ГОЗ - мониторинг
Баннер
Секреты работы по гособоронзаказу

Как предприятию
снять с себя нагрузку
при работе
по гособоронзаказу

Авторизация

Логин:
Пароль:

Поиск

Цифровизация Шрёдингера: как в судпроме и на флоте (не) воплощаются новые IT-решения
Тема: Промышленность, Статьи

Планы промышленности и флота предусматривают в начале 2020-х годов заложить основу для возможно более полного перехода на цифровые процессы в судостроении и эксплуатации кораблей и судов - на всех этапах жизненного цикла, сквозным путем. Редакция и эксперты Mil.Press FlotProm проанализировали ход внедрения этих процессов - от планирования на уровне министерств, корпораций и флотской науки - до воплощения на конкретных предприятиях. Реализация перехода на "цифру" показана также на примере ряда новых программно-аппаратных решений и особенностей их внедрения на предприятиях военно-морского ВПК и ВМФ в рамках цифровизации и перехода на сквозную систему управления жизненным циклом морской техники.

Долгая дорога к цифре


Переход к контрактам жизненного цикла идет как в гражданском, так и в военном судостроении. Такие задачи в военной области ставятся, например, в указе президента РФ №603 от 7 мая 2012 года. Там прописано "создание системы управления полным индустриальным циклом производства вооружения, военной и специальной техники – от моделирования и проектирования до серийного выпуска изделий, обеспечения их эксплуатации и дальнейшей утилизации".

3D-модель ТАВКР "Адмирал Горшков" в системе T-FLEX

Российские промышленность и флот начали относительно активно "оцифровываться" в начале 2010-х годов, причем пионерами в консервативном российском судостроении выступили конструкторские бюро и флотские институты, прежде всего Крыловский государственный научный центр; а сам процесс протекает пока фрагментарно.

Следующий этап – отработка взаимодействия между КБ и верфями, а также выстраивание цифровой среды на уровне корпораций. Менее инновационными традиционно были эксплуатация и ремонт кораблей и судов, в том числе распределение ЗИП. Несколько особняком стоит флотская наука, где определяется облик будущего цифрового взаимодействия.

Обмен данными между конструкторскими бюро и судостроительными заводами развивается сейчас очень медленно, рассказал изданию руководитель направления крупной российской IT-компании. Основная проблема здесь - требования информационной безопасности.

Процесс автоматизации предприятий, в том числе на базе цифровых решений, не начался внезапно, развиваясь на протяжении многих десятилетий. В конце 2000-х годов в западных странах, и несколько позже – в России – он вошел в некую критическую фазу, когда началась глубокая цифровая трансформация предприятий и внедрение во всех областях информационно-коммуникационных и вычислительных технологий. Но отдельных субъектов для эффективной цифровизации недостаточно – нужна системная интеграция корпораций и целых отраслей.
Согласно большинству концепций, программ и планов цифровизации, 2020-е годы станут определяющими в части взаимной увязки выстроенных систем проектирования, постройки и эксплуатации кораблей и судов. Это видно как на основе анализа ситуации на конкретных предприятиях и холдингах (корпорациях), так и на примере министерств.

Как внедряют цифровизацию: Минпромторг


В 2017 году в РФ утвердили "Стратегию развития информационного общества на 2017-2030 годы". Среди ее целей – формирование и развитие цифровой экономики, один из ключевых компонентов которой – цифровизация бизнес-процессов, то есть формирование цифровых предприятий.

Распоряжение кабмина об утверждении стратегии развитии судпрома РФ до 2035 года

Рабочая группа по цифровизации действует в Минпромторге, где с 2018 года выполняется программа "Цифровая экономика-2024". Ведомственный проект "Цифровая промышленность" презентовали в 2019 году. Цифровую трансформацию индустрии планируют вести по трем направлениям:
Создание регуляторной среды: как будут менять нормативную базу (нажмите для просмотра)
    Минпромторг рассчитывает развивать законодательную и нормативно-техническую базу в сфере цифровых технологий и информационные меры господдержки, а также создать программы переподготовки и повышения квалификации для каждой отрасли обрабатывающей промышленности. Годы или этапы реализации пока не раскрыты.
Создание, интеграция и развитие платформ государственной информационной системы промышленности (ГИСП). Структура новой системы (нажмите для просмотра)
    В этой системе будет шесть разных платформ:
    - платформа эффективного инвестирования в промышленность;
    - платформа по созданию и развитию производства промышленных предприятий;
    - платформа подбора комплекса мер господдержки и их получения и контроля;
    - платформа обеспечения производства и продвижения промышленной продукции на внутреннем рынке;
    - платформа продвижения продукции на внешнем рынке и увеличения объемов экспорта;
    - платформа анализа и прогноза развития производства на базе объективных статистических данных.

