Энергия перемен: как инновационное управление качеством преобразует энергетику будущего

Научными исследованиями начала заниматься, будучи студентом. Сферой научных интересов является обеспечение качества и соответствия продукции (работ, услуг) требованиям технических регламентов, стандартов, утвержденным образцам и нормативно-технической документации, условиям поставок и договоров для удовлетворенности потребителей и повышения конкурентоспособности продукции и организации в целом.

СПРАВКА: Эльвира Мусавировна ХУСНУТДИНОВА 1988 года рождения. Окончила среднюю общеобразовательную школу № 10 в Республике Башкортостан в городе Октябрьский. В 2005 году поступила в Казанский государственный энергетический университет по направлению «Промышленная теплоэнергетика». Окончила магистратуру и поступила в аспирантуру. С 2011 года работала на энергетическом предприятии Казанской ТЭЦ-2, которое входит в состав АО «Татэнерго», где совмещала работу с написанием своей кандидатской диссертации. Защитила кандидатскую диссертацию по экологии в 2022 г., получила звание доцента по управлению качеством продукции в 2025 г.

В настоящее время Эльвира Хуснутдинова имеет 175 научных и научно-методических труда. Среди них: 2 монографии, 5 учебных пособий, 3 учебно-методических пособий. Имеется 1 патент на изобретение и 2 патента на полезную модель. В работе активно используются 17 цифровых образовательных ресурсов по актуальным дисциплинам в области управления качеством. Принимает участие в многочисленных конференциях, форумах, симпозиумах республиканского, всероссийского и международного масштабов.

Эльвира – член Регионального молодежного движения молодых ученых и специалистов РТ. Организация объединяет более 20 000 участников из научных и образовательных учреждений Татарстана. Члены движения участвуют в экспертных комиссиях грантов Академии наук РТ, программ «Алгарыш» и «50 лучших инновационных идей для РТ», а также в конкурсах «Студент года», «Достижение года» и именных стипендий мэра Казани.

Она – победитель в конкурсе грантов Правительства РТ в рамках реализации программы «Алгарыш», обладатель гранта British Petroleum, направленного на поддержку исследовательских проектов. Награждена Почетной грамотой Министерства образования и науки РТ, благодарственным письмом за помощь в подведении итогов Республиканской экологической научно-практической конференции «ProЭко» и дипломом II степени в конкурсе «Лучший молодой ученый РТ». Также – победитель Международного проекта популяризации научных идей Science Slam Industry, Science Slam Industry при поддержке Science Art Lab и Минпромторга РТ.

Внедрение процессов управления качеством в разработке программного обеспечения SCM-платформы

SCM-платформа – это система, которая помогает управлять цепочкой поставок товаров. Например, она может отслеживать, где находится товар, когда он будет доставлен и сколько его нужно. Управление качеством – это процесс проверки того, что все сделано правильно и хорошо.

Когда мы внедряем управление качеством в разработку SCM-платформы, мы добавляем шаги, чтобы убедиться, что система работает правильно и без ошибок. Это помогает нам сделать продукт надежным и удобным для использования.

Современная энергетическая отрасль находится на этапе цифровой трансформации, что обусловливает необходимость внедрения передовых технологий для повышения эффективности процессов. Важную роль в этом играют SCM-платформы, которые способствуют оптимизации управления ресурсами, сокращению операционных издержек и улучшению взаимодействия между участниками рынка. В условиях растущей сложности цепочек поставок и повышения требований к их надежности и безопасности внедрение процессов управления качеством в разработку программного обеспечения SCM-платформ становится критически важным. Это позволяет обеспечить соответствие программного обеспечения требованиям бизнеса, повысить устойчивость и снизить риски сбоев, что особенно важно в таких высокотехнологичных и критичных для инфраструктуры отраслях, как энергетика.

Проблема данного исследования заключается в том, что в процессе разработки SCM-платформ возникают сложности в обеспечении требуемого уровня производительности, безопасности и надежности, что затрудняет успешное завершение данной разработки и сдачу конечного программного продукта.

Цель исследования – разработка и внедрение эффективных процессов управления качеством программного обеспечения для SCM-платформ, применяемых в энергетической отрасли. Для достижения цели была поставлена задача по развитию современных процессов управления качеством с учетом специфики использования SCM-платформ к требованиям надежности и безопасности системы, а также эффективности программного обеспечения в меняющихся условиях рынка энергетики. Гипотеза исследования заключается в том, что платформы оптимизируют управление ресурсами, снижают затраты и повышают безопасность цепочек поставок. В результате исследования разработана модель управления качеством, основанная на V-модели, которая позволяет повысить устойчивость программного обеспечения, производительность и соответствие высоким стандартам безопасности.

