ПРОГНОЗ – ДЕЛО ТОНКОЕ: ОТ КВАНТОВОЙ РЕАЛЬНОСТИ К ИСКУССТВЕННОМУ ИНТЕЛЛЕКТУ

Один из самых известных прогнозистов Сергей Переслегин неоднократно утверждал, что прогноз имеет смысл лишь на горизонте от семи лет и более. Интерес представляет развитие энергетики как минимум в диапазоне 2025‑2035 годов, а не рассуждения об ожидаемых событиях ближайших нескольких лет: хотя бы потому, что эти несколько лет – прерогатива системы управления и разработок стратегического характера. Для энергетической отрасли работа с достаточно далекой перспективой – работа привычная: инфраструктура отстраивается долго, а освоение нефтяных месторождений планируется исходя из среднего срока их эксплуатации: от 20 до 40 лет рентабельной жизни вертикальных скважин. Поэтому прогноз для отрасли – процедура, необходимая, как сама энергия. Особенно когда понимаешь, что динамичная энергетическая отрасль развивается с учетом ситуаций, которые касаются не только отдельной страны, но и всего мира. Мира, в котором технологический уклад меняется быстро. Чрезвычайно быстро.

В рамках недавнего «Российского международного энергетического форума» «ЭПР» провел круглый стол «Глобальные вызовы нового технологического уклада». Мы пригласили разных экспертов – практикующих специалистов, исследователей и представителей науки с тем, чтобы они озвучили главные, по их мнениям, тенденции, вызовы и риски, которые сейчас формируют будущее отрасли.

– Двенадцать лет назад под эгидой Курчатовского института мы провели исследование по прогнозированию развития научно-технологического комплекса РФ, исполняемое по заказу Министерства образования и науки РФ, – рассказал Николай Ютанов, руководитель исследовательской группы «Конструирование будущего», ведущий преподаватель школы прогностического мышления проектов «Остров» при Агентстве стратегических инициатив. – Итогом стали четыре сценария технологического развития России и мира. Первый сценарий основывался на устойчивом киберразвитии, то есть царстве глобальной сети, цифровизации экономики и жизни. И в нем осуществлялся выход в определенный формат виртуального пространства. Второй прогноз казался менее масштабным и опирался на робототехнику. Хотя мало кто предполагал тогда, что это будет реализовано в масштабном формате. Третий строился на трендах биотехнологической революции, где возникала естественная, понятная и четкая картинка модификации генома человека и окружающих биологических форм. Четвертый сценарий был совершенно фантастическим и назывался квантовой реальностью. Горизонт прогноза был заявлен на 15‑20 лет.

Николай Ютанов:  «По мнению представителей Гарвардской школы бизнеса, реструктуризация компании дает только 5% эффективности в бизнесе компании, тогда как 18% дает общее информационное поле».

Н. Ютанов отметил, что поскольку работой с ближайшей пятилеткой сейчас занимаются администраторы и управленцы, в прогностике этот промежуток времени называют «неизбежным будущим» – когда все решения приняты, деньги выделены и большая часть задуманного будет реализовано независимо ни от чего. В тех или иных формах и форматах. Дальше подключается контур стратегического пространства, где существует недостаточность ресурсов и управлять ими можно только стратегическими техниками.

Но, как считает спикер, все стратегическое и административное должно начинаться именно с прогноза, иначе невозможно понять, в каком пространстве строить стратегию и реализовывать ее. Более того в России этот принцип зафиксирован в Федеральном законе № 172 – ФЗ «О стратегическом планировании» и обязателен к исполнению.

– Что случилось за прошедшие двенадцать лет? Дело в том, что еще во времена СССР возникло некое историческое торможение: несколько десятилетий без полномасштабных кибернетики и генетики, – признал Н. Ютанов. – Дальнейшее наверстывание шло полным ходом: объем биотехнологических заявок и требований в различные фонды РФ в нулевых годах был феноменальным, что должно было привести к высоким позициям образовательного и производственного цикла. Далее мир неожиданно развернулся к робототехнике, а вот она в России имела собственную зону развития. В области искусственного интеллекта наша страна вообще является одним из мировых лидеров.

