3 Основные понятия

Цифровой Двоник системы - комплекс данных и математических моделей, позволяющий формировать оценки поведения целевой системы и окружающей его среды на протяжении их жизненного цикла, необходимые и достаточные для управления результативностью и эффективностью целевой системы.

Место цифрового двойника в системе управления активами

Определение Цифрового Двойника по версии Gartner

A digital twin is a digital representation of a real-world entity or system. The implementation of a digital twin is an encapsulated software object or model that mirrors a unique physical object, process, organization, person or other abstraction. Data from multiple digital twins can be aggregated for a composite view across a number of real-world entities, such as a power plant or a city, and their related processes

Цифровой двойник - это цифровое представление реального объекта или системы. Реализация цифрового двойника представляет собой встроенный программный объект или модель, отражающую уникальный физический объект, процесс, организацию, человека или другую абстракцию. Данные из нескольких цифровых двойников могут быть агрегированы для получения комплексной картины по ряду реальных объектов, таких как электростанция или город, и связанных с ними процессов.

Цифровой Двойник территорий - это комплекс показателей, характеризующих динамику социально-экономического и природно-антропогенного развития территорий, связанных комплексом математических моделей, позволяющих без вмешательства наблюдателя проводить сценарные оценки, определять и корректировать оптимальные по ресурсам программы (планы) достижения целей.

Межотраслевой баланс (МОБ) – интегрированная система показателей, характеризующих движение экономических ресурсов по структуре экономики (от сфер конечного и внутреннего потребления, формирования добавленной стоимости и распределения) в разрезах видов экономической деятельности, административно-территориального деления (межтерриториальный баланс), формируемых за отчетные и на прогнозные периоды.

Модель МОБ Эконометрическая модель МОБ, описывающая структурные и динамические взаимосвязи характеристик МОБ для решения потоковых задач анализа, прогнозирования, планирования и оценки влияния.

Модель МОБ является одной из опорных (балансовых) моделей Цифрового Двойника территорий и определяет структурнные основания экономической динамики территории.

Метод “затраты-выпуск” - как методическая подоснова МОБ может в цифровых двойниках территорий обобщается как на социально-экономическую динамику, так и проецируется на частные случаи балансов - топливно-энергетические балансы, межтерриториальные территорий.

3.1 Сокращения

СЭР - Социально-экономическое развтие
ТЭБ - Топливно-энергетический баланс
ТЭБ(2) - Транспортно-экономический баланс
МОБ - Межотраслевой баланс
ВОБ - Внутриотраслевой баланс
МОСУ - Моделе-ориентированная система управления

3.2 Проблемы развития территорий

3.2.1 Контекст

Если кратко сформулировать понимание нашей команды проблем социально-экономического развития - то можно уложиться в 2 тезиса:

“отсутствие долгосрочной ответственности управляющих за результаты своей деятельности”
“отсутствие согласия у общества в желаемых результатах управления им”

Отрытая книга по Цифровым Двойникам городом не сможет ответить на то как наградить ответственностью первых и как достичь согласия вторым, но должна постепенно открыть ответы на вопросы какие результаты и какие механизмы их достижения должны прийти на смену бюрократической, экспертно-интуитивной модели управления социально-экономическим развитием.

Исходя из исследований зрелости моделей управления мы отдаем себе отчет, что высоко-точное управление по результатам, да еще и основанное на количественных моделях, не есть вершина управленческой мысли. Но, мы уверены, что это очередная и неизбежная ступень взросления через которую предстоит пройти механизмам управления такими сложными объектами как государство, территория, отрасль или город.

Текущие проблемы развития территорий и городов, сформировано сложившейся иерархической структурой государственных отношений, где федеральный (и далее региональный, муниципальный) центр наделен объемом полномочий по регулированию распределением общми ресурсами, не соразмерным ответствености за расширение воспроизводства этих ресурсов.

Кроме того, принцип управления, закрепленной иерахически устроенной нормативно-правовой системы, носит узко-отраслевой и административно-территориальный характер, не позволяющий обеспечить согласованность и высокую результативность общего результата. Более того, в практике государственной власти не сложилось единого механизма (и даже критериев) проактивной оценки и мониторинга последствий управленических решений.

Политики государственного хозяйствования сдерживает повышение уровня управленческой культуры и, как следствие, результативность социально-экономического развития.

