Logo Международный форум «Евразийская экономическая перспектива»
На главную страницу
Новости
Информация о журнале
О главном редакторе
Подписка
Контакты
ЕВРАЗИЙСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ English
Тематика журнала
Текущий номер
Анонс
Список номеров
Найти
Редакционный совет
Редакционная коллегия
Представи- тельства журнала
Правила направления, рецензирования и опубликования
Научные дискуссии
Семинары, конференции
 
 
Проблемы современной экономики, N 4 (84), 2022
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНОВ И ОТРАСЛЕВЫХ КОМПЛЕКСОВ
Рязанцева Н. А.
профессор кафедры экономической кибернетики и прикладной статистики
Луганского государственного университета им. Владимира Даля,
доктор экономических наук

Лофиченко А. А.
аспирант кафедры экономической кибернетики и прикладной статистики
Луганского государственного университета им. Владимира Даля


Цифровая трансформация угольной отрасли Луганской Народной Республики
В статье рассмотрены пять ключевых аспектов текущего этапа цифровой трансформации экономики: Описаны экономические и социальные преимущества цифровой трансформации хозяйственных комплексов, а также отмечены риски, связанные дигитализацией экономики. Отмечены отличительные особенности программы «Индустрия-4.0», основной курс которой направлен на цифровое моделирование, а также представлены ключевые тенденции её исполнения в угольной отрасли. Делается акцент на использовании производственных киберфизических систем и представлена типовая архитектура киберфизической системы угледобывающего предприятия. Проанализирована траектория эволюционирования угольной отрасли ЛНР. Разработана архитектура киберсоциофизической экосистемы для угольной отрасли Луганской Народной Республики.
Ключевые слова: цифровая трансформация, угольная отрасль, киберфизические системы, киберсоциофизические экосистемы
УДК 332.1; ББК 65.2/4   Стр: 129 - 134

В наши дни наблюдается быстрое приближение новой цифровой технологической революции, которая связана с масштабной трансформацией существующих социально-экономических институтов, а иногда, возможно, и с созданием новых. Текущие технологические трансформации создают новые вызовы для экономической науки, в то время как прежние теоретические концепции, определенные в доцифровую эпоху, прекращают работать.
Весомой проблемой с позиции изучения феномена цифровой трансформации экономики выступает отсутствие единой теоретической основы цифровой экономики. На данный момент существуют единичные попытки теоретического осмысления данного феномена с точки зрения новой институциональной и неоклассической экономической теории [1, 2]. С точки зрения экономической теории присутствует ряд проблем, носящих методологический характер: отсутствие единой терминологии в сфере цифровой трансформации экономики и вариантов периодизации и определения сути технологических революций. Это находит отражение в том, что на данный момент нет понимания того, выступает ли нынешняя цифровая трансформация экономики новой технологической революцией или это пик развития информационно-телекоммуникационной технологической революции.
Однако цифровая трансформация экономики — это уже действительность, и для результативного функционирования хозяйственного комплекса государства в новых условиях требуется перенастройка теоретических концепций менеджмента, его инструментария. Следовательно, необходимо определить содержание, основные направления и вызовы цифровой трансформации в эпоху цифровой экономики.
В статье под цифровой трансформацией предлагается понимать качественные преобразования бизнес-процессов или способов реализации экономической деятельности (бизнес-моделей) за счет внедрения цифровых технологий, которые приводят к существенным социально-экономическим эффектам.
За последние десятилетия многие отрасли хозяйственного комплекса уже преодолели некоторые этапы, относящиеся к развитию новых технологий. Среди таких этапов можно выделить:
– расширение использования ЭВМ;
– первую волну автоматизации производства;
– появление персональных компьютеров;
– развитие Интернет.
Для текущего этапа цифровой трансформации характерна определенная специфика. Рассмотрим пять ее ключевых аспектов:
1. Новый виток развития технологий.
Прогрессивные технологические направления (блокчейн, искусственный интеллект, робототехника, технологии дополненной и виртуальной реальности) становятся ключевыми ускорителями нового этапа цифровой трансформации. Они обеспечивают уникальные возможности для решения разнообразных задач. Это обуславливает рост инвестиций в технологии нового поколения.
2. Небывалый спрос на цифровые технологии.
На данный момент свыше 40% руководителей компаний в РФ планируют расширение использования цифровых технологий, около 30% — в течение ближайших пяти лет. В мире следуют данным тенденциям, в соответствии с данными 2021 г., более половины топ-менеджеров крупных компаний [3].
3. Уменьшение продолжительности жизненного цикла технологий.
Рост спроса приводит к сокращению сроков «выхода прогрессивных технологий из лабораторий». Один из примеров — заметный прогресс в области квантовых технологий. По прогнозам в течение 3–5 лет их развитие позволит выйти на качественно новый уровень в надёжности, скорости и защищённости в передаче и обработке данных.
4. Новые всплески цифровизации, обусловленные пандемией.
Одним из основных факторов являются трансформировавшиеся потребности населения и отраслей на фоне распространения коронавирусной инфекции. За считанные месяцы пандемии произошел скачек в уровне цифровизации продуктовых линеек и внутренних процессов в различных секторах экономики, сравнимый со схожими изменениями в течение предыдущих 3–4 лет.
5. Рост технологических и социальных рисков.
Цифровая трансформация привносит как позитивные эффекты, так и совокупность рисков. Основная проблема — кибербезопасность. При переходе на удаленную работу на 40% увеличилось количество личных устройств, используемых в обмене корпоративными данными и обладающих недостаточным уровнем защиты. Еще один риск — уменьшение количества рабочих мест, связанное с цифровизацией, роботизацией различных трудовых процессов, а также риск алгоритмической дискриминации — например, процессы сбора данных, контроля за движениями сотрудников и т.п.
Проанализировав текущее состояние цифровой трансформации экономики в мире, можно выделить следующие экономические и социальные преимущества цифровизации экономики (рис. 1).
Рис. 1. Экономические и социальные преимущества цифровой трансформации экономики

