, что этот узел и, соответственно, участники информационного обмена должны быть ограждены от вмешательства в этот обмен посторонних лиц и организаций, даже при отсутствии у них какого-либо злого умысла или враждебных интересов.
Наконец, третья проблема состоит в защите информации от несанкционированного доступа лиц и организаций, имеющих своей целью использование этой информации во враждебных целях: похищения сведений, составляющих государственную и/или коммерческую тайну, нарушении целостности и/или достоверности данных, передаваемых участниками информационного обмена.
Решение первой проблемы не представляет принципиальных трудностей и требует лишь соответствующих финансовых, кадровых и административных ресурсов.
Что касается второй и третьей проблем, то их решение связано с использованием внешне сходных, но, по сути, глубоко различных средств. Сходство заключается в том, что все эти средства относятся к системам криптографической защиты информации. Различие состоит в степени (уровне) этой защиты и, как следствие, в порядке их применения, лицензирования и сертификации. Здесь мы лишь заметим, что защита информации во всех ее аспектах является важнейшей государственной проблемой и требует значительных усилий как со стороны разработчиков программно-методических и технических средств передачи данных, так и со стороны администраторов и законодателей.
Глубокая интеграция информационных технологий в производственные процессы породила четвертую промышленную революцию, объединившую цифровые концепции и получившую название «Индустрия 4.0». Все больше немецких, французских, английских, американских предприятий внедряют у себя идею «Индустрии 4.0», предполагающую создание организационно-технической системы и основанной на интеграции в единое информационное пространство всех участников цепочки создания ценности. Концепция «Индустрии 4.0» охватывает следующие основные направления:
-
Большие данные – Big Data. Представляет собой набор данных из традиционных и цифровых источников внутри и за пределами компании. Данные собираются везде: от датчиков, сотрудников компании, компаний-контрагентов, клиентов, сервисных центров, поставщиков и т.д., после чего данные структурируются, анализируются и используются. Основная задача предприятий при работе с Big Data, наилучшим образом интерпретировать данные для дальнейшего использования.
-
Умный завод – Smart factory. В основе Smart Factory лежит концепция цифрового производства, позволяющая проводить виртуализацию этапов производства на основе моделирования производственных процессов на базе компьютерных систем автоматизированного проектирования ( CAD).
-
Киберфизическая система - Cyber-physical systems. Киберфизическая система – это организационно-техническая концепция управления информационными потоками, интеграция вычислительных ресурсов в физические процессы производства. В такой системе датчики, контроллеры и информационные системы объединены в единую сеть на протяжении всего жизненного цикла изделия. Киберфизическая сеть может быть как в рамках одного предприятия, так и в рамках динамической бизнес-модели, в составе которой несколько предприятий.
-
Интернет вещей – Internet of things. Это концепция, объединяющая физические предметы и оборудование, оснащённые встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, в одну общую вычислительную сеть. В рамках этой концепции, благодаря современному высокотехнологичному оснащению предметы смогут обмениваться информацией и собирать данные без участия человека.
-
Функциональная совместимость – Interoperability. Без функциональной совместимости создать работоспособную интегрированную производственную систему «Industry 4.0» невозможно. К сожалению, компании-разработчики систем автоматизации долгое время развивали свои продукты без единых стандартов, не учитывая перспективы глобализации и потенциальные потребности в интеграции своих клиентов. Такая тенденция наблюдается и в настоящие время, но в последние годы ситуация в корне меняется, ведущие компании-разработчики систем автоматизации, модифицируют свои продукты делая их интероперабельными, идя на встречу актуальным потребностям своих клиентов.
Идея «Индустрии 4.0» неразрывно связана с концепцией Управления жизненным циклом продукции (PLM, Product Lifecycle Management) (рис.3.3). PLM - это стратегия производства промышленных изделий, которая использует единую информационную среду (ЕИС), содержащую представление о продукте на всех этапах жизненного цикла и используется всеми участниками: разработчиками, производителями, поставщиками, ремонтными организациями, заказчиками и потребителями. Рис.3.3. Основные направления «Индустрии 4.0»Реализация сквозного конструкторского, технологического и коммерческого циклов, от идеи изделия до его эксплуатации и утилизации создает основу цифрового УЖЦ.Но, несмотря на все усилия по созданию единой информационной среды ЖЦ продукции, предприятия-участники таких процессов являются финансово и юридически независимыми субъектами, часто географически распределенными, которые обладают различными, часто противоречащими друг другу целями. Если в рамках одного предприятия можно видеть примеры успешного внедрения инструментов «Индустрии 4.0» (например, цифровое производство в автомобилестроение), то попытки создания ЕИС УЖЦ продукции, в которой цифровой двойник изделия в полном соответствии с заложенными показателями «материализуется» и эксплуатируется в физической среде, сталкиваются с большими трудностями. С увеличением сложности изделий, количества участников, задействованных в единой деятельности, происходит экспоненциальный рост объемов информации. Часть информации может быть неполной, или даже неопределенной (например, потребительский спрос), что создает дополнительные сложности при её анализе и принятии эффективных решений на ее основе. Кроме того, что решения принимаются в условиях неопределенности, они должны приниматься не только с учетом целей объедения предприятий, но и с учетом целей каждого из участников этих объединений. Таким образом, эффективные решения должны приниматься с учетом всех вышеизложенных особенностей и с сохранением главного требования современной производственно-коммерческой деятельности – минимального времени выполнения заказов. Безусловно, что без получения актуальных данных и наличия методов быстрого принятия эффективных решений это представляется проблематичным.Современная производственная система должна быть реактивной и действовать в режиме реального времени, принимая решения в минимальное время и с учетом интересов множества разнородных организационных единиц.
