«Цифровой двойник» предприятия: виртуальное тестирование реальных процессов

Развитие и масштабирование любого бизнеса сопровождается многочисленными расчетами, исследованиями, проверкой гипотез и только потом — практической реализацией. Но каким бы ни был объем проделанной работы — от ошибок, увы, не застрахован никто. 

Иногда небольшая мелочь вроде неудобно расположенного в магазине стеллажа может привести к тому, что покупатели просто не будут к нему подходить, а значит, размещенный на этих полках товар не будет продаваться. Прямое следствие — падение продаж и прибыли.

Конечно, учесть абсолютно все нюансы довольно сложно, но в эпоху цифровой трансформации и повсеместной диджитализации новые технологии позволяют взять часть проблем на себя. Одной из таких технологий является цифровой двойник предприятия, на котором можно протестировать практически любые изменения и выявить все слабые места. 

Что такое цифровой двойник?

Впервые концепцию цифрового двойника описал профессор Мичиганского университета Майкл Гривс в 2002 году. В книге «Происхождение цифровых двойников» он выделил три главных составляющих:
● физический продукт в реальном пространстве;
● виртуальный продукт в виртуальном пространстве;
● связь между этими двумя продуктами в виде конкретных данных или информации.

С развитием искусственного интеллекта и интернета вещей цифровые двойники перестали быть простой концепцией и получили практическое воплощение в виде программных моделей конкретных продуктов или целых предприятий. 

Итак, цифровой двойник предприятия — это компьютерная модель, идентичная реальному прототипу, которая отражает все процессы происходящие внутри компании и влияющие на нее извне, а также симулирует результаты возможных изменений.

В качестве примера можно взять склад магазина. Оцифровка его физических характеристик и протекающих процессов позволит вывести на экран монитора точную трехмерную модель помещения, на которой будет в подробностях отображено расположение стеллажей, размещение товара и даже маршруты движения сотрудников (если снабдить их специальными датчиками).

Такая наглядность позволяет создавать гипотезы, а программные средства — тут же их просчитывать. Например, как изменится время доставки товара и затраты на нее, если поменять маршруты движения транспорта. Аналогично и для магазина в целом: насколько увеличатся продажи отдельных товаров, если расположить их на другой полке?

В настоящее время цифровые двойники разделяют преимущественно на три основных вида:
● информационные — в реальном времени передают данные оператору о работе объекта;
● предиктивные — прогнозируют работу объекта в заданных условиях и в различных ситуациях;
● операционные — позволяют моделировать бизнес-процессы компании и находить оптимальные решения для управленческих задач.

Данная классификация довольно условна, так как функции цифрового двойника целиком и полностью зависят от потребностей компании. Таким образом, программа может быть ограничена только одной опцией или сочетать сразу все.

Для какого бизнеса подойдет цифровой двойник?

Несмотря на развитие технологий и растущую популярность цифровых двойников, на сегодняшний день сфера их применения хоть и обширна, но все же не безгранична. Рассмотрим подробнее несколько основных сфер.

Ритейл. С помощью цифрового двойника владелец магазина способен рассчитать загрузку торговой площади и оптимизировать работу магазина. Так, исходя из имеющихся данных программа может спрогнозировать изменение количества покупателей в разное время. Сделанные ей выводы позволят принять решение о необходимом количестве продавцов: при увеличении потока — вывести на смену больше сотрудников, при снижении — наоборот. Эти данные станут основой для составления оптимального графика, который обеспечит необходимое количество работников в разное время и при этом сократит затраты на зарплату при уменьшении количества смен. Не исключено, что по итогу гораздо выгодней окажется привлечение персонала через аутстаффинг, чем найм в штат. 

Кроме того, цифровые двойники применяются в торговле для тестирования выкладки, создания оптимального торгового пространства и интерьера — вплоть до настройки уровня освещения и температуры в помещении. Все изменения тестируются на модели до достижения необходимых показателей по выручке, после чего переносятся уже в реальный магазин. 

Транспорт и логистика. В этой сфере цифровые двойники применяются для выстраивания оптимальных маршрутов транспорта, оптимизации работы технических служб и управления автопарком. К слову, если снабдить транспортные средства специальным датчиком, то можно своевременно получать информацию об их состоянии и предупреждать возможные поломки. Правда, это возможно только с современными автомобилями, имеющими собственный «бортовой» компьютер.

Сфера обслуживания. Виртуальный двойник идеально подходит, чтобы протестировать различные варианты работы бизнеса, создать комфортные условия для гостей и работников, а также выявить необходимый размер штата. Сделав несколько «прогонов» через двойника, владелец заведения выяснит, как увеличить число клиентов и снизить текучку персонала.

Производственная отрасль. Цифровой двойник позволяет замкнуть на себя вообще все системы и процессы: при проектировании он поможет опробовать различные варианты размещения и работы оборудования и техники, а после запуска — оптимально распределить нагрузку. 