    Сюда войдет 24 отраслевых направления обрабатывающей промышленности, более 263 тысяч предприятий (в том числе 18 400 средних и крупных) и свыше 7 млн сотрудников.
Цифровая трансформация обрабатывающих отраслей (нажмите для просмотра)
    Ведомство собирается сформировать центр компетенций, оценить уровень цифровой трансформации обрабатывающей промышленности и выявить проблемы, а также подготовить меры господдержки для стимулирования разработки цифровых платформ, программных продуктов, базовых технологий производства приоритетных электронных компонентов и радиоэлектронной аппаратуры.

На поддержку разработки цифровых платформ с помощью субсидий запланировали выделить 6 млрд рублей в 2019-2021 годах. По словам директора департамента информационных технологий МПТ Владимира Дождева, эти деньги пойдут на внедрение комплексов, связанных с 3D- и 4D-печатью, роботизированных комплексов, инженерного ПО и др.

Напечатанная и частично фрезерованная лопасть гребного винта

Так, в 2019 году по итогам первого этапа конкурса Минпромторг отобрал 61 проект по разработке индустриальных платформ и цифровых решений для промышленности. В результате министерство рассчитывает увеличить объем выручки проектов на основе сквозных цифровых технологий со 100% в 2020 году до 250% – в 2024 году. Предприятиям, подключенным к сервисам ГИСП, планируют также выдать "цифровые паспорта" после оценки уровня цифровой трансформации. Число таких компаний вырастет с 3,7 тысяч в 2020 году до 14,4 тысяч в 2024-м.
Единой национальной или, у́же, отраслевой судостроительной, или флотской стратегии цифровизации нет. В ВМФ, ОСК или КГНЦ, а также на каждом предприятии работают свои IT-отделы, формирующие более-менее самостоятельную политику в этой области. Определенная "связка" или взаимодействие есть на уровне корпораций/холдингов или же отдельных отраслевых институтов (например, 51 ЦКТИС), предлагающих решения для целых секторов. В каждом направлении за последние 10 лет можно выделить определенные успехи и неудачи.
Кроме того, есть определенные установки на общероссийском уровне. 28 июня 2018 года Минпромторг опубликовал проект стратегии развития судостроительной промышленности до 2035 года. Документ утвердили 29 октября 2019-го.


Стратегию предполагается реализовать в три этапа.

Этапы реализации стратегии развития российского судпрома-2035 (нажмите для просмотра)
    На I этапе (2019–2022 годы) предусмотрено формирование экономических механизмов реализации стратегии, разработка и актуализация документов стратегического планирования организаций судостроительной отрасли, решение первоочередных вопросов импортозамещения и локализации судостроительного производства, в том числе судового комплектующего оборудования, реорганизация и оптимизация состава отрасли.

    На II этапе (2023–2025 годы) – формирование единого цифрового пространства судостроительной промышленности, повышение её конкурентоспособности, создание эффективной системы продвижения продаж, ремонта и сервисного обслуживания кораблей, судов и морской техники, преодоление влияния санкций иностранных государств.

    На III этапе (2026–2035 годы) – достижение целей стратегии и плановых значений целевых индикаторов её реализации, обеспечение независимости отрасли от поставок продукции из иностранных государств, достижение устойчивого роста объемов производства, улучшение условий труда, повышение уровня квалификации и социальной обеспеченности работников отрасли.
Задачу формирования единого цифрового пространства судостроительной промышленности планируется выполнить к 2023-2025 годам. При этом в проекте стратегии годом начала создания этого пространства указывали 2021-й: сроки уже сдвинулись на два года вправо. Одним из приоритетов развития судостроительной промышленности РФ названо внедрение передовых цифровых технологий на всех этапах жизненного цикла кораблей, судов и морской техники. Как это реализуют? Конкретных мероприятий в виде дорожной карты стратегия не прописывает. В ней – лишь формулировки общего характера.

