Кросс-отраслевая кооперация промышленных предприятий на основе методологии открытых технических словарей, интегрированных с системами класса MDM

Андрей Андриченко,
к.т.н., директор по развитию, ООО «ЭСДИАЙ Рисёчь»

Разработка и предоставление свободного доступа к облачному SaaS-сервису, унифицирующему терминологию описания объектов нормативно-справочной информации (НСИ) и их характеристик, позволит предприятиям свободно обмениваться мастер-данными между различными информационными системами, работающими с корпоративной НСИ в различных контекстах.

Своевременная, полная и достоверная информация является основой оптимизации всех бизнес­процессов предприятия. Обладая качественными данными, можно реализовать новые бизнес­функции, приносящие дополнительную прибыль. Рассчитав доходы, можно определить необходимый объем финансирования для реорганизации информационной инфраструктуры компании.

С точки зрения кросс­отраслевой кооперации интерес представляют структурированные данные нетранзакционного характера, которыми обмениваются подразделения компании, контрагенты, субподрядчики и ЭТП в рамках своей производственной, финансовой и закупочной деятельности.

В различных секторах экономики, начиная с госуслуг и заканчивая промышленным производством, используется большое количество прикладных информационных систем от различных поставщиков, которые обмениваются друг с другом результатами своей работы. Из приложения в приложение передаются цифровые модели конструкций, технологий, спецификации, информация о контрагентах, товарах, работах и услугах. И  если прикладные модели данных, отражающие специфику предметной области, безоговорочно принадлежат конкретным информационным системам — CAD, PDM, MES, ERP и др., то объекты нормативно­справочной информации (НСИ), из которых складываются прикладные модели, являются общим достоянием. НСИ — условно­постоянная информация нетранзакционного характера (в зарубежной терминологии — основные мастер­данные), которая не претерпевает существенных изменений в процессе повседневной деятельности компании. К данному типу информации относятся информационно­технические справочники; нормативно­техническая документация; классификаторы; электронные каталоги продукции, средств производства, комплектующих изделий и т.д. Парадокс заключается в том, что прикладные информационные системы несут на предприятия свои собственные, дублирующие друг друга базы данных НСИ, заставляя специалистов предприятия задумываться над тем, как синхронизировать различную терминологию и свести к единому знаменателю варианты описаний одних и тех же информационных объектов.

Данную задачу можно решить различными способами:

• собственными ресурсами предприятия, сформировав группу экспертов в подразделениях, отвечающих за качество данных;
• в рамках отраслевых объединений, консорциумов и национальных ассоциаций (в CCCP разработкой предметных классификаторов занимались отраслевые НИИ. Так, на основе позиционного кодирования объектов единого классификатора материалов и сортаментов, разработанного в НИИ авиационных технологий (НИАТ), можно было рассчитать объем потребления цветных, черных и других металлов по всей авиационной отрасли в целом);
• в рамках международных ассоциаций, которые на основе соответствующих стандартов обеспечивают создание и обмен однозначными, достоверными, независимыми от языка мастер­данными (ECCMA).

Стандартизация терминологии технически базируется на глобальной идентификации наименований и характеристик товаров, услуг, организаций, без которой невозможно решить задачу формирования корпоративной отчетности и, в итоге, — расчета обоснованной цены производимой и закупаемой продукции. Стандартизация отвечает за единство норм и требований к продукции, а также за группировку объектов в соответствии с их общими признаками — классификацию.

По данным зарубежных аналитических агентств, расходы на создание и классификацию одной эталонной записи составляют 10­15 долл. (в России 2­5 долл.), в зависимости от полноты описания. Экономическая эффективность для бизнеса при вложении средств в стандартизацию и каталогизацию на 1 долл. затрат составляет от 20 до 40 долл. прибыли.

Как следует из графика, представленного на рис. 1, трудоемкость процессов обмена данными между информационными системами в отсутствие стандартизации при увеличении числа участников обмена растет экспоненциально.

Рис. 1. Традиционная и онтологическая интеграция данных

Высокая трудоемкость процессов каталогизации и интеграционного обмена данными между различными информационными системами, а также потенциальные возможности бизнес­аналитики указывают на то, что за стандартизацию должен заплатить тот, кто хочет контролировать расходы и эффективно управлять бизнесом.