Сельское хозяйство. Еще одна сфера, в которой возможности двойников практически неограниченны. Смарт-модель участка анализирует данные о состоянии почвы и погодных условиях, следит за ростом посевов и предлагает конкретные решения при первых признаках кризисной ситуации. Благодаря двойникам аграрии могут спланировать время и тип посадок, рассчитать необходимый объем удобрений, а в случае с пчеловодческими хозяйствами — контролировать состояние пасеки и отдельных пчелиных семей!

Конечно, только этими сферами применение цифровых двойников не ограничивается. Их активно используют в строительстве при проектировании домов или целых кварталов с последующим управлением внутренней «экосистемой», в дизайне — для создания виртуальных моделей будущих товаров, в спорте — для отработки внутрикомандного взаимодействия и так далее. 

Создание двойника

На сегодняшний день в России достаточно много компаний, которые занимаются разработкой и внедрением цифровых двойников предприятий — и быстрый поиск в интернете это только подтверждает. Подходы могут различаться — одни делают графическую трехмерную модель, для других базой выступает интернет вещей (то есть взаимосвязь «умных» устройств), третьи отдают предпочтение современным технологиям визуализации (включая виртуальную или дополненную реальность) — однако сам процесс остается неизменным.

Первым делом проводится исследование предприятия. Разработчики собирают подробные данные обо всех бизнес-процессах и помещениях, расспрашивают сотрудников о неочевидных моментах работы. В рамках данного этапа определяется список задач, которые должен решить виртуальный двойник.

Затем начинается процесс создания цифрового двойника. Результатом работы программистов станет точная копия предприятия, на которой будет отражена вся инфраструктура организации, все внутренние процессы и системы.

Запуск двойника представляет собой синхронизацию с реальным прототипом. Разработчики будут заниматься отладкой модели, пока она не будет целиком и полностью копировать работу предприятия до мельчайших деталей. Работающий двойник позволяет тестировать гипотезы без рисков и потерь. На этом же этапе происходит отработка форс-мажорных ситуаций, чтобы спрогнозировать работу бизнеса в критические моменты. 

После отработки всех процессов на двойнике можно вносить коррективы в работу компании. У владельца есть четкое понимание потребностей клиентов и сотрудников, слабых мест в работе предприятия и его сильных сторон. А чтобы эффект от внедрения данной инновации был долгосрочным, цифрового двойника необходимо развивать параллельно его прототипу.

Преимущества двойников

Так что же в итоге дает внедрение цифровых двойников? Зачем тратить деньги на создание программы, которая на первый взгляд кажется просто любопытной игрушкой из сферы высоких технологий? Что ж, легко выделить три главных преимущества.

Первое — увеличение эффективности работы компании. Владелец бизнеса получает полный контроль над всеми процессами, происходящими на его предприятии. Это позволяет ему правильно распределять ресурсы и нагрузку, а значит, увеличивать прибыль за счет правильных решений, принятых на основе всестороннего анализа.

А если подключить к двойнику оборудование, то он будет в реальном времени осуществлять мониторинг за работой станков, конвейеров, приборов и собирать информацию об их текущем состоянии, чтобы заранее предупредить возможные поломки и сэкономить средства на покупке или ремонте.

Возможность апробирования новых решений на двойнике вкупе с вышеприведенными аргументами дает мультипликативный эффект, который выражается в значительной экономии времени и сокращении затрат предприятия.

Недостатки двойников

Но у любой монеты есть две стороны, справедливо это и для цифровых копий компании. При всех достоинствах такой технологии не обошлось и без недостатков. И, как это часто бывает с инновационными продуктами, главным можно назвать цену. Разработка цифрового двойника будет стоить в среднем от двух миллионов рублей. А ведь еще потребуется его постоянная техническая поддержка.

Перед созданием виртуальной копии компании требуется просчитать экономический эффект от ее внедрения. На сегодняшний день, по данным экспертов, средний срок окупаемости цифрового двойника составляет порядка шести лет, но все зависит от специфики бизнеса и бюджета. 

Так, быстрее всего будут окупаться проекты с низким уровнем цифровизации и высокими рисками управленческих ошибок. Например, в случае с магазином или торговым центром окупаемость составит до пяти лет, а для высокотехнологичного завода это процесс может занять все девять лет.

Вторым важным моментом является повышение уровня киберугроз. Здесь все просто: чем выше уровень цифровизации, тем больше потенциальных лазеек смогут найти в коде злоумышленники. И речь идет не просто о конфиденциальной информации вроде персональных данных сотрудников, а обо всей инфраструктуре организации и ее бизнес-процессах.

Немаловажно еще и то, что цифровые двойники остаются не более чем программами, которые действуют по заданным алгоритмам. Да, у них может быть очень широкий функционал, но он в любом случае будет ограниченным. При возникновении нештатной ситуации, сведений о которой не будет в базе данных, двойник попросту встанет в тупик. Именно поэтому ни одна виртуальная копия не сможет просчитать абсолютно все. Из этого также вытекает необходимость постоянной технической поддержки его работы, чтобы алгоритмы своевременно корректировались под новые ситуации.