3.2.2 Проблемы

Результатом сложившейся системы управления являются следующие проблемы в развитии территорий и отраслей:

Отсутствие систем учета и планирования социально-экономического, межотраслевого и межтерриториального, отраслевого развития
Рассогласованность федеральных и региональных программ развития по времени и назначению: Промышленная, Социальная, Транспортная, Инженерная инфраструктуры

Межотраслевые проблемы

Разбалансированность обеспеченности и доступности объектов инфраструкты
Отсутствие мониторинга и оценки технического состояния общественной инфраструктуры
Отсутствие критериев оценки плановой и фактической результативности капитальных вложений в общественную инфраструктуру
Разбалансированность финансового положения регулируемых видов деятельности (ЖКХ, Энергетика, Транспорт)

Цены на услуги ресурсоснабжения

Неритмичность и недостаточность выделяемых средств
Короткий горизонт планирования закупок (год, три, шесть лет), при сроке жизненного цикла инфраструктурных объектов 20-60 лет
Ориентировка госзакупок за затраты, а не результаты - снижают качество и поддерживают монополизм

И как глобальный итог и результат вышеуказанных факторов:

Снижение реальных доходов населения
Снижение качества жизни

3.2.3 Ключевая причина

Ключевой причиной (критерием) вышеуказанных проблем мы видим в низкой результативности и эффективности использования ресурсов для обеспечения реальных доходов и качества жизни населения.

3.3 Цели и задачи ЦД

Целью развития территорий является:

сбалансированный рост доходов населения
повышение надежности и безопасности жизнедеятельности

Целью развития системы управления территорией является повышение результативности (достижение целей развития территорий) и эффективности использования ресурсов для достижения результата.

Целью цифрового двойника территорий является оперативное формирование сценарно-прогнозных оценок и поиск оптимальных решений (программ) для достижения целей развития территорий.

Задачи, которые ставит перед собою Цифровой Двойник территории для достижения вышеуказанных целей:

Развитие стандартной модели города (Цифрового двойника), с показателями необходимыми и достаточными для:
- анализа, выявления узких мест и потенциалов развития
- создания системы комплексного планирования
- подтверждения результативности исполнения управленческих решений
Создание системы учета, мониторинга и управления развитием
Создание механизма подготовки, обоснования, актуализации и реализации единой комплексной программы развития территориий (отраслей)
Вовлечение лиц, заинтересованных в развитии территорий, в использование и совершенствование механизмов управления развитием

3.4 Моделеоринтированная система управления

Концепция моделе-ориентированной системы управления является методической подосновой вовлечения Цифровых двойников в процесс подготовки и принятия управленческих решений. Данный подход задекларирован в отдельной статье Манифест и рассматривается за пределами данной книги.

Ключевыми функция данной системы поддержки принятия управленческих решений представлены на картинке: Функции системы моделеориентированного управления

3.5 Опыт городов по построению Цифровых Двойников

Примеры цифровых двойников сложных систем

3.5.1 Межотраслевой баланс Санкт-Петербурга

Санкт-Петербург – это первый город России, который разработал и применил модель межотраслевого баланса ресурсов (прототипа цифрового двойника города), для поддержки принятия управленческих решений в сферах коммунальной инфраструктуры, энергетики и общественного транспорта.

Краткие ссылки на результаты его применения: - результаты применения межотраслевого баланса исполнительными органами государственной власти - доклад вице-губернатора региона о результатах применения - единая информационная система

Модель межотраслевого баласа послужила для формирования и применения в тарифном и отраслевом регулировании следующих приложений: * Внутриотраслевого баланса ресурсов системы коммунальной инфраструктуры и энергетики Санкт-Петербурга. Методику можно найти в “Вестника Комитета по тарифам” на стр.10 * Транспортно-экономический баланс Санкт-Петербурга

Модель межотраслевого баланса строится на системе показателей, взаимоувязанных экономико-математической моделью, характеризующих баланс ресурсов (потребности, интересов) смежных видов экономической деятельности, в натуральном и стоимостном выражении.

Система показателей инструмента поддержки принятия решений выделяла следующие группы:

целевые показатели - показатели надежности, доступности, безопасности, экономической и энергетической эффективности
базовые технико-экономические показатели, отражающие объемы потребления и производства, выпуска и затрат, мощности и нагрузки, активов и пассивов, поступлений и оплат
относительные коэффициенты, позволяющие формировать прогнозы и проводить анализ финансово-хозяйственной деятельности предприятий.

Исходными данными для межотраслевого баланса являются:

прогноз численности населения
объемы удельного потребления ресурсов
объемы производства, мощностей и нагрузок, потерь
объемы затрат и капитальных вложений

3.5.2 Симулятор Большого Лондона (London Simulator)

Симулятор Большого Лондона - проект реализованный консалтинговой компанией Greenwood (Швейцария) по заказу администрации Лондов предназначенный для проведения сценарных оценок социально-экономических эффектов от реализации крупных инвестиционных проектов.

Отчет описывающий результаты проекта “Fill the Gap” сообщает о новых механизмов фондирования и финансирования инвестиций для городов в 21 веке.

Цифровой двойник города