Буксующая "цифра"


Помимо планов, в стратегии отмечены негативные факторы сегодняшнего дня. В части организации производства в судостроительной промышленности говорится об отставании российского судостроения в ряде областей, в том числе отстают "работы по 3D-моделям судов и кораблей в тесном контакте с научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями".
Фрагментарный характер носит применение автоматизированных систем управления и контроля технологических процессов на всех производственных уровнях и видах производств. Кроме того, системы устаревают быстрее, чем осуществляется их внедрение и освоение.
"К сожалению, цифровизация пока полноценно не изменила само производство – например, в судовом машиностроении, – говорит технический директор одного из частных судостроительных заводов. – Оцифровываются пока лишь отдельные элементы – например, техперевооружение или закупки станков". Это пока мало отражается на общем состоянии производств. Нужно расширять новые методы планирования и управления, внедрять электронный документооборот, а при модернизации, если это возможно, – создавать цифровые двойники цехов и предприятий.

Относительно успешно внедряются информационные технологии, однако без связи с технологическим оборудованием их применение обладает низкой эффективностью, подчеркивается в стратегии.

Основные проблемы внедрения элементов цифровой экономики в кораблестроении

Основные проблемы внедрения элементов цифровой экономики в судостроении отметил в своем докладе 2019 года Павел Филиппов, руководивший тогда Крыловским государственным научным центром:
- Пока неясно, какие сквозные технологии "экономики 4.0" можно или нужно внедрить в производственные процессы современного судпрома прежде всего.
- Недостаточная эффективность заводской IT-инфраструктуры либо ее плохая совместимость или же полное отсутствие;
- Отсутствие общепризнанного информационного объекта в рамках информационной системы "Научный центр – КБ – верфь";
- Отсутствие контрактов ЖЦ на объекты МТ (как в отечественном кораблестроении, так и в судостроении).

На уровне корпораций вроде ОСК проблемы IT-структур таковы:
- Взаимодействие между КБ и заводами на основе передачи "форматов", а не массивов данных в рамках единого информационного пространства;
- Множество разрозненных систем;
- Отсутствие реализации концепции управлением жизненным циклом изделия, управления знаниями, параллельного проектирования и др.;
- В целом отмечается неоднородный уровень автоматизации документооборота.

Цифровое судостроение: взгляд из Крыловского центра


Важнейшая роль КГНЦ – создание востребованного судостроительной отраслью научно-технического задела и перспективные исследования. По словам собеседников в институте, именно Крыловский центр должен показать пример цифровизации процессов и быть на переднем крае перехода к "цифре". Сейчас этому мешает дефицитный бюджет предприятия и многочисленные попытки его реорганизации и "оптимизации", добавил один из источников.

КГНЦ постепенно реализует свой подход к развитию информационных технологий. В 2013 году создана централизованная служба – управление IT. В 2013-2016 годах разработана стратегия развития информационных технологий Крыловского центра, началось поэтапное формирование IT-сервисов внутри предприятия. В 2017 году стартовало внедрение идеологии цифрового производства, еще через год – проведена оценка уровня цифровизации предприятия и определение приоритетных направлений внедрения средств цифрового производства. В 2018-2019 годах сформированы принципы перехода от развития IT к цифровой трансформации КГНЦ, началось формирование программы проектов.

За семь лет центр прошел часть пути к "цифровому предприятию" – от создания IT-инфраструктуры и системных сервисов через автоматизацию системы управления предприятием к автоматизации системы управления научно-технической деятельностью.
Что же такое цифровое предприятие? К 2019 году ученые КГНЦ выделили три группы основных элементов цифрового предприятия, не зависящих ни от отрасли, ни от геополитических особенностей. Это поддержка технологий проектирования продукции, цифровые элементы производства и элементы управления предприятием. Все они представляют собой набор общепризнанных базовых компонентов для эффективного функционирования предприятия.
Три группы основных элементов цифрового предприятия (нажмите для просмотра)
    Первая группа – поддержка технологий проектирования продукции. Сюда относятся:
    - системы управления научно-технической информацией предприятий;
    - конвергенция цифрового и физического в разрабатываемом продукте;
    - инженерный анализ;
    - цифровой реверс-инжиниринг;
    - цифровые двойники (полная информационная модель) выпускаемого продукта.

