В судостроении, как и в любой другой деятельности человека, всегда лучше сделать хорошо сразу, чем много раз переделывать. Эта простая истина является негласным девизом специалистов размерного контроля, помогающих корабелам снизить количество брака при сборке корпусных конструкций и существенно уменьшить объем подгоночных работ при стыковке секций.

Исторически судостроительные предприятия стараются организовать работу по конвейерному методу: в цехах нарезается и гнется металл, из него свариваются отдельные секции, которые подаются на стапель, где из них шаг за шагом собирается корпус грозного боевого корабля. Когда деталь находится в цеху, геометрическая неточность легко устраняется "не отходя от кассы". Если же неподходящий по размерам блок уже подан на стапель, невозможность его стыковки с другими секциями превращается в производственное ЧП, ломающее стройную конвейерную структуру завода. Из-за одной не установленной на свое место секции откладывается монтаж следующих и производство встает.

Чтобы избежать этого, корпусные конструкции изначально создаются увеличенного размера, с расчетом на дальнейшую подгонку по месту. Эти припуски, достигающие размера в 30-50 мм, срезаются непосредственно перед монтажом секции рабочими стапельного цеха. Казалось бы, простая работа. Это действительно так, если речь идет, например, о листе металла метр на метр. А что, если нужно состыковать многотонные части вертолетоносца или ледовой платформы? Слово - руководителю направления технологий размерного контроля компании "Бум Техно" Владимиру Дубинке:

"Одним из способов уменьшения пригоночных операций на стапеле является так называемое дистанционное причерчивание. В этом случае припуски по обшивке и набору удаляются еще в цеху при изготовлении конструкций (секций, блоков). Контуровка в "чистый размер" происходит или по чертежу, или с учётом геометрии ранее установленных на корабле конструкций.

Показательным является пример "Севмаша" при строительстве морской ледостойкой стационарной платформы "Приразломная". Её особенностью является наличие опорного основания с габаритами 126х126х25 метров. По производственным возможностям "Севмаша" целиком изготовить его в доке было невозможно. Поэтому основание разбивалось на блоки, которые в свою очередь стыковались в суперблоки. Суперблоки перемещались в наливной бассейн, а потом выводились на акваторию предприятия. Там, на плаву, они соединялись", - рассказал специалист.


"В Научно-технологическом центре "Севмаша" разрабатывалась технология дистанционного причерчивания, которая предполагала, что на воду суперблоки спустят уже с "чистовыми" кромками и подгонка их при стыковании будет минимальной. Технология размерного контроля предполагала использование компьютеризованных электронно-оптических систем, что позволяло виртуально проверить конечную собираемость суперблоков между собой без контрольного стыкования.

К сожалению, так кардинально изменить производственный процесс тогда так и не удалось, и это сказалось в дальнейшем. Были введены забойные элементы и подгонять пришлось огромное количество вертикальных и горизонтальных металлических конструкций. Колоссальная трудоемкость", - подчеркнул Владимир Дубинка.

Понятие размерного контроля

Собранную нефтяную платформу пришвартовали к достроечной набережной "Севмаша" в далеком 2006 году. Спустя десять лет после этого редакция FlotProm обратилась в "Объединенную судостроительную корпорацию", контролирующую верфи по всей России, с вопросом: что изменилось в технологиях судостроения? Ответить на него согласился вице-президент "ОСК" по техническому развитию Дмитрий Колодяжный.

"В "Объединенной судостроительной корпорации" открывается проект, который можно условно назвать "Судометрика". Он охватывает целый блок вопросов, посвященных организации сборки кораблей и судов в так называемый "чистый размер".

Как известно, крупноблочная сборка позволяет оператору с первого раза совершенно точно попадать в этот самый "чистый размер", используя имитационное моделирование, когда блоки создаются сначала в виде моделей. Далее блок, созданный уже "в железе", предварительно контролируется бесконтактными средствами измерений. И, если обнаруживаются какие-либо отклонения от идеальной модели, то они устраняются уже механическими способами без перемещения самих блоков, которые затем сочленяются и свариваются вместе".

