Глава 1 Аннотация

1.1 Назначение и область применения

Платформа Цифровой Двойник Предприятия (ЦДП) создана для повышения эффективности управления промышленными предприятиями за счет использования передовых технологий моделирования, оптимизации и автоматизации процессов.

Рисунок 1 — Концепция цифрового двойника предприятия

ЦДП — интегрированная система цифровых моделей предприятия, объединённых в единую информационно-моделирующую среду. Используется планово-аналитическими подразделениями для управления и оптимизации процессов на всех уровнях.

1.1.1 Основные направления применения

ЦДП охватывает следующие направления деятельности предприятия:

• Мониторинг рынков готовой продукции и сырья с прогнозированием спроса, предложения и ценообразования
• Управление финансово-хозяйственной деятельностью по всей цепочке создания добавленной стоимости
• Оптимизация жизненного цикла производственных объектов с минимизацией затрат на эксплуатацию и ТОиР
• Инвестиционная деятельность с оценкой влияния на операционную эффективность и финансовые результаты
• Оптимизация объемов и структуры выпуска с балансировкой производственных цепочек и себестоимости

1.1.2 Целевые отрасли

ЦДП применим для предприятий различных отраслей промышленности:

Отрасли применения ЦДП

Отрасль	Применение
Нефтегазовая отрасль	Добыча, переработка, транспортировка нефти и газа
Металлургия	Черная и цветная металлургия, производство металлопроката
Химическая промышленность	Производство химической продукции, удобрений, полимеров
Машиностроение	Производство оборудования, автомобилей, станков
Энергетика	Генерация и распределение электроэнергии и тепла
Агропромышленность	Переработка сельхозпродукции, производство продуктов питания

1.1.3 Ключевые возможности платформы

ЦДП интегрирует существующие методы, модели и базы данных предприятия в единый информационно-моделирующий комплекс, позволяя оперативно проводить мультисценарные и оптимизационные расчеты последствий управленческих решений.

Основные компоненты информационно-моделирующего комплекса:

• методическое обеспечение — библиотека типовых методик и регламентов для анализа и оптимизации процессов;
• математическое обеспечение — библиотека экономико-математических и статистических моделей, оптимизационные инструменты для расчетов;
• информационное обеспечение — глоссарий, библиотека показателей и аналитических разрезов, классификаторы и справочники, база динамики макроэкономических и отраслевых показателей;
• программное обеспечение — конвейер обработки данных, хранилище данных и документов, библиотека математических функций, гибконастраиваемые пользовательские интерфейсы и программные интерфейсы (REST API).

1.2 Основания для разработки

Разработка и внедрение платформы ЦДП обусловлены рядом стратегических, нормативных и отраслевых оснований, направленных на повышение конкурентоспособности российской промышленности, цифровую трансформацию производственных процессов и достижение национальных целей.

1.2.1 Национальные цели развития и промышленная политика Российской Федерации

Ключевым ориентиром при формировании требований к ЦДП служат Национальные цели, утверждённые Указом Президента РФ № 474 от 21 июля 2020 года «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года», а также Стратегия развития обрабатывающей промышленности до 2035 года. Среди приоритетов:

• Достижение технологического суверенитета и импортозамещение;
  
• Повышение производительности труда и конкурентоспособности промышленности;
  
• Цифровая трансформация государственного управления и промышленности;
  
• Рост доходов граждан и развитие высокотехнологичных производств.

ЦДП обеспечивает моделирование производственных и экономических процессов, оптимизацию ресурсов и поддержку принятия управленческих решений, способствуя достижению указанных целей на уровне отдельных предприятий и отраслей.

1.2.2 Программа «Цифровая экономика РФ» и цифровая трансформация промышленности

Разработка ЦДП согласуется с положениями национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» и Концепцией цифровой трансформации отраслей промышленности:

• Платформа выступает инструментом сквозной цифровизации производственных процессов — от сбора данных до оптимизации и прогнозирования;
  
• Обеспечивает прозрачность принятия решений на основе математических моделей и верифицируемых данных;
  
• Служит основой для внедрения предиктивной аналитики и автоматизированного планирования на предприятии.