Наряду с положительными эффектами, к сожалению, цифровая трансформация экономики обладает также и негативными последствиями и рисками:
– рост киберпреступности;
– технологическая уязвимость построенной цифровой инфраструктуры;
– стремительное устаревание техники, что обуславливает проблемы ее утилизации;
– увеличение технологической зависимости от иностранных поставщиков, что влечет за собой снижение уровня экономической и технологической безопасности как на уровне государства в целом, так и на уровне конкретных отраслей и предприятий;
– рост безработицы как следствие автоматизации процессов предприятий.
Происходящая на данный момент в различных государствах технологическая революция нуждается во внедрении программы «Индустрия-4.0» (Industry 4.0), которая бы охватила всю промышленность, в том числе и угольную [4,5]. Цифровое моделирование, выступающее одним из ключевых курсов воплощения программы «Индустрия-4.0», будет повсеместно применяться в производственных процессах. Максимальный прогресс в применении цифровых технологий ожидается в машиностроении, электронной промышленности, автомобилестроении, компьютерных технологиях.
Отличительной особенностью программы «Индустрия-4.0» выступает применение в промышленности потенциалов «Интернета вещей» (IoT — Internet of Things) и использование в процессах производства «киберфизических систем» (CPS — Cyber-Physical System). Программой «Индустрия-4.0» предлагается реализация следующих направлений:
– использование Интернета вещей в промышленном производстве;
– применение дополненной реальности;
– бизнес-аналитика и большие данные (Big Data);
– внедрение «облачных технологий»;
– разработка и использование автономных роботов;
– горизонтальная и вертикальная интеграция систем;
– повышение информационной безопасности;
– использование 3D-печати;
– использование цифрового моделирования [6].
Рассмотрим основные тенденции цифровой трансформации угольной отрасли. Программа «Индустрия-4.0» является исходной точкой для последующих технологических прорывных новшеств в угольной отрасли. Исследование используемых угольной отраслью технологий позволяет сделать вывод о потребности в создании «Интеллектуальной платформы», которая учитывает ключевые тенденции исполнения проекта «Индустрия-4.0» и соответственные цифровые технологии. Создание данной платформы в угольной отрасли следует базировать на проведении научно-исследовательских опытно-конструкторских работ:
– по созданию производственных киберфизических систем;
– реализации концепции «Интернета вещей» в процессах производства на предприятиях отрасли.
В рамках вышеописанной платформы необходимо организовать создание и непрерывное обновление банка инновационных разработок по технологиям, которые обеспечивают формирование производственных киберфизических систем в угольной отрасли. Этот банк должен включать в себя эффективные технологии добычи угля, использующие гибкие роботизированные системы 2-го и 3-го поколений, снабженные искусственным интеллектом. Новейшие технологии, которые позволяют построение полностью автоматизированных предприятий, способны объединить небольшие производственные блоки, базирующиеся на применении автономных киберфизических систем. Перспективные технологии и тенденции, которые соответствуют исполнению программы «Индустрия-4.0» в угольной отрасли, приведены в табл. 1

