Понятие «цифровой двойник» активно входит в нашу жизнь, становится очень популярным и востребованным. Используется оно не только в промышленно-производственной деятельности, но и в менеджменте (управлении организациями). Рассмотрим подробно содержание, особенности (требования) и практическое применение цифрового двойника организации.
Общеизвестно, что при создании технических систем цифровые двойники позволяют инженерам экономить время и деньги. Один из примеров – проектирование и производство авиадвигателей для самолётов. Испытания авиадвигателя – это очень дорогостоящие и технологически сложные процедуры. Необходимо проработать разные режимы (взлётный, горизонтальный полёт, посадка), разные высоты полёта (эшелоны), разные климатические условия (температура, дождь, снег, давление), отказы разных систем и многое другое. Поэтому разрабатывается цифровой двойник авиадвигателя, чтобы заранее до начала физических испытаний всё это смоделировать, оценить все параметры и факторы, выполнить детальный анализ и затем корректировки (доработки).
С организациями (заводами, фабриками, финансовыми компаниями, банками, торговыми сетями и т.д.) ситуация полностью аналогичная. Необходим цифровой двойник организации, чтобы обладать абсолютно полной информацией о её работе, анализировать влияние различных внешних и внутренних факторов, внедрять изменения, выбирать лучшие стратегии, выполнять проекты организационного развития, оптимизации бизнес-архитектуры, автоматизации и роботизации.
Главные термины и определения
В данной предметной области есть 2 стандарта.
- ГОСТ Р 57700.37-2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения.
- ISO 23247-1:2021. Automation systems and integration. Digital twin framework for manufacturing. Part 1: Overview and general principles.
В российском стандарте установлены следующие два термина и определения.
Цифровая модель изделия – система математических и компьютерных моделей, а также электронных документов изделия, описывающая структуру, функциональность и поведение вновь разрабатываемого или эксплуатируемого изделия на различных стадиях жизненного цикла.
Цифровой двойник изделия – система, состоящая из цифровой модели изделия и двусторонних информационных связей с изделием (при наличии изделия) и (или) его составными частями.
Таким образом, первое понятие является статическим, а второе – динамическим, т.е. содержит актуальную и постоянно меняющуюся информацию о состоянии (показателях) физического объекта. Согласно стандарту ISO 23247 цифровой двойник – это цифровая модель конкретного физического элемента или процесса с подключениями к данным, которая обеспечивает конвергенцию между физическим и виртуальным состояниями с соответствующей скоростью синхронизации.
Применительно к организациям данные термины будут выглядеть следующим образом.
Цифровая модель организации (Digital model of organization) – система математических и компьютерных моделей, а также электронных документов, описывающая деятельность организации, включая её бизнес-архитектуру и ИТ-архитектуру.
Цифровой двойник организации (Digital twin of organization) – система, состоящая из цифровой модели организации и функциональной части, которая позволяет анализировать и контролировать (по состоянию на любой момент времени), а также прогнозировать деятельность организации.
Требования к цифровому двойнику организации
1. С технологической точки зрения цифровой двойник должен разрабатываться в единой ИТ-системе (программном продукте бизнес-моделирования) и единой базе данных. Например, для этих целей может служить система бизнес-моделирования Business Studio. Также требуется интеграция с многими другими ИТ-системами, включая BI-системы (Business Intelligence) и DWH (Data Warehouse). Необходим постоянный импорт актуальной информации (по показателям KPI, по рискам, по организационной структуре и персоналу, по финансам и т.д.).
2. Обязательно применение архитектурного, процессного и системного подхода к разработке. Проектируется бизнес-архитектура и ИТ-архитектура организации (согласно современным стандартам и правилам, например, TOGAF), детально описываются бизнес-процессы (в виде графических моделей и единого дерева-реестра). Вся информация и все объекты должны быть взаимосвязанными с работающим механизмом автоматической внутренней синхронизации. Должна быть именно система в полном понимании, а не набор разрозненных слабо связанных объектов, моделей и документов.
3. Обязательно оцифровать, т.е. перевести в формализованный электронный формат всю информацию о деятельности организации (см. Рис. 1 и 2). Разработать комплексную цифровую модель организации в виде набора структурированных справочников (например, в разрезе систем управления или компонентов корпоративной архитектуры) и графических моделей. Однако если вся деятельность организации полностью и детально описана только в виде электронных документов – это нельзя назвать цифровым двойником.
