Новая профессия для новой энергетики

 

Автор

Холкин Дмитрий, Директор по специальным и инновационным проектам ЗАО «Агентство по прогнозированию балансов в энергетике»

 

    По результатам исследования, проведенного CNN Money совместно с PayScale в 2009 г., в США одной из наиболее престижных и перспективных считается профессия системного инженера. Многие ли из читателей данной статьи слышали о такой специальности? Скорее всего, нет. Это, кстати говоря, подтверждают результаты аналогичного исследования, проведенного ВЦИОМ в России: в отечественных рейтингах такая профессия не значится.
    Интересно, что книга Г. Х. Гуда и Р. Э. Макола «System Engineering: An introduction to the Design of Large-scale Systems», с которой, по существу, началась современная системная инженерия, вышла в свет более 50 лет назад. Авторы рассматривали системную инженерию как дисциплину, дающую ключ к разработке крупных, сложных, высокоавтоматизированных технических систем, впервые описав основные признаки систем большого масштаба и указав на то, что при их создании широко используются коллективные методы работы и возникают проблемы не только технического, но и организационно-управленческого характера.
    При подготовке русского издания данной книги английский термин Systems Engineering был переведен как «системотехника». В нашей стране системотехника стала широко использоваться применительно к техническим приложениям системных методов, кафедры системотехники появились во многих вузах. Потом мода на системотехнику в России прошла, и, что печальнее всего, смысл книги — способы решения качественно новых проблем организационного характера, возникающих при создании больших систем, — постепенно забылся.
    В то же время ведущие мировые организации и компании, занятые созданием и эксплуатацией сложных систем (среди которых US Department of Defense, US Federal Aviation Administration (FAA), National Aeronautics and Space Administration (NASA), MITRE Corporation, Boeing и др.), уже около 20 лет используют достижения системной инженерии на практике. Применение стандартов системной инженерии обязательно для контрактов военных ведомств развитых стран и государственных заказчиков сложных систем (строительство атомных станций, тоннелей и мостов, создание инженерной инфраструктуры). В последнее время системная инженерия стала использоваться не только в оборонной и аэрокосмической промышленности, но и в сфере телекоммуникаций и информационных технологий, а также при разработке сложных масштабных проектов «умных сетей» (Smart Grid). В энергетической отрасли системная инженерия получила распространение в атомной энергетике, где требования к безопасности должны быть весьма жесткими.
    В России, по нашим данным, подходы и методы системной инженерии применяются в государственной корпорации «Росатом» и ОАО «Рус­Гидро». По косвенным признакам можно судить также об использовании элементов системной инженерии в некоторых отечественных телекоммуникационных и ИТ-компаниях.
    Важнейшим компонентом методологического базиса системной инженерии являются официальные международные стандарты, содержащие описание подходов и методов создания систем различных классов и назначения, а также определяющие правила работы в данной сфере. Стандарты и нормативные руководства по системной инженерии разрабатываются в основном тремя организациями: Объединенным техническим комитетом ИСО/МЭК, Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и Международным советом по системной инженерии (International Council on Systems Engineering — INCOSE), которые занимаются стандартизацией в области системной инженерии по согласованным между собой программам. Ими уже предложено около 20 международных стандартов, и быстрыми темпами идет работа по созданию новых.
    В России в области системной инженерии сегодня официально локализованы всего два международных стандарта: ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288-2005 «Информационная технология. Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем» и ГОСТ Р ИСО 15926-1-2008 «Промышленные автоматизированные системы и интеграция. Интеграция данных жизненного цикла для перерабатывающих предприятий, включая нефтяные и газовые производственные предприятия».
    В учебные планы практически всех ведущих технических университетов мира включен комплексный блок дисциплин, посвященных изучению методологии и практики системной инженерии. Реализуется множество программ повышения квалификации и переподготовки кадров в области системной инженерии. Примечательно, что только в США имеется около 130 программ обучения системной инженерии в 73 высших учебных заведениях.
    В отечественной практике высшего образования отсутствуют программы подготовки специалистов в области системной инженерии. Хотя благодаря усилиям энтузиастов отдельные курсы по данной дисциплине читаются сегодня в МФТИ, МИРЭА и МИСиС.
    Как управлять сложными системами
    Системная инженерия — это междисциплинарный подход и методика, определяющие полный набор технических и управленческих усилий, которые нужны для того, чтобы преобразовать совокупность потребностей и ожиданий заинтересованных лиц, с одной стороны, и имеющихся ограничений, с другой, в эффективные системные решения и обеспечить реализацию этих решений в течение жизненного цикла системы. Проблему нарастания несоответствия результатов деятельности инженеров потребностям заказчика лучше всего иллюстрирует известная карикатура о создании детских качелей. Системные инженеры призваны устранить эти несоответствия.
    Появление системной инженерии в последние годы — явление вполне закономерное, поскольку увеличение сложности современных технических систем очевидно даже для неспециалиста. Например, морская нефтяная платформа собирается из 10 млн деталей и предназначена для эксплуатации в течение 100 лет. В некоторых крупных проектах насчитывается до 1000 подрядчиков на один проект, причем у каждого подрядчика — свой профессиональный язык общения. Многие системы носят комплексный и мультидисциплинарный характер и включают в себя технические, информационные и организационные аспекты. Требования и спецификации проекта приходят с самых разных сторон и непрерывно меняются.
    Практически значимые эффекты системная инженерия обеспечивает за счет применения общего междисциплинарного языка, позволяющего договориться участникам проекта, целенаправленного поиска и использования информации, уменьшающей проектные риски, и исправления ошибок на как можно более ранней стадии, когда сделать это еще относительно дешево. Практика показывает, что 8% от стоимости проекта, затраченные на внедрение системной инженерии, дают экономию в 20% от стоимости проектов и на 50% увеличивают вероятность завершения проекта в срок.
    Спрос на новые компетенции
    Ситуацию в электроэнергетике, в том числе потребность в кадрах, в перспективе будут определять следующие факторы:

  • неуклонный рост спроса на электрическую и тепловую энергию на фоне морального и физического старения оборудования. Согласно базовому сценарию Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики, к 2030 г. прогнозируется увеличение спроса на электрическую энергию относительно сегодняшнего уровня на 50%. В связи с этим планируется ввод около 173 ГВт новых генерирующих мощностей и удвоение протяженности и трансформаторной мощности сетей ЕНЭС;
  • инновационная модернизация электроэнергетики как политический курс: развитие систем когенерации и тригенерации на базе ПГУ-ТЭЦ, переход на парогазовый цикл, освоение чистых угольных технологий и реакторов на быстрых нейтронах, развитие распределенной генерации и нетрадиционных источников энергии, переход на «умные сети»;
  • энергосбережение и рост энергоэффективности — еще один приоритет государственной политики. Для более эффективного использования первичной энергии планируется модернизировать многие технические системы (в том числе на стороне потребителей), увеличить глубину технического регулирования (диспетчирования) в отрасли — она будет затрагивать потребителей и маломасштабные источники энергии, а также системы накопления энергии;
  • развитие отраслевой системы технического регулирования, что приведет к формированию многообразного и непрерывно изменяющегося комплекса требований к техническим системам.
    Готов ли отечественный инженерно-управленческий корпус обеспечить решение столь масштабных и сложных задач в электроэнергетике? В последние 20 лет «технологического застоя» практически не было крупных строек, не проводилась модернизация эксплуатируемого оборудования, были существенно ограничены ремонтные программы, бесследно исчезли НИОКР. Все это привело к тому, что ряды инженеров, проектировщиков, энергостроителей значительно поредели, а используемые технические решения и технологии застыли на уровне достижений середины прошлого века. В результате работы выполняются дольше и дороже, чем в аналогичных зарубежных проектах, со значительным отставанием от плана-графика и отклонением от нормативов, нередко с низким качеством. Между тем применяемые в электроэнергетике технологии активно развивались и в настоящее время отличаются высокой степенью сложности и комплексностью, то есть именно теми свойствами, которые делают эффективными подходы и методы системной инженерии.
    Для управления созданием и развитием таких систем нужны новые технические и организационные компетенции, которых в России пока нет. Очевидна острая потребность в новых управленческих и инженерных кадрах, подготовленных на основе современных стандартов и практики организации инженерной деятельности и обеспечивающих управление жизненным циклом технических систем в энергетике на уровне лучших мировых образцов.
    Задачи становления системной инженерии в России
    Для освоения подходов и методов системной инженерии в отечественных энергетических компаниях необходимо действовать в нескольких направлениях.
    Во-первых, изучение подходов и методов системной инженерии на практике должно стать основной задачей энергетических и инжиниринговых компаний. Внедрение новых методов и инструментов управления жизненным циклом технических систем (электрических станций, гидротехнических сооружений, подстанций и линий электропередач, систем диспетчерского управления) потребует создания корпоративных центров компетенций по системной инженерии, целью которых будет не только освоение и применение новых стандартов, методов и инструментов для решения практических задач, но и формирование специальных условий для интенсивной подготовки системных инженеров организации.
    Применение подходов и методов системной инженерии для управления техническими характеристиками систем на стадии их проектирования, строительства, эксплуатации и развития в российской электро­энергетике может рассматриваться и через призму повышения стоимости компании. Для обеспечения роста стоимости используются такие подходы, как управление жизненным циклом актива, требованиями, стоимостью владения производственными фондами и активами и многие другие, задача которых — находить оптимальный баланс между требованиями различных стейкхолдеров (заинтересованных лиц). В частности, для энергетики всегда было и остается важным нахождение оптимального баланса между надежностью системы и ее экономической эффективностью.
    Во-вторых, учитывая многообразие методов и подходов системной инженерии, а также новизну их применения в практике отечественных компаний, важно обеспечить межкорпоративный обмен профессиональным опытом и координацию исследовательских программ, направленных на адаптацию и развитие данных методов и инструментов применительно к техническим системам отрасли. Кооперация профессионального сообщества системных инженеров может быть организована на координационных площадках различного типа. В частности, такой площадкой может стать русское отделение INCOSE, созданное в 2009 г.
    В-третьих, необходимо разработать национальные стандарты и стандарты организации на основе лучшей практики управления жизненным циклом технических систем и использования подходов и методов системной инженерии в электроэнергетике — это создаст мотивацию для их распространения. Кроме того, в разработке и принятии стандартов участвуют эксперты и авторитетные отраслевые специалисты, что позволяет учесть опыт, накопленный в рассматриваемой области.