Таблица 1
Ключевые тенденции исполнения «Индустрия-4.0» в угольной отрасли
Направления горного производстваПередовые тенденции и технологии
Разведка запасов угольных месторожденийВиртуализация разведочных и поисковых работ
Дистанционное зондирование участков
Улучшение геоинформационных систем с помощью трехмерного моделирования геологических условий
Добыча угля и подготовка запасовАвтоматизация и использование роботов при проведении горных работ и формировании подземного пространства
Выемка угля без непосредственного участия человека (безлюдная выемка)
Геоинформационное обеспечение, базирующееся на цифровом моделировании механических процессов
Совершенствование технологий добычи угля без участия человека
«Интернет вещей», который охватывает процесс добычи угля и является основой комплекса «Интеллектуальная шахта»
Переработка угля и угольных отходов«Интернет вещей», используемый в процессах переработки и обогащения угля и отходов, является основой формирования комплекса «Интеллектуальная обогатительная фабрика»
Получение продуктов со значительной добавленной стоимостью
Применение био- и нанотехнологий
ТранспортИспользование автоматизированных транспортных средств
«Интернет вещей», используемый в качестве основы для комплекса «Интеллектуальный транспорт и центры управления»

Базируясь на использовании производственных киберфизических систем и иных вариантов технологического развития, которые обусловлены исполнением программы «Индустрия-4.0», выделены направления цифровой трансформации угольной отрасли, включающей следующие составляющие горного производства:
– разведка залежей и планирование работ;
– добыча угля;
– переработка угля и угольных отходов;
– транспортировка угля и иных грузов.
Представленные составляющие являются основой формирования передовых производственных единиц: «Интеллектуальная шахта», «Интеллектуальный транспорт», «Интеллектуальная фабрика».
Центральным элементом цифровой трансформации выступает использование киберфизических производственных систем при добыче и подготовке запасов, а также в процессе транспортирования и переработки угля. Функционирование данных систем базируется на использовании интеллектуальных роботизированных комплексов в изолированных производственных блоках малой мощности. Так, в блоках для подземной угледобычи могут использоваться спроектированные и испытанные еще в 80-х гг. прошлого века, так называемые, фронтальные агрегаты, призванные осуществлять одновременную обработку всей плоскости очистного забоя без непосредственного участия человека. Это приводит к многократному увеличению производительности добычи угля.
Использование киберфизических систем делает возможным широкое использование технологий добычи угля без непосредственного участия человека, в т.ч. скважинных. Это подготовит базис для дальнейшего расширения производственных объектов, которые в работе используют принципы «Интеллектуальной шахты» и являют собой целостные информационно-управляющие структуры, допускающие проведение мониторинга и управление техническим оборудованием на шахте в процессе осуществления добычных и горно-подготовительных работ.
Роботизация и автоматизация горных работ представляет возможность создания новой группы горнопроходческих машин — геоходов. Расширение сектора безлюдной добычи угля также возможно благодаря использованию роботизированных систем бурошнековой и скреперо-струговой выемки угля. Подготовка и добыча угля должна поддерживаться цифровым моделированием всевозможных геомеханических процессов, которые реализуются при разработке месторождений угля.
Деятельность производственных киберфизических систем (в особенности при проведении горных выработок и добыче угля) должна подкрепляться системой самодиагностики узлов и деталей применяемых агрегатов и машин, предоставляющей возможность не только подавать сигналы о потребности замены или ремонта определенных частей оборудования, но и непосредственно участвовать в практической реализации данных процессов. Озвученные производственно-технологические системы угольной добычи, подготовки запасов, а также осуществления горных работ должны быть функционально интегрируемы с IТ-системой. Данная интеграция должна реализовываться при помощи специальных датчиков, систем производственного контроля, видеокамер, собирающих и отправляющих информацию в центр контроля и управления с целью краткосрочного планирования ключевых показателей производства. Это сделает возможным осуществление прямой связи и взаимодействия работников предприятий.
Производственные решения необходимо принимать на основе технологий «Больших данных», которые представляют собой обработку информации огромных объемов и многообразного состава, часто обновляемой и расположенной в различных источниках для увеличения эффективности работы. В то же время доставка и обработка информационных потоков должна осуществляться с применением «облачных технологий». «Облачные технологии» — это комфортная среда для обработки информации, которая объединяет в себе совокупность аппаратных средств, программного обеспечения, каналов связи и технической поддержки осуществляемых производственных процессов.
Важную роль в процессах разведки залежей и подготовки горных работ играют моделирование, цифровое проектирование и симуляция. Они базируются на использовании 3D-моделей для повседневного управления производством. Эти системы призваны моделировать месторождение, планировать выработку запасов, исследовать другие варианты горных работ и находить их наилучший вариант в реальном времени.
Внедрение передовых цифровых технологий раскрывает новые возможности проведения разведочных и поисковых работ. Открываются возможности повсеместного 3D-моделирования геологических условий в процессе разведки месторождений. Широкое применение получают технологии удаленного зондирования земли, базирующиеся на использовании лазерного сканирования и спутниковой геодезии, а также применение дронов и навигации. Потенциал виртуализации разведочных и поисковых работ создает базис для интерактивного проектирования скважин и оперативного управления геологическими изысканиями.
Представленные технологические решения по угольной отрасли, позволят сформировать интеллектуальную технологическую платформу, которая включает потребность реализации проекта «Виртуальная шахта будущего». Предложенные рекомендации по реализации элементов программы «Индустрия-4.0» в практику угольной отрасли являются основой формирования и развития новой интеллектуальной угольной отрасли.
В Луганской Народной Республике в 2020 г. стартовала реорганизация угольной отрасли, одной из главных задач которой являлось обеспечение безубыточного функционирования отрасли [7]. Однако сама по себе реорганизация отрасли является первым шагом на пути к обеспечению стабильного функционирования предприятий, в основе которого лежит использование передовых достижений научно-технического прогресса (рис. 2).
Рис. 2. Траектория эволюционирования угольной отрасли