Говоря простым языком, применение современных технических средств размерного контроля позволяет поднести две секции корабля друг к другу всего один раз - во время стыковки. Это упрощение не просто снижает объем работы автогеном в процессе отпиливания заданных "на всякий случай" припусков. Размерный контроль экономит на стапельном этапе драгоценное время строительства корабля и дает возможность руководству предприятия гораздо точнее рассчитывать сроки выполнения заказа.

От прошлого к будущему

Когда в России появились такие технологии? Владимир Дубинка уверяет, что они далеко не новы, но широко заговорили о них лишь в последние годы.

- Я долгое время работал на "Севмаше": сначала мастером в цеху, потом - в созданном на базе завода научно-технологическом центре. Там разрабатывали всевозможные технологические новинки - порошковую металлургию, лазерную обработку и прочее. На рубеже 80-х и 90-х годов сформировалось направление по созданию некой измерительной системы, предназначенной для будущей постройки АПЛ проектов "Борей" и "Ясень".

- Что это за измерительная система?

- Представим себе некий объект, к примеру, корабль, который мы хотим измерить целиком или частично. Устанавливаем прибор, который измеряет расстояния и углы до точек на корпусе. Задача состоит в том, чтобы привести все измерения в единую систему координат.

- То есть создавался программный продукт?

- Да. Была создана отечественная программа. Тогда еще Windows не было, поэтому делали ее под DOS. С помощью нее решались конкретные задачи на "Севмаше". Мы создали метод, но целью было определить сферы применения и преимущества использования этого метода.

- Какие измерительные приборы задействовались в работе?

- Применялись теодолиты и тахеометры (геодезические инструменты для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов - ред.). Принцип состоит в том, что измерительная система зависит не столько от конкретных аппаратных элементов, сколько от взаимосвязи между ними. Сегодня координатные методы измерений можно реализовывать на основе тахеометров, трекеров и сканеров (лазерных измерительных приборов - ред.). Можно соединить показания двух тахеометров, или тахеометра и трекера одновременно. Система от этого не меняется.

- Какое оборудование используют сегодня российские предприятия?

- "Адмиралтейские верфи", "Балтийский завод", "Северная верфь", "Севмаш", Центр судоремонта "Звездочка", "Выборгский судостроительный завод" в корпусных операциях применяют в основном тахеометры, лазерные сканеры, изредка - трекеры.

В "Объединенной судостроительной корпорации" считают, что за технологиями уже упомянутой "Судометрики" - будущее. Вице-президент корпорации Дмитрий Колодяжный пояснил, что они позволяют даже визуализировать в реальном времени место, которое в перспективе должна занять подаваемая на стапель деталь.

"Применение новых технологий позволяет устанавливать многотонные блоки буквально с первой попытки и с весьма высокой точностью. При этом используется такая функция, как подсветка мест крепления, это когда все, что сделано в модели, подсвечивается лазерным лучом уже на реальном объекте.

Это позволяет оператору собирать блок или трубопровод с полной уверенностью, что объект займет именно то место, которое требуется по схеме сборки. В ходе подгоночной операции сборщик имеет возможность передвигать крупный блок или секцию до момента, когда подсветочный луч изменит цвет с красного на зеленый. Это и будет означать, что этот объект занял предназначенное ему место.

Предприятия "Объединенной судостроительной корпорации" широко используют новые технологии сборки и в дальнейшем использование средств судометрики будет только последовательно расширяться", - сообщил FlotProm Дмитрий Колодяжный.

Когда без измерений - никуда

К сожалению, чем крупнее производство, тем сложнее оно переживает переход к новым технологическим процессам, тяжелее принимает передовые методики работы. Поэтому о повальном внедрении размерного контроля в судостроительную отрасль говорить пока рано. Тем не менее, есть ситуации, когда без буквально миллиметровой точности не обойтись. В ходе интервью с представителем компании "Бум Техно" редакция FlotProm попросила Владимира Дубинку вспомнить наиболее показательный случай применения технологий размерного контроля.

