Реыерат. Учебнометодический комплекс для студентов, обучающихся по специальности 125 01 03 Мировая экономика
 Скачать 3.86 Mb.
|
|
Тема 8. ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ОТРАСЛЕЙ ЭКОНОМИКИ (ЭНЕРГЕТИКА И ЛОГИСТИКА) Цель: изучить особенности цифровой трансформации энергетики и логистики, рассмотреть реализацию блокчейн-проектов в энергетике, изучить преимущества и недостатки беспилотных транспортных средств. Основные понятия: умная сеть, электроэнергетика, логистика, дрон, умный склад, умный контейнер, беспилотный грузовой автомобиль. План 8.1. Использование умных энергосистем. 8.2. Реализация блокчейн-проектов в энергетике. 8.3. Цифровая логистика: умные контейнеры и склады, дроны. 8.4. Беспилотные грузовые самолеты и автомобили. 8.1. Использование умных энергосистем Наряду с ростом производства электроэнергии, предприятия и частные потребители к настоящему времени должны оптимизировать потребление этого ресурса. В оптимизации, несомненно, поможет реализация концепции Smart Grid (рис. 8.1). Рис. 8.1. Концепция умной сети Умная сеть – это автоматизированный программный комплекс, который позволяет на основе информации, полученной от всех объектов системы и промежуточных элементов сетей, правильно распределять всю имеющуюся энергию между потребителями, обеспе- чив при этом стабильность энергосети с точки зрения оценки напряжения и частоты. За- щищенность всей системы достигается за счет уменьшения зависимости от централизо- ванных электростанций, способности сетей и оборудования к самодиагностике и само- восстановлению. 69 На смену иерархичной системе «производство – передача – сбыт», в ко- торой все процедуры жестко определены регламентами, согласованность до- стигается за счет государственного регулирования, а участники узнают о дей- ствиях друг друга из новостей, придет гибкая система продуктивного взаимо- действия в режиме реального времени. Каждый элемент системы будет «ви- деть» другие элементы, понимать их возможности и потребности и использо- вать свой потенциал наилучшим образом (рис. 8.2). Рис. 8.2. Функционирование умной энергосистемы Преимущества внедрения умных сетей очевидны: возможность быстрой передачи электроэнергии в районы, испытывающие дефицит мощностей для покрытия нагрузок, или в случае аварийного отключения; более гибкое ценообразование в энергетической отрасли, возможность продавать излишки электроэнергии в сеть, наличие экономических стимулов внедрения подобных систем для энергокомпаний; появление новых рабочих мест, связанных с разработкой и внедрением умных энергосетей; повышение энергобезопасности в мире; изменение системы образования в энергетической отрасли, а именно: появление новых специальностей, подготовка кадрового резерва энергетиче- ской отрасли; кооперация и сотрудничество всех стран мира по достижению устой- чивого энергетического развития с учетом экологических требований. В электрических сетях цифровые технологии позволяют серьезно повы- сить надежность, уменьшить число аварий в сети за счет своевременного по- лучения информации о ненормативном режиме работы оборудования и прове- дения своевременного превентивного ремонта. На электростанциях системы Smart Grid также позволяют получать информацию о работе оборудования в режиме реального времени и своевременно принимать решения о его ремонте. Данная технология помогает оптимизировать время остановок генерирую- щего оборудования и минимизировать риск аварий. 70 8.2. Реализация блокчейн-проектов в энергетике Необходимые компоненты энергосистемы на основе блокчейна: умный дом – высокотехнологичная система, позволяющая объединить все коммуникации в одну и поставить ее под управление искусственного ин- теллекта, программируемого и настраиваемого под все потребности и пожела- ния хозяина; умный счетчик – прибор учета электроэнергии с функцией дистанци- онной передачи данных. Все показания по расходам автоматически снимаются самой системой, затем информация передается на главный сервер. Ключевым аспектом здесь являются расширенные возможности контроля, которые полу- чат потребители в отношении своих договоров на электроснабжение, а также данных о потреблении электроэнергии. В ЕС поставлена задача – добиться того, чтобы к 2020 г. не менее чем у 80 % потребителей были установлены умные счетчики; сенсорная технология – устройства, которые реагируют на прикоснове- ние. В блокчейн-энергосистеме это необходимо для выполнения всех опера- ций по регулированию процессов; умные приложения для смартфонов – программы, с помощью которых будет осуществляться контроль и