Атом в «цифре»: как происходит цифровая трансформация в атомной отрасли

Доктор технических наук, декан факультета бизнес-информатики и управления комплексными системами НИЯУ МИФИ Александр Путилов рассказывает о том, как происходит цифровая трансформация в атомной отрасли.

12 августа 2019

Александр Путилов, Доктор технических наук, декан факультета бизнес-информатики и управления комплексными системами НИЯУ МИФИ

Александр Путилов, Доктор технических наук, декан факультета бизнес-информатики и управления комплексными системами НИЯУ МИФИ 

О лекторе

Александр Валентинович Путилов родился в 1949 году в Москве. Окончил химико-технологический факультет МИНХиГП им. И. М. Губкина по специальности «Радиационная химия» и вечернее отделение механико-математического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова по специальности «Прикладная математика». 

Прошел путь от младшего научного сотрудника до заместителя директора по научной работе ГНЦ РФ — Научно-исследовательского физико-химического института им. Л. Я. Карпова. Работал начальником Управления разработки и реализации производственных технологий Миннауки России, директором Департамента развития технологий Минпромнауки России. 

В 2003-2004 годах занимал должность заместителя руководителя Департамента ядерно-топливного цикла Минатома России, с 2004 года — советник руководителя Федерального агентства по атомной энергии, в 2007-2009 годах — генеральный директор ВНИИНМ им. А. А. Бочвара 

Работая в Минпромнауки России, Александр Валентинович разработал новую нормативно-правовую базу Федеральных центров науки и высоких технологий. 

Автор более 10 изобретений, защищенных авторскими свидетельствами СССР и патентами Российской Федерации, более 230 печатных работ, трех учебников, восьми монографий. 

Лауреат премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники (2000). 

Переход страны на цифровую экономику и ее экономический рост тесно связаны. Когда в 2017 году формировалась программа «Цифровая экономика Российской Федерации», фактически потенциальный эффект для валового внутреннего продукта от цифровизации к 2025 году оценивался от пяти до восьми триллионов рублей, общее увеличение ВВП — около 20−30%. 

Но прежде чем говорить о самой программе, я хотел бы упомянуть мировые тренды, которые учитываются при формировании цифровой экономики в мире. 

Во-первых, это фокус на кибербезопасность и соответствие стандартам: большая цифра нуждается в большой и надежной защите. Приведу конкретный пример: несколько месяцев назад произошла массированная кибератака на организации разных стран. В чем специфика этого эпизода? Атака была проведена через так называемый Интернет вещей. Если ваши гаджеты, среди которых могут быть и «умные холодильники», подключены к Интернету, то влезть в них злоумышленнику гораздо проще, чем в ваш компьютер. 

Во-вторых, должно быть налажено трансграничное сотрудничество: Интернет не имеет границ, и все компании, ведущие бизнес онлайн, это учитывают. Всем известный Uber начался в 2009 году, и за 10 лет его капитализация составила более $ 120 млрд. А капитализация Ford, Chrysler и General Motors в сумме составляет $ 112 млрд. Разница очевидна, а работают они на одном и том же рынке — перевозки людей автомобильным транспортом. Это произошло потому, что экономика производителя переходит в формат экономики потребителя. У компании Ford порядка 5 млн потребителей в год (то есть проданных машин). А у Uber сколько? Первый миллиард пассажиров по системе Uber набирался шесть лет, второй миллиард — шесть месяцев, а сегодня по системе Uber проехало более 10 млрд человек! Эти трансграничные связи приводят к тому, что во многих странах — от Франции до Аргентины — бастуют таксисты. Им не нравится, что ликвидированы все посредники: больше не нужны ни таксопарк, ни оператор, ни диспетчер. Благодаря этому старые, стандартные экономические отношения, в данном случае в бизнесе такси-перевозок, превращаются в новые — алгоритмические отношения, где посредники не нужны. 

Почему такая трансформация произошла сегодня, в течение последних 10 лет? Uber мог родиться и в конце прошлого века — тогда для этого уже были технические возможности, но не было массового использования цифровых технологий. Это сегодня у каждого умный телефон, GPS или ГЛОНАСС — вот где произошел качественный скачок. 

