ГОЗ - мониторинг
Баннер

"Урал" показал
новые шасси
для силовиков

Авторизация

Логин:
Пароль:

Поиск

Цифровизация-2018: в каких проектах ВМФ используются современные IT-решения
Тема: Промышленность, Статьи

ВМФ продолжают оцифровывать: пока не на уровне всей отрасли и не комплексно, а в работе над отдельными проектами. До системного перехода на 100% цифровое взаимодействие КБ с верфями, судоремонтниками и эксплуатантами еще далеко. Mil.Press FlotProm проанализировал, какие цифровые решения уже внедрили в постройку и эксплуатацию кораблей и судов российского военного флота.

Освоению в отрасли цифрового проектирования в целом, а также связанных с этим процессов, посвящена статья "Опытно-конструкторская цифровизация: насколько виртуальным станет флот первой пятилетки ГПВ". Там же представлены терминология и "дорожная карта" перехода на безбумажное кораблестроение.

3D-модель корвета проекта 20380

Цифровизацию пока не насаждают насильно, не вводят одномоментным решением сверху. Последнее может травмировать отрасль или заставит предприятия генерировать множество макулатурных отчетов с недостоверными данными. В ОСК это понимают. По словам IT-директора корпорации Антона Думина, переходить к цифровой трансформации надо поэтапно.
Он выделил следующие этапы перехода: внедрение электронного макета изделия при выпуске КД, переход на электронный подлинник с последующим уходом от чертежей, не привязанных к модели, в том числе их бумажных версий, создание единого информационного пространства для конструкторских, технологических и производственных подразделений, обязательное использование расчетных комплексов для всех видов расчетов, цифровая симуляция технологического процесса и т.п.
Чтобы понять, как идет переход на стопроцентную цифру, обратимся к конкретным примерам проектирования и постройки кораблей и судов ВМФ России. При этом следует понимать, что полностью оцифрованных проектов на всем этапе жизненного цикла в отрасли пока нет.

"Первая ласточка": как корвет проекта 20380 летел к цифре


Корвет проекта 20380 типа "Стерегущий" стал фактически первым боевым НК, созданным и доведенным до серийной постройки в постсоветской современной России, – хотя и не без использования советского задела. Концептуально корвет – корабль 1990-х годов, оперативно-тактическое задание на разработку многоцелевого корабля морской зоны ограниченного водоизмещения утверждено флотом в апреле 1999 года. Эскизный проект ЦМКБ "Алмаз" одобрили еще в феврале 2001 года.

Изначально при создании "Стерегущего" бюро использовало лишь элементы 3D-моделирования средствами AutoCAD. На основе трехмерных моделей выпустили в частности рабочую конструкторскую документацию (РКД) помещений главной энергоустановки. Несмотря на почти 20-летнюю историю, корабль обладает модернизационным потенциалом: на его базе созданы проекты 20385 и 20386. Корветы проекта 20380 серийно строят "Северная верфь" и Амурский судостроительный завод.

На этапе создания новых версий корабля доля "100% цифры" – принципа, заложенного во главу угла IT-стратегии ОСК, росла. Сейчас "Алмаз" использует трехмерную систему проектирования Tribon от компании AVEVA, ее же применяет группа технического сопровождения на "Северной верфи" при работе с 3D-моделью корабля. Последняя применяется для изготовления плазово-технологической документации, создании базы данных оборудования и арматуры, а также взаимодействия с заводом-строителем для технологической подготовки производства.

Как уточнили в "Алмазе", сегодня проектирование и постройка корабля идут параллельно. Вместе с тем Tribon не обеспечивал разработку изделий машиностроительной части, поэтому КБ начало использовать программный продукт Autodesk Inventor. Он позволил уменьшить сроки выпуска и согласования РКД, создавать эксплуатационную документацию верхних уровней и расширить возможности импорта и экспорта из других САПР.

Надстройка корвета проекта 20385

Разработку и производство надстроек для корветов также оцифровывают. Композитный локомотив отрасли, Средне-Невский судостроительный завод, стал одним из пилотных предприятий, реализующих программу создания "фабрики будущего" – "Цифровая верфь". Проект представили в августе этого года. На выходе завод станет диджитал-платформой, включающей этапы проектирования, производства, обслуживания изделий судостроения. Модель цифровой верфи, отработанную на СНСЗ, планируется применить на других верфях. По информации источника издания на предприятии, до конца года завод получит финансирование на этот проект.