История робототехники в сочетании с искусственным интеллектом стала тем прорывным контуром, который сейчас вполне подвластен нашей стране. Исходя из этого, считает эксперт, нужно понимать, какой ИИ необходим энергетике.

Совершенно фантастичный, четвертый сценарий исходил из того, что у России благодаря высокоразвитой физике были максимальные шансы сделать рывок. Но востребованность такого хода была чрезвычайно невелика. Прогноз также говорил о том, что энергоемкость этого сценария может быть невероятно велика.

Н. Ютанов также остановился на мифах, которые оказывают грандиозное влияние как на принятие прогноза, так и на практические постановки технологических задач. Первый – о перспективах энергосбережения. По словам спикера, все возможные способы экономии энергии пока дают не более 12‑15 % в общем объеме мировых энергозатрат. Вопреки ожиданиям, глобальных улучшений в этой области не предвидится по причине ветшающих энергосетей и высочайших затрат на модные, но пока неэффективные технологии генерации. Соотношение не изменится до момента появления «супераккумулятора», который позволит накапливать и хранить хотя бы сэкономленную электроэнергию.

Автор представил данные исследования зарубежных коллег периода 2005‑2015 гг. (рис. 1). За 10 лет в альтернативные источники энергии вложено порядка 3 трлн долларов, в атомную энергетику – в 10 раз меньше. Развитие ВИЭ возможно лишь в том случае, если будут реализованы абсолютно инновационные решения, например знаменитая токийская трубка – наноразмерный объект, работающий на основе квантовых эффектов.
Эксперт рассказал о нескольких направлениях, которые на ближайшие 20 лет сохранят свои ограниченные позиции.

Перспективы развития, согласно прогнозу, имеются у нейронных сетей, аддитивных технологий, робототехники и 3D-печати, а также геоинжиниринга (рис. 2).

Н. Ютанов коснулся и экологической темы, а именно мифа, что торгово-правовыми технологиями можно изменить ситуацию с выбросами СО₂. Создать грандиозный бизнес по продаже квот – да. Что‑либо материальное этим изменить – нет.

Пожалуй, самым большим мифом, связанным с далекими перспективами энергетики, стал тот, что в будущем на всех технологических операциях машины на 99 % заменят человека.

На это Н. Ютанов ответил, что специфика нашего интеллекта находится в балансе трех типов мышления – рационального, который уже «освоили» машины; системного, включающего творческие акты, требующие наличия сознания, и связи с трансцендентным восприятием мира. В последних двух типах лидерство останется за человеком.

– В перспективе человек будет окружен целым роем искусственных интеллектов, которые останутся в определенной сервисной позиции по отношению к нему, – отметил Ютанов. – Бунта машин не будет, потому что им не хватает двух компонентов мышления.

«Вкалывают» роботы, а не человек

Искусственный интеллект, точнее роботы, могут стать более полезными, чем человек, особенно, если учесть нехватку специалистов определенных рабочих профессий (рис. 3). И это многим компаниям не только стоит гораздо дешевле наемных сотрудников, но и является творческим звеном трудового коллектива.

– Единственный путь принимать реальность – это уходить от мифов, – отметил член Стратегического совета по инвестициям в новые индустрии Минпромторга России, генеральный директор представительства компании Mankiewicz Gebr. & Co в России и странах СНГ Владимир Трофименко, представивший свое выступление по теме «Матричные структуры управления». – Мифы рождаются с нашего появления на свет и продолжаются всю социализацию, во время обу­чения и трудовой деятельности, дополняются новыми.