Что такое цифровая экономика? Определений этого термина много. Приведу то, которое фигурирует в указе Президента России от 9 мая 2017 года: «Цифровая экономика — это хозяйственная деятельность, в которой ключевым фактором производства являются данные в цифровом виде, обработка больших объемов и использование результатов анализа которых по сравнению с традиционными формами хозяйствования позволяют существенно повысить эффективность различных видов производства, технологий, оборудования, хранения, продажи, доставки товаров и услуг». 

Приведу еще пару примеров того, как решаются национальные задачи по развитию цифровой экономики, в том числе на примере атомной отрасли. На Петербургском международном экономическом форуме 2018 года «Атомэнергомаш» и General Electric подписали меморандум о взаимодействии в области внедрения цифровых технологий. То есть наш крупнейший машиностроительный дивизион и крупнейший американский производитель энергетического оборудования поняли, что международное сотрудничество не просто необходимо — оно взаимовыгодно. 

Другой пример: Евразийская комиссия — управляющий орган Евразийского экономического союза — продекларировала развитие совместных проектов в области цифровой экономики, чтобы в евразийском пространстве начали появляться цифровые точки роста. 

В других странах также активно идет наращивание объема цифровой экономики. К сожалению, в России он пока существенно ниже, чем в развитых странах. Например, вклад цифровой экономики в ВВП в нашей стране примерно в четыре раза ниже, чем в Великобритании. Хотя это и относительно «лукавая» цифра — там финансовые услуги (а Великобритания — это мировой «финансовый хаб»), страхование (вспомним знаменитый Lloyd’s) включены в ВВП, а они без «цифры» сегодня практически невозможны. 

Тем не менее в России цифровизация уже затронула многие области, например, сферу государственных услуг: работают многофункциональные центры, многие госуслуги (например, запись к врачу, замена водительских прав) доступны онлайн. Мы в НИЯУ МИФИ в прошлом году разработали и запустили магистерскую программу «Цифровые технологии в государственном и муниципальном управлении». Студенты осваивают основы цифровой экономики и учатся использовать «сквозные» цифровые технологии. Мы готовим кадровый резерв, на который можно будет опираться, в числе прочего, при формировании «умных атомных городов». 

Эффект от больших данных будет заметен в государственном и муниципальном управлении не только внутри нашей страны. Мы совместно с «Русатом Сервис» создаем образовательную платформу ядерной инфраструктуры для стран-новичков (их сегодня 51): в нее входят нормативно-правовые базы, независимые регулирующие органы и так далее — всего 19 разделов, утвержденных МАГАТЭ.

Big Data для атома

9 и 13 мая 2017 года Президент России издал два указа, касающихся цифровой трансформации, и уже через несколько дней — 17 мая того же 2017 года — Росатом провел первую отраслевую конференцию «Цифровая экономика».

С начала 2018 года разрабатывается Единая цифровая стратегия Росатома. Всего за год она прошла несколько стадий. Первый этап — с января по апрель 2018 года — общая структуризация всех цифровых активов, приоритеты, планы действий и так далее. Второй этап — с мая по ноябрь — описание, превращение в документ и его утверждение. И третий этап — с декабря 2018 по май 2019-го — детализация, обновление стратегии, проработка. И вот результат: именно Росатому доверили весной 2019 года провести конкурс на разработку дорожных карт по всем девяти сквозным цифровым технологиям.

Александр Путилов, Доктор технических наук, декан факультета бизнес-информатики и управления комплексными системами НИЯУ МИФИ

Цифровизация атомной отрасли — это поддержка стратегических целей Росатома: рост присутствия на международных рынках, снижение себестоимости продуктов, создание новых продуктов и так далее. Кроме того, это доступность всей необходимой информации для принятия решений не только внутри страны, но и при работе с зарубежными заказчиками: покупатель сегодня хочет иметь не только атомную электростанцию, но и ее цифрового двойника. Естественно, цифровизация способствует и развитию системы внутреннего отраслевого заказа.