передача энергии. Потребителям нужны ав- томатизированные программные решения для удобства управления всей си- стемой. Ключевое приложение предназначено для разработки децентрализован- ной системы, позволяющей осуществлять транзакции в энергетическом сек- торе и обеспечивать энергоснабжение (рис. 8.3). Рис. 8.3. Практическое применение технологии блокчейн в электроэнергетике 71 Благодаря технологии блокчейн становится возможным контролировать работу электросетей с помощью умных контрактов. Посредством умных кон- трактов упростится существующая многоуровневая система, состоящая из производителей электроэнергии, операторов распределительных сетей, опера- торов-учетчиков, поставщика платежных банковских услуг, трейдеров и са- мих потребителей, если будут созданы условия, при которых производители и потребители будут взаимодействовать напрямую. Умные контракты будут подавать системе сигнал о том, когда необхо- димо инициировать транзакции. Система будет функционировать в соот- ветствии с заранее установленными правилами, цель которых – уравнове- сить спрос и предложение. Например, каждый раз, когда объемы произве- денной электроэнергии превышают существующие потребности, умные контракты будут автоматически направлять данные излишки электроэнер- гии в хранилище. И наоборот, электроэнергию из хранилища можно ис- пользовать тогда, когда произведенного объема электроэнергии оказыва- ется недостаточно. Потоки электроэнергии и транзакции, которые будут частично иницииро- ваны умными контрактами и отражены в цепочке блоков транзакций, будут документально оформлены и обеспечены надежной защитой от постороннего вмешательства. Еще одна потенциальная область применения этой технологии в буду- щем – использование цепочек блоков для документального оформления права собственности и соответствующих транзакций за счет обеспечения надежного хранения записей о праве собственности. Возможность хранения всех данных о транзакциях в децентрализованном порядке открывает огромные возможно- сти в области сертификации электроэнергии. Речь идет прежде всего о двух приложениях. Первое касается верифика- ции производства электроэнергии из возобновляемых источников и верифика- ции квот на выбросы (при торговле квотами на выбросы). История перехода прав по каждому сертификату может быть точно отражена в цепочке блоков. Это позволит обеспечить прозрачное и защищенное от постороннего вмеша- тельства управление «зелеными сертификатами» и квотами на выбросы. Еще один пример применения относится к интернету вещей и предполагает созда- ние реестра, который регулирует вопросы прав собственности и текущее со- стояние умных счетчиков, сетей и объектов по производству электроэнергии, и в котором отражена эта информация. Для оплаты электроэнергии потребители могут использовать криптовалюту. Некоторые потребители одновременно являются и производителями электроэнергии: они не только потребляют энергию, но и имеют в своем распоряжении генерирующие мощности в виде системы солнечных бата- рей, малых ветровых генераторов или ТЭЦ. Технология блокчейна позво- лит им продавать генерируемую ими электроэнергию непосредственно своим соседям. 72 Поставки электроэнергии, производимой на объектах малой распределен- ной энергетики, конечным потребителям будут осуществляться по микросе- тям. Объемы произведенной и потребленной электроэнергии будут изме- ряться с помощью умных счетчиков, а операции по торговле электроэнергией и платежи в криптовалюте будут контролироваться с помощью умных кон- трактов и исполняться с использованием блокчейна (рис. 8.4). Рис. 8.4. Преобразование рыночных структур при внедрении децентрализованной транзакционной модели Применение этих механизмов на рынке электроэнергии Германии показы- вает, что электроснабжение можно организовать без привлечения брокеров или электроэнергетических компаний. При действующей системе электроэнергия производится на генерирующих объектах с централизованным управлением и поставляется промышленным и бытовым потребителям по распределительным сетям, операторами которых являются электроэнергетические компании. Трейдеры покупают и продают электроэнергию на биржах, а банки высту- пают в роли поставщиков платежных услуг, занимаясь обработкой транзакций, осуществленных участвующими сторонами. Для процессов, основанных на применении блокчейна, уже не будут требоваться электроэнергетические ком- пании, трейдеры и банки (для проведения платежей). Вместо этого появится де- централизованная система энергетических транзакций и энергоснабжения, в рамках которой приложения «умные контракты», работающие на основе блок- чейн-технологии, позволят потребителям управлять своими договорами на электроснабжение и данными об объеме потребленной ими электроэнергии. 