Сколль. Холод и мгла

– Антон Игоревич, огромное спасибо за доклад. Профессор занимается проходческими головками, но кроме них нам нужна техника для крепления и отделки стенок тоннелей. По техническим заданиям ЦИК проектируются: роботизированная арка для точного позиционирования и свинчивания чугунных тюбингов в шахтах и горизонтальных тоннелях, самоходная механизированная опалубка для бетонирования стен тоннеля, секционный модуль плазменно-искрового спекания корундовой керамики, колёсные и гусеничные платформы с матрицами для крепления головок. В перспективе, для движения всех перечисленных модулей мы будем использовать геоход.

– О! Слышал-слышал. Проект «Элан», три секции с винтовыми лопастями, при повороте одной, две другие фиксируются распорными элементами и обеспечивают передачу крутящего момента. Что-то типа винта, вкручивающегося в гео-среду, – Дмитрий вставил слово.

– Не буду скрывать, ребята из Томского политехнического института участвуют в разработке нашего проекта, только у нас немного другая конструкция.

Дмитрий показал, что «застёгивает рот на замок», и примирительно поднял ладони. Я вывел в центр сцены 3D модель геохода, похожую на толстый винт, и продолжил:

– Существующая проходческая техника не задействует геосреду в процессе и работает на небольших углах наклона, вследствие чего не может перемещаться в любом направлении подземного пространства и самые небольшие отклонения от прямолинейного движения составляют проблему. Наш проходческий модуль получил название «Крот», да это геоход, как подсказал Дмитрий, принципиально новый вид проходческой техники.

Геоходы отличаются от проходческих щитов тем, что используют породу для создания напорного и тягового усилия за счёт того, что формируют дополнительные винтовые и продольные каналы в породе. «Крот», подобно шурупу, ввинчивается в грунт и не использует собственный вес для формирования напорного усилия. На стенки тоннеля оказывается на порядки меньшее давление, что не накладывает ограничений на величину и направление развиваемых тяговых и напорных усилий. Говоря простыми словами, «Крот» может работать непрерывно, а не периодически. Может независимо от крепи вести проходку при любых углах наклона, перемещаться в вперед-назад и даже вертикально вверх!

Поскольку буровым головкам профессора Константинова не требуется высокое упорное усилие движитель «Крота» представляет собой цилиндр, имеющий подвижные части в виде колец. Для работы в слабых и сыпучих грунтах служит многозаходная винтовая лопасть с суммарным охватом от ста восьмидесяти до трехсот шестидесяти градусов, а для крепких пород – винт пропеллерного типа. Видите, вот эти винтовые лопасти? – я выделил короткие «крылья», похожие на киль корабля. – Они позиционируют машину в подземном пространстве и равномерно распределяют тяговое усилие, что исключает её перекос и заклинивание в тоннеле. В качестве упоров используются жёстко фиксируемые штоки. В перспективе установим универсальный движитель с регулируемыми электроцилиндрами, которые в зависимости от типа грунтов будут формировать необходимый профиль «крыла».

– Что-то похожее на расширитель скважины, —не удержался Дмитрий, всё сказанное касалось его работы.

Я кивнул в ответ, подтвердив его предположение, и сменил модель.

– В головной секции «Крота» установлена рама-матрица для крепления буровых головок. За ними – модули силовой электроники и напорные насосы. Головная цилиндрическая секция сопрягается с концевой через стакан выполненный с ней заедино. Электроцилиндры обеспечивают угол поворота «головы», – теперь я вывел из модели её элементы под номером семнадцать и восемнадцать и пояснил, – кольцевые электродвигатели. Они через редуктор обеспечивают вращение корпуса. Не будем более углубляться в детали. Достаточно знать, что «Крот» в тридцать раз дешевле аналогичного по диаметру проходческого щита, так как имеет на порядок меньшую металлоёмкость, вес и конструкционную сложность. Через год-другой «Кроты» буду тянуть модули отделки, оставляя за собой уже готовые помещения для производств и складов.

