На «цифровом» приводе

Согласно плану мероприятий «Национальной технологической инициативы» (НТИ), утвержденной на заседании президиума Совета при Президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию страны, принятой 14 февраля 2017 года, в 2035 году Россия сможет войти в десятку лучших стран мира по внедрению передовых производственных технологий.

Дорожная карта НТИ подразумевает, что крупные отечественные компании с капитализацией более $ 10 млн смогут поставлять технологии и комплексные решения для производств 4.0 на глобальном рынке. Доля России на целевом рынке услуг конструирования и инжиниринга фабрик будущего через 18 лет может вырасти до 1,5 процентов (свыше $10 млрд), а объем экспорта продукции, полученной с использованием цифровых технологий, — до 800 млрд руб. Также запланировано создание 40 фабрик будущего, 25 испытательных полигонов и 15 экспериментально-цифровых центров сертификации.

Российская авиационная отрасль логично встраивается в заявленные программные требования, откровенно демонстрируя свои слабые и сильные стороны. Так, имея огромный потенциал по ремонту и модернизации воздушных судов, а также хороший задел по производству авиатехники (третье место в мире), она отстает по производству компонентов (седьмое место). Такое отставание можно считать критичным, так как добавочная стоимость компонентного производства гораздо выше, чем у окончательной сборки. Это значит, что доведя производство компонентов до уровня создания авиатехники, отечественная промышленность может обеспечить самую настоящую революцию. И тут без цифровизации никуда. Но как сделать промышленность цифровой?

Новинка за два года

К примеру Airbus, один из лидеров авиастроения на мировом рынке, использует ИТ и технологические инновации для оптимизации производства, в том числе — концепцию так называемой цифровой фабрики. Компьютерная симуляция позволяет компании заранее подобрать необходимые материалы и инструменты, подробно планировать производственные процессы, выбрать наиболее безопасные и удобные пути производства и тем самым снизить общую стоимость разработки проекта. В свою очередь все партнеры, задействованные в разработке и производстве воздушного средства, регулярно отправляют данные об изменениях в конфигурации. Так при проектировании авиалайнера А350 унифицированное программное обеспечение применяется на всех этапах работы. Сюда входит управление финансами, регуляция рабочего цикла, призванная снизить травматичность производства и повысить производительность труда, проектирование, работа над композиционными материалами и прочее.

3D-моделирование, 3D-печать обратили на себя внимание авиастроителей во всем мире. К примеру, авиадвигателестроительное подразделение Rolls-Royce рассматривает возможность использования 3D-принтеров для создания легких компонентов авиационных двигателей на стадии проектирования, исследования и создания прототипов. Для аэрокосмической отрасли 3D-печать привлекательна быстротой проектирования деталей. Разработка обычными средствами может длиться до 18 месяцев: еще до создания образца встает вопрос о выборе средств и методов механической обработки. А 3В-печать — практически мгновенный процесс. И примеры подобного подхода к делу достаточно показательны.

Оптимизация производства подразумевает использование роботов, считают в компании Boeing. Американская корпорация спроектировала и передала для производства компании Mukilteo робота FlexTrack, способного сверлить отверстия в панелях фюзеляжа. В результате Boeing «убила» сразу множество «зайцев»: отпала необходимость сверлить вручную, повысились безопасность и производительность труда, стало меньше дефектов типа смещенных отверстий и следов обработки. «В тот день, когда мы открыли упаковку и выпустили их на поверхности самолета… Мы улучшили качество отверстий на 93 процента», — сообщил Джейсон Кларк, директор по производству 777 Boeing.

Все это вместе взятое вполне может привести к решению задачи, которую ставят перед собой ведущие мировые разработчики — сократить срок от идеи нового воздушного судна до первого вылета до двух лет.

Что нужно для технологической революции

Не секрет, что России переход к цифровой экономике дается с трудом. Проблема в том, что у страны нет глобальных цифровых платформ, нет и достаточного числа компаний, работающих на новых высокотехнологичных рынках. В результате цифровизация производственно-технологических процессов порой сводится к информационно-коммуникативным технологиям, финансам, торговле и некоторым секторам услуг, что не может стать основной движущей силой технологического развития. Обычный интернет и big data еще не индустрия 4.0, а всего лишь драйверы, которые включаются в общую концепцию четвертой промышленной революции.

Для обеспечения эффективного перехода к новому индустриальному укладу государству необходимо на межотраслевом уровне построить инфраструктуру цифрового взаимодействия всех субъектов промышленного производства, быстро и системно сдвинуть всю экономику в зону цифровизации, определяя отдельный темп для каждой отрасли. Это позволило бы объединить технологии и сервисы, востребованные субъектами промышленного производства и потребителями продукции. Таким образом, двигаясь от частного к общему, от отрасли к общегосударственной экономике, вполне возможно обеспечить выполнение задач «Национальной технологической инициативы».

Задел, который имеет отечественная авиационная отрасль для выполнения задач «Национальной технологической инициативы» довольно приличный. В России методы математического моделирования применяются при разработке новой авиационной техники уже более 10 лет. Так Московский вертолетный завод имени М. Л. Миля для проектирования и производства вертолетной техники активно использует цифровые технологии Siemens PLM Software, на выбор которых повлияли и предпочтения серийных заводов холдинга «Вертолеты России».