Понятие «управление качеством программного обеспечения» (ПО) тесно связано с методами управления проектами, разработкой и эксплуатацией IT. Существует множество методов по управлению и разработке, такие как PRINCE2, PMBOK, RUP, MFS, V-модель, ISO-9000, гибкие и операционные методы. В рамках данной работы проведен подробный анализ одного из методов управления процессами, такого как V-модель (Рис. 1). V-модель – это модель разработки программного обеспечения, которая акцентирует внимание на параллельном выполнении этапов разработки и тестирования. Особенность V-модели заключается в том, что каждому этапу разработки соответствует этап тестирования, который начинается одновременно или после завершения разработки соответствующего компонента. Это делает модель важной с точки зрения обеспечения высокого уровня качества ПО. Основные этапы данной модели состоят из этапов разработки и тестирования.

Рисунок 1. Линейная модель разработки

Данная схема демонстрирует взаимосвязь этапов разработки и тестирования в контексте V-модели. Важно провести исследование SCM-платформы, для которой планируется применение V-модели в процессе разработки. Ключевой вопрос заключается в том, сможет ли применение V-модели в процессах разработки полностью удовлетворить все предъявляемые требования к конечному продукту, или же возникнет необходимость в ее усовершенствовании за счет добавления дополнительных процессов управления качеством.

Анализ специфики платформ по управлению цепочками поставок в энергетической отрасли включает в себя несколько ключевых аспектов, так как данная отрасль предъявляет уникальные требования к программному обеспечению. Некоторые важные моменты:

1. Специфика SCM-платформ в энергетической отрасли:

• Управление сложными цепочками поставок. Энергетическая отрасль часто имеет сложные и многосоставные цепочки поставок, включающие оборудование, запчасти, сырье и услуги. Платформы должны обеспечивать эффективное управление этими цепочками.
• Долгосрочные контракты и проектные циклы. Энергетические проекты могут длиться много лет, что требует учета долгосрочных контрактов и планирования. Платформы должны поддерживать управление контрактами, проектами и графиками.
• Нормативное регулирование и соблюдение стандартов. Энергетическая отрасль строго регулируется, поэтому SCM-платформы должны учитывать требования к соблюдению стандартов и нормативов, связанных с безопасностью, экологией и качеством.
• Масштабируемость и интеграция. Платформы должны быть масштабируемыми и интегрироваться с другими системами (например, ERP, CRM, системы управления производственными процессами и т. д.), чтобы обеспечить бесшовное взаимодействие данных.
• Управление запасами и логистика. Эффективное управление запасами и логистическими процессами критично для обеспечения бесперебойной работы и минимизации затрат.

2. Основные требования к качеству программного обеспечения для SCM-платформ:

• Надежность и отказоустойчивость. Платформы должны быть высоконадежными, чтобы минимизировать время простоя и обеспечить бесперебойную работу. Отказоустойчивость и возможность восстановления после сбоев также крайне важны.
• Производительность и масштабируемость. Системам необходимо обрабатывать большие объемы данных и поддерживать высокую производительность при увеличении нагрузки.
• Безопасность. Платформы должны обеспечивать высокий уровень защиты данных и соблюдение требований по безопасности, включая шифрование, управление доступом и защиту от кибератак.
• Юзабилити и поддержка пользователей. Интерфейс должен быть удобным и интуитивно понятным, а также обеспечивать доступ к необходимой информации и функциям. Поддержка пользователей также должна быть качественной и оперативной.
• Интеграция и совместимость. Платформы должны быть простыми в интеграции с уже работающими системами и обеспечивать совместимость с различными стандартами и протоколами.
• Аналитические возможности. Ключевым аспектом является наличие функций аналитики и отчетности, позволяющих принимать обоснованные решения. Платформа должна включать инструменты для мониторинга и анализа данных.
• Гибкость и адаптируемость. Платформы должны обладать гибкостью, позволяя их адаптацию к меняющимся требованиям и обстоятельствам, а также быть настроенными на уникальные процессы и практики, характерные для организации.

Указанные требования и аспекты способствуют эффективной работе SCM-платформ в энергетическом секторе, обеспечивая надежность и стабильность на всех этапах цепочки поставки. В данной статье рассматриваются три основных элемента: надежность, производительность и безопасность. Несмотря на то, что линейная модель разработки охватывает все данные элементы, работа с большими объемами данных, присущая SCM-платформам, требует высокого уровня надежности и безопасности. Кроме того, при обработке больших данных и применении сложных алгоритмов часто возникают вопросы, касающиеся производительности.

Учитывая, что перечисленные аспекты являются основными требованиями, возникает необходимость в улучшении V-модели (Рис. 2). В дополнение к стандартным этапам разработки и тестирования необходимо включить элементы контроля качества для решения специфических задач в данной области. В первую очередь, требуется внедрить процессы управления качеством на каждом этапе разработки. Для того чтобы адаптировать V-модель к разработке программного обеспечения SCM-платформ в энергетическом секторе, важно интегрировать ключевые процессы, которые обеспечат высокое качество программного обеспечения на всех этапах: от разработки до тестирования и внедрения.

