luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Category:

Что представляет собой целевая модель цифровой трансформации «Россетей». Подробный разбор

Цифровая трансформация крупной территориально-распределенной производственной структуры – непростая комплексная задача. Она всегда базируется на тщательно проработанной модели цифрового предприятия или комплексной модели цифровой среды, которая дает возможность реализовывать управляющие воздействия в автоматическом или автоматизированном режиме. В 2019 году началась реализация масштабной программы цифровой трансформации «Россетей». В предыдущей статье TAdviser осветил ключевые параметры программы. Данная статья рассказывает, с помощью каких цифровых блоков складывается цифровая трансформация «Россетей».

В «Россетях» ссылаются на удачный зарубежный опыт: цифровая трансформация электросетей позволяет существенно снизить операционные и инвестиционные расходы сетевых компаний, сократить потери электроэнергии, повысить надежность, доступность электроснабжения и создать набор дополнительных сервисов для клиентов.



Помимо этого, цифровая трансформация предполагает получение экономии в реализации инвестиционных программ, открывает новые возможности для опережающего развития сетевой инфраструктуры при увеличении доходности бизнеса компании. Кроме того, внедрение цифровых решений обеспечит готовность инфраструктуры к новым технологическим вызовам.


Источник: «Цифровая трансформация 2030». Доклад П.А. Ливинского, генерального директора компании «Россети», на Совете директоров компании 21.12.18 г.

В целом, цифровая трансформация в электросетевом комплексе «Россетей» подразумевает три главных направления преобразований:

*Прозрачность работы сети. Реализуется за счет получения достоверных сквозных данных о потреблении, режимах работы сети и ее элементах в режиме реального времени, которые позволяют:
Построить предиктивную аналитику.
Спрогнозировать модель поведения сети, ее элементов и потребителей.
Обеспечить адекватное реагирование на любые возмущения и аварии в сети.
Обеспечить справедливую стоимость услуг, оказываемых электросетевыми компаниями.

*Цифровая модель оборудования сети. Реализуется стандартный подход на базе единой цифровой модели сети (CIM), которая позволяет:
Стандартизировать и унифицировать технические решения и требования к оборудованию.
Обеспечить интеграцию всех данных с различных систем
Кратно сократить сроки строительства, реконструкции объектов сетевой инфраструктуры.
Реализовать (повысить)экспортный потенциал РФ на зарубежных рынках.

*Переход к цифровым методам управления электросетевыми активами. Предполагает изменение и совершенствование логики процессов управления сетями:
Переход с трехуровневой (филиал – производственное отделение - район электрических сетей) на одноуровневую систему управления распределительными сетями.
Оптимизация оперативно-технологического управления Все сигналы от оборудования выводятся на пульт диспетчера, у эксплуатации оперативная схема и электронный наряд-допуск на планшетах.
Формирование в режиме реального времени балансов мощности и потребления электроэнергии.
Создание интеллектуальной конфигурации.
Автоматизированное перспективное планирование развития сети.

Особенности цифровых преобразований «Россетей»

С точки зрения модели преобразований, цифровая трансформация сети представляет собой оптимизацию и/или изменение логики технологического процесса в результате внедрения цифровых технологий на основании анализа больших данных. Указанные изменения, говорится в концепции, должны базироваться на онтологической модели деятельности, формирование которой позволит создать и реализовать указанные задачи с учетом требований сетецентрического подхода.

В центре нового подхода к управлению - изменение логики процессов и переход на риск-ориентированное управление на основе внедрения цифровых технологий и анализа больших данных. Это должно привести к снижению OPEX и CAPEX, что, в конечном итоге, позволит сдерживать рост сетевой составляющей в тарифах на электроэнергию для конечных потребителей.


Источник: Источник: «Цифровая трансформация 2030». Доклад П.А. Ливинского, генерального директора компании «Россети», на Совете директоров компании 21.12.2018 г.