Наша компания приблизилась к третьей возможности искусственного интеллекта, касающейся творчества. Мы нашли алгоритмы, которые можно применить при создании нового продукта, что связано с творчеством и до недавнего времени было чисто человеческой прерогативой. Эти алгоритмы помогают избежать определенных человеческих ограничений, которые, кстати, и являются мифами. Есть много примеров, когда прорывные технологии появлялись вопреки, а не благодаря системам воспитания и образования. И мы пришли к пониманию, как восполнить недостаток этих систем и убрать один из мифов о том, что наука обладает достаточными и необходимыми знаниями для разработки. Не всегда это так. Самая первая книга по искусственному интеллекту написана в 1970‑х годах психологом, а не программистом.

В. Трофименко поделился идеологией и опытом матричной структуры управления компанией, которая производит полимерные материалы и работает со многими отраслями, включая энергетику, где был реализован один из крупных проектов компании по созданию системы, которая в три раза реже производит ремонты лопастей, и это оказывает значительное влияние на операционные затраты и сокращает затраты на производство энергии. Спикер отметил, что в настоящее время проектный менеджмент становится самым важным и живет по принципу венчура.

– Самую большую эффективность наша структура показала при нашей очень быстрой экспансии и органическом росте без привлечения кредитных средств, – сказал Трофименко.

Огромное влияние оказала не столько цифровая трансформация, которая давно и успешно проводится, но синергия совместно с изменениями и внедрением новых структур. Матричная структура может быть эффективной даже при отсутствии детальных инструкций для персонала, процента от продаж и системы штрафов, при этом у нас нет текучки кадров, средний срок работы специалистов компании составляет 12 лет, и мы производим очень сложный продукт, процесс которого сравним с творческим созданием.

Коротко говоря, суть этой структуры состоит в уходе от прямой вертикальной иерархии. Это командная работа, в которой сотрудники – независимые элементы, не обладая особенными функциями в системе, работают как важный организм с синергетическим эффектом. Спикер уверен, что это приносит максимальный эффект на практике, ведь как только человеку создали среду развития, уверенности и спокойствия, он начинает развиваться.

Пока некоторые компании ожидают увидеть полный экономический расчет выгоды от проектов роботизации, например, или перемен в структуре управления, то может быть поздно начинать их внедрять.

Спикер отметил важность трех параметров, или мотиваций, которые нужно создавать для коллектива, который сможет создавать что‑то новое: свобода, совершенствование, содействие. Это невозможно без принятия миссии и целей компании, возможности проявления творчества, настройки рабочих групп и планирования. Помимо этого необходима и поддержка таких инициатив, не исключено, что на государственном уровне.

Долгосрочные инновации

С необходимостью по‑новому организовывать свою деятельность сталкиваются сейчас многие компании. Перемены в экономической и политической сферах в мире ставят перед бизнесом новые задачи. Повышается роль руководителя как лидера: нынешние управленцы перестали ставить долгосрочные цели и планы, они работают здесь и сейчас и только на себя, при этом практически не берут на себя ответственность за будущие шаги.

– Про цифровизацию в нашей стране сейчас больше разговоров, чем реальных дел. Если бы она внедрялась пропорционально тому, сколько о ней говорят, то у нас были бы мощные промышленные проекты на уровне Сингапура или Японии, – считает Ирина Спицына, директор по развитию научно-производственного объединения «Санкт-Петербургская электротехническая компания» (СПБЭК), которая предложила участникам круглого стола опыт внедрения и тиражирования передовых технических решений на промышленные предприятия РФ на примере Центра интеграции инновационных технологий СПБЭК. – Для успешного развития в условиях высокотехнологичной конкуренции современным промышленным предприятиям требуется грамотная модернизация, а не заполнение «белых пятен» и решение болевых точек; соответствие стратегическим инвестиционным планам, повышенная скорость взаимодействия между заказчиком и клиентом; улучшенные безопасность, надежность с учетом существующих экосистем; ставка на энергоэффективность и ресурсосбережение. Мы предлагаем не решение одной проблемы, а внедряем комплексный подход, то есть смарт-модернизацию производства. При этом мы часто понимаем, что таких решений у нас не всегда достаточно, поэтому возникла необходимость расширяться. Был основан Центр интеграций инновационных технологий, где аккумулировались и разработки для внедрения, и запросы заказчиков. К примеру, по направлению «Энергоэффективные технологии» Центр предлагает внедрение интеллектуальных систем накопления электрической энергии для повышения надежности и качества электроснабжения промышленных объектов.
По словам Ирины Спицыной, актуальна сегодня и инновационная технология управления предприятием на базе искусственного интеллекта. Она представляет собой многопрофильную команду «цифровых сотрудников», нацеленную на решение задач компании. Технология имеет уникальные алгоритмы рекомендаций, прогнозирования и классификации. Еще одна разработка, которую успешно продвигает Центр СПБЭК – тиристорные устройства автоматического ввода резерва (ТАВР) для сохранения в работе мощных нагрузок при посадках напряжения в питающей сети.