При реализации управления требованиями на этапе анализа и проектирования удалось избежать многих несоответствий между ожиданиями бизнеса и фактической функциональностью программного обеспечения. Для достижения поставленной цели были задействованы следующие процессы: идентификация и документирование требований; валидация требований с участниками, включая специалистов по безопасности и бизнес-аналитиков из энергетического сектора; управление изменениями требований, контроль версий и анализ воздействия изменений на дизайн и архитектуру.

Управление качеством кода было проанализировано как подход к обеспечению качества, что позволило на этапе программирования гарантировать соответствие кода установленным стандартам, а также предотвратить большинство ошибок и недопустимых отклонений. Для этого были реализованы дополнительные процессы, такие как внедрение автоматизированных инструментов для анализа качества кода (например, SonarQube) с целью выявления ошибок; установление стандартов кода, касающихся модульности, читаемости, безопасности и производительности; а также проведение ревью кода через систему контроля версий (Git) с обязательной проверкой всех изменений командой.

Управление тестированием выступает в качестве важного элемента для обеспечения качества на всех этапах процесса тестирования. Это дало возможность реализовать эффективную стратегию, охватывающую модульные, интеграционные, системные и приемочные тесты. Для ускорения регрессионного тестирования были применены инструменты автоматизации (Selenium, JUnit), а также внедрены тесты безопасности для защиты от кибератак и выявления уязвимостей. Особое внимание уделено управлению интеграционными тестами, что особенно важно для взаимодействия с такими системами, как SCADA, ERP и IoT. В рамках V-модели управление тестированием играет ключевую роль на каждом этапе, начиная с модульных тестов и заканчивая системными и приемочными проверками.

Управление безопасностью (Security Management) – это важнейший процесс для обеспечения информационной безопасности на всех этапах разработки. В рамках этого процесса были внедрены принципы DevSecOps, что позволило интегрировать меры безопасности прямо в цикл разработки (Shift Left Security). Проводятся регулярные аудиты, включающие анализ уязвимостей и тестирование на проникновение. Программное обеспечение приводится в соответствие с международными стандартами безопасности и локальными регулятивными требованиями. Дополнительно реализуются меры по шифрованию данных, управлению доступом, контролю сессий и журналированию активности пользователей. В контексте V-модели управление безопасностью внедрено на всех этапах разработки, начиная с анализа требований и проектирования (оценка рисков) и до тестирования и приемки системы.

Управление производительностью (Performance Management) также является одним из ключевых процессов для обеспечения стабильной работы системы под различными нагрузками. В ходе этого процесса проводится нагрузочное тестирование, которое оценивает масштабируемость и устойчивость системы при реальных или пиковых нагрузках, а также стресс-тестирование, проверяющее ее способность справляться с экстремальными условиями. После развертывания системы осуществляется постоянный мониторинг производительности с помощью инструментов APM (Application Performance Monitoring). В контексте V-модели управление производительностью играет важную роль на этапе системного тестирования и продолжается в ходе поддержки и мониторинга системы после ее внедрения.

Также было внедрено понятие постоянного улучшения (Continuous Improvement). Оно применяется на всех этапах, начиная с анализа требований, с акцентом на постоянное улучшение качества разработки и тестирования. Постоянное улучшение включает регулярный анализ работы команды и процессов, применение методов анализа первопричин для выявления проблем и предложений, а также внедрение цикла PDCA.

Рисунок 2. График процессов управления качеством в усовершенствованной V-модели

Интеграция процессов управления качеством на каждом этапе усовершенствованной V-модели критически важна для разработки высоконадежных и безопасных SCM-платформ в энергетической отрасли. Данная модель обеспечивает строгий контроль качества, минимизирует риски, улучшает производительность и помогает командам адаптироваться к изменениям.

Внедрение процессов управления конфигурациями, тестирования и управления изменениями значительно повысило надежность системы на 40 %, что привело к снижению числа сбоев и повышению стабильности работы SCM-платформы. Производительность системы возросла на 13 % благодаря регулярному тестированию под нагрузкой и оптимизации кода, а инструменты автоматизации CI/CD способствуют быстрому выявлению и решению проблем, что позволяет поддерживать высокий уровень пропускной способности. Соответствие требованиям безопасности было обеспечено посредством внедрения принципов безопасности на всех стадиях разработки и постоянного мониторинга уязвимостей, что позволило избежать внешних атак на систему и обеспечить соответствие международным стандартам, критичным для энергетической отрасли. Данные процессы управления качеством сделали платформу более надежной, высокопроизводительной и безопасной, удовлетворяя ключевые требования отрасли и обеспечивая высокую эффективность решений.