Говорит Павел Ливинский, генеральный директор «Россетей»:

«Россети в 2018 году сделали первые шаги для достижения поставленной цели. В частности, вся группа компаний уже перешла на риск-ориентированную модель управления, что позволяет ремонтировать или заменять оборудование только при реальной необходимости. При оснащении энергообъектов современными датчиками и анализе передаваемых ими данных с помощью искусственного интеллекта такой подход обеспечивает значительное повышение эффективности ремонтной программы и планов по новому строительству»

Основные принципы целевой модели

*Принятие оптимальных решений по управлению компанией (с учетом риск-ориентированного управления по отклонениям) на основании аналитических исследований (ЦАК) с использованием цифровых технологий анализа больших данных (Фабрика данных).
*Взаимосвязь всех информационных цифровых потоков между собой, в том числе на базе облачных технологий.
*Обработка данных для оперативно-технологического управления сети (ТИ, ТС, ИПУ, ИВК и т.д.), а также данных, полученных в результате применения методов «дорасчета», в информационных системах ЦУС. Цифровые данные для ЦУС поступают в объеме, необходимом и достаточном для оперативно-технологического и ситуационного управления.
*Взаимодействие с информационными системами органов исполнительной власти, АО «СО ЕЭС», АО «АТС» и другими субъектами энергетики (генерация, территориальные сетевые компании, энергосбытовые компании, потребители) в рамках единой цифровой среды.

Ключевым фактором реализации цифровой сети является платформенность решений и создание единой цифровой среды, а также внедрение технологий информационной безопасности.

Ключевые элементы единой цифровой среды

Единая цифровая модель сети (CIM)

Представляет собой «сердце» всего цифрового «организма» компании: описывает в формализованном виде все технологические процессы и способы управления оборудованием на операционном уровне. Кроме того, именно на базе CIM-модели осуществляется интеграция различных ИТ-систем на различных иерархических уровнях в целях обеспечения прозрачного обмена данными между технологическими и корпоративными ИТ-системами.

Фабрика данных

Под фабрикой данных в "Россетях" понимают набор распределенных технологий и инструментов (облачные технологии), позволяющий управлять информацией и бизнес-аналитикой на базе цифровых технологий обработки больших массивов данных (Big Data) с использованием систем искусственного интеллекта (Artificial Intelligence) и машинного обучения (Machine Learning) на основании сете-центрического подхода.


Источник: Источник: «Цифровая трансформация 2030». Доклад П.А. Ливинского, генерального директора компании «Россети», на Совете директоров компании 21.12.2018 г.

Фабрика данных обеспечит:

*обработку, выявление взаимосвязей и зависимостей между данными информационных систем;
*формирование аналитических показателей в рамках единого информационного пространства электросетевого комплекса.

Обработка данных позволит формировать и использовать в текущей операционной деятельности весь массив аналитической информации как по отдельному ДЗО, так и по смежным сетевым компаниям, а также использовать опыт друг друга.

В целях обеспечения эффективного и безопасного оборота данных в компании будет сформирована корпоративная политика оборота корпоративных и технологических данных в условиях новой информационно-коммуникационной архитектуры, изменения технологических и корпоративных процессов, расширения взаимодействия с другими субъектами электроэнергетики, рынками и т.п.

Функционирование фабрики данных в «Россетях» должно осуществляться в интересах всего электросетевого комплекса, органов власти всех уровней, сторонних организаций и потребителей.

Управление технологическим процессом (Цифровая сеть)

Единая цифровая среда технологических данных позволит проводить аналитические исследования в целях принятия оптимальных управленческих решений, а также анализировать информацию о состоянии оборудования, прогнозировать вероятность и последствия отказов для снижения рисков выхода оборудования из строя путем своевременного адресного ремонта или замены.



Цифровое управление компанией

Позволит проводить аналитические исследования в целях принятия оптимальных решений по различным процессам компании, включая инвестиционную деятельность и корпоративные финансы, капитальное строительство, управление производственными активами, знаниями и персоналом, управление рисками и правовое обеспечение, а также реализацию услуг и логистику.

Центр аналитических компетенций

Централизованная структура бизнес-аналитики, действующая в «Россетях» и во всех дочерних зависимых обществах (ДЗО).

Центр кибербезопасности

Обеспечивает единую систему безопасности объектов инфраструктуры на принципах единства подходов, требований, эффективности и надежности.

Научно-исследовательский центр

Центр компетенций по разработке и выполнению научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, необходимых в производственном процессе компании, а также по разработке нормативно-технических документов и сопровождению пилотных проектов по реализации цифровых технологий.