И наконец, цифровизация — это сохранение и развитие достижений атомной отрасли, в том числе оцифровка материалов, накопленных за 70 лет. Большие данные (а цифровая экономика — это экономика больших данных) в атомной отрасли имеют численное выражение: в корпоративных системах Росатома хранится около 120 терабайт данных (без учета ядерно-оружейного комплекса и информации по капитальному строительству) — то есть, если применить бумажную аналогию, — миллиард с лишним страниц. И с каждым годом объем этих данных возрастает на 10−20%. Создание цифровой базы данных — большая и важная работа.

Вся атомная цифровая стратегия базируется на трех блоках. Первый — это собственная цифровизация. Она даст новый импульс развития предприятиям, структурам Росатома, госкорпорация как хозяйствующий субъект получит новые дивиденды, повысит производительность труда.

Второй блок — это создание цифровых продуктов, которые можно продать на рынке, желательно — мировом.

И третий блок — это участие госкорпорации и ее предприятий в программе «Цифровая экономика Российской Федерации».

Остановимся на продуктах. Структура портфеля цифровых разработок в 2018 году была досконально изучена, проанализированы более ста разработок (выбирали, конечно, самые известные): оказалось, что ни одну из них нельзя было назвать готовым коммерческим продуктом. Каждый «полупродукт» (дистрибутив) проанализировали по пяти направлениям: требования к продукту, его зрелость, разработка программного обеспечения, маркетинг продаж и потенциальный рынок. И выяснилось, что самые слабые звенья — последние два пункта.

Этому есть объяснение: цифровые продукты разрабатывались в ядерных центрах для соответствующих целей, в основном для гособоронзаказа. Это дало импульс для развития, но, когда человек работает над гособоронзаказом, он не думает о потребностях рынка.

Первая сотня цифровых разработок была классифицирована, выбрана передовая группа продуктов, которые сейчас доводятся до «рыночного ума»: это, например, пакет программ ЛОГОС, измерительный комплекс ­БЕРКУТ, цифровая платформа Multi-D, система полного жизненного цикла «Цифровое предприятие». Но для того, чтобы эти продукты стали доступны широкому кругу потребителей, необходимо формирование продуктовых команд. И снова встает кадровая проблема: где взять людей, как организовать их работу?

Далее: БЕРКУТ, ЛОГОС прекрасно работают внутри отрасли, но это не коммерческие продукты. К продукту должна прилагаться инструкция на понятном неспециалисту языке. Кроме того, для продажи цифровых продуктов необходимы предварительные тестирование и верификация. Создание коммерческого продукта — трудоемкий, длительный и тяжелый процесс.

Разработкой документации, понятной потребителю, занимаются так называемые технические писатели, тестированием — тестировщики, а у нас в штатном расписании организаций даже должностей таких пока нет.

Для тех дистрибутивов, которые у нас сейчас есть, нужно создать маркетинговую оболочку, включающую, помимо всего вышеперечисленного, позиционирование продукта. Нужно выделить группу потребителей и для нее разрабатывать документацию, составлять план продвижения товара, готовить каналы продаж, заниматься брендированием, организовывать техподдержку и сервисы по внедрению и обслуживанию, решать вопросы лицензирования и ценообразования. При этом рынок не стоит на месте — то, что не сделаем мы, сделают японцы, китайцы, малазийцы.

Процесс вывода цифрового продукта на рынок должен быть циклическим: анализ рынка, проработка дистрибутива, создание маркетинговой оболочки, продвижение. Но у нас пока даже нет рыночных аналитиков — а ведь именно эти специалисты говорят, чтó будет нужно рынку через несколько лет, когда вы доработаете и протестируете ваш продукт.

Состав типовой команды каждого цифрового продукта — это полтора десятка должностей: интерфейс-дизайнер, продуктовый аналитик, маркетолог, разработчик, тестировщик, продавец, специалист техподдержки, менеджер по продвижению, технический писатель — и их надо не просто найти, а воспитать, обучить, организовать их совместную работу. Сейчас этот процесс пошел: например, в Сарове создается цифровое предприятие, которое во многом соответствует этим требованиям. Разработки РФЯЦ-ВНИИЭФ испытываются и оцениваются на нефтехимических и нефтеперерабатывающих комбинатах Республики Татарстан.