    Ко второй группе, группе цифровых элементов производства, относятся:
    - повышение энергоэффективности производственных предприятий;
    - цифровое управление ресурсами и логистикой;
    - аддитивное производство для модельных испытаний и прототипирования;
    - автоматизированные рабочие места (роботизированное производство);
    - формирование цифровых моделей производств – цифровых двойников предприятий;
    - производственная система с работающими технологиями бережливого производства.

    В третью группу включаются элементы управления предприятием:
    - отраслевая и межотраслевая кооперация;
    - систематизация, накопление, защита и многократное использование нематериальных активов и интеллектуальной собственности;
    - учебные производственные центры;
    - трансфер технологий;
    - профессиональное управление проектами;
    - управление качеством продукции и процессов.
Крыловцы привязали эти базовые элементы цифровой промышленности к судостроению, в том числе с учетом особенностей жизненного цикла объектов морской техники.

Многоуровневая схема цифрового кораблестроения

Задачи цифровизации этапов жизненного цикла (ЖЦ) объектов морской техники (МТ), согласно выкладкам КГНЦ, разделены на четыре условные группы. Это цифровизация проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.
Задачи цифровизации по этапам ЖЦ объектов МТ (нажмите для просмотра)
    - Цифровизация на стадиях создания научно-технического задела, разработки проекта, модельных испытаний, выпуска конструкторской документации, планово-технологической и эксплуатационной документации. При этом практически для всех стадий применима виртуализация объектов (электронных моделей) и процессов на основе математического моделирования.

    - Цифровизация строительства (производства) объектов, для решения задач которой в настоящее время разработано и применяется достаточное количество систем автоматизации – система управления ресурсами предприятия (ERP), система управления и оптимизации производственной деятельности (MES), система планирования потребностей в материалах (MRP), средства технологической подготовки производства изделий (CAM/CAPP), роботизация и т.д.

    - Цифровизация на стадии приемо-сдаточных испытаний: автоматизация сбора и обработки данных и виртуализация отдельных видов испытаний (с заданными натурными условиями).

    - Материально-техническое обеспечение, эксплуатация и ремонт объектов – самый длительный этап жизненного цикла. Цифровизация здесь ведется в части повышения класса автоматизации систем управления объектами и степени их интегрированности с обеспечивающими системами, применения электронной эксплуатационной документации, интерактивных электронных руководств, использования эксплуатационной и ремонтной цифровых моделей объектов. В развитии концепции цифровых двойников объектов сбор цифровой статистической информации от интегрированных систем, систем диагностики и мониторинга состояний элементов объекта становится просто необходимым.
В КГНЦ стратегически планируют два ключевых направления цифровизации предприятия: дальнейший переход "в цифру" системы управления информацией в институте – и инженерный анализ. Последний тесно сопряжен с экспериментальными исследованиями. Будет оцифрована и интегрирована научная база знаний КГНЦ, что требует для работы единого информационного пространства.

Тактически перспективные работы сгруппированы в четыре блока:
- создание единого цифрового пространства предприятия для эффективного управления информацией;
- развитие цифрового проектирования и прототипирования (CAD/CAM);
- компьютерный инжиниринг (CAE);
- отдельно выделяемая из компьютерного инжиниринга группа работ на основе суперкомпьютерных вычислений.

На пути к цифровому научному центру судостроения


"Даже при проведенном редуцировании целей и задач в области цифровизации фронт работ оказывается значительным по временны́м и финансовым затратам, – отметили в КГНЦ. – Чтобы последовательно и взвешенно приступить к этому процессу, нами было отобрано несколько научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), которые сложились в пилотный проект "Цифровой научный центр судостроения" (ЦНЦС)".
Проект значится одним из немногих конкретных начинаний в национальной стратегии развития судостроительной промышленности. В него входит "реализация мероприятий, направленных на разработку и применение отечественного программного обеспечения, цифровых моделей и виртуальных лабораторий".

Место цифрового научного центра в жизненном цикле объекта морской техники.

В рамках проекта создадут ряд программных комплексов (виртуальных лабораторий) для полностью или частично автоматизированного численного моделирования физических процессов и проектных расчетов в области судостроения. В их основу лягут актуальные методики, информационная база данных стендовых, лабораторных и натурных испытаний, а также результаты ранее выполненных фундаментальных исследований и НИОКР.