Мировая практика управления информацией о продукции и услугах

Существуют различные варианты кодирования мастер­данных и построения классификаций, обеспечивающих иерархическое представление информации и цифровой обмен описаниями товаров, работ и услуг на основе стандартизированных форматов данных:

• NCS (NATO Codification System) — система кодификации, используемая вооруженными силами всех стран НАТО. На разработку данной системы кодификации израсходовано свыше 5 млрд долл. в течение 50 лет;
• UNSPSC (United Nations Standard Products and Services Code) — международная система иерархической классификации продукции и услуг ООН для глобального использования в электронной коммерции. Конкурирует с рядом других схем кодирования продуктов и товаров, включая ECLASS и GS1;
• ECLASS (eCl@ss) — позиционируется как единственный всемирный кросс­отраслевой стандарт данных для товаров и услуг, соответствующий требованиям ISO/IEC. Система классификации ECLASS основана на иерархическом группировании товаров и услуг. Описания классов продуктов и их характеристик стандартизируют закупки, складирование, производство и продажи внутри компаний и между ними в разных секторах, странах и на разных языках;
• GTIN (Global Trade Item Number) — уникальный номер товарной позиции (штриховой код товара) в единой международной базе товаров GS1 — Global Product Classification (GPC), который используется для маркировки и логистического учета в глобальном потоке поставок;
• PCA (POSC Caesar Association) — некоммерческая организация, участвующая в разработке стандартов для онтологической интеграции инженерных данных, в частности ISO 15926, который является стандартом представления сведений и облегчения интеграции данных для поддержки деятельности и процессов жизненного цикла производственных объектов;
• ECCMA (Electronic Commerce Code Management Association) — международная некоммерческая ассоциация управления кодами электронной коммерции, которая занимается разработкой стандартов ISO 8000 и ISO 22745 по обеспечению качества и обмена мастер­данными о товарах и услугах;
• eOTD — открытый технический словарь (Open Technical Dictionary), соответствующий ISO 22745, управляемый ECCMA. Создан при поддержке Информационной службы оборонной логистики — DLIS, агентства Министерства обороны США — DLA, содержит термины и определения, связанные с уникальными общедоступными идентификаторами, которые используются для создания однозначных, независимых от языка описаний товаров, услуг, процессов, организаций и т.д. Любая организация может подготовить и предложить термины для включения их в eOTD.

Стандарты в области каталогизации и управления качеством данных:

• ГОСТ Р 51725 — Каталогизация продукции для федеральных нужд;
• ISO 10303 — Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными;
• ISO 13584 — Системы автоматизации производства и их интеграция. Библиотека деталей;
• ISO 8000 — Качество информационных данных. Определяет требования для стандартного обмена мастер­данными между деловыми партнерами;
• ISO 15926 — Интеграция данных жизненного цикла для перерабатывающих предприятий;
• ISO 22745 — Системы промышленной автоматизации и интеграции. Открытые технические словари и их применение к основным данным;
• ISO 29002 — Системы автоматизации производства и их интеграция. Обмен характеристическими данными.

Открытый технический словарь

В отличие от существующих стандартов, ISO 22745 — это метод идентификации и описания материальных ценностей, мест, организаций, товаров и услуг в многоязычной среде. Одной из составляющих комплекса стандартов ISO 22745 является электронный открытый технический словарь OTD (Open Technical Dictionary) — реестр терминологии, где каждому понятию присвоен международный общедоступный глобальный идентификатор — IRDI (International Registration Data Identifier):

• 0029­1#01­089388#1 — стол;
• 0029­1#02­005808#1 — длина;
• 0029­1#07­277660#1 — воскресенье;
• 0029­1#05­001122#1 — килограмм.

Применение единой унифицированной терминологии для однозначного описания классов и характеристик продукции позволяет прикладным информационным системам, работающим с корпоративными мастер­данными в различных контекстах и различных языковых средах, обмениваться данными, не зависящими от их программной реализации (рис. 2).

Рис. 2. Синхронизация мастер-данных с помощью OTD

OTD представляет собой постоянно пополняемый информационный ресурс, применяемый в следующих областях:

• каталогизация продукции, работ и услуг;
• стандартизация продукции, работ и услуг;
• информационное обеспечение процесса закупок продукции, работ и услуг для государственных, муниципальных и коммерческих нужд (в частности, при проведении электронных торгов);
• в нормативной, технической и справочной документации.

Членство в ECCMA дает право внесения новых терминов и определений в словарь eOTD, который содержит, в том числе, и описание классов (шаблонов) продукции. Шаблоны разрабатываются на группу однородных товаров и включают набор утвержденных (стандартизованных) терминов (характеристик), описывающих свойства продукции в соответствии с нормативной и технической документацией. В шаблон включается набор характеристик, необходимых для однозначной идентификации предмета снабжения и требований к поставке.