Как отмечает Спицына, сколько бы интересных решений ни предлагала компания СПБЭК, есть факторы, которые мешают внедрению инноваций, даже при наличии договоренностей с собственниками предприятий. Как правило, проблемы возникают на уровне среднего звена сотрудников, а именно тех людей, которые не желают учиться чему‑то новому, осваивать современные технологии и просто боятся ответственности.

Российский программный аналог

Принимая вызовы современности, компании реагируют почти мгновенным выпуском продуктов, которые могут стать конкурентами аналогам мировых производителей.

Такой шаг совершила команда математиков кафедры вычислительной механики мехмата МГУ, основавшая российскую компанию «Фидесис», создавшая отечественное программное обеспечение по прочностному инженерному анализу CAE Fidesys и тем самым вышедшая на первые позиции нового технологического уклада.

– Наше ПО вот уже восемь лет используется на территории РФ, и есть пользователи за рубежом, – отметил Максим Соннов, заместитель генерального директора ООО «Фидесис», о применении средств цифрового инженерного анализа в промышленном использовании в создании цифровых двойников инновационных изделий. – Мы активно работаем по направлению импортозамещения – CAE Fidesys включен в реестр Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ и рекомендован к использованию в нашей стране.

Кстати, отметил спикер, кроме «Фидесиса» еще лишь одна российская компания входит в состав Международной ассоциации по конечным элементам методов NAFEMS. Программное обеспечение CAE Fidesys решает задачи механики деформированного твердого тела методом конечных и спектральных элементов.

Одной из основных заслуг в продвижении собственных продуктов М. Соннов считает постоянное совершенствование программного обеспечения компании Фидесис. Так, например, за прошедшие 10 лет вышло уже 10 версий ПО, которое применяется в различных отраслях – атомной, нефтегазовой, горно-добывающей, судостроительной и других.

– Наш продукт – это несколько модулей, один из которых основан на передовом методе спектральных элементов, который реализован в коммерческом пакете только у нас, и пока в мире такого больше нет, – подчеркнул М. Соннов. – Недавно мы освоили новый функционал по работе с аддитивными технологиями (пошаговое нагружения), для расчета изделий с использованием 3D-принтера. Эти разработки получат большой спрос в таких отраслях, как атомная, авиационная, двигателестроительная и др.

Цифровизация упростила многие производственные процессы. М. Соннов считает необоснованной боязнь искусственного интеллекта, тем более что эти технологии уже активно внедряются в банковской сфере и нефтегазовой отрасли России. Для производителей расчетного программного обеспечения, искусственный интеллект – дополнительная возможность использовать их продукты: ИИ ставит задачи – ПО делает расчет.

Нужны единые стандарты

Типичные проблемы, с которыми сталкиваются вендоры, касаются отсутствия единой информационной сети, стандартов и платформ, в том числе и по обмену информацией, а также низкой информационной безопасностью. По словам руководителя проектов АО «Рос­электроника» Дмитрия Волокитина, при внедрении проектов Scada в Россетях доходит до того, что в рамках одного филиала разные РЭС используют разные стандарты отображения элементов диспетчерского управления.

В этой связи компания предлагает комплексный подход к управлению распределительными сетями и предлагает заказчикам целый перечень продуктов и программ, которые можно внедрить как по отдельности, так и полным пакетом.

– Мы нацелены на продвижение единых стандартов и алгоритмов расчетов, это позволяет нам улучшить качество показателей внедрения, ведь тогда мы разговариваем на одном языке, живем в одном информационном пространстве, опираемся на одни и те же величины и т.д., – подчеркнул Д. Волокитин. – Что касается технологической базы внедрения систем, то на этапе перехода на централизованное управление мы обязаны будем адаптировать существующие алгоритмы для работы с реально большими данными.

В будущем, по мнению эксперта, специалисты ожидают полной наблюдаемости электрической сети – с самого верхнего уровня до самого низа. А лицо, принимающее решение по ситуациям, должно быть обеспечено возможностью фокусировки на том участке энергосистемы, где в определенный момент возникла проблемная ситуация.

Глобальный философский подход

Настоящая концептуализация того, что происходит в мире под воздействием новых технологий, пока еще отсутствует, – уверен президент Ассоциации инновационных предприятий в энергетике «Энергоинновация» Михаил Смирнов.

– Мы начали с идеи формирования дорожной карты в энергетике, связав это со стратегией развития отрасли, энергетической безопасностью и т.д., – отметил М. Смирнов. – Но чем больше мы работали над этим прикладным документом, тем больше понимали, что нет концепции, соответствующей формату Энергетика 4.0. При этом понятия цифровизация как такового не существует, суть его смещается к технологиям. Есть глобальный и более философский подход, который также предполагает обобщение международного опыта, обсуждение профессиональным сообществом и с помощью этих идей осуществления экспертизы норм и требований, которые проходят рассмотрение на уровне законодательной власти.

В настоящее время Ассоциация видит большие перспективы в таких направлениях, как распределенная генерация, Smart Grid и Micro Grid; газомоторное топливо; применение СУГ, КПГ, СПГ вместо дизельных генераторов в качестве топлива для газовых электрогенераторов в местах, где нет газовых труб; газопоршневые электростанции повышенной энергоэффективности; газотурбинные электростанции; микротурбинные электростанции; ВИЭ (солнечные батареи, ветровые генераторы); накопители энергии нового поколения.

М. Смирнов уверен также, что доминирующей темой в развитии энергетики является экология. Она, кстати, стала приоритетной не только в технологических направлениях, но и в социальных процессах и даже в политике. Не случайно, перед всеми развитыми странами мира стоят задачи по сокращению выбросов СО₂, развитию ВИЭ, развитию новых видов топлива и, в частности, переработке бытовых отходов с целью извлечения из них энергии.
Ассоциация сейчас разрабатывает проекты по переработке свалочного газа. Технология заключается в том, что газ используется для производства энергии. Схема такова: на полигоне бурятся шахты, куда впоследствии устанавливается подготовительное оборудование и генераторы, которые вырабатывают электрическую энергию на основе свалочного газа как топлива. Используются как газопоршневые двигатели, так и более крупные турбины. При этом данные технологии решают проблемы с утилизацией вредного газа и позволяют производить электроэнергию.

Круглый стол, собравший участников на столь объемную и даже абстрактную тему, к радости его организаторов не ограничился локальными выступлениями специалистов и научными суждениями о том, как должно быть и что стало. Напротив, доклады сопровождались острыми вопросами, противоречивыми репликами и уточняющими вопросами. Научными темами интересовались практики, исследователи хотели знать подробности уже работающих технологий, а инноваторы говорили о том, как важна для них поддержка со всех сторон. Это значит, что новый технологический уклад, как бы мы ни сопротивлялись, уже наступил со всеми вытекающими отсюда последствиями. И лишь человеку суждено контролировать его этапы.

Источник: www.eprussia.ru