1.2.3 Стандарты проектирования и документирования автоматизированных систем

Документация и архитектура ЦДП соответствуют требованиям государственных стандартов в области создания автоматизированных систем:

• ГОСТ 34.601-90 «Автоматизированные системы. Стадии создания»;
  
• ГОСТ 34.602-2020 «Техническое задание на создание автоматизированной системы»;
  
• ГОСТ 34.201-2020 «Виды, комплектность и обозначение документов»;
  
• ГОСТ Р 59795-2021 «Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов»;
  
• ГОСТ 19.101-2024 «Единая система программной документации. Виды программ и программных документов».

Платформа также соответствует требованиям ГОСТ Р 51904-2002 в части общих требований к разработке и документированию программного обеспечения.

1.2.4 Отраслевые потребности и практика промышленных предприятий

Создание ЦДП обусловлено практическими потребностями промышленных предприятий в инструментах комплексного моделирования и оптимизации:

• Необходимость балансировки производственных цепочек и минимизации себестоимости;
  
• Потребность в мультисценарном анализе последствий управленческих решений до их принятия;
  
• Задачи интеграции разрозненных информационных систем (ERP, MES, BI) в единый аналитический контур;
  
• Требования к импортозамещению зарубежных платформ планирования и оптимизации.

Опыт разработки и внедрения ЦДП формируется с 2015 года командой компании «Цифровой Двойник» совместно с промышленными предприятиями-заказчиками и научно-исследовательскими организациями.

1.2.5 Методические документы и отраслевые рекомендации

Функциональные возможности и архитектура ЦДП учитывают положения методических документов, разработанных Минпромторгом России, Минэкономразвития России и профильными отраслевыми организациями:

• Методические указания по оценке эффективности инвестиционных проектов с учётом фактора риска;
  
• Рекомендации по внедрению цифровых решений на промышленных предприятиях;
  
• Отраслевые методики управления жизненным циклом производственных активов и оптимизации ресурсных потоков.

Создание и внедрение платформы «Цифровой Двойник Предприятия» полностью согласуется с современными задачами и стратегическими направлениями государственной промышленной политики Российской Федерации.

Её использование позволяет:

• Повысить обоснованность и прозрачность управленческих решений на предприятии;
  
• Обеспечить оптимизацию производственных процессов и снижение себестоимости;
  
• Сократить риски принятия неэффективных решений за счёт мультисценарного моделирования;
  
• Поддержать реализацию программ цифровой трансформации промышленности.

1.3 Краткое описание платформы

1.3.1 Что такое ЦДП?

Цифровой Двойник Предприятия — это виртуальная модель реального предприятия, которая:

1. Собирает данные из всех систем предприятия (ERP, MES, датчики)

2. Анализирует текущее состояние и выявляет проблемы

3. Прогнозирует будущие состояния при различных сценариях

4. Оптимизирует решения для достижения целевых показателей

5. Визуализирует результаты для принятия решений

Рисунок 2 — Оперативный сбор данных, проведение расчётов и визуализация в ЦДП

Ключевое преимущество: ЦДП интегрирует существующие методы, модели и базы данных предприятия в единый информационно-моделирующий комплекс, позволяя оперативно проводить мультисценарные и оптимизационные расчеты последствий управленческих решений до их принятия.

1.3.2 Информационно-моделирующий комплекс

ЦДП включает в себя четыре вида обеспечения:

1. Методическое обеспечение:

• Библиотека типовых методик и регламентов
• Стандартизированные процедуры планирования и анализа
• Лучшие практики управления предприятием

2. Математическое обеспечение:

• Библиотека экономико-математических моделей
• Статистические и имитационные модели
• Оптимизационный солвер для поиска оптимальных решений
• Модели прогнозирования и сценарного анализа

3. Информационное обеспечение:

• Глоссарий терминов и понятий
• Библиотеки показателей и аналитических разрезов
• Классификаторы и базовые справочники
• Высокоуровневые модели предметных областей
• База динамики макроэкономических и отраслевых показателей

4. Программное обеспечение:

• Конвейер обработки данных (ETL)
• Хранилище данных и документов
• Библиотека математических функций
• Гибко-настраиваемые пользовательские интерфейсы
• Программные интерфейсы REST API для интеграции

1.3.3 Уникальные характеристики

1. Ресурсно-балансовая модель

• Уникальная математическая модель, связывающая все процессы предприятия
• Моделирование перетоков ресурсов, времени, себестоимости и обязательств
• Основана на дифференциальных уравнениях

2. Комплексное моделирование

• Охват всей цепочки создания добавленной стоимости
• От закупки сырья до продажи продукции
• Единая модель для всех процессов