Дополнительные сервисы для увеличения доли нетарифной выручки

За счет предоставления на рынке новых сетевых и прочих услуг.


Источник: Источник: «Цифровая трансформация 2030». Доклад П.А. Ливинского, генерального директора компании «Россети», на Совете директоров компании 21.12.2018 г.

Рис. Цифровая трансформация предполагает изменение структуры электроэнергетики: вместо вертикальной интеграции – горизонтальная энергосистема


Эффекты от реализации Центра аналитических компетенций (ЦАК) и фабрики данных



Организационная трансформация и реструктуризация бизнес-процессов

Константин Михайленко, главный советник «Россетей», говорит о том, каким образом появление единой цифровой среды сказывается на бизнес-процессах компании:

«Управление современной компанией трансформируется в бизнес-структуру, где на высшем уровне находится человек, далее машины и далее опять люди. Человек уже сейчас исключается из принятия простых решений. И процесс необратим — средний менеджмент будет уходить, а вот куда — наверх или вниз — уже зависит от компетенции и желания самих специалистов. Цифровизация многих процессов позволит высвободить дополнительное время на решение сотрудниками творческих и прикладных задач, что повысит производительность труда»

Игорь Норвейшис, директор департамента ИТ «Россетей», в свою очередь, подчеркивает:
«Цифровое управление группой компаний на базе единой корпоративной среды позволит существенно сократить затраты по разработке, внедрению, развитию и технической поддержке информационных систем, а также сроки реализации проектов по их внедрению и в то же время обеспечить сбор стандартизированных данных и их верификацию для последующего анализа с применением технологий больших данных, машинного обучения и искусственного интеллекта»

Один из элементов изменения структуры управления – создание (в перспективе) в штатном расписании «Россетей» позиции директора по цифровизации.
«Появляется директор по цифровой трансформации, а это переосмысление, перестройка бизнеса с учетом новых технологий,- говорит начальник департамента корпоративных и технологических систем управления «МРСК Центра» Роман Демьянец.- Цифровая трансформация для традиционных компаний — это ответ на тот вызов, который сделали «молодые единороги», компании уровня Amazon, YouTube, Google, ценности для которых — это информация и данные. Традиционные компании пытаются меняться и выйти на этот рынок»

В «Россетях» уже началась трансформация всех бизнес-процессов и их гармонизации с созданием единой цифровой модели сети (CIM). В результате будет сформирована матричная система управления, предусматривающая один уровень оперирования сетями вместо существующих трех, и скорость принятия решений в любых условиях кратно возрастет. При этом в штатных ситуациях инфраструктура будет управляться автоматически, а человек будет подключаться к задачам управления только в случае выявления аномалий и необходимости проведения глубокой аналитики.


Источник: «Цифровая трансформация 2030». Доклад П.А. Ливинского, генерального директора компании «Россети», на Совете директоров компании 21.12.2018 г.

Подробнее о единой информационной CIM-модели

Важнейшее понятие для любых цифровых систем управления - CIM (Common Information Model), общая информационная модель. CIM — это открытый стандарт, определяющий представление управляемых элементов ИТ-среды в виде совокупности объектов и их отношений, предназначенный обеспечить унифицированный способ управления такими объектами, вне зависимости от их поставщика или производителя.

Модель CIM представляет наиболее существенные объекты электроэнергетического предприятия, обычно содержащиеся в информационной модели управления электроэнергией (Energy Management System, EMS). Модель подходит для создания интегрированных приложений в гетерогенных вычислительных системах и имеет положительный опыт апробирования при моделировании энергетических объектов за рубежом.

Модель CIM использует UML-нотацию для описания сущностей, под которыми понимается как физическое оборудование, например синхронный генератор или выключатель, так и логические объекты модели сети (узлы, ветви), эквивалентные модели участков сети или ее объектов и логические структуры (например, график). Число классов, описывающих различные сущности CIM-модели, велико; они сгруппированы в пакеты, объединяющие близкие по смыслу классы.

Основные пакеты CIM-модели описаны в документе IEC 61970-301 — Common Information Model base.