Принципиальный момент — в рамках eOTD шаблоны классов имеют плоскую структуру и могут занять любое место в той или иной предметной классификации, определяющей конкретную таксономию, построенную над словарем терминов.

Недостатком eOTD является наличие дублирующих определений и шаблонов, привнесенных отдельными компаниями, имеющими различные точки зрения на описания однородных товаров и услуг. Неоднозначность при выборе шаблонов в eOTD подталкивает купные промышленные объединения к созданию собственных словарей, отражающих специфику конкретного сегмента рынка, производства и продукции.

Российский открытый технический словарь — ГОСТ Р ИСО 22745

Базовые принципы создания российского открытого технического словаря (ROTD) изложены в серии стандартов ГОСТ Р ИСО 22745 «Системы промышленной автоматизации и их интеграция. Открытые технические словари и их применение к основным данным», которая идентична серии международных стандартов ISO 22745. ROTD должен создаваться на основе российской нормативной документации и использовать опыт разработки существующих национальных открытых технических словарей [3].

В соответствии с ГОСТ Р ИСО 22745, российский ROTD позволяет:

• точно установить свойства товаров, работ и услуг;
• точно определить информацию и обмениваться данными с партнерами из других стран без искажения смысла данных;
• синхронизировать базы данных с минимальным преобразованием;
• обеспечить прозрачность потока информации, циркулирующей между государственными и коммерческими системами с различными форматами организации данных;
• обеспечить своевременность и достоверность передаваемых данных для финансово­учетных процессов;
• содействовать управлению учетом и совершенствованию производства;
• улучшить ведение учета коммерческих и государственных снабженческих операций;
• обеспечить информацией о единицах измерений и международных денежных единицах;
• предоставить сведения о классификации и применении различных языков.

Внедрение ROTD, разработанного на основе гармонизированных отечественных и международных стандартов по обеспечению качества мастер­данных, позволит снизить для производителей и потребителей продукции трудоемкость процессов обмена данными, сократить сроки разработки и публикации каталогов на электронных торговых площадках.

Управление мастер­данными — Master Data Management

Для решения комплекса задач, связанных с централизованным управлением корпоративной НСИ в рамках конкретного объединения предприятий (холдинг, корпорация), применяется специализированный класс информационных систем — Master Data Management (MDM), предназначенный для консолидации, идентификации и синхронизации эталонных мастер­данных.

По определению аналитического агентства Gartner, «MDM – это поддержка глобальной идентификации, связывание и синхронизация основных данных в разнородных источниках данных посредством согласования».

Задача MDM — обеспечить единую точку ввода корпоративной НСИ, полноту, качество и однородность мастер­данных в соответствии с единой методологией, позволяющей унифицировать форматы описаний и обмена информацией. Любая прикладная информационная система, несущая на предприятие собственную базу данных НСИ, должна либо синхронизировать свои объекты НСИ с эталонными записями в MDM, либо интегрироваться с MDM­системой при условии отказа от собственных справочных данных [1].

Функционал маппирования, реализованный в MDM, позволяет связать множество дублирующих версий мастер­данных в прикладных информационных системах с эталонной записью, расположенной в базе данных MDM. Каждой версии объекта НСИ присваивается уникальный автоматически генерируемый идентификатор GUID эталонной записи из MDM­системы, по которому определяется утвержденное наименование, принадлежность к классификационной группе и набор обязательных унифицированных атрибутов. Перемещаясь из одного приложения в другое в составе электронных документов, объекты НСИ не теряют связи с базой данных MDM благодаря уникальному идентификатору GUID (рис. 3).

Рис. 3. Централизованное управление мастер-данными в среде корпоративной MDM-системы Объединения

Бизнес­цели организации, внедряющей MDM­решение:

• снижение трудоемкости кооперации подразделений организации, контрагентов и субподрядчиков за счет стандартизации форматов представления и обмена мастер­данными;
• сокращение затрат на формирование консолидированной отчетности (до 50%) за счет унификации описаний информационных объектов;
• сокращение расходов на централизованные закупки МТР на основе глобальной идентификации номенклатурных объектов;
• снижение трудоемкости управления и повышение качества мастер­данных за счет централизации и организации единой точки ввода объектов НСИ;
• снижение трудоемкости интеграции прикладных информационных систем за счет устранения перекрестного обмена мастер­данными.

Компанией ООО «ЭСДИАЙ Рисёчь» (дочерняя компания АО «ЭСДИАЙ Солюшен», резидент фонда «Сколково» с 2012 года) в рамках проекта, профинансированного фондом «Сколково», была разработана мультидоменная облачная программная платформа «Semantic MDM»™, ориентированная на методологию открытых технических словарей. Система предназначена для создания и сопровождения корпоративных информационно­технических справочников, каталогов и классификаторов. «Semantic MDM»™ поддерживает глобальную идентификацию объектов нормативно­справочной информации и реализует бизнес­процессы управления мастер­данными в рамках финансово­хозяйственной, закупочной и производственной деятельности объединений и организаций [2].

