Повышение качества и надежности строящихся кораблей и судов – задача постоянная как для Министерства обороны России и командования ВМФ, так и для конструкторских бюро и судостроительных предприятий. Внедрение цифровых технологий на производствах позволит достичь нового уровня качества, а также приведет к снижению затрат и сокращению сроков сдачи образцов.
В эксклюзивном интервью журналу НОЗС своим видением непростого процесса цифровизации поделился Яков Дмитриевич Бережной, руководитель направления полного жизненного цикла кораблей Департамента ГОЗ АО «Объединенная судостроительная корпорация» (ОСК).
В январе 2020 года на совещании по вопросам перспективного развития Военно-морского флота президент России Владимир Путин отметил, что подходы к проектированию и строительству кораблей изменились, и призвал «включать в тактико-технические задания на перспективные корабли и суда ВМФ требования о разработке и приемке электронной конструкторской документации на базе цифровой модели корабля».
Яков Дмитриевич Бережной,
руководитель направления полного жизненного
цикла кораблей Департамента ГОЗ
АО «Объединенная судостроительная корпорация»
(ОСК)
– Яков Дмитриевич, насколько на сегодняшний день осуществим этот призыв? Есть ли вопросы, требующие дополнительной проработки?
– Требование о внедрении цифровых технологий в практику создания и эксплуатации высокотехнологичных образцов ВВСТ, к которым, в первую очередь, относятся корабли и суда ВМФ, – важнейшее требование времени, и не случайно такой призыв прозвучал от президента России. Эта задача вполне осуществима в рамках реализации национальной программы «Цифровая трансформация», утвержденной указом Президента Российской Федерации от 21.07.2020 г. №474.
Однако записать требование в ТТЗ – это только часть, и не самая большая, мероприятий по внедрению цифровых технологий. В настоящее время в ТТЗ на все вновь разрабатываемые корабли и суда ВМФ предусматривается требование о разработке и приемке конструкторской документации в виде модели данных (цифровой модели). В ТТЗ подробно не описать процесс внедрения, а при согласовании появляются разные варианты исполнения. Именно поэтому необходимо единое понимание сути цифровой модели.
Для этой цели в первоочередном порядке должна быть разработана единая нормативно-правовая база для предприятий и организаций ОПК и органов военного управления государственного заказчика, устанавливающая определение цифровой модели, порядок ее разработки, согласования и приемки для всех образцов и составных частей ВВСТ, поставляемых в рамках кооперации. Прежде всего необходим государственный военный стандарт ГОСТ РВ Цифровая модель образца или составной части ВВСТ. Однако в настоящее время, по имеющейся информации, разработка такого стандарта в рамках действующих программ стандартизации не предусматривается.
– Внедрение цифровых моделей кораблей позволит значительно ускорить работу на всех этапах жизненного цикла изделия. Как вы оцениваете необходимость привлечения к этой работе Министерства обороны РФ?
– Крайне важный и очень правильный вопрос. Органы военного управления (ОВУ) Минобороны России (ВП Минобороны, НИИ, главкоматы) должны не только участвовать в этом процессе, но и руководить им. Основные требования к цифровизации определяются государственным заказчиком. Иначе процесс цифровизации станет «вялотекущим» и конечной цели не достигнет. Именно ОВУ активно участвуют в согласовании, контроле и приемке выполняемых работ в цифровом формате, и без участия ОВУ никакая цифровизация невозможна.
Однако участие ОВУ Минобороны России в этом направлении явно недостаточно, и требуется его активизация. Так, например, для приемки и утверждения КД в виде цифровой модели ОВУ должны иметь соответствующие программно-технические средства, которые в настоящее время отсутствуют. Кроме того, ОВУ необходимо определить порядок учета цифровой модели, ее длительное хранение и поддержание в период хранения.
– Возможен ли полный отказ от конструкторской документации «в бумаге»?