Переход к цифровому проектированию: фрегат проекта 22350


Фрегат проекта 22350 типа "Адмирал Горшков" по сравнению с корветом 20380 уже лучше подходит под определение корабля XXI века. Его создавали в цифровой среде практически от ТТЗ и до РКД. Фрегат стал по сути первым боевым надводным кораблем Северного ПКБ и российского флотпрома вообще, разработанным с максимально возможным на тот момент использованием "цифры". Эскизный проект фрегата утвердили в июне 2003 года.

Трехмерная модель фрегата выполнена с высокой степенью детализации. С помощью 3D-моделирования создана в том числе схема прокладки 26,5 тысячи кабелей общей длиной более 450 км. Это позволило сократить количество кабеля, закупаемого заводом-строителем, а также избежать других сложностей. СПКБ применяет САПР FORAN, передавая "Северной верфи" соответствующую РКД на всех этапах строительства.

В бюро отмечают, что этот тип документации позволяет сократить число ошибок и сэкономить время заводчан, необходимое для изучения чертежей и других документов, которые стали частью модели. В свою очередь каждый ее элемент может стать источником для таких видов документации, как интерактивные эксплуатационные технические руководства (ИЭТР,) чертеж насыщения, спецификация к электромонтажному комплекту, кабельному журналу и т.п. При этом модель не разделена на проектную и построечную.

Фрегат проекта 22350 от замысла к воплощению

Вместе с тем эксплуатация головного фрегата ещё далека от идеальных представлений о работе системы управления жизненным циклом изделия. Да и сами эти представления пока не воплотили в жизнь. Соответствующие ОКР в отрасли еще не закончили, образцовую поддержку ЖЦ пока лишь создают, ее реализуют в тестовом режиме не раньше 2022 года.

К тому времени могут начать работы по созданию нового эсминца, который оцифруют уже в большей степени. Еще раньше спроектируют фрегаты 22350М с увеличенным водоизмещением. Однако о степени их диджитализации говорить пока рано: Северное ПКБ пока не получило финансирование на соответствующие работы. По словам замглавкома ВМФ России по вооружению вице-адмирала Виктора Бурсука, это должно произойти до конца года.

При проектировании БДК "Иван Грен" и модернизации ТАВКР "Адмирал Горшков" для Индии Невское ПКБ создавало 3D-модели кораблей в системе FORAN. РКД выпускали с помощью системы ShipConstructor, процесс интегрирован с российской комплексной информационной системой (КИС) Tronix. Другой заказ – создание РКД на часть корпуса эскадренного миноносца проекта 956Э для Китая, выполнила компания "Новит Про". Петербургские специалисты проработали в частности палубный и якорный клюзы.

Элементы системы: внедрение цифровизации на судах вспомогательного флота


Создание судов обеспечения значительно проще и быстрее военных кораблей из-за отсутствия на первых сложных систем вооружения и соответствующих согласований. Конкуренция за тот или иной заказ здесь выше, чем в части проектирования боевых НК. Суда снабжения, танкеры, буксиры и другие единицы флота создают большое количество КБ: среди них как давние, так и новые игроки рынка.

Вместе с тем цифровизация здесь тоже воплощена лишь на уровне отдельных элементов системы. Это связано с ограниченными сроками выполнения контракта, что особенно влияет на работу верфей. Перейти на новый технологический уклад в рамках "индустрии 4.0" просто нет времени: поджимают сроки и штрафные санкции в случае срыва ГОЗ. К тому же такой переход нужен на уровне отрасли, корпорации или холдинга, ведь полноценно обеспечить поддержку жизненного цикла судна одно предприятие не сможет.

В идеале же именно верфь как исполнитель заказа на постройку судна должна выбирать себе КБ, объяснил журналисту Mil.Press FlotProm директор одного из петербургских судостроительных заводов. Это отчасти обезопасит корабелов от конструкторских ошибок. Когда же проектант назначается "сверху", пространства для маневра у верфи нет. При этом в случае с военными кораблями верфи изначально скованы условиями контракта, а качество РКД оставляет желать лучшего, резюмировал собеседник издания.