Уникальность решения заключается в реализованной объектно­ориентированной модели данных, которая позволяет сначала унифицировать всю терминологию предметной области, а затем на основе единого глоссария создавать различные объекты классификаций с произвольным набором характеристик. Объекты НСИ могут объединяться различными типами связей, которые обеспечивают возможность перемещения от одного объекта к другому в семантической сети мастер­данных. Модуль машинного обучения Machine Learning (ML), интегрированный с «Semantic MDM»™, позволяет по исходному описанию объектов НСИ автоматически определять их класс, структуру атрибутов и положение в классификационной иерархии.

Внедрение системы «Semantic MDM»™ в крупных промышленных объединениях (АО «Объединенная Двигателестроительная Корпорация», АО «НПЦ газотурбостроения «Салют», АО «Концерн «Калашников», ПАО РКК «Энергия») позволило специалистам компании создать базовое наполнение реестра атрибутов и библиотеки шаблонов, содержащее несколько десятков тысяч определений, терминов и описаний классов.

Одна из проблем внедрения MDM заключается в том, что внешние предприятия: контрагенты, субподрядчики и ЭТП, обменивающиеся информацией в электронном виде с подразделениями объединения (конструкторско­технологическая документация, паспортные данные покупных комплектующих изделий и др.), не имеют доступа к MDM­системе Объединения и ее метаданным, поэтому не могут синхронизировать свои объекты НСИ с эталонными мастер­данными, расположенными внутри корпоративной MDM (рис. 4).

Рис. 4. Отсутствие доступа внешних предприятий к корпоративной MDM-системе Объединения

Перенос метаданных из MDM на общедоступный облачный ресурс позволяет деловым партнерам синхронизировать свои мастер­данные без обращения к централизованной корпоративной системе MDM, расположенной в закрытом контуре Объединения (рис. 5).

Рис. 5. Облачный SaaS-сервис «Semantic OTD» по управлению метаданными корпоративной MDM

Для такой синхронизации необходимо произвести маппинг между метаданными из SaaS­сервиса («Semantic OTD») и описанием мастер­данных во внешних информационных системах (ИС). В этом случае все объекты НСИ внешних ИС, переданные в информационный контур Объединения, будут опознаны и идентифицированы в среде корпоративной MDM благодаря синхронизации с едиными метаданными.

За методологию, регламенты ведения, актуализацию и качество метаданных, расположенных в SaaS­сервисе, отвечают эксперты­онтологи Объединения, за реализацию маппинга — специалисты внешних предприятий, имеющие право доступа к облачному сервису и возможность подачи заявок на включение в реестр атрибутов и библиотеку шаблонов новых концептов.

Компания ООО «ЭСДИАЙ Нормализация» (дочерняя компания АО «ЭСДИАЙ Солюшен», резидент фонда «Сколково» с 2022 года) реализует сколковский проект «Semantic OTD», посвященный кросс­отраслевой кооперации промышленных предприятий на основе методологии открытых технических словарей, интегрированных с системами класса MDM. Предоставление свободного доступа к облачному SaaS­сервису «Semantic OTD» позволит смежным предприятиям свободно обмениваться данными между различными прикладными информационными системами в процессе их взаимодействия.

Выводы

Стандартизация описаний объектов промышленного производства является основой кооперации интегрированных структур и продвижения выпускаемой продукции на отечественном и зарубежных рынках. Задача централизованного управления корпоративными мастер­данными в проекте создания цифрового производства в России носит инфраструктурный, платформенный и инновационный характер.

Интеграция SaaS­сервиса по ведению метаданных НСИ и централизованных MDM­систем различных объединений создает предпосылки для реализации эффективной межотраслевой и межгосударственной кооперации и может стать драйвером продвижения темы стандартизации корпоративных мастер­данных в промышленном производстве и государственном управлении.

Литература:

1. Андриченко А.Н. Управление корпоративными мастер­данными в промышленных холдингах и корпорациях. Станкоинструмент // 2016. № 4. С. 72­79.
2. Андриченко А.Н. «Semantic MDM» как основа цифровой трансформации отечественного промышленного производства // САПР и графика. 2019. № 5. С. 18­23.
3. Карнаушкин Ю.В., Ларионова Ю.В. Российский открытый технический словарь. Включение и регистрация к