    В-четвертых, крайне важно сформировать образовательные программы в сфере системной инженерии. На первых порах потребуется программа повышения квалификации профессиональных инженеров и менеджеров, уже имеющих опыт управления техническими системами, — в частности, на базе специализированных государственных учебных заведений.
    При разработке таких программ следует учитывать, что в процессе обу­чения придется преодолевать стереотипы сознания, которые доминировали в прошлом веке. Это сделать очень сложно, однако возможно — в ходе специальным образом организованной практики и процесса обучения, не сводящихся к лекционным курсам и чтению учебников, а использующих активные методы. Необходимо обеспечить переход от прежних мыслительных парадигм к новым: от редукционистского подхода — к системному, от рабочего проектирования — к обязательному предварительному архитектурному (системному) проектированию, от документоцентризма — к датацентризму и моделецентричной системе реализации проектов создания и развития технических систем, от работы «для одного хозяина» — к работе с множеством заинтересованных сторон и др.
    Обсуждая вопросы внедрения подходов и методов системной инженерии в российской практике, нужно особо выделить программы перехода к «умным сетям», о которых недавно заявили крупнейшие инфраструктурные организации — ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Холдинг МРСК». Спе­цифика данных технологических программ состоит в интеграции энергетической инфраструктуры, коммуникаций и информационных систем, а также в охвате огромного количества объектов, среди которых потребители, большая и малая генерация, системы накопления энергии, сетевая инфраструктура. Мировая практика внедрения «умных сетей» демонстрирует активное использование системной инженерии в данной сфере. Можно сказать жестче: без системной инженерии создание устойчивых и эффективных систем такой сложности невозможно.
    Практические шаги
    Представляется, что становление системной инженерии в российской электроэнергетике будет проходить в несколько этапов:
    1. Этап формирования образца.
    На первом этапе должен быть сформирован пилотный образец (или образцы) инженерной деятельности, использующей подходы и методы системной инженерии. Осуществление подобных проектов возможно в таких компаниях, как ОАО «Рус­Гидро», ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «Холдинг МРСК», которые управляют сложными техническими комплексами и сохранили собственный научный и инжиниринговый ресурс, а также заинтересованы в профессиональном лидерстве. Государство способно стимулировать переход к системной инженерии путем предъявления таких требований к реализации крупных инновационных проектов в отрасли (например, включенных в Генеральную схему), выполнить которые можно только на основе соответствующих подходов и методов. Этап должен завершиться описанием практики организации инженерной деятельности с использованием подходов и методов системной инженерии в виде стандарта и руководства по управлению техническими системами в энергетике. Команда специалистов, сформированная на данном этапе, может стать источником широкого распространения новой практики. Взаимодействие между различными компаниями по обмену опытом и развитию подходов и методов системной инженерии может быть организовано на базе русского отделения INCOSE.
    2. Этап масштабирования образца до отраслевого уровня.
    На втором этапе должен быть сформирован публичный образец применения подходов и методов системной инженерии отраслевого уровня. Например, такой работой может стать плановая корректировка Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики. Использование подходов и методов системной инженерии при решении данной задачи будет весьма показательно и вызовет общественный резонанс. Кроме того, Генеральная схема может стать инструментом трансляции требований государства к развитию объектов энергетической системы страны. Все это, вместе взятое, будет стимулировать отраслевое сообщество к изменению способов деятельности в соответствии с подходами и методами системной инженерии.
    3. Этап подготовки к распространению новой практики.
    На третьем этапе должны создаваться базовые институты, стимулирующие различные компании к освоению системной инженерии и поддерживающие их инициативы. Необходимо прежде всего разработать стандарты управления жизненным циклом технических систем в электроэнергетике на основе подходов и методов системной инженерии, а также утвердить программу повышения квалификации инженеров и менеджеров отрасли.
    Таким образом, подготовиться к масштабному освоению подходов и методов системной инженерии можно в течение трех-четырех лет. Важно, чтобы эта работа попала в план действий по реализации Генеральной схемы размещения объектов электро­энергетики, одобренной на заседании Правительства Российской Федерации 3 июня 2010 г., ведь только тогда будет сформирован адекватный кадровый потенциал для решения масштабных и сложных задач данного стратегического документа, определяющего развитие российской электроэнергетики на 20 лет вперед.
    Системная инженерия оказалась в мейнстриме из-за значительного повышения сложности технических систем и ужесточения требований, предъявляемых к ним заинтересованными сторонами, и налагаемых ограничений. Мировой опыт показывает, что модернизация и инновационное развитие энергетики невозможны без освоения описанного подхода. Системная инженерия не панацея от всех бед, это просто новая профессия для новой энергетики.