Фактически речь идет о переходе с физического моделирования, которое господствовало до середины 2000-х годов, к математическому, которое должно занять до 80% к началу 2030-х. Сейчас мы находимся в некоем переходном периоде "гибридного моделирования", рассказали изданию ученые КГНЦ.

1 / 2


Цифровая трансформация Крыловского центра в рамках проекта "Цифровой научный центр судостроения" (ЦНЦС) – нажмите для просмотра
    Приоритетные направления цифровизации Крыловского государственного научного центра – это развитие систем управления информацией предприятия и инженерного анализа. Цифровое моделирование способно серьезно сократить срок создания продукта.

    Как уже говорилось выше, в ходе реализации ЦНЦС крыловцы оцифруют и интегрируют свою базу знаний – причем сделают это в рамках защищенной системы управления инженерными данными. Речь идет о создании системы управления информацией предприятия (Enterprise Information Management (EIM), – об информатизации. Она состоит из:
    - ERP-системы (Enterprise Resource Planning – управление ресурсами предприятия);
    - ECM (Enterprise Content Management – система управления корпоративной информацией, СЭД – система электронного документооборота). В КГНЦ к СЭД подключены около двух тысяч пользователей;
    - PPM (Project Portfolio Management – управление проектами, программами и портфелями проектов);
    - PDM (Product Data Management – система управления инженерными данными);
    - PLM (Product Lifecucle Management – технологии управления жизненным циклом продукции).

    Оцифрованные данные многолетних экспериментов и данные натурных испытаний позволят сформировать и развивать технологии проведения экспериментов, постепенно смещая акцент от физических исследований к виртуальным. К созданию виртуальных лабораторий, оцифровке базы знаний и научно-исследовательских процессов готовы уже направления гидродинамики, физических полей, судовой электроэнергетики и др.

    Эти мероприятия относятся к обеспечению начальных этапов жизненного цикла объектов МТ. Речь идет о новом качестве проектных работ, о переходе к сквозной цифровизации жизненного цикла высокотехнологичных объектов морской техники. В рамках этих работ во взаимодействии с заказчиком будут сформированы цифровые двойники объектов – на основе математических моделей с высоким уровнем адекватности. Крыловцы ссылаются на успешные решения в США и Китае. Американские кораблестроители разработали в интересах ВМС интегрированную среду гидродинамического проектирования, а китайский консорциум из шести НИИ и Классификационного общества КНР с 2017 года ведет работу над программой "Цифровой бассейн".

    Второе ключевое направление – совершенствование инженерного анализа (CAD/CAE) в рамках виртуализации. Это направление включает в себя:
    - виртуальное прототипирование;
    - численный виртуальный эксперимент и испытания;
    - FEA – прочностной анализ;
    - СFD -вычислительная гидродинамика;
    - и т.п.


Cхема пилотного проекта "Цифровой научный центр судостроения"

Важную роль здесь играет использование отечественного программного обеспечения – импортозамещение софта, рассказал в декабре 2019 года начальник управления информационных технологий КГНЦ Михаил Скулябин. Сейчас отечественное ПО составляет менее четверти от программ, используемых в Крыловском центре. Вообще, в сфере ОПК необходимость импортозамещения программно-аппаратных средств и связанные с этим ограничения в части информационной безопасности – это существенные сдерживающие факторы.

Цифровизация: подход ОСК


В Объединенной судостроительной корпорации также создается единая информационная структура. Ее собирают из различных информационных систем, ранее разрозненных, – отмечал в 2017 году Антон Думин, занимавший тогда пост директора департамента информационных технологий ОСК.

Стенд ОСК

Две ключевые цели развития IT-департамента ОСК – создание единого информационного пространства для поддержки исполнения стратегических задач корпорации – и переход от форма-центричного к дата-центричному подходу в информационных технологиях и процессах корпорации. В 2016 году в ОСК приняли пятилетнюю стратегию развития информационных технологий. Она не предусматривает унификацию информационных систем. То есть единого универсального решения и последующего развертывания централизованных систем на крупных предприятиях корпорации ждать не стоит по меньшей мере до 2021 года.
Постепенно, однако, обмен данными собирают в единый контур, автоматизация используется уже на всех заказах и на всех этапах ЖЦ изделий. Тем не менее, полностью от бумажной документации пока не отказались.