ЦКБ "Балтсудопроект" с середины 2010-х годов создает РКД на корабли и суда с использованием 3D-моделей, разработанных в САПР. Эту схему применили в частности в создании морских буксиров проекта 23470, строящихся на Ярославском судостроительном заводе.

3D-модель плавкрана 02690 от IGA Technologies

Сделать цифровизацию явью поможет переход от полностью электронного проектирования к безбумажной эксплуатации на основе уже созданных ранее систем данных: моделей, чертежей, электронных инструкций и др. Большую роль здесь играет ИЭТР. КБ "Спецсудопроект" создали комплекты таких документов для судна обеспечения "Эльбрус" проекта 23120 и плавкранов проекта 02690. Инженеры бюро разработали трехмерные модели в программе CATIA. В марте 2018 года КБ также сообщало о недостаточном финансировании работ, из-за которого число позиций технических руководств для "Эльбруса" уменьшилось с более чем 250 до 63.

Руководители "Северной верфи" и судостроительной фирмы "Алмаз" ранее высказывали журналистам издания недовольство работой проектанта. Вместе с тем и "Эльбрус", и плавкраны сейчас эксплуатируются. Источник Mil.Press FLOT в Североморске, курирующий работу кранов, не озвучил каких-либо замечаний.

ИЭТР не всегда разрабатывает КБ-проектант. К созданию комплектов таких документов для вспомогательного судна 20183 (создано в ЦМКБ "Алмаз") осенью 2017 года привлекли петербургскую компанию "Си Проект". Об этом сообщается на портале госзакупок. Работу планируют завершить к ноябрю 2018 года, ее стоимость – более 107 млн рублей.

Использование ПО Flow Vision для расчета параметров гидродинамики судна обеспечения "Эльбрус"

Гидродинамические параметры для судна тылового обеспечения проекта 23120 также рассчитали в цифре. Соответствующее исследование провела компания Digital Marine Technology (DMT) в программе Flow Vision. Фирма предложила 8 вариантов обводов корпуса. Работы способствовали выбору наиболее обоснованных решений. "В результате обеспечены надлежащие мореходные и эксплуатационные качества судна, подтвержденные надежными экспериментами", – отчитались о своей работе представители DMT.

Испытания макетов судов в опытовом бассейне заменили цифровыми расчетами еще несколько российских КБ. Глава одного из бюро, занимающегося проектированием скоростных катеров, назвал использование бассейна для вычисления будущих параметров гидродинамики катеров анахронизмом.

Отчасти заменить физические испытания помогают и другие расчеты – например, кинематический анализ подъема и захода якоря, выполненный компанией "Новит Про" для судна связи проекта 18280 типа "Иван Хурс". На базе этой работы создали модели отливок и выпустили РКД. Особое место в переходе от общего к частному занимают информационные модели кораблей и судов. Та же компания разработала единую базу данных электронной инфомодели "Хурса". Система обеспечит создание комплекса интегрированной логистической поддержки судна.

Подлодки: от кульманов к инфомоделям


Информационные модели в середине 2010-х годах добрались и до подводных лодок. Соответствующее техзадание на разработку ИМ для ДЭПЛ проекта 636.3 "Варшавянка" флот подготовил в 2015 году. К концу 2017 года модели создали. Mil.Press FlotProm подробно рассматривал историю их разработки в статье "Инфомодель "Варшавянки" от "Новит Про": есть или нет?". В случае успешного освоения "цифровой" эксплуатации и судоремонта внедрение ИМ можно ожидать и на других проектах. А значит, отрасль станет на шаг ближе к своей цели. Вместе с тем, как выяснило издание, инфомодели до заводов пока не дошли.

В 2015 году "Новит Про" заключил несколько госконтрактов с 51-м Центральным конструкторско-технологическим институтом судоремонта, "Рубином", и "Алмазом".

3D-модель ДЭПЛ проекта 636

Создание ИЭТР для "шестьсот тридцать шестых" поручили, по данным портала госзакупок, компании "Си Проект". Всего, по данным информационно-аналитического сервиса "Коммерсантъ Картотека", с 2014 года фирма заключила целый ряд госконтрактов по программам, связанным с цифровизацией, с такими предприятиями, как "Рубин", "Алмаз", 51-й институт, судостроительный завод "Вымпел" и ОСК. Сама корпорация в 2017 году завершила пилотную часть проекта "Создание единого проектно-производственного пространства ОСК". Он включает более 40 мероприятий, направленных на разработку и внедрение цифровых технологий проектирования, конструкторско-технологической подготовки и строительства кораблей. Результаты внедрены на строящихся в настоящее время заказах. Речь идет в том числе о взаимодействии АО "ПО "Севмаш" с АО "Северное ПКБ" и АО "СПМБМ "Малахит". В 2018 году на разной степени реализации находятся 120 мероприятий, рассказал изданию источник в ОСК.
Часть работ по цифровизации выполняют сами КБ, другую часть задач выполняют специализированные компании. С учетом контрактов компаний "Новит Про", "Си Проект" и других небольших предприятий, заказчики за последние 4-5 лет потратили на цифровизацию в области подводного кораблестроения не менее 10 млрд рублей. ВМФ теперь предстоит на практике понять, кто из исполнителей продвинулся дальше в части создания новых технологических решений, и чья работа оказалась эффективнее.
По словам опрошенных источников, в частности знакомых с ситуацией в компаниях "Праймсофт" и "Си Проект", суммы на фоне всей отрасли в разы выше: речь идет о целом ряде профильных ОКР и других разработок, а также средств, выделенных на интегрирование всей структуры. Вместе с тем собеседники издания отметили, что сроки перехода на освоение систем управления жизненным циклам постоянно сдвигаются вправо, а в судостроении пока отсутствует системная "цифровизационная" политика. Это связано в том числе с установкой на "безболезненность" перехода на "100-цифру".

Пример ИЭТР от компании "Си Проект"

Подводное кораблестроение в целом консервативнее надводного, и внедрение хотя бы 3D-проектирования в ряде КБ проходит сравнительно медленно. Еще в начале 2010-х годов переход на безбумажную организацию труда фактически не рассматривали на предприятии-проектанте "Варшавянок", ЦКБ "Рубин". Однако семь лет спустя источник в бюро сообщил журналисту издания, что с 2020-х годов переход на полностью цифровое проектирование стал неизбежным. То есть некоторое отставание подводного кораблестроения от надводного в цифровизации преодолевается самой логикой IT-процессов в отрасли.

Морское бюро машиностроения "Малахит" начало работать над трехмерным моделированием АПЛ в 2000-х годах. С 2003 года конструкторы внедряют подобные технологии при создании многоцелевых АПЛ проекта 885М "Ясень-М".

Если с полностью цифровым проектированием ведущие отечественные КБ в целом справляются, то на этапе работы технологов и особенно при самой постройке кораблей без бумажных чертежей пока не обойтись. Об этом изданию рассказали представители компаний PLM Ural и "Би Питрон". Постепенный отказ от "бумаги" предусмотрен в IT-стратегии ОСК, однако с целым рядом оговорок.
По информации главы департамента информационных технологий корпорации Антона Думина, практика применения 3D-моделирования в процессе проектирования заказов, их технологической подготовки и эксплуатации уже распространена, однако используется еще не на всех проектах. КБ и верфи организовали информационное взаимодействие для передачи цифровой КД и данных для постройки кораблей и судов. Правда, тоже пока не все. Между рядом предприятий организованы выделенные каналы связи, в крупных КБ работают суперкомпьютерные вычислительные центры.
Более 70% предприятий ОСК используют автоматизированные системы планирования, учеты и контроля работ. При этом уровень зрелости таких систем различный.

В целом IT-инфраструктура корпорации уже развитая, но еще разрозненная. Концепция управления жизненным циклом исследования и параллельного проектирования на уровне ОСК пока не реализованы.

Вместе с тем 3D-проектирование, создание электронных информационных моделей, появление мобильных центров сопровождения заказов с удаленным доступом, а также постепенное внедрение ИЭТР уже стало нормой для нашего кораблестроения.

Дмитрий Жаворонков

Есть чем дополнить? Свяжитесь с редакцией Mil.Press:

+7 (812) 309-8-505, добавочный 104;

Новинки главных военных выставках этого лета:
спецраздел «Форум Армия», спецраздел «Военно-морской салон», спецраздел «Авиасалон МАКС».