73 8.3. Цифровая логистика: умные контейнеры и склады, дроны Прикладными задачами цифровой логистики, по мнению некоторых ав- торов, являются сокращение временных, трудовых, финансовых потерь, свя- занных с поиском данных для формирования оптимальных схем бизнес-парт- нерства на основе эффективного моделирования горизонтальных производ- ственно-экономических и торгово-экономических связей между различными организациями. В связи с этим развитие цифровой логистики в организации перевозок, позволяющей оптимизировать процесс транспортировки, суще- ственно сократить затраты на его планирование и обеспечение, представляет все возрастающий интерес для национальной экономики. Наиболее характерным примером использования технологий цифро- вой экономики в логистике является повсеместная замена всех бумажных транспортных документов на электронные. 98 % всех заказов компании Maersk теперь оформляются в цифровом виде, а 50 % заказов и судоходной документации обрабатывается на сайте компании, который позволяет осу- ществлять более 250 000 бизнес-транзакций ежедневно и генерирует 1,5 млн долл. в час. Далее – использование беспилотных летательных аппаратов (дронов) для быстрой доставки товаров, как уже поступает один из лидеров мирового логистического рынка DHL. Компания Amazon разработала программу Prime Air, в рамках которой в Великобритании с помощью дронов уже производится доставка покупок весом до 2,3 кг в течение 30 мин. после заказа. Еще одна инновация – использование интернета вещей, когда умные палеты и контейнеры существенно облегчат отслеживание перевозимых гру- зов или их поиск на складе. Компания CMA CGM внедрила на борту самого крупного французского судна-контейнеровоза технологию, позволяющую превратить каждый контейнер в умный объект, подключенный к компьютер- ной сети судна. Благодаря внедренной технологии отправители и получатели грузов, а также сотрудники страховых компаний теперь имеют постоянный доступ к полной информации о контейнере, независимо от его расположения на борту: температуре и влажности внутри него, случаях непредусмотренного вскрытия и физического воздействия на груз, – что позволяет облегчить про- цесс прохождения плановых проверок на судне. Совершенно новые возможности открывает использование технологии интернета вещей вскладском хозяйстве. Первая область – это умная инвента- ризация – данные сенсоров и датчиков передаются в систему управления скла- дом, позволяя в интерактивном режиме следить за тем, что именно хранится на складе и в каком количестве, а также исправлять ошибки хранения. Вторая область – контроль за целостностью товаров и других материальных активов. С помощью расположенных на складе и в зоне отгрузки камер можно выявить нарушение целостности упаковки, продукции. Третья область – повышение качества обслуживания клиентов. Датчики в зоне отгрузки могут обеспечить 74 дополнительный контроль за тем, что конкретный груз отправляется нужному клиенту: это предохраняет от ошибок и пересортицы. Благодаря применению технологии больших данных транспортные компании могут лучше управлять трафиком, ежедневно анализируя информа- цию о транспортных операциях. С помощью правильно структурированных и проанализированных данных можно обнаружить новые неочевидные марш- руты и задействовать неиспользованные ресурсы в сложных логистических цепочках. Огромное влияние на развитие логистики окажет 3D-печать. Например, производство товаров, которые ранее изготавливались на китайском или дру- гом азиатском рынке, в перспективе может быть перемещено к потребителям в Северной Америке и Европе, что значительно уменьшит объемы судоход- ства и авиаперевозок. Изготовление продукции по индивидуальным заказам непосредственно на месте, недалеко от потребителя, повлечет за собой сниже- ние уровня складских запасов. Еще один перспективный тренд – роботизация товарных складов, из ко- торых во всем мире сейчас около 80 % управляются вручную. Между тем на складах интернет-гиганта Amazon уже «трудится» более 100 тыс. роботизиро- ванных систем – грузчиков Kiva, которые полностью автоматизировали про- цесс хранения, комплектования и упаковки. На цикл работ системы Amazon Robotics тратят 15 минут, тогда как люди – 60–75 минут. С их помощью ком- пания сократила операционные расходы на 20 %, что эквивалентно 22 млн долл. на каждый склад. Если проект будет распространен на все 110 центров компании, то она сможет достигнуть снижения издержек в раз- мере 800 млн долл. Роботы также снимают нагрузку с сотрудников и помогают экономить место на складах – умная система транспортировки грузов не тре- бует лишнего свободного пространства, которое было бы необходимо людям, чтобы подходить к полкам. 