– Главную цель внедрения цифровых технологий в производство составляет снижение затрат, сокращение сроков и повышение качества образцов ВВСТ, особенно для наукоемких и технологически сложных образцов с длительным циклом изготовления. В связи с этим отказ от конструкторской документации «в бумаге» – не самоцель. На первом этапе цифровизации фрагментарное применение КД в бумажном виде для особо сложных сборочных узлов будет возможным, на втором этапе цифровой трансформации скорее всего необходимость применения КД в бумажном виде станет постепенно уменьшаться.
Одна из проблем внедрения цифровых технологий на судостроительном предприятии – экономическое стимулирование цифровизации. Его сегодня нет. Проиллюстрировать это можно нашими взаимоотношениями с конструкторскими бюро. Не всегда удается обеспечить экономическую заинтересованность в налаживании таких отношений. Они нам говорят: «Мы контракт выполнили, а вы стройте». И наши предложения по цифровизации зачастую не соответствуют их экономическим интересам. В результате цифровую модель одного из изделий мы создавали своими силами и за свой счет. Конструкторское бюро сегодня не всегда заинтересовано работать с цифровыми моделями
Семен Брындин, начальник отдела развития производственной системы АО «СНСЗ»
– Какие трудности в процессе цифровизации возникают в связи с требованиями обеспечения информационной безопасности?
– Учитывая то, что база данных образцов ВВСТ составляет, как правило, государственную тайну, требования информационной безопасности накладывают существенные ограничения. Обеспечение безопасности обязательно требует применения отечественного ПО, которое, по оценке разработчиков такого ПО, появится на рынке не ранее 2025 года. А 2025 год нас явно не устраивает. Но самое главное, если не основное, – это создание систем защищенной связи, которые составляют техническую основу системы управления жизненным циклом для всех его участников. В настоящее время такие системы для массового применения в организациях ОПК отсутствуют, что создает трудности для оперативного обмена данными. Такое положение особенно тревожно для предприятий ОСК, территориально расположенных от Калининграда до Владивостока и от Мурманска до Севастополя. Отсутствие защищенной информационной среды для участников жизненного цикла кораблей существенно сдерживает внедрение цифровых технологий в практику проектирования и строительства кораблей и судов.
По оценке специалистов, создание таких систем без участия федеральных органов исполнительной власти представляется крайне сложным, а в отдельных случаях – невозможным. В то же время, по имеющейся информации, в планах реализации национальной программы «Цифровая трансформация» создание защищенной информационной среды, и в первую очередь для участников управления жизненным циклом кораблей и судов, не предусматривается.
– Как вы оцениваете экономическую выгоду от внедрения цифровых технологий? На сколько в процентном соотношении можно снизить себестоимость создания изделия?
– Фрагментарное применение «цифры» на уровне отдельных подсистем не дает значимого экономического результата. Только внедрение проекта «Цифровая верфь» в полном объеме (внедрение сквозных цифровых технологий, в том числе «цифровых двойников») позволит достигнуть максимального технико-экономического результата порядка 15–20%.
– Расскажите подробнее о процессе внедрения в ОСК типовой структуры цифровой верфи на заводах.
– Уровень внедрения цифровых технологий в высокотехнологичное производство (а судостроительная верфь – одно из самых высокотехнологичных производств) очень низкий и в настоящее время составляет порядка 15–20%. Отсюда вытекает задача в кратчайшие сроки реализовать проект «Цифровая верфь», который предусматривает создание и функционирование интегрированной системы управления процессами строительства (ИСУПС) кораблей и судов (унифицированная цифровая платформа) в цифровом формате. ИСУПС функционально объединяет около десятка подсистем: управление производством, основными производственными фондами, межзаводской кооперацией, трудовыми ресурсами, экономикой и финансами, бухгалтерией, контроль качества, управление рисками и другие. По сути, это и есть интернет вещей, сквозные технологии в производстве.
Структура системы управления жизненным циклом. Протокол ВПК РФ от 28.08.2013 г. № 7
Учитывая тот факт, что цифровизация упомянутых производственных процессов требует значительных финансовых средств, которые оказываются «неподъемными» для отдельного предприятия, а также то, что структура верфей Группы ОСК примерно одинакова, возникает необходимость в создании типовой структуры и ее дальнейшей доработки для конкретного предприятия с учетом его особенностей. При таком подходе достигается экономия финансовых средств и времени для реализации проекта «Цифровая верфь» на предприятиях Группы ОСК.