Структура пакетов CIM-модели



Ведущие инфраструктурные организации российской энергетики не первый год ведут работы по внедрению решений и технологий, базирующихся на CIM-модели. Так, по модели CIM шло создание автоматизированной системы технологического управления (АСТУ) ФСК ЕЭС.

В «СО ЕЭС» на таких принципах осуществлялся проект внедрения комплекса диспетчерского управления SCADA/EMS. В технической спецификации предусматривалась интеграция с автоматизированными системами НП «АТС» и ОАО «ФСК ЕЭС» с использованием методологии CIM.

С общесистемной точки зрения, CIM-модель подразумевает интеграцию и объединение различных ИТ-систем на различных иерархических уровнях, а также интеграцию сетевых информационных (технологических и корпоративных) систем. CIM-модель при этом является ключевым элементом для формирования единой цифровой среды.

Для электросетевых компаний такая интеграция означает:

*интеграцию и объединение различных ИТ-систем на различных иерархических уровнях (SCADA, ГИС, ОЖУР, OMS, DMS, AMI и др.), сквозную передачу данных в технологические и корпоративные информационные системы и обратно на базе CIM-модели;
*интеграцию сетевых информационных (технологических и корпоративных) систем, что обеспечивает обмен данными между сетевыми компаниями, удаленными друг от друга объектами и всеми заинтересованными участниками взаимодействия, связанными технологическими процессами с использованием платформенных решений;
*разработку цифровых моделей прогнозов и планирования, предназначенных для принятия и оценки сложных решений в отношении производства, процессов и проектирования (цифровой двойник, массивы данных (Big Data), искусственный интеллект (Artificial Intelligence), машинное обучение (Machine Learning).

Рис. Трансформация информационного обмена по мере цифровизации сети ПАО «Россети»




Источник: ПАО «ФИЦ», 2019 г.

Обмен данными, как между корпоративными, так и технологическими информационными системами на основе стандартизованных форматов и механизмов взаимодействия позволит объединить набор корпоративных информационных систем и, как следствие, обеспечить прозрачный, достоверный, автоматизированный обмен данными, исключив дублирование информации и ручной ввод данных.

Необходимым условием обеспечения достоверности оперативной управленческой информации является применение единой модели данных для технологических и бизнес-процессов, однозначно определяющей сущность этих процессов и взаимосвязь между ними для всех ДЗО.

Тогда цифровое управление компанией, осуществляемое на базе единой корпоративной среды и CIM-модели, будет обеспечивать:

*Существенное сокращение затрат и сроки на разработку, внедрение, развитие и техническую поддержку информационных систем.
*Сбор стандартизированных и достоверных данных для последующего анализа.
*Создание общедоступной, надежной, прозрачной и проверяемой системы интеллектуального коммерческого учета электроэнергии.
*Создание инфраструктуры для простого и эффективного взаимодействия с потребителями (управление нагрузкой, распределенная генерация, «просьюмеры»).
*Создание возможности для автоматизации контрактных отношений (smart-контракты) в части оказания услуг по передаче, технологическому присоединению и др.
*Формирование принципиально новой инфраструктуры в целях доступного, эффективного и гибкого процесса обмена электроэнергией между всеми заинтересованными участниками рынка с минимальными транзакционными издержками.

CIM-модель в структуре управления цифровыми сетями



Источник: Развитие системы оперативно-технологического управления электросетевым комплексом в рамках Концепции цифровой трансформации 2030. ПАО «Россети», апрель 2019 г.

Создание CIM-модели – не простой процесс. Он требует специальных усилий, как в части подготовки данных, так и в части организационных механизмов обработки данных.

Структура данных CIM-модели

Создание CIM-модели – не простой процесс. Он требует специальных усилий, как в части подготовки данных, так и в части организационных механизмов обработки данных.