На уровне самой корпорации воплощается целый ряд амбициозных программ: переход на контракты жизненного цикла, цифровизация предприятий ОСК по программе "100% цифра", использования big data, внедрение методологии stage gate ("точка принятия решений") и т.д. О них изданию рассказал высокопоставленный представитель корпорации.

Так, компании из контура ОСК уже выполняют ряд проектов по модели жизненного цикла. В корпорации надеются, что это станет устойчивым трендом. Внедрение новой методологии идет на базе конкретных проектов. Один из них – создание пассажирских судов PV300, они строятся на "Красном Сормово" и на заводе "Лотос".

В рамках программы "100% цифра" корпорация выполняет проект "Создание единого проектно-производственного пространства ОСК". Реализуется порядка 100 мероприятий ежегодно начиная с 2017 года. В проекте речь идет про переход к 3D-моделированию в едином пространстве. Сейчас это уже реально, считают в корпорации – но пока на базе иностранного программного обеспечении.

Внедряется в Объединенной судостроительной корпорации и цифровое управление предприятиями. Один из проектов – переход на методологию stage-gate, которую в ОСК называют "контрольными точками" (общепринятая формулировка – "точки принятия решений"). Проект разбивается на системы таких точек. Для каждой из них составлен перечень задач, которые необходимо выполнить для успешного прохождения контрольной точки. В случае отклонения от курса разрабатывается комплекс мероприятий, которые позволят наверстать отставание или компенсировать отклонения до следующей контрольной точки.

Метрология основана на "трех китах":
- процессной модели, которая охватывает всех этапы проектирования и производства;
- организационный структуры проекта, которая включает команду проекта, программный комитет и управляющий комитет для каждого продуктового проекта или программы;
- системы и инструменты, в первую очередь информационные системы – PPM-система корпоративного уровня, системы проектного управления и конструкторско-технологического проектирования уровня предприятий.

Параллельно с системой Stage gate в Объединенной судостроительной корпорации запущена система нормативно-справочной информации (СНСИ). Она выполняется в рамках подпрограммы "Развитие судостроительной науки" госпрограммы РФ "Развитие судостроения и техники для освоения шельфовых месторождений на 2013-2030 годы". Ее идеологом выступает ОСК, используя наработки научных институтов – например, КГНЦ. Система, создаваемая с использованием программных решений компании "Си Проект", постоянно интегрируется и расширяется. В ближайшее время при проектировании, закупках и т.д. из СНСИ будут брать комплектующие, стандартные конструкции и другие элементы.
Что делают в рамках проекта российские разработчики (нажмите для просмотра):
    Специалисты компании "Си Проект" решают следующие задачи:
    - разработка единого классификатора системы НСИ;
    - разработка требований к программному обеспечению системы управления НСИ;
    - разработка нормативно-технической документации по использованию подсистемы НСИ;
    - разработка интеграционных решений МДМ-системы (в части разработки программного решения интеграции – на базе интеграции с информационно-справочной системой "ЗИП-Э", предназначенной для ведения баз данных запчастей, инструментов и принадлежностей к экспортной продукции ОСК);
    - загрузка в БД системы управления НСИ данных, предоставленных заказчиком;
    - участие в испытаниях подсистемы НСИ.
Что же касается перехода к тем или иным технологиям на конкретных предприятиях, здесь IT-департамент ОСК в конце 2010-х годов придерживался достаточно мягкой политики постепенного перехода отдельных КБ и верфей к единой системе. Ведь процессы цифровизации в отдельно взятом бюро или на судостроительном заводе выстраивались еще до создания самой корпорации. При этом использовались разные программно-аппаратные комплексы – например, системы автоматизированного проектирования и т.п. Ломать сложившуюся систему в корпорации считают неправильным, ведь резкий переход к единым стандартам (например, к одной САПР) может повредить производственным процессам.

Подробнее переход "в цифру" ОСК в целом и отдельных предприятий корпорации в частности освещен в статье "Опытно-конструкторская цифровизация: насколько виртуальным станет флот первой пятилетки ГПВ".