- В качестве примера вновь приведу буровую платформу. На этот раз - "Арктическую", которая строилась на северодвинской "Звездочке". Каждая нога платформы состоит из трех зубчатых реек общей длиной 138 метров.

- Разумеется, они изготавливались не сразу такой длины?

- "Звездочка" изготавливала отдельные секции с рейками длиной 18 метров и стыковала их на плаву. А в связи с тем, что эти рейки участвуют в вертикальном движении платформы, они должны быть изготовлены и состыкованы с высочайшей точностью. Плюс-минус миллиметр и уже ничего не работает. Точность достигалась не только примененной методикой измерений, не только программным обеспечение, но и конструкторско-технологическим обеспечением. То есть, если вы решаете работать по-современному, то должны заложить некие принципы уже на стадии проектирования, то есть в чертежах.

- Получается, что документация должна быть больше машиностроительной, чем судостроительной?

- Да, это как раз машиностроительные принципы, когда вы работаете на основах взаимозаменяемости. Раздельно изготавливаемые элементы должны у вас стыковаться без дополнительный операций. Например, комплексную технологию размерного контроля удалось разработать специалистам "Адмиралтейских верфей" и "Бум Техно" при постройке серии танкеров проекта 0555. Она позволила предприятию оптимизировать свой производственный процесс формирования корпуса судна на основе машиностроительных принципов:

- система базирования, обеспечивающая конечную собираемость, заложена в рабочих чертежах;
- элементы секций (детали обшивки и набора) изготавливались без припусков, но с учетом сварочных усадок и упреждений;
- размерный мониторинг проводился на всех этапах изготовления судовых конструкций и при формировании корпуса на стапеле;
- высокая точность изготовления секций позволила формировать судно на стапеле с минимальным объёмом подгоночных операций.


Такой "аккуратный" производственный процесс ориентировался на общее повышение точности изготовления корпусных элементов. Самое пристальное внимание обращалось на точность установки элементов, которые и обеспечивают конечную собираемость корпуса судна.

- В судостроении это ситуация "Мистралей"! Возрастают возможности кооперации предприятий, когда есть необходимость делать что-то на нескольких заводах для ускорения производства конечного продукта.

- Действительно. Подгонка корпусных конструкций с необходимостью удалять заложенные припуски - это не всегда самое страшное. В случаях, подобных "Мистралю", когда носовые части делались во Франции, а кормовые - в России, гораздо опаснее не попасть по обводам. Контролируя размеры на этапе производства секции, всегда можно исправить возникшую ошибку. Объем проверочных работ, конечно, возрастет, но трудозатраты сборщика не изменятся. Какая ему разница, поставить переборку в одном месте или в другом, то есть или в неправильном месте, или предварительно сдвинув? На данном этапе у него затраты будут одинаковы, но вот потом, когда он уже получит крупный блок у себя на стапеле, впечатления будут разными.

Проблемы внедрения

Очевидно, что новые технологии - это новые затраты для руководства предприятий и, как следствие, для госбюджета. Об этом в первую очередь упомянул вице-президент "ОСК" Дмитрий Колодяжный в ответе на вопрос о проблемах внедрения размерного контроля на российских верфях. По мнению главы департамента технического развития корпорации, вложенные в недешевые решения средства в конце концов окупаются. Гораздо большее противодействие инновациям оказывают, как ни странно, сами работники судостроительных предприятий.

"Существует проблема кадрового обеспечения при внедрении новых технологических систем. Работа над ними требует не только высочайшей профессиональной подготовки, но и ясного понимания специалистами логики всех процессов измерений и работы с размерными цепями.

Участие в создании новейших технологических сборочных процессов требует от специалистов определенной трансформации сознания. К сожалению, некоторые работники, даже достаточно высокого профессионального уровня, до сих пор предпочитают использовать старые методики.

Мы осознаем, что внедрение передовых технологических решений требует от сотрудников предприятий не только профессиональной, но и определенной психологической подготовленности и, конечно, работаем над этим", - поясняет Дмитрий Колодяжный.