Структура данных в рамках CIM-модели определяется, в первую очередь, используемыми системами классификации и кодификации объектов управления. Это обусловливает специфические задачи, которые необходимо решить в процессе создания такой системы обработки и хранения информации:

*Создание и функционирование единой системы классификации объектов, оборудования, режимных параметров и технико-экономических показателей компании на основе национальных стандартов.
*Создание и функционирование единой системы идентификации конкретных объектов, оборудования, режимных параметров и технико-экономических показателей ПАО «Россети» на основе существующих и вновь разработанных национальных и отраслевых методик идентификации.
*Обеспечение возможности простого и эффективного обмена данными между различными уровнями управления, субъектами рынка и его операторами на основе национальных стандартов на базе стандартов МЭК и консорциума W3C.
*Обеспечение максимальной независимости и информационной защищенности структур хранения данных и методов их обработки от постоянно меняющихся в условиях развития и становления рынка понятий предметной области, взаимоотношений и структуры объектов.
*Обеспечение возможности хранения не только текущих состояний объектов, но и ретроспективы их развития от момента создания до исчезновения.
*Обеспечение максимальной независимости структуры и методов обработки от конкретных реализаций, что должно обеспечить требуемую функциональность в центрах сбора и обработки как на верхних уровнях, так и на низших уровнях, где вопрос об установке мощных систем обработки и хранения из экономических соображений не должен ставиться.



Источник: Развитие системы оперативно-технологического управления электросетевым комплексом в рамках Концепции цифровой трансформации 2030. ПАО «Россети», апрель 2019 г.

Наблюдаемость электросетевого комплекса

Важнейший практический аспект использования CIM-модели – наблюдаемость электросетевого комплекса, то есть возможность получать данные от оборудования удаленно в автоматическом режиме. По параметру наблюдаемости компании ПАО «Россети» находятся в разном состоянии.


Источник: Развитие системы оперативно-технологического управления электросетевым комплексом в рамках Концепции цифровой трансформации 2030. ПАО «Россети», апрель 2019 г.

Согласно планам цифровой трансформации 2030, к концу 2019 года должны быть обеспечена минимальная наблюдаемость 100% подстанций (ПС) 35 кВ и выше.

«Минимальные» требования к наблюдаемости подразумевают:

*Один канал связи (ВОЛС/GSM).
*Не менее четырех передаваемых телесигналов (ТС).
*Протокол передачи данных на «верхний уровень» - МЭК 60870-5-104.

Переход к цифровым двойникам

Наблюдаемость подстанции – это фундамент для дальнейшего создания на нем цифровых систем различного рода, в частности, цифрового двойника подстанции.

«Цифровой двойник – это связующее звено, которое объединяет все данные в современной энергокомпании. Он автоматически обеспечивает синхронизацию данных, таким образом, что одна цифровая модель соответствует одной физической электрической сети,- рассказывает Ренат Габдуллин, региональный директор по продажам подразделения «Системы распределения электроэнергии» ООО «Сименс».»

В числе преимуществ использования цифрового двойника:

*Повышение точности и согласованности модели (единого источника информации) для проведения расчетов и эксплуатации.
*Снижение вероятности серьезных эксплуатационных / плановых ошибок, вызванных некорректными данными в модели.
*Отслеживание изменений модели с возможностью воссоздания случаев после изменений («контрольный журнал»).
*Возможность взаимодействия с ключевыми источниками данных и функциями, например, системой управления активами, ГИС.
*Устранение существующих дублирующих процессов (совместное использование модели сети при планировании и эксплуатации).
*Автоматизация процессов (например, автоматическое построение модели распределительной сети).
*Обеспечение более простой интеграции подсистем в будущем и возможность более эффективного использование ресурсов сети ближе к возможным предельным значениям.
*Использование адаптивных установок релейной защиты.
*Управление производительностью активов (благодаря связи топологии, оперативной информации и данных об активах сети).

Наличие этих возможностей позволит избежать или отсрочить необходимость усиления сети.

Организационная трансформация

Константин Михайленко, главный советник ПАО «Россети», говорит о том, каким образом появление единой цифровой среды сказывается на бизнес-процессах компании:

«Управление современной компанией трансформируется в бизнес-структуру, где на высшем уровне находится человек, далее машины и далее опять люди. Человек уже сейчас исключается из принятия простых решений. И процесс необратим — средний менеджмент будет уходить, а вот куда — наверх или вниз — уже зависит от компетенции и желания самих специалистов. Цифровизация многих процессов позволит высвободить дополнительное время на решение сотрудниками творческих и прикладных задач, что повысит производительность труда.»