Однако для реализации проекта «Цифровая верфь» необходимо отечественное программное обеспечение «тяжелого класса», которое, как было сказано ранее, появится на отечественном рынке не ранее 2025 года. Кроме того, как упомянуто выше, требуются системы защищенной связи, обеспечивающие режим удаленного доступа к цифровой модели всех участников управления жизненным циклом и защиту сведений, составляющих государственную тайну. В настоящее время такие системы отсутствуют. Таким образом, существующее положение не способствует внедрению цифровых технологий в судостроительной отрасли, существенно сдерживая выполнение требований государственного заказчика.
Корабль противоминной обороны «Петр Ильичев» проекта 12700
– В 2017 году сообщалось, что Средне-Невский судостроительный завод (СНСЗ, входит в ОСК) потратит порядка 350 млн рублей на создание базы данных и «цифровых двойников». Расскажите, каких успехов достигло предприятие и можно ли тиражировать этот опыт на другие компании ОСК?
– Предприятия Группы ОСК по техническому и технологическому оснащению, кадровому обеспечению и другим показателям разные. Но в силу разных причин СНСЗ входит в группу лидеров по цифровизации производства. Безусловно, этот опыт учитывают и другие предприятия. Однако тиражирование такого опыта сдерживается отсутствием отечественного ПО. В процессе внедрения цифровых технологий крайне важна также и господдержка, без которой никак не обойтись.
В последнее время ученые, промышленные предприятия и министерства, госзаказчики и другие участники жизненного цикла кораблей активно рассматривают вопрос применения цифровых двойников в целях создания и эксплуатации образцов ВВСТ. Следует понимать взаимосвязь между цифровой моделью и цифровым двойником. В общем и сжатом виде цифровая модель – это электронная конструкторская документация, разработанная на этапе проектирования в виде модели данных (в том числе и 3D модель), в соответствии с которой осуществляется подготовка производства и изготовление образца. Именно цифровая модель позволяет перенести центр тяжести НИОКР на этап проектирования, существенно сократив затраты и сроки при изготовлении образца.
При этом этап испытаний осуществляется в натурном исполнении, что долго и дорого. На этом этапе появляются цифровые двойники, которые позволяют при определенных условиях заменить натурные испытания виртуальными и получить качественный образец.
Процессы цифровизации в отдельно взятых КБ или верфях внедрялись еще до создания самой ОСК, в связи с чем входящие в нее организации имеют разное программное и аппаратное обеспечение. В самой ОСК на этот счет придерживаются мнения о целесообразности плавного перехода на единую систему, так как резкий переход может повредить уже налаженным производственным процессам
Александр Кузин, начальник сектора систем вооружения, связи и спецсистем АО «Северное ПКБ»
Таким образом, цифровая модель применяется на этапах проектирования и изготовления образца, а цифровой двойник – на этапе испытаний. Кроме того, двойник эффективно применяется в период эксплуатации для сокращения затрат на техническое обслуживание по фактическому состоянию, для обучения и приобретения персоналом навыков для управления образцом, а также для прогнозирования и предотвращения аварийных ситуаций.
СНСЗ внедрял цифровые технологии в производство в рамках реализации проекта «Цифровая верфь». К созданию базы данных цифровых моделей и цифровых двойников эти технологии отношения не имеют. Следует также учитывать, что применение цифровых двойников – это второй этап цифровизации (так называемая цифровая трансформация). При этом первым классическим этапом цифровизации выступает применение при создании и эксплуатации образцов ВВТ электронной конструкторской документации в виде цифровых моделей. Сначала должно быть реализовано «цифровое проектирование» и «цифровое производство», что в настоящее время в высокотехнологичных отраслях промышленности далеко от завершения.
Беседовала Елизавета Гуляева
©«Новый оборонный заказ. Стратегии»
№ 2 (67), 2021 г., Санкт-Петербург