3. Импортозамещение

• Полностью российское решение
• Astra Linux SE, PostgreSQL, ClickHouse, R (Posit)
• Соответствие требованиям информационной безопасности

4. Микросервисная архитектура

• Гибкая настройка под потребности заказчика
• Оплата только необходимых модулей
• Горизонтальное и вертикальное масштабирование

5. Библиотека моделей

• Готовые экономико-математические модели
• Для различных отраслей и задач
• Возможность создания кастомных моделей

6. Интеграция в реальном времени

• REST API для получения данных из ERP/MES
• Автоматическое обновление расчетов
• Минимальная задержка между событием и реакцией

1.4 Группы пользователей

Платформа «Цифровой Двойник Предприятия» (ЦДП) охватывает широкий спектр пользователей на всех уровнях управления предприятием — от стратегического руководства до технических служб. Доступ к платформе необходим каждой из указанных групп для повышения обоснованности управленческих решений, оптимизации ресурсов и обеспечения прозрачности планово-аналитических расчётов.

Рисунок 3 — Анализ прибыли предприятия: скриншот со стенда asset.dtwin.ru

1. Руководство предприятия (топ-менеджмент)

Пользователи:

• Генеральный директор;
  
• Финансовый директор (CFO);
  
• Операционный директор (COO);
  
• Директор по стратегии и развитию.

Зачем необходим ЦДП:

• Принятие стратегических решений на основе комплексного анализа данных;
  
• Контроль достижения целей и KPI предприятия;
  
• Оценка эффективности инвестиционных программ;
  
• Мультисценарное моделирование вариантов развития предприятия.

2. Руководители производственных и функциональных подразделений

Пользователи:

• Начальники производственных цехов и участков;
  
• Руководители планово-экономического отдела;
  
• Руководители служб снабжения и логистики;
  
• Руководители энергетических и эксплуатационных служб.

Зачем необходим ЦДП:

• Тактическое планирование производственных программ;
  
• Оптимизация использования материальных и энергетических ресурсов;
  
• Управление себестоимостью продукции;
  
• Контроль выполнения производственных планов и нормативов.

3. Планово-экономические и финансовые службы

Пользователи:

• Экономисты и финансовые аналитики;
  
• Специалисты по бюджетированию и управленческому учёту;
  
• Специалисты инвестиционного планирования.

Зачем необходим ЦДП:

• Формирование и балансировка производственных и финансовых планов;
  
• Расчёт оптимальных сценариев загрузки мощностей;
  
• Оценка инвестиционных проектов и программ модернизации;
  
• Подготовка аналитических записок и отчётов для руководства.

Рисунок 4 — Оценка прибыльности предприятия: анализ выручки, затрат и запасов в ЦДП

4. Аналитики и инженеры-технологи

Пользователи:

• Инженеры-технологи и специалисты по процессам;
  
• Аналитики данных;
  
• Специалисты по моделированию и оптимизации.

Зачем необходим ЦДП:

• Глубокий анализ производственных и рыночных данных;
  
• Прогнозирование спроса, предложения и цен на продукцию;
  
• Расчёт оптимальных режимов работы оборудования;
  
• Выявление «узких мест» и неоптимальных цепочек в производственных процессах.

5. Служба эксплуатации и управления активами

Пользователи:

• Специалисты по техническому обслуживанию и ремонту;
  
• Инженеры по надёжности;
  
• Специалисты по охране труда и промышленной безопасности.

Зачем необходим ЦДП:

• Контроль целостности инфраструктуры и производственных объектов;
  
• Оптимизация программ эксплуатации и ремонтов;
  
• Оценка и мониторинг рисков безопасности эксплуатации;
  
• Управление жизненным циклом производственных активов.

6. ИТ-служба и технические администраторы

Пользователи:

• Системные администраторы;
  
• Специалисты по интеграции информационных систем;
  
• DevOps-инженеры.

Зачем необходим ЦДП:

• Настройка и поддержка работоспособности платформы;
  
• Интеграция с ERP, MES, BI и другими корпоративными системами;
  
• Управление ролевым доступом и правами пользователей;
  
• Мониторинг производительности и обеспечение отказоустойчивости.

Каждая из перечисленных групп — от стратегического руководства до технических специалистов — получает в платформе ЦДП инструмент объективной оценки, поддержки принятия решений и оптимизации деятельности предприятия.