 2021. URL: https://transweek (дата обращения: 18.10.2021).
31. Транспортная отрасль получила первую оценку «цифровой зрелости». 25 ноября 2020. URL: https://www.dtla.ru/news/transportnaya-otrasl-poluchila-pervuyu-otsenku-tsifrovoy-zrelosti/ (дата обращения: 09.10.2021).
32. Цифровая платформа транспортного комплекса Российской Федерации «Единое окно» транспортно-логистических процессов в условиях цифровой экономики. URL: http://secuteck.ru/articles2/Regandstan/ tsifrovaya-platforma-transportnogo-kompleksa-rossiyskoy-federatsii-edinoe-okno-transportno-logisticheskih-protsessov-v-usloviyah-tsifrovoy-ekonomiki (дата обращения: 02.06.2021).
33. Цифровая трансформация. URL: https://www.bigdataschool.ru/news/ цифровая-трансформация (дата обращения: 06.10.2021).
34. Цифровая трансформация отраслей: стартовые условия и приоритеты: доклад к XXII Апрельской международной научной конференции по проблемам развития экономики и общества, Москва, 13-30 апреля 2021 г. М., 2021.
35. Цифровизация транспорта началась. URL: https://www.cnews.ru/reviews/ it_v_transportnoj_otrasli_2020/articles/gosudarstvo_stanovitsya_odnim_iz (дата обращения: 02.06.2021).
36. Цифровые клоны и 4D ГИС, как основа цифровизации // RUБЕЖ. 2020. 9 апреля. URL: https://news.rambler.ru/other/43992010-tsifrovye-klony-i-4d-gis-kak-osnova-tsifrovizatsii/ (дата обращения: 05.10.2021).
37. DSME и порт Роттердам разработают «цифровых близнецов». URL: (дата обращения: 06.09.2021).
38. SmartTwin - Цифровой двойник. URL: https://SmartTwin.ru (дата обращения: 09.10.2021).
О.Н. Панамарева
кандидат экономических наук, доцент
научный сотрудник научно-исследовательского отдела
ФГАУ «Военный инновационный технополис "ЭРА"», г. Анапа
E-mail: era_1@mil.ru