Проблема внедрения напрямую зависит от системы оплаты труда рабочих судостроительных предприятий, считает представитель компании "БумТехно" Владимир Дубинка. Дело в том, что сборщики и сварщики корпусных конструкций на верфях зачастую имеют сдельную оплату труда, которая напрямую зависит от объема и сложности выполняемых работ.

"Когда приходят какие-то ребята и говорят, мол, мы сейчас вам трудоемкость снизим, или эксперименты производственные будет делать, а вам потом за них отвечать - естественно, это никому не нравится. Они (рабочие - ред.) считают, что эти технологии отнимут у них деньги. В таких случаях мы проводим встречи с бригадирами - формальные, неформальные, показываем как применяется размерный контроль, на что он направлен. Доказываем, что они ничего не потеряют, а напротив - выиграют. И руководители бригад понимают, что они действительно выиграют, когда те секции, которые у них неделю на кране висели и они их по 10 раз подрезали, пока они не садились на место, начнут стыковаться в один прием. Когда люди понимают, что это им на пользу, а не во вред, внедрение технологии идет значительно лучше".

Кадровый голод

Но ведь не самим рабочим вставать за тахеометры и лазерные трекеры? Кто на судостроительных предприятиях должен стать ответственным за технологии размерного контроля?

Человек, ведающий контрольно-размерным измерением в судостроении, называется судовым проверщиком.

- Исторически эти люди работали с помощью традиционных средств измерения: рулетки, отвеса, шлангового ватерпаса. Именно от качества работы проверщиков зависит успех постройки корабля. Как-то на подлодке неправильно вскрыли отверстия под торпедные аппараты - рабочие перепутали оси координат при изготовлении шаблонов. Работа по переделке заняла со всеми согласованиями около полугода. В общем, любая ошибка проверщика приводит к тяжелейшим последствиям, - говорит руководитель отдела технологий размерного контроля компании "Бум Техно" Владимир Дубинка.

- Ведется ли в России подготовка специалистов этой профессии? Ведь если сейчас нет профессионального обучения проверщиков по современным технологиям, то это значит, что через 20 лет проблема станет критически острой?

- Тут я с вами не соглашусь, потому что критически остро эта проблема встала 20 лет назад. Комплексного сосредоточения на проверочных работах на предприятиях, к сожалению, сейчас нет. Для новых технологий бригадный метод обучения уже не подходит. Эти работы - уже не труд рабочего. Это инженерный труд. Вопрос не в том, что рабочий может лучше в чем-то разбираться или хуже, это просто другой тип человека. Вот поэтому и нужно вводить академическое инженерное образование по специальности проверщик.

По этому поводу мы общались и продолжаем общаться с Корабелкой (Санкт-Петербургский государственный морской технический университет - ред.), чтобы организовать обучение на их базе. И в Севмашвтузе (северодвинский филиал Института судостроения и морской арктической техники - ред.) пытаются создать учебную лабораторию - купили даже измерительное оборудование. Мы обязались предоставить им некоторые материалы нашей компании для обучения.

Подводя итог

Технологии, о которых 20 лет назад слышали считанные специалисты на всю страну, сегодня активно внедряются в производство. Против них играет нежелание руководства отдельных верфей вкладываться в производственные новинки и боязнь простых рабочих лишиться стабильного дохода. За их внедрение - необходимость строить быстрее, крупнее и дешевле. Новые корабли для Военно-морского флота, как и новые траулеры для рыбаков, и новые сухогрузы для торговых компаний, были нужны "еще вчера". В "Объединенной судостроительной корпорации", под крылом которой работают крупнейшие верфи России, это понимают и готовятся к повсеместному внедрению одного из "ускорителей" производственных процессов - технологий размерного контроля.

"Убежден, что за судометрикой - будущее и сборка в "чистый размер" очень скоро станет непреложным законом производства. С широким применением передовых технологических решений все доработки и подгонки уйдут в прошлое", - ставит точку вице-президент "ОСК" Дмитрий Колодяжный.