3D-деталь для китайской АЭС

Китайская корпорация CGN в феврале 2018 года сообщила, что для Даяваньской АЭС с помощью 3D-технологий создали крышу воздушной холодильной машины.

«Это означает, что осуществлен серьезный переход от теоретического исследования и технического анализа к практическому применению технологии 3D-печати в ядерной энергетике», — заявил заместитель генерального директора компании по эксплуатации АЭС-CNOC, входящей в CGN, — Цинь Юйсинь. Он рассказал, что крыша холодильной машины была изготовлена из сплава ЕАМ235 аддитивным методом. С 2016 года CNOC возглавляет проект по исследованиям, связанным с применением технологии 3D-печати в изготовлении и техническом обслуживании запчастей и деталей для АЭС.

Цифровая фабрика будущего

Цифровая фабрика будущего — это основа перехода к цифровой экономике. Росатом должен превратиться в такую фабрику, которая производит и атомные электростанции, и 3D-принтеры, и оборудование для ядерной медицины, и формирует «умный атомный город».

Одна из трудностей прогнозирования производства — состыковка технологической и экономической рамок. К технологической рамке отрасль за 75 лет давно привыкла: техническое задание, управление жизненным циклом продукта и так далее. С экономической рамкой дело обстоит иначе. Приведу для примера проект «Прорыв», экспертом по которому я являюсь. Когда нас просят оценить прогнозируемые результаты проекта, по технике и технологии нет проблем. А вот каким будет у продукта LCOE (levelised cost of energy, средневзвешенная стоимость киловатт-часа в течение жизненного цикла)? Это рассчитать гораздо сложнее. И с этой целью используются методы научно-технологического прогнозирования, или, как сейчас говорят, технологии форсайт-исследований.

Возьмем другое наше перспективное направление — 3D-принтеры. Что мы будем продавать: сами принтеры, изделия, которые они производят, или и то, и другое? А может быть, оказывать «принтерные услуги»? Сегодня «Русатом — Аддитивные технологии» разрабатывает эту стратегию.

Приведу пример, связанный с 3D-технологиями. Примерно год назад американцы сделали на 3D-принтере одну деталь и поставили ее на атомную электростанцию. Деталь не очень ответственная — вентилятор одной из систем охлаждения. Важно другое: эта деталь была впервые изготовлена 60 лет назад, не сохранились ни чертежи, ни фирма-производитель, ни производство. Но специалисты взяли сломанную деталь, обратным проектированием создали модель, напечатали на принтере — и она работает. Это говорит о том, что сложные изделия длительного цикла эксплуатации можно воспроизвести, даже если технологии производства были утеряны, причем это актуально не только для атомной сферы. Это и есть то будущее, которое надо ­выстраивать.

Александр Путилов, Доктор технических наук, декан факультета бизнес-информатики и управления комплексными системами НИЯУ МИФИ

Конечно, цифровизация повлечет изменение всей структуры отрасли. Внутри Росатома уже появились новые подразделения — помимо «Русатом — Аддитивные технологии» это, например, «Русатом — Инфраструктурные решения», который развивает направление «Умный город». Вообще структурные изменения в результате цифровой трансформации — это нормальный тренд. Около двух лет назад канцлер Германии Ангела Меркель, рассматривая перспективы цифровой экономики в Германии, сказала: «По нашим оценкам, в будущем году цифровизация сократит 760 тысяч рабочих мест». Помолчала и добавила: «И создаст 940 тысяч новых рабочих мест». Действительно, в ближайшем будущем нас ждет появление новых профессий.

Какие изменения привнесет цифровая трансформация в энергетический блок Росатома? Я уверен, что это будут технологии системы распределенного реестра, или блокчейна, в энергетической сфере. Совсем недавно я был на конференции «Роспатента», где рассказывалось, как эта технология заменит привычные нам патентные бумаги: с помощью блокчейна соответствующую долю в патенте смогут получить не только авторы и правообладатели, но и, например, инвесторы. Я убежден, что такой же принцип будет работать и при продажах электроэнергии. Будут созданы «умные сети», которые объединят и энергоисточники, и энергопотребителей, синхронизируют работу энергетической и информационной инфраструктур.