Дмитрий тянул руку, как в школе:

– Интересует возможность применения головок в геологоразведке и добыче полезных ископаемых. Обсадные трубы к ним можно как-то присобачить?

– Конечно, можно. Конструкция то модульная, рама из составных буровых головок, движитель, наконец, отделочные технические модули. Разрабатывается модуль цементирования тоннелей и скважин самоуплотняющимся бетоном сверхвысокого давления, армированного акриловыми или кварцевыми волокнам. Высоковязкая бетонная смесь с волокнами и микро-наполнителями всего через пятнадцать минут набирает необходимые для эксплуатации характеристики, чему немало способствуют встроенные в стенки ультразвуковые буры-вибраторы.

– Применяя бетонирования скважин в разведочном бурении мы избежим затрат на обсадные трубы в девяносто процентах случав. Когда это невозможно, малый геоход типа «Землеройка» с головками диаметром сто восемьдесят и двести пятьдесят миллиметров будет тянуть гибкие, армированные обсадные трубы из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, не уступающие в прочности на разрыв и сжатие стальным. Соответствующая технология уже закуплена во Франции. Модификация полимера углеродными нанотрубками увеличит прочность ещё в несколько раз.

Для поддержки кабелей и пульпопроводов каждые пятьсот метров, или даже чаще, в скважины опускают самодвижущиеся модули-фиксаторы с тяговыми шнеками, передвигающиеся по скважине синхронно с основной головкой, а также модули насосов-повторителей для транспортировки чистой воды в глубокие горизонтальные или вертикальные скважины, а пульпы вверх.

– Остаётся только вопрос с кернами. Как прикажите их извлекать если головка разрушает породу до микрочастиц?

– Сам подумай. Размер фракции можно задавать на пульте, а если тебе так нужен керн, то часть головок «Крота» можно доработать и при необходимости отключать дезинтегратор, чтобы его извлекать или анализировать.

– И ты молчал?! – Дмитрий потрясено смотрел на меня. – Горизонтальное бурение под любыми углами золотое дно! Ты не представляешь, сколько мы можем на геологоразведке сэкономить, а какие перспективы… Ещё бы георадары туда привинтить!

– Будут и георадары, в ЦИК не дураки сидят! «Кроты» оснастят встроенными георадарами и геотомографами, сейсмодатчиками, датчиками горного давления, анализаторами химическими состава, магнитометрами и прочими приборами, позволяющими с высокой точностью в режиме реального времени формировать 3D карту подземного пространства. «Землеройки», само собой, получат датчики и радары попроще, но это компенсирует продвинутое дистанционное управление. Сейчас вы увидите ролик, как будет выглядеть процесс проходки тоннелей.

Запускаю новую сцену, которая погружают всех подземелье. Геоход, похожий на толстенный шуруп, тянет за собой оптоволокно, шланги для воды и пульпы и кабели питания. В кабине, над сенсорным пультом колдует механик-оператор, задавая направление и параметры электрического пробоя. «Крот» остановился, «довернул» похожую на пчелиные соты «голову», набранную из десятков коронок, и, окутавшись клубами пара и разрядами синих молний начал вгрызаться в породу…

Глава 5. Прометей.

Большое количество подразделений работали пока независимо, зачастую не представляя о существовании «соседей». Требовалось пройти между Сциллой и Харибдой, с одной стороны дать людям полное представление о масштабах и задачах, стоящих перед нами, а с другой сохранить секретность. Идеальным решением стали VR-конференции, которые устраивали по мере подготовки информации. Базовые данные использовали участники с необходимыми степенями допуска, имеющие прямое отношения к теме доклада. В VR-формате информация усваивалась значительно легче, допускались вопросы, диалоги и конструктивная критика. На специализированных презентациях заслушивали доклады руководителей конкретных проектов и направлений. Презентации содержали меньше VR-коннекта, но имели широкие возможности планирования, координации и оперативного контроля.

– Приветствую, друзья! Продолжаем цикл конференций по ознакомлению со структурой нашей корпорации и шире, с системами жизнеобеспечения «Свартальфахейма». Режим полной автономности требует развитой инфраструктуры. В течении шести лет мы должны запустить тысяча восемьсот производств полного цикла, провести более сорока двух тысяч научных исследований и конструкторских разработок. Промышленное производство – скелет, основа жизнедеятельности всего проекта. Как говорили римляне: «Ab ovo usque ad mala», что по смыслу значит «от начала и до самого конца». Универсализация, стандартизация, прозрачность, открытость и сетецентрическое управление – киты, на которых будет опираться экономика с полностью замкнутыми циклами производства.

Корпорация «Кварц», выступающая, как вы понимаете, прикрытием проекта, на низовом уровне сформирована исследовательскими и производственными многоуровневыми коллективами- кластерами, имеющими как простые иерархические, так и более сложные сетецентричные мета-структуры из отдельных специалистов и исследовательских групп, сформированных и взаимодействующих между собой в соответствии поставленными перед ними задачами.

Самоорганизация обеспечивает самоупорядочение, а в случае необходимости и самоусложнение «живых» кластеров, что позволяет обеспечивать инновационное «взрывное» развитие, координируемое управляющими структурами корпорации с помощью управляющих технологий микро и макропроцессов. Взаимодействие с внешними структурами идёт по принципам «гражданской сетецентричной войны».

– Про последнее можно подробней? Где-то слышал, что это сильнейшая технология завоевания своего места «под солнцем», стирания конкурентов в порошок.

– Вы правы, но это далеко не все её возможности. Нам больше интересны механизмы научно-производственной конкуренции. Сейчас данную концепцию мы рассматривать не будем, слишком обширная и специализированная тема.

Итак, продолжим. Сетецентричная система управления поддерживает режим ситуационной осведомлённости благодаря операционной системе предприятия, функционирующей в рамках информационно-управляющих техноплатформ, речь о которых пойдёт дальше. Реализуются такие принципы управления, как определение состава и структуры целей, выявление причинно-следственных связей, определение логического порядка выполнения действий, установление связи между действиями, целями и конечными показателями.

– Поясните, не все понимают о чём речь.

– Речь идёт о самоорганизации коллективов на основе заданных алгоритмов, которые позволяют «принимать» решения в детерминированной среде (среда, в которой решения принимаются в условиях неопределённости), в том числе, без внешнего управления.

Такая модель управления позволяет использовать самые эффективные инструменты развития, так как кластеры и группы интегрированы не только прямыми горизонтальными и вертикальными, но и диагональными связями. Эффективно используется как внешний управленческий контур корпорации, так и потенциал самоорганизации кластеров-коллективов, действующих в единой информационной среде цифровых платформ.

Простыми словами, вместо многоуровневой пирамидальной властной иерархии мы выстраиваем кластерные сети объединяющие стратегические, тактические и оперативные уровни управления научно-исследовательскими, производственными, финансовыми, логистическими и информационными процессами, позволяющими увеличить эффективность управления организации процессов в десятки, а некоторых случаях в тысячи раз!

– Не слишком ли круто заворачиваете? – спросил Тимур. – То, что вы описали пока не реализовано ни в одной, даже самой продвинутой корпорации. Какие-то элементы внедрены, но системно нет. Точно нет, я хорошо ознакомлен с внутренней кухней мировых корпораций.

– Должен же кто-то начинать. Тем более если программные возможности техно-платформ и вычислительные мощности позволяют. По-хорошему, данные принципы управления можно было ещё лет десять назад внедрить.

– И что, по-вашему, этому мешало?

– Инерция мышления масс. Если брать шире вся иерархическая структура фирм, корпораций, госорганизаций и шире, государств в целом. Координаторы кластеров всех уровней управления имеют возможность оперативно корректировать и планировать свои действия за счёт обеспечения необходимой информацией в режиме реального времени, – продолжил я. – Реализован принцип самосинхронизации, который обеспечивает координаторов проектов возможностью действовать автономно и самостоятельно формулировать и решать оперативные задачи.

Реализована возможность объединения сил и средств в мегакластеры на период выполнения задачи как своих, так и не полностью загруженных других подразделений. Сетецентрическая парадигма развития и управления, реализованная в рамках корпорации, максимально эффективно использует информацию для формирования решений и способствует не только полноценному развитию научных и производственных проектов, но и сотрудников, что на мой взгляд не менее важно.

– И как это выглядит вживую?

– Мы объединили преимущества гибкого и «жёсткого» планирования, запустили сетецентричную систему управления с поддержкой кластерных производств, интегрированную с автоматической системой аудита рабочих процессов в режиме реального времени, по трём сотням параметров, фиксирование начала/окончания рабочего дня, прогулы и простои (как санкционированные, так и нет), трекинг задач, анализ методов решения поставленных задач, мониторинг использования цифровых платформ и прочее, прочее, прочее. Система поддерживает оценку уровня квалификации сотрудников в режиме отложенного реального времени и ряд цифровых открытых индексов в баллах – лояльность корпорации, здоровье, уровень общего и специального образования по нескольким категориям, исполнительность, этика и прочие.

– Надо ли изобретать велосипед? Многие вещи давно используются в современных компаниях.

– Тимур, несомненно некоторые инструменты контроля не новы, но мы их применяем совсем по-другому. В современных компаниях контрольная информация зачастую тщательно скрывается и от самого сотрудника, и от его коллег. Зачастую человека просто ставят перед фактом увольнения или наказания, не вникая, не объясняя причин. В нашей системе объективные параметры контроля не прячут за семью печатями. Они прозрачны и доступны как сотруднику, так и коллективу, в котором работает. «Сквозные» объективные параметры работают независимо от уровня сотрудника. Вы же прекрасно понимаете, что в обычной бизнес среде все эти средства контроля предназначены для дрессуры нижнего и среднего звена, а никак не директоров, главных конструкторов или топ-менеджеров, не говоря про собственников.

Второе отличие заключается в том, что объективные параметры контроля применяются не только к конкурентному человеку, а больше к проекту, производству, исследованию и любой другой форме трудового процесса. Параметры отражают в баллах и единицах учёта финансовые затраты, эффективность процессов в человеко- и станкочасах, потребляемые вычислительные мощности, контроль выполнения планов по массе параметров.

И в этом случае, помимо самоконтроля великолепно работает общественный контроль. Если коллектив видит на электронной доске объективную причину невыполнения плана, то виновнику очень быстро по шапке прилетает. Закон Паретто во всей красе, двадцать процентов работников дают восьмидесятипроцентный результат. Такое у нас уже не работает. Лентяи и паразиты в системе долго не задерживаются их или коллектив, или отдел контроля ОЦУ корпорации мгновенно выявляет по объективным параметрам.

Реализована артельная система оплаты труда, привязанная к объёму и качеству выпускаемой продукции, но в то же время, сохранён минимальный базовый оклад. С момента подписания трудового договора работник становится одним из собственников, с собственной долей в прибавочной стоимости производимого продукта.

– Очень удобно, кстати. Как только мои ребята поняли, как это работает, стали по лаборатории как заведённые носиться. Производительность труда в два раза как минимум поднялась, – прокомментировал один из участников.

– Вот, вот. И это мы ещё только учимся, система до конца не отлажена. Ядром системы управления производствами станет цифровая технологическая платформа «Прометей» – принципиально новый тип программного продукта, известный как операционные системы предприятий или IEM. «Прометей» будет дополнен платформой цифрового государства «Платон» и научно-информационной платформой «Птолемей». С помощью этой святой троицы стало возможно организовывать сложные производства за несколько недель, отслеживать в режиме реального времени работу координаторов и исполнителей, циклы запуска проектов, оперативное функционирование микро-макрокластеров производств и всё древо проектов «Свартальфахейма» в целом.