Игорь Норвейшис, директор департамента ИТ ПАО «Россети»,в свою очередь, подчеркивает:
«Цифровое управление группой компаний на базе единой корпоративной среды позволит существенно сократить затраты по разработке, внедрению, развитию и технической поддержке информационных систем, а также сроки реализации проектов по их внедрению и в то же время обеспечить сбор стандартизированных данных и их верификацию для последующего анализа с применением технологий больших данных, машинного обучения и искусственного интеллекта.»

Один из элементов изменения структуры управления – создание (в перспективе) в штатном расписании ПАО «Россети» позиции директора по цифровизации.
«Появляется директор по цифровой трансформации, а это переосмысление, перестройка бизнеса с учетом новых технологий,- говорит начальник департамента корпоративных и технологических систем управления «МРСК Центра» Роман Демьянец.- Цифровая трансформация для традиционных компаний — это ответ на тот вызов, который сделали «молодые единороги», компании уровня Amazon, YouTube, Google, ценности для которых — это информация и данные. Традиционные компании пытаются меняться и выйти на этот рынок.»

Достигаемые цели (эффекты)

*Единая административная вертикаль и одноуровневая система оперативно-технологического управления (сокращение избыточных управленческих звеньев, прозрачность и унификация структуры оперативно-технологического управления).
*Оптимизация и перераспределение загрузки оперативного персонала, в соответствии с количеством оборудования и ЛЭП, находящихся в технологическом управлении/ведении (снижение численности оперативного персонала ориентировочно на 30-40 %).
*Внедрение российских SCADA и АСТУ в Группе компаний «Россети» (применение программно-аппаратных комплексов российского производства - импортозамещение; обеспечение безопасности критической информационной инфраструктуры; сокращение совокупной стоимости владения системами SCADA и АСТУ).
*Повышение уровня наблюдаемости и реализация функций дистанционного (теле-) управления оборудованием и устройствами подстанций из удаленных центров управления (сокращение времени на анализ, принятие решений и ликвидацию технологических нарушений, сокращение времени оперативных переключений, ориентировочно на 20-30%).
*Повышение надёжности электроснабжения потребителей, сокращение времени восстановления электроснабжения (средняя длительность перерыва электроснабжения потребителей на одно технологическое нарушение в сети 6 кВ и выше сокращается с 2,5 до 1 ч).
*Оптимизация производственной деятельности, снижение операционных издержек (30%).



Прошло заседание президиума научно-технического совета «Россетей», на котором состоялось обсуждение концепции цифровизации сетей компании. ЦПС публикует видеозапись мероприятия.

5:44 Принципы формирования проекта
7:00 Международный опыт создания цифровых сетей
9:27 Что такое цифровая сеть?
11:40 Эволюция системы управления на примере коммутационного оборудования
13:30 Цифровой электромонтер
16:26 Уровень цифровизации
18:01 Архитектура цифровой сети
21:47 Концепция цифровизации
25:48 Этапность реализации цифровых технологий
28:05 Принципы географической приоритизации
30:03 Кадровое обеспечение
31:39 Направления новых видов деятельности
34:04 Ключевые технологии цифровизации для импортозамещения
35:12 Экспортный потенциал
36:08 Ключевые направления научных исследований
43:36 Мероприятия по развитию цифровой сети
45:42 Общественное благо

47:46 Вопрос про изменения в нормативных документах
51:57 Вопрос про обновление первичного оборудования
53:04 Вопрос про кибербезопасность и «защиту от дурака»
56:09 Комментарий Александра Пилюгина («МРСК Центра») про автоматизацию, цифровизацию и готовность «железа»



Смотрите также:
Глава Минкомсвязи Константин Носков подвел первые итоги нацпрограммы "Цифровая экономика"
CIO Евгений Чаркин раскрыл подробности новой цифровой стратегии РЖД на TAdviser SummIT
«Россети» начали использовать блокчейн для учета электроэнергии

Tags: Россия, технологии, электроэнергия
Subscribe

Posts from This Journal “электроэнергия” Tag

promo luckyea77 june 21, 2015 20:04 30
Buy for 10 tokens
В этой записи я буду давать ссылки на посты с лекциями и уроками в этом блоге: Учебные материалы и тесты: 11 ресурсов для бесплатного образования Проект "Лучшие кадры лучшей страны" Онлайн-курсы по высоким технологиям и инновациям Дистанционное образование в России (среднее профессиональное…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment