Россия: Объединение производителей железнодорожной техники (ОПЖТ) сегодня реализует важнейший проект «Цифровая экосистема управления жизненным циклом грузового подвижного состава», который позволит проследить всю историю составных частей вагона с момента их производства до утилизации. В его рамках уже создана автоматизированная система «Электронный инспектор», в которой формируются цифровые паспорта качества комплектующих с квалифицированной электронной подписью. В 2022 году планируется дальнейшее развитие проекта, предусматривающее создание цифрового двойника грузового вагона и базы данных составных частей, выведенных из эксплуатации для дальнейшей утилизации.
Актуальность
Безопасность эксплуатации железнодорожного подвижного состава обеспечивается при условии обязательного соблюдения требований Технического регламента Таможенного союза «О безопасности железнодорожного подвижного состава» и соответствующих межгосударственных стандартов. Конструкция железнодорожного подвижного состава и его составных частей должна отвечать установленным нормам безопасности в течение всего назначенного срока службы или ресурса. Работоспособное состояние подвижного состава обеспечивается системой технического обслуживания и ремонта, предусмотренной соответствующей конструкторской документацией.
При выполнении различных видов ремонта составные части подвижного состава подвергаются освидетельствованию, по результатам которого может осуществляться восстановление их работоспособности в соответствии с технической документацией или вывод из эксплуатации деталей и узлов по причинам предельного износа либо наличия дефектов, недопустимых в процессе дальнейшей эксплуатации. Поэтому крайне важно обеспечить прослеживаемость состояния изделия на всех стадиях жизненного цикла на основе документарной идентификации от его изготовления до утилизации.
Система технического регулирования в области железнодорожного транспорта в России (увеличить). Источник: ОПЖТ
Создание базовых систем – «Электронный инспектор»
Характерной особенностью системы прослеживаемости в сфере эксплуатации железнодорожного подвижного состава является возможность проведения технологических операций по ремонту или изъятию какой-либо составной части не только на территории Российской Федерации или стран ЕАЭС, но и других государств, где на колее 1520 мм обращается подвижной состав различных собственников. В целях безусловного обеспечения безопасности движения, повышения уровня надежности и снижения издержек при эксплуатации грузовых вагонов в ОПЖТ разработан проект «Цифровая экосистема управления жизненным циклом грузового подвижного состава».
На основе оценки рисков с точки зрения безопасности наиболее критическим в эксплуатации подвижного состава является отказ составных частей, подлежащих обязательной сертификации. Это элементы колесной пары, в первую очередь колесные диски, боковины рамы и надрессорные балки тележек грузовых вагонов – всего 14 видов комплектующих грузового вагоностроения. При этом такая продукция, как черновые и чистовые оси, колеса цельнокатаные, буксовые подшипники, используется и при изготовлении пассажирских вагонов локомотивной тяги и моторвагонного подвижного состава.
Производство боковой рамы тележки грузового вагона на заводе Промтрактор-Промлит (входит в концерн КТЗ). Источник: fs01.cap.ru
Реализацию проекта «Цифровая экосистема управления жизненным циклом грузового подвижного состава» можно подразделить на несколько этапов. На первом этапе, реализуемом в настоящее время, уже идет формирование экспертной базы данных по производству составных частей подвижного состава в АС «Электронный инспектор». В системе работают уже 34 предприятия – изготовителя комплектующих, по состоянию на конец апреля 2022 году в базу данных внесено свыше 2,3 млн изделий. Задача текущего года – внесение более 5 млн изделий, сгруппированных по 25 видам продукции. К проекту будет подключено еще 13 организаций.
Для работы экспертной базы создана бесшовная цифровая среда по обмену данными между предприятиями изготовителями через электронные кабинеты заводов, электронные кабинеты инспекторов-приемщиков и предприятий по ремонту подвижного состава. Бесшовная цифровая среда обеспечивает взаимодействие программных систем за счет формирования структурированной совместно используемой базы данных с сохранением корректности и целостности информации. В соответствии с требованиями действующих стандартов, нормативной и технической документации в сформированном в АС «Электронный инспектор» цифровом паспорте фиксируется уникальная идентификационная маркировка продукции.
Внесение бесшовной среды в АС «Электронный инспектор» (увеличить). Источник: ОПЖТ
Защита информации, отраженной в электронном документе, от искажений и несанкционированного внесения изменений осуществляется за счет применения усиленной квалифицированной электронной подписи (УКЭП) со стороны предприятия-изготовителя. Таким образом, внедряемая на предприятиях железнодорожного комплекса система электронной паспортизации является своеобразным аналогом технологии криптохвоста, или электронного кода проверки, применяемой в национальной системе маркировки продукции «Честный знак».
АС «Электронный инспектор» отличается доступностью валидации проверяемой продукции. Для этого не требуется считывающего маркировку оборудования. Проверка электронного документа осуществляется через справочноинформационный интернет-портал государственных услуг Российской Федерации или на сервисах аккредитованных удостоверяющих центров. При этом проверку вносимых в базу документов можно выполнять на территории всех стран СНГ, так как регистрация на указанных информационных ресурсах не требуется.
Например, в состав электронного паспорта на деталь «рама боковая» входят четыре файла общим объемом порядка 311 КБ. Это защищенные УКЭП XML-файлы – машиночитаемый текстовый формат паспорта с двумя электронными подписями формата PKCS#7 со стороны предприятия-изготовителя и приемочной инспекции и визуализированная форма паспорта в формате PDF, позволяющая провести сверку идентификационных номеров в документе и непосредственно на детали.
Создание базовых систем – Цифровой двойник грузового вагона
Второй этап, к реализации которого необходимо приступить в текущем году, – создание цифрового двойника грузового вагона с внедрением электронных формуляров как на вагон в целом, так и на его составные части. В настоящее время при их изготовлении в соответствии с ГОСТ 2.601–2019 в состав эксплуатационных документов включается паспорт. Для реализации концепции управления жизненным циклом сведений, содержащихся в этом документе, абсолютно недостаточно. Необходимы сведения о техническом состоянии изделия в период эксплуатации, длительности и условиях работы, техническом обслуживании и ремонте, а также ряд других данных.
Внедрение электронных формуляров значительно снизит издержки собственников подвижного состава за счет прозрачности режима онлайн-процессов ремонта и технического обслуживания, что особенно важно при осуществлении транзакций в системе бухгалтерского учета. Наличие электронных формуляров на подвижной состав в целом и на его составные части позволит организовать гарантированный переход на ремонт по пробегу, а в перспективе – на проактивное техническое обслуживание.
Для отдельных изделий с высокой начальной стоимостью, таких как, например, буксовый подшипник кассетного типа, учет ресурса в процессе эксплуатации позволит увеличить его за счет ремонта до 50% от назначенного для нового изделия при аналогичном снижении стоимости. Это хороший пример управления затратами при техническом содержании даже на начальной стадии осуществления проекта. Все данные, полученные от изготовителей на новые вагоны и их составные части, войдут в информационной базе в модуль «А».
Создание базовых систем – База неэксплуатируемых компонентов
Третьим этапом, который также необходимо начать реализовывать в 2022 году, станет создание базы данных составных частей подвижного состава, выведенных из эксплуатации в целях утилизации. База будет сформирована на основе данных бухгалтерского учета, включая унифицированную форму ОС-4 «О списании объекта основных средств». Эти данные импортируются из автоматизированных систем собственников подвижного состава и в базе войдут в модуль «В».
Одновременно необходимо создавать модуль «С», в который предприятия ремонтного комплекса будут заносить данные о временно выведенных из эксплуатации составных частях и восстановленных в соответствии с ремонтной документацией.
Архитектура автоматизированной системы учета составных частей должна быть завершена построением модуля «D» для хранения данных о составных частях, не эксплуатируемых более пяти лет. Это более наукоемкая часть проекта, основанная на технологии искусственного интеллекта.
Проект взаимодействия автоматизированной системы учета Инспекторского центра приемки вагонов и комплектующих (УСУ ИЦПВК) и автоматизированной системы учета владельцев грузового подвижного состава (увеличить). Источник: ОПЖТ
Предлагаемая технологическая архитектура цифровой платформы должна состоять из центрального узла автоматизированной системы и узлов, содержащих банки данных по определенным направлениям.
Взаимодействие между всеми узлами обеспечивается за счет интеграционных сегментов, представляющих собой совокупность защищенных каналов передачи данных и интеграционных шлюзов, входящих в состав каждого из узлов. Интеграционный шлюз – это программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий взаимодействие информационных узлов при обмене данными. Доступ к услугам и сервисам системы организуется с использованием различных технологий, в том числе удаленного доступа пользователей к централизованным информационным ресурсам, web-службам и за счет маршрутизации сообщений для взаимодействия прикладных процессов.
Итоговые положения и ожидаемые эффекты
В целом цифровая платформа представляет собой комплексную систему, обеспечивающую получение, хранение и обработку данных по номерным деталям. Цифровая платформа позволит обеспечить формирование и использование хранилища данных о деталях, в том числе о дате и месте производства, месте хранения или о номере вагона, на котором деталь установлена, о текущем техническом состоянии и др. Хранилище данных – это интегрированный информационный ресурс цифровой платформы, обеспечивающий сбор и обработку информации, организацию эффективного хранения и быстрого доступа к ней.
Схема работы цифровой платформы (увеличить). Источник: ОПЖТ
Ключевыми функциональными возможностями цифровой платформы являются:
-
- интеграция с автоматизированными системами предприятий-производителей деталей и ремонтных предприятий для обмена информацией об изменениях состояния деталей;
- предоставление специализированного АРМ для операций над деталями в системе;
- предоставление сведений о комплектации вагонов номерными деталями;
- предоставление сведений об истории ремонтов деталей и прогноз их состояния на основе статистических моделей.
Состав сведений, закладываемых в автоматизированную систему, формируется в среде информационных сервисов, используемых в организациях для первичной обработки данных паспортов вагонов, листов комплектации, сведений о последних ремонтах, паспортов качества и др.
Цифровая платформа должна соответствовать требованиям следующих нормативно-правовых актов и методических документов по защите информации:
-
- ФЗ от 27 июля 2006 г. № 149¬ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации», ФЗ от 27 июля 2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных» и ФЗ от 29 июля 2004 г. № 98-ФЗ «О коммерческой тайне»;
- Постановление Правительства РФ от 1 ноября 2012 г. № 1119 «Об утверждении требований к защите персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных»;
- Приказ ФСБ России от 10 июля 2014 г. № 378 «Об утверждении Состава и содержания организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных с использованием средств криптографической защиты информации, необходимых для выполнения установленных Правительством Российской Федерации требований к защите персональных данных для каждого из уровней защищенности»;
- Приказ ФСТЭК России от 18 февраля 2013 г. № 21 «Об утверждении Состава и содержания организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных», руководящий документ ФСТЭК (Гостехкомиссии) России «Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к информации. Классификация автоматизированных систем и требования по защите информации», 1992 г.
Перечень организационно-правовых и методических документов может уточняться на этапе формирования требований к защите информации, содержащейся в цифровой платформе.
Следует подчеркнуть, что внедрение цифровой экосистемы управления жизненным циклом грузового подвижного состава позволит повысить уровень безопасности и надежности грузовых вагонов при эксплуатации, усилить контроль за техническим состоянием и соблюдением сроков службы составных частей грузовых вагонов, сократить использование контрафактных составных частей.
Основные эффекты, которые получат владельцы и операторы грузовых вагонов от использования цифровой платформы, заключаются в увеличении срока эксплуатации составных частей и грузового вагона в целом, сокращении затрат на обслуживание и ремонт, повышении экономической эффективности эксплуатации грузовых вагонов. Для производителей составных частей упрощается контроль состояния и этапов жизненного цикла произведенных деталей, а для ремонтных предприятий облегчается доступ к рынку запасных частей, создаются благоприятные условия для повышения качества выполняемого ремонта.
Для ОАО «РЖД» появляется возможность снизить издержки перевозочного процесса, связанные с отцепками грузовых вагонов для внеплановых видов текущего обслуживания.
В заключение нужно отметить, что цифровизация является новым эффективным инструментом управления жизненным циклом сложных технических систем на железнодорожном транспорте при безусловном повышении уровня безопасности движения. В перспективе цифровая экосистема обеспечит создание интегрированного пространства, в котором люди, машины и окружающая среда будут активно взаимодействовать благодаря оперативному обмену информационными потоками.
Автор: Валентин Гапанович, президент Ассоциации «Объединение производителей железнодорожной техники»
Статья опубликована ранее в журнале «Железнодорожный транспорт», № 4 2022