Но единой чертой информационных систем в области управления ЖЦ, существующих на данный момент, является
принцип централизованности организации управления, который означает, что управление осуществляется через единый центр, принимающий решения и обрабатывающий все потоки информации (системы класса MRP/ERP, SAP и т.д.). Даже для случаев децентрализованной структуры сетей поставок, производств, поддержки ЖЦ продукции с сотнями и тысячами независимых и территориально распределенных участников, для управления используется именно централизованный подход, который зарекомендовал себя при управлении одним предприятием. Для сложных современных промышленных структур это начинает становиться ощутимой помехой на пути дальнейшего развития.Тенденция в развитии информационно-логистических систем (ИЛС) заключается в движении от систем, решающих вопрос одного предприятия с последовательной обработкой данных (без возможности функционирования в режиме реального времени) к системам реального времени, осуществляющим оптимизацию деятельности объединений предприятий. Такие системы должны действовать децентрализованно и учитывать интересы всех задействованных сторон. Именно должны быть ИЛС нового поколения, реализующие концепцию УЖЦ/PLM.Сейчас существуют информационного технологии, которые децентрализованы по своей сути и позволяют реализовать принятие решений в режиме реального времени, проводить переговоры с учетом целей всех участников, принимающих участие в процессе решения. Это технологии распределенного искусственного интеллекта (ИИ), мультиагентых систем (МАС) и блокчейн (Blockchain) (рис.3.4).На фоне роста интереса к технологии блокчейна и предложений по его использованию в финансовом/банковском секторе отсутствуют конкретные идеи по применению этой технологии в промышленных отраслях. Технология блокчейн может стать эффективным инструментом, решающим проблему децентрализации ИЛС в рамках системы УЖЦ.
МАС, ИИ, Блокчейн
Рис. 3.4. Схема развития информационных системПо своей сути технология блокчейн – это децентрализованный журнал записи транзакций, который является частью более широкой вычислительной инфраструктуры, которая также должна включать в себя функции хранения, коммуникации, обслуживания файлов и архивирование. Блокчейн состоит из цепочки блоков, каждый из которых содержит определенную информацию, причем все вышеуказанные блоки цепочки связаны между собой.
Блок содержит определенную группу записей, и при добавлении нового блока, он будет дублировать информацию, содержащуюся в предыдущих блоках. Новый блок добавляется в конец цепи. Цепочка блоков строится на основе трех базовых принципов: анонимность транзакций, безопасность и доступность. Пользователи системы формируют некую компьютерную сеть. При этом в каждом персональном компьютере хранится копия каждого созданного блока. Такая система хранения данных является наиболее безопасной, поскольку не представляется возможным вывести ее из строя, только в случае поломки всех участвующих в данной системе компьютеров. А поскольку все пользователи находятся в разных уголках нашей планеты, то вероятность разрушения данной системы крайне мала.
Все данные защищены - это главная особенность блокчейна. Они упрощают процесс проверки корректности и правдивости информации и обеспечивают надежную защиту системы. Сам криптографический ключ — группа букв и цифр. Ключ рассчитывается с помощью применения специально созданного алгоритма, называемого функцией хэш. При этом у пользователя есть только один ключ, обладающий двумя разными качествами: невозможность доступа к первичной информации при незнании ключа и невозможность подбора другого пакета данных, позволяющих создать такой же ключ. В данный момент эта технология используется только для операций с криптовалютой биткоин.
У блокчейн-революции существует три категории:
-
Блокчейн 1.0 – это криптовалюта, применяемая в различных приложениях;
-
Блокчейн 2.0 – это контракты, которые представляют собой классы экономических, рыночных и финансовых приложений, работающих с различными типами финансовых инструментов – с акциями, облигациями, фьючерсами, закладными, правовыми титулами, умными активами и умными контрактами;
-
Блокчейн 3.0 – это приложения, область применения которых выходит за рамки денежных расчетов, финансов и рынков. Именно эта концепция имеет все шансы успешно себя зарекомендовать в системах УЖЦ.
Технология блокчейн обладает явными преимуществами, дающими возможность реализовать систему УЖЦ:
-
отсутствие множества посредников в цепях поставок,
-
удешевление финансовых операций между участниками ЖЦ,
-
оформления и проверки подлинности контрактов, обеспечение безопасности, доступности и анонимности транзакций,
-
управление данными в режиме реального времени, создание интегрированной цепи поставок,
-
подключения к блокчейну разработчиков, поставщиков (существующих и потенциальных), производителей, эксплуатантов и ремонтных организаций.