Итогом автоматизации угольной отрасли должно стать построение киберфизических систем угледобывающих предприятий. Для создания таких систем необходимо внедрение в производственные процессы передовых технологий: роботизированные агрегаты для добычи угля, «Интернет вещей», цифровые двойники, анализ больших данных, облачные технологии. Несмотря на непростое политическое и экономическое положение Луганской Народной Республики, реализация пилотных проектов по созданию киберфизических систем угольных предприятий возможно уже сейчас. Типовая архитектура киберфизической системы угледобывающего предприятия представлена на рис. 3.
Рис. 3. Типовая архитектура киберфизической системы угледобывающего предприятия

Завершающим этапом эволюционирования угольной отрасли должна стать ее цифровая трансформация. В рамках данного этапа необходимо создание киберсоциофизической экосистемы угольной отрасли. В состав киберсоциофизической экосистемы входят три взаимосвязанные подсистемы [8], базирующиеся на:
1) человеке — представляет социальную систему, которая содержит человеческие субъекты, а также неразрывно связанные с ними агенты / устройства и / или социальные платформы, которые представляют услуги людям;
2) программном обеспечении — представляет кибер-мир, который оказывает услуги на базе программного обеспечения, которое включает основные платформы и инфраструктуры, как локальные, так и облачные;
3) вещах — представляют физический мир, включающий различные датчики, шлюзы, исполнительные механизмы, а также базовые инфраструктуры.
Киберсоциофизическая экосистема служит развитием концепций Интернета вещей и киберфизических систем, полученным с помощью включения социальной составляющей (человека); содействует синергетическому содействию человеческого опыта и компьютерных вычислений. Проанализировав текущее состояние киберсоциофизических экосистем, можно сделать вывод о существовании двух основных точек зрения на роль человека в них:
1. Человек в роли датчика: относительно ранняя точка зрения на, возникшую в связи с более широким использованием людьми интеллектуальных устройств с датчиками. С этой точки зрения социальный аспект был привнесен путем рассмотрения людей как источников информации для киберфизических систем (то есть датчиков) [9]. Эта концептуализация в первую очередь сосредоточена на объединении различной информации, поступающей из социального пространства (люди и их наблюдения), с кибер-системами и физическими системами для удовлетворения различных потребностей приложений.
2. Человек в роли системного компонента. В последнее время большинство исследователей склонны рассматривать человека не только как социальный сенсор, но и как сотворца, являющегося неотъемлемой частью системы [10]. Люди рассматриваются в качестве членов киберсоциальной экосистемы, включая наблюдения, опыт, фоновые знания, общество, культуру и восприятие для совместного создания продуктов и услуг вместе с киберфизической системой. Здесь люди выступают в роли ресурсов, т.к. они предоставляют информацию, знания, услуги и т.д., которые в то же время потребляют, становясь, таким образом, пользователями киберсоциальной экосистемы (рис. 4).
Рис. 4. Киберсоциофизическая экосистема