– С этим понятно. Но хотелось бы подробней узнать, как работают контуры управления нашей корпорации.

– Как раз хотел рассказать. Наберитесь терпения, начну издалека. Полвека назад модель автоматизированной системы управления включала две составляющие: автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУТП) и автоматизированную систему организационного управления (АСОУ). Предполагалось проектирование и внедрение систем АСУ (автоматические системы управления) различных уровней – от уровня предприятий (АСУП) и отраслей (ОАСУ) до общегосударственного уровня (ОГАС). Бюрократам не понравилось, что вычислительные системы «ототрут» их от кормушки и структура, которая могла вывести СССР на принципиально иной уровень планирования экономики, выродилась в простое использование ЭВМ для решения отдельных задач управления без автоматизации этапов сбора информации и формирования управляющих воздействий, а затем, с массовым переходом на зарубежные технологии, модель окончательно утратила свои позиции.

Современные датацентричные системы управления сменили названия, но сохранили функции и смыслы с точки зрения проблем информатизации управления. О них и пойдёт речь. «IT-архитекторы» корпорации начали плясать от печки, поставив во главу угла интеграцию автоматизированных систем. Про цифровое «предприятие 4.0» многие слышали? Это именно то, что мы сейчас реализуем. Только не так, как это происходит во всем мире. Мы не подстраиваем текущие производства, не трансформируем в цифру бизнеспроцессы, а подходим к теме более комплексно. Перед программистами ЦИК поставлены неординарные задачи – автоматизация должна быть настолько полной, насколько это возможно с сегодняшними технологиями. По-хорошему людям должна остаться роль контролеров, которые будут подключаться в экстренных ситуациях, сервисных инженеров и механиков.

– Чем меньше людей задействовано в производствах, тем выше уровень безопасности и секретности.

– Верно, Семён Петрович! Производства проектируются изначально в цифровом виде, запускаются не только виртуальные цифровые потоки, а весь жизненный цикл. Цифровой двойник включает оборудование, здание, автоматические линии, работу людей и роботов, режимы их взаимодействия.

В «умных» производствах управление процессами будет происходить в режиме реального времени с учётом меняющихся задач. «Сквозное» цифровое проектирование изделий путём создания их виртуальной копии позволит организовать совместную работу конструкторов, инженеров и дизайнеров в едином цифровом конструкторском бюро, где можно использовать удаленную настройку оборудования под технические требования конкретного продукта, автоматизировать заказ необходимых компонентов в нужном количестве и контролировать их поставки. Машины, роботы, станки, сенсоры и люди станут взаимодействовать друг с другом через промышленный интернет вещей. Кстати, наша VR-конференция один из примеров этой работы.

– Признаться, подобного уровня реалистичности я ранее не встречал! – восхитился Тимур.

– Это радует! Виртуальная копия физических процессов и систем функций должна точно повторять всё то, что происходит с её физическим клоном, – я продолжил доклад. – Чтобы вы понимали масштаб, на программное обеспечение и автоматизацию только на начальном этапе заложено порядка миллиарда долларов.

– Ого! В трубу то не вылетим? – теперь Тимур забеспокоился.

– Вылетим, если не сможем соединить разрозненные кластеры производств в единый, согласованно функционирующий организм.

– И как успехи?

– Великолепные! Мы сделали ставку на принципиально новый тип программ, замещающий «зоопарк» всех современных систем управления стратегического, тактического и оперативного уровня.

– Поясните.

– Я имею ввиду «старые» стратегические системы управления производств типа ERP (планирование ресурсов предприятия), CRM (управления взаимоотношениями с клиентами) и PLM (управление жизненным циклом продукта), а также TMS (управление транспортом), MDM (управление данными), WM (управление складами) и «новые» типа ERP2 интегрирующие «старые» в единую среду.