4. Особенно важно, чтобы была оцифрована не только описательная часть (модели, документы и справочники), но также показатели и метрики для всех уровней управления и объектов (процессы, ИТ-системы, ИТ-оборудование, структурные подразделения, филиалы, должности). Пример приведён на Рис. 3.
- Для процессов измеряются следующие группы показателей: время (выполнения, ожидания), стоимость, эффективность, результативность, качество, удовлетворённость клиентов (потребителей).
- Для персонала – это статистика и статусы выполнения задач и проектов, показатели из системы мотивации.
- Для ИТ-оборудования – это информация с физических датчиков.
- Для ИТ-систем – это метрики, измеряющие их функционирование, включая все логические компоненты.
- Большая группа показателей – КИРы (ключевые индикаторы рисков), которые помогают отслеживать ошибки, дефекты, сбои, внешние и внутренние негативные воздействия в деятельности организации.
5. Возможность моделировать (выполнять имитацию работы реальных объектов, процессов и систем) в режиме онлайн.
- Имитационное моделирование бизнес-процессов (см. Рис. 4). Проводится многократная имитация (simulation) выполнения процесса с разными параметрами (время выполнения функций, поток клиентов, вероятности в логических / условных операторах, стоимости / объёмы ресурсов и т.п.), чтобы выбрать такую комбинацию параметров, при которой процесс будет самым быстрым и самым дешёвым.
- Управление рисками: моделирование случайных событий (инцидентов) с разными вероятностями (например, с применением метода Монте-Карло), стресс-тестирование, оценка и анализ разных сценариев. Необходимо до момента фактической реализации рисков оценить и обеспечить операционную надёжность и непрерывность деятельности организации.
- Функционирование ИТ-оборудования и ИТ-систем: моделирование и прогнозирование распределения нагрузки, технических параметров, внешних атак и угроз (кибербезопасность). Например, до ввода в эксплуатацию ИТ-оборудования или ИТ-систем проводится детальный анализ влияния изменений на основе данных из цифрового двойника.
- Отдельная большая тема – это финансовое моделирование, т.е. прогноз и анализ финансовых показателей организации в зависимости от разных факторов, стратегий и сценариев.
6. Постоянное обновление и актуализация всей информации, а также хранение всей истории: прошлые версии графических моделей и документов (1.0, 2.0 и т.д.), значения параметров объектов и связей в прошлых версиях.
7. Возможность быстрого получения любой необходимой информации о работе организации (за несколько секунд и за несколько кликов мышкой) и формирования любых видов аналитических отчётов с помощью цифрового двойника организации.
8. Самое главное – это наличие практической ценности, т.е. понимание, какую пользу принесёт цифровой двойник, кто будет применять его в работе, какой будет экономический эффект и улучшение показателей KPI, выраженные в цифрах, не в абстрактных отдалённых оценках.
9. Если организация производит технологически сложный продукт (например, авиадвигатель или аппаратный робот), то необходимо также наличие цифрового двойника этого продукта (изделия). Некоторые организации также активно внедряют в работу цифровых сотрудников. Это программные роботы (software robot), которые выполняют работу сотрудника в автоматическом режиме 24/7 через обычные интерфейсы ИТ-систем организации. Приведём несколько примеров.
- Робот-бухгалтер обрабатывает первичные бухгалтерские документы и формирует отчётность.
- Робот-кадровик выполняет ежедневный мониторинг сайтов для поиска работы, подбор подходящих резюме и сохранение их базу данных кадровой службы, оформление новых сотрудников / уходящих сотрудников, подготовку ежедневной кадровой документации.
- Робот-юрист оформляет и отправляет типовые договора по реквизитам контрагентов, оформляет пакеты типовых документов по оценке активов, конкурсным процедурам, электронным торгам, тендерам.
- Робот-менеджер по продажам обрабатывает входящую почту, оформляет поступление товаров и продажи в 1С/ERP, формирует счета и отправляет их на е-мейл контрагентов для оплаты, контролирует оплату счетов.
10. Доступ к цифровому двойнику организации должны иметь все необходимые сотрудники (в соответствии с правами) из любой точки мира и с любого устройства через веб-браузер.
- Книги с описанием реализованных проектов и применяемых методик [1] и [2]
- Доклады на ежегодных конференциях «Проектирование бизнес-архитектур», например [3]
- Отчёты победителей ежегодного конкурса «BPM-проект года», например [4]
- Типовая цифровая модель организации (для онлайн просмотра через браузер)