8.4. Беспилотные грузовые самолеты и автомобили Уже становится реальностью появление в ближайшем будущем беспи- лотных грузовых самолетов. Подобные аппараты не будут нуждаться в до- рогих системах жизнеобеспечения, а исключение человеческого фактора поможет сделать их более безопасными. В ноябре 2017 г. в Китае успешно испытали новый беспилотный летательный аппарат, способный нести 1,5 тонны груза. Еще одно направление цифровой логистики – использование беспилот- ных грузовых автомобилей. Согласно прогнозам Boston Consulting Group, ры- нок наземной беспилотной техники может уже к 2025 г. составить более 45 млрд долл. и будет динамично расти. Исследователи из McKinsey Global Institute считают, что к 2025–2027 гг. каждый третий грузовой автомобиль, вы- ходящий на европейские магистрали, будет беспилотным. 75 Подразумевается, что беспилотные автомобили должны снизить уровень инцидентов на дорогах, т. е. вероятность того, что человек совершит ошибку, будет минимизирована. Также подобные разработки избавят людей от необ- ходимости долго сидеть за рулем. Сейчас существует огромная практика в этой области. Множество извест- ных компаний взялись за разработку таких автомобилей. На данный момент решением этого вопроса вплотную занимается корпорация Google. Она разра- ботала свой вариант беспилотного автомобиля – GoogleCar. Он снабжен ви- деокамерами, датчиками распознавания объема, веса, плотности объектов на пути следования авто, которые установлены на крыше, радарами, находящи- мися в передней части авто, и еще одним датчиком, зафиксированном на од- ном из задних колес, определяющим позицию автомобиля на карте. В 2014 г. компания Mercedes-Benz выпустила беспилотный грузовик Future Truck 2025, оснащенный системой автоматического управления, кото- рая также предполагает использование многочисленных датчиков, радаров, камер и активных регуляторов скорости, на основе которых реализовано авто- номное вождение. В условиях плохой погоды или отсутствия дорожной раз- метки автомобиль просит водителя взять управление на себя, сообщая об этом звуковыми и световыми сигналами. Для работы в пределах города система по- луавтоматического управления также пока не предназначена, управлять гру- зовиком в населенном пункте должен человек. Прогнозные расчеты экономистов уже показывают значительную эконо- мию от использования грузовых беспилотников. Только на оптимизации ско- рости доставки, фонда оплаты труда, простоев компании могут сэкономить до 500 млрд долл. по всему миру в течение ближайших 30 лет, а количество ДТП может снизиться на 50–70 %. Преимущества использования данных транспортных средств для логи- стической системы будут выражаться в следующем: отсутствие ограничений, связанных с рабочим временем водителя; снижение или полное отсутствие затрат на оплату труда водителей; отсутствие приборов и пространства, необходимых для работы води- теля, вследствие чего идет снижение массы автомобиля и его габаритов; снижение суточных и командировочных затрат путем нормирования времени выполнения рейса; уменьшение расходов на дорожные сборы за счет выбора оптимального маршрута; повышение производительности труда; снижение затрат на транспортно-экспедиционное обслуживание и дру- гие услуги. 76 Из недостатков можно отметить: несовершенство данных технологий, выражающееся в том, что автома- тика пока не способна в должной мере реагировать и принимать нестандарт- ные решения; начальную дороговизну данного вида автотранспорта. Выводы по теме 8. Понятие «умная сеть» включает в себя комплекс процессов, устройств и приложений, призванных создать электронные коммуникации нового поколения, интегрирующих цифровые технологии и сети электроснабжения для контроля над процессами и системами и равномерного перераспределения электро- энергии. Цифровые технологии в логистике, включающие миниатюрные датчики и ИИ, превращают традиционные линейные цепи поставок в интеллектуальные быстрые сети поставок. Теперь конечные потребители, используя технологии блок- чейна и интернета вещей, получают возможность отслеживать отгрузку в режиме реального времени, просматривать стадии движения груза на электронной карте. Цифровые технологии создают преимущества над конкурентами в управлении транспортно-логистическими процессами. |