На рис. 5 представлена архитектура киберсоциофизической экосистемы для угольной отрасли Луганской Народной Республики. Ядром предлагаемой экосистемы является хранилище данных, содержащее информацию о функционировании киберфизических систем шахт и обогатительных фабрик и обеспечивающее информационное взаимодействие предприятий угольной отрасли и ведомств, регулирующих функционирование отрасли. Знания, сформированные на основе данных из хранилища, могут быть использованы как в процессе управления отраслью, так и, например, при обучении рабочих. Основываясь на данных из хранилища, производится оценка функционирования угольной отрасли при помощи системы мониторинга.
Рис. 5. Архитектура киберсоциофизической экосистемы угольной отрасли ЛНР

Среди преимуществ создания киберсоциофизической экосистемы угольной отрасли можно выделить следующие:
– формирование единой платформы, которая объединяет различные системы управления предприятиями отрасли;
– возможность оптимизации плановых ремонтов оборудования;
– регламентирование обмена внутриотраслевой информацией;
– грамотное управление кадрами, возможность их быстрого перераспределения;
– использование технологий виртуальной и дополненной реальности, позволяющих моделировать конкретные производственные условия, при подготовке кадров;
– применение накопленных данных при проведении разведочных и добычных работ.
Завершающим этапом цифровой трансформации угольной отрасли Луганской Народной Республики станет включение в киберсоциофизическую экосистему предприятий металлургической отрасли, являющейся основным потребителем продукции угольной отрасли, и машиностроения — основного поставщика оборудования для угледобывающих предприятий.
Таким образом, учитывая, что для Республики угольная отрасль является одной из ведущих, сформированная киберсоциофизическая экосистема должна стать основой для её цифровой трансформации, а также остальных отраслей промышленности, связанных с ней. Такая система станет драйвером развития всего хозяйственного комплекса Луганской Народной Республики.


Статья поступила в редакцию 23.09.2022.

Список использованных источников:
1. Макафи Э. Машина, платформа, толпа. Наше цифровое будущее / Э. Макафи, Э. Бриньолфсон. — М.: Манн, Иванов и Фербер, 2019.
2. Moazed А. Modern monopolies: what it takes to dominate in 21st-century economy / A. Moazed, N.L. Johnson. — New York: St. Martin’s Press, 2016.
3. Цифровая трансформация. Изменения экономики и социальной сферы под влиянием технологий [Электронный ресурс] //Научно-образовательный портал IQ — Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики». — Режим доступа: https://iq.hse.ru/news/465484100.html.
4. Плакиткин Ю.А. Анализ базовых направлений реализации Программ «Индустрия-4.0» и «Цифровая экономика Российской Федерации» /Ю.А. Плакиткин, Л.С. Плакиткина // Горная промышленность. — 2018. — № 1. — С. 22–28.
5. Уэмура Н. «Общество 5.0: взгляд «Mitsubishi Electric» // Экономические стратегии. — 2017. — № 4.
6. Лофиченко А.А. Цифровизация экономики на примере угольной отрасли Российской Федерации // Вестник Луганского государственного университета имени Владимира Даля. — 2022 — №1(55). — С. 120–126.
7. О программе по реорганизации угольной отрасли [Электронный ресурс] // Официальный сайт Правительства Луганской Народной Республики. — Режим доступа: https://sovminlnr.ru/novosti/21405-o-programme-po-reorganizacii-ugolnoy-otrasli.html.
8. Smirnov, A. Ontology for cyber-physical-social systems self-organisation / A. Smirnov, T. Levashova, N. Shilov, K. Sandkuhl // In Proceedings of 16th Conference of Open Innovations Association FRUCT. — 2014. — pp. 101–107.
9. Yilma, B.A. Systemic formalisation of Cyber-Physical-Social System (CPSS): A systematic literature review [Электронный ресурс] / B.A. Yilma, H. Panetto,
10. Sheth, A. Physical-Cyber-Social Computing: An Early 21st Century Approach to Computing for Human Experience / A. Sheth // IEEE Internet Computing. — 2010. — № 14 (1). — pp. 88–91.

Вернуться к содержанию номера

Copyright © Проблемы современной экономики 2002 - 2024
ISSN 1818-3395 - печатная версия, ISSN 1818-3409 - электронная (онлайновая) версия