Как еще видится будущее? Думаю, скоро мы увидим модель «умного рудника»: фактически это уже делается в «Атомредметзолоте», а в НИЯУ МИФИ недавно была защищена диссертация, описывающая модели уранового рынка. Уран сейчас — это биржевой товар, который можно купить, разместить на складе, дождаться повышения цены, продать и получить маржу. Нужна платформа, которая позволит игрокам прогнозировать поведение рынка и планировать распределение собственных ресурсов.

Еще один пример — это Multi-D: цифровые двойники, цифровые модели. Распределенная система 3D-проектирования с мультимизацией размерностей позволяет рассчитать ключевые параметры объекта на протяжении всего жизненного цикла: его стоимость, время сооружения и так далее. Доступ к этой модели есть у всех участников проекта. Такая цифровая платформа уже разработана в инжиниринговой компании «АСЭ».

Цифровые технологии найдут применение и в области регулируемых закупок: можно будет, например, создать систему автоматической классификации всех закупок, структурировать данные об отраслевом спросе из классификатора регулируемых закупок и данные от поставщиков.

Еще одна сфера, где цифра даст осязаемый результат, — это анализ, оценка и минимизация рисков строительства АЭС за рубежом. В НИЯУ МИФИ была защищена кандидатская на эту тему. С помощью математических моделей был составлен реестр рисков, которые необходимо учитывать при экономической оценке проектов, а также выделены новые риски (например, информационные, риски неполной выработки энергии на АЭС). Фактически это цифровой анализ реальной жизни. Такие модели — инструменты принятия правильных решений первыми лицами отрасли.

МИФИ: к цифровизации готовы

Один из ключевых вопросов при цифровой трансформации — грамотная оценка кадровых вызовов, подготовка специалистов. В НИЯУ МИФИ мы этим активно занимаемся. В прошлом году прошла видеоконференция проекта «АТОМ-СНГ» по теме «Инновационные технологии в развитии социально-экономических систем». На связи были Минск, Душанбе, Астана, Бишкек, Ереван. И за год мы провели много совместных мероприятий — например, олимпиаду по цифровой экономике со студентами Казахстана. В результате мы получили потенциальные кадры, которые могут учиться в нашей магистратуре.

НИЯУ МИФИ взаимодействует с мировыми лидерами цифровой трансформации. Еще в 2017 году мы провели первый семинар с японской компанией Mitsubishi Electric. Япония декларирует, что она стала «Обществом 5.0»: это понятие включает цифровые производство, потребление, логистику, культуру и образование. Наш университет пытается перенять эти достижения, подключает талантливых студентов и ­аспирантов.

Мы пытаемся создать глобальный университет будущего: создаем новые магистерские и аспирантские школы по цифровым направлениям, публикуем монографии: в 2018 году вышло исследование «Цифровые платформы и управление жизненным циклом комплексных систем», а в этом году выходит англоязычная монография, которая даст основу для развития ядерной инфраструктуры за рубежом.

Кроме того, совместно с российским обществом «Знание» мы подготовили профессиональный стандарт «Консультант в области развития цифровой грамотности (цифровой куратор)». В конце 2018 года он был утвержден приказом Минтруда России, и мы сейчас формируем ряд образовательных продуктов под этот стандарт.

Еще мы сделали и провели вебинарный комплекс «Азбука цифровой экономики» — это восемь вебинаров с контрольными вопросами.

Уже три года я и мои коллеги читаем курс «Экономика цифрового проектирования и конструирования в атомной отрасли». Мы обучили больше 1200 студентов — это четверокурсники всех инженерных специальностей, по 120−150 человек каждый семестр.

В заключение хочется отметить: формирование сообщества специалистов, обладающих компетенциями в области цифровой экономики, реального производства, систем управления, должно дать импульс, который обеспечит развитие этих перспективных процессов.

Фото: Атомный эксперт

Начать обсуждение


UP-PRO в сетях