В нашем случае ядро системы поддерживает помимо стратегических, тактические системы управления производственными процессами в режиме реального времени типа MES (управление производственными процессами), системы оперативного уровня типа АСУТП (автоматизированные системы управления технологическими процессами) и SCADA (диспетчерское управление и сбор данных), что выводит интеграцию процессов на принципиально иной уровень.

Интеллектуальная операционная система предприятия, работающая в режиме реального времени, или IEM-Предприятие реализует принципы прямого однократного автоматического ввода и многократного использования информации, самообслуживания, автоматическое исполнения производственных и бизнес-процессов без непосредственного участия человека.

Разрабатывать такие системы с ноля не самая лучшая идея, и мы решили вопрос в лоб, купили ведущего отечественного разработчика IEM систем, который, между прочим, лет на пять опередил зарубежных конкурентов и совместными усилиями со специалистами института конструкторско-технологической информатики РАН написали ядро системы, которое было на открытой базе данных PostgreSQL. Модули и приложения на языках Kotlin и Clojure Math, SQL Data, Haskell, протокол обмена данными MQTT.

Но, не будем более углубляться в дебри. Подробнее, о технических деталях можно узнать на VR-конференциях по программированию. Обращу внимание на то, что скорость разработки кода системы в сорок пять раз быстрей, по сравнению с аналогичными проектами «старых» систем, что позволило начать интеграцию ядра IEM-Предприятия в цифровые платформы производств и лабораторий.

В двух словах о возможностях ядра. Можно сказать, это мозг, управляющая система и хранилище данных в одном флаконе. Системой собирается полная структурированная информация о ходе исполнения производственных процессов предприятия в реальном времени, в том числе история, транзакции и прочие атрибуты процессов и событий. Ход исполнения жестко стандартизирован и гарантированно закрывается контуром системы.

Ядро поддерживает встроенные средства верификации кода, развёртывания, управления жизненным циклом, генерации форм и пользовательских интерфейсов, веб сервисы, механизмы реализации многопоточности и анализа данных и подготовки управленческой отчётности и верификации данных по типу гарантированная «двойная запись» в режиме реального времени. Демонстрирует высокую стойкость к неквалифицированному вмешательству, показывает рекордную производительность при тяжёлых нагрузках.

IEM-Предприятие объединяет массу разнородных объектов-подсистем в единую согласованно функционирующую систему и обеспечивает исполнение рабочих процессов. Непрерывная достоверность, согласованность и полнота базы данных гарантируется математически и содержит информацию о объектах учёта в справочниках, о происходящих событиях и процессах в документах, о регистрах и прочих механизмах. Структуры данных, их связи и взаимодействия описываются метаданными, хранящимися в той же базе в структурированном виде. Для платформ на основе ядра реализованы общие шины данных на основе единых стандартов, языков и протоколов взаимодействия, стандартизированы интерфейсы для получения данных (API).

IEM-Предприятие поддерживает общее для всех подсистем информационное поле, транзакции в реальном времени, продвинутый контроль прав доступа, самотестирование, централизованное хранение данных в облаке, автономное исполнение процессов без участия персонала, позволяющее поэтапно исключать людей из исполнения формализованных процессов вплоть до полной безлюдности, обработку больших массивов данных, цепочку блоков, машинное обучение и нейросети, интернет вещей, виртуальную и дополненную реальность.

Интеллектуальные возможности ядра очень высокие. Достаточно ввести один раз данные для многократного использования. Ядро системы автоматически исполняет сценарии обработки многоуровневых объектов неограниченной сложности (шаблоны действий) и моделирует события при воздействии внешних факторов. В процессе работы оно обучается, и чем больше процессов и шаблонов находится под управлением, тем более развитым, многофункциональным и мощным становится её «роевой» интеллект.