Чужие решения? После адаптации, пожалуйста

«Принятые на вооружение решения NX и Teamcenter позволили нам вести разработку вертолетной техники в рамках концепции цифрового проекта, и сейчас холдинг «Вертолеты России» мотивирует серийные заводы идти тем же путем.

«Сегодня мы готовы делиться с нашими коллегами по холдингу теми организационно-техническими решениями и подходами к PLM, которые опробованы и отлажены на „МВЗ имени М. Л. Миля“, помогать им правильно выстраивать процессы», — говорит исполнительный директор МВЗ имени М. Л. Миля Михаил Короткевич.

Партнером по внедрению решений NX и Teamcenter — системы компании Siemens PLM Software, предназначенной для управления инженерными данными и производственными процессами на всем протяжении жизненного цикла изделия, стала компания ЛАНИТ ‒ один из опытнейших партнеров Siemens PLM Software в Европе.

«ЛАНИТ, в отличие от других претендентов, предложила нам понятную и подтвержденную практическим примером концепцию внедрения решений», ‒ рассказывает С. С. Воробьев, директор службы информационных технологий МВЗ имени М.Л. Миля.

Однако авиапром при использовании нового для себя решения столкнулся с рядом проблем, одна из которых — обеспечение кибербезопасности. Как пример новая концепция Mindsphere — «умных станков» компании Siemens. Идея действительно интересная, но клиенты не сильно хотели переходить на ее использование. Они опасались, что при таком уровне цифровизации конкуренты смогут легко прочитать их планы. После этого за дело взялись «Лаборатория Касперского» и ИТЭЛМА, активно отработав вопросы кибербезопасности. В результате продукт Siemens стал абсолютно безопасным, потому что позволяет создать текущий цифровой образ станка и при этом полностью защитить его, то есть обеспечить безопасность и конфиденциальность его работы, оторвав от среды, для чего «Касперский» применяет свои новые коды безопасности.

На основе цифрового взаимодействия

Очевидно, что для создания корпорации конкурентоспособной на мировом рынке необходимо, чтобы и ОКБ, и работающие с ним в связке серийные заводы осваивали новые технологии. В результате корпорация получит возможность не только разработать электронный макет, но и реализовать его с помощью современного оборудования, воспринимающего цифровую информацию, что позволит сделать первые шаги к созданию единой «цифровой фабрики» производства воздушных судов.

Проект «цифровой фабрики» успешно реализуется на примере холдинга «Вертолетов России» и его смежников. Так в августе нынешнего года стало известно, что на цифровое производство переходит Московский машиностроительный завод «Вперед», лидер в производстве рулевых винтов и лопастей к ним для вертолетов семейства «Ми». Предприятие завершило проект по внедрению промышленного Интернета вещей на производстве. Его станочный парк теперь подключен к российской системе мониторинга промышленного оборудования «Диспетчер», разработанной компанией «Цифра», которая собирает объективные данные о работе промышленного оборудования в режиме реального времени. Это позволяет проводить всесторонний анализ производственной деятельности и принимать своевременные управленческие решения. Мониторинг дает предприятию подробную информацию о загрузке оборудования, работе каждого станка, процессе производства любой детали. Кроме того, оцифровка данных со станков позволила импортировать их в систему планирования производства.

«Внедрение системы „Диспетчер“ позволило нам получить новый инструмент для более эффективного управления производством. Сейчас подключено 120 станков, а в цифровые рабочие процессы вовлечены более 70 процентов штата: это и операторы станков, и руководители цехов, и руководство предприятия», — сообщил технический директор АО «ММЗ «Вперед» Александр Писарев.

По-настоящему цифровой

Если говорить о законченном цикле проектирования и производства, то пилотным проектом по созданию и производству вертолетов с использованием информационных технологий холдингом «Вертолеты России» стал Ка-226Т. Его разработка велась полностью в виртуальном пространстве, что позволило вдвое снизить риски и затраты как на саму разработку вертолета, так и на внесение изменений при последующей модернизации машины.

Разработчик вертолета, АО «Камов», подготовил полный пакет конструкторской документации, включая цифровые модели деталей и агрегатов, а также трехмерные модели готовых вертолетов. В настоящий момент в части реализации проекта конструкторское бюро и серийное производство на Улан-Удэнском авиационном заводе получили единую информационную систему с возможностью онлайн-связи. Таким образом, предприятие не только имеет круглосуточный доступ к актуальной конструкторской документации, но и возможность связи с разработчиком для обсуждения моделей в связи со спецификой производства. В дальнейшем единая система позволит всем участникам проекта отслеживать и контролировать производство вертолетов на каждом этапе.

«Проект Ка-226Т — это первый опыт предприятий холдинга по созданию новой модификации вертолета с использованием исключительно программного обеспечения. Цифровизация позволила сократить время на разработку машины, а за счет создания 3D-моделей — повысить точность проработки узлов и агрегатов вертолета. Это позволило создать современную и качественную машину, которая по совокупным летно-техническим и другим характеристикам существенно превосходит западные аналоги», — заявил генеральный директор холдинга «Вертолеты России» Андрей Богинский.

У вертолетной отрасли России есть все шансы стать одним из ключевых элементов, позволяющим стране в 2035 году войти в мировую десятку лучших по внедрению производственных технологий. Созданные 40 фабрик будущего, 25 испытательных полигонов и 15 экспериментально-цифровых центров сертификации позволят обеспечить эффективный переход к новому индустриальному укладу, объединяя технологии и сервисы, востребованные субъектами промышленного производства и потребителями продукции.

Партнеры АВИ