От прорывных идей до "отложенной эксплуатации"


Цифровизация движется во всех направлениях: от уровня флотской науки и корпораций до внедрения конкретных решений и технологий на отдельных предприятиях, или даже в рамках отдельных заказов или проектов. Внедрение новых "цифровых" новшеств в консервативной оборонной сфере, особенно в российском военном кораблестроении и на флоте – часть едва ли не более сложная, чем собственно разработка.

Фрегат проекта 22350 от замысла к воплощению

В январе 2020 года президент России Владимир Путин призвал включить в тактико-технические задания перспективных кораблей требование о том, чтобы вся конструкторская документация была в электронном виде.
Такую задачу он поставил на совещании по итогам научно-тактической конференции "Российский военно-морской флот в ХХI веке" (нажмите для просмотра)
    "Нужно уже сейчас включать в тактико-технические задания на перспективные корабли и суда ВМФ требования о разработке и приемке электронной конструкторской документации на базе цифровой модели корабля", – отметил президент. Глава государства призвал учитывать, что за последние 10 лет подходы к проектированию и строительству кораблей в мире изменились.

    "Сегодня сокращение сроков производства и стоимости военно-морской техники возможно и при использовании передовых технологий и процессов во всем цикле ее создания", – подчеркнул он Президент пояснил, что имеет в виду 3D-моделирование, блочно-модульный принцип строительства, а также унификацию вооружений и основного оборудования, наличие современных судостроительных мощностей. "Только на этой основе можно повысить серийность строящихся кораблей, сократить сроки их поступления в состав ВМФ и улучшить условия ремонта", – заключил глава государства.
Цифровое проектирование – одно из первых масштабных направлений цифровизации. КБ и конструкторские подразделения заводов переходили к нему с конца 1980-х годов. Массово новые программно-аппаратные средства стали внедрять в конце 2000-х – начала 2010-х годов. Самостоятельность бюро-проектантов и верфей-строителей привела к разнобою в программном обеспечении – например, в области САПР (СAD). Сегодня разные КБ и заводы используют зачастую разный софт: так, Северное ПКБ и Невское проектируют в FORAN, ЦМКБ "Алмаз" и Зеленодольское ПКБ – в AVEVA, КБ "Спецсудопроект" – в CATIA, "Малахит" – в Creo. Системы управления жизненным циклом – СУЖЦ (PLM) также используются разные. Объединяет их одно: зарубежное происхождение.

3D-модель корабля в системе Foran

Привести эти системы (а значит, и взаимодействие между КБ и заводами) к одному знаменателю могли бы два решения: единая конвертационная платформа (ЕКП) или же переход в будущем на отечественные САПР и СУЖЦ. Необходимость и принципиальную возможность реализации ЕКП аналитики и эксперты Mil.Press FlotProm уже осветили в статье "Найти общий язык между КБ и верфями: единый формат обмена данными ускорит постройку и ремонт кораблей".

Создание полностью отечественной CAD- или PLM-системы, не уступающей зарубежным, гораздо сложнее, и даже по самым оптимистичным прогнозам завершится не ранее середины 2020-х годов. Одна из проблем здесь – необходимость при разработке такой системы идти вровень с иностранными разработками, чтобы к моменту выхода российская система уже не устарела. Ближе всех к реализации российской "тяжелой" PLM стоит российская компания "АСКОН", занимающаяся разработкой и интеграцией инженерного ПО. Стратегия консорциума строится вокруг концепции "тяжелой" PLM-системы, рассказал генеральный директор "АСКОН" Максим Богданов на форуме "РазвИТие" 12 ноября 2019 года, представляя стратегию развития решений до 2025 года. Объединение независимых компаний-разработчиков инженерного ПО – консорциум "РазвИТие" – создали в 2015 году. Помимо "АСКОН", в него входят компании НТЦ "АПМ", ADEM, ТЕСИС и ЭРЕМЕКС.

Стратегия развития решений "АСКОН" до 2025 года

Максим Богданов подчеркнул, что речь идет не просто о создании "тяжелой" PLM-системы, но также и об отраслевых решениях на ее основе. Еще один важный пункт – это намерение выполнить миграцию ПО консорциума на независимые операционные системы, как уже было сделано ранее для СУБД PostgreSQL. Согласно пирамиде сложности изделий, представленной "АСКОН", судостроение – наиболее сложная отрасль в части создания "тяжелой" PLM.

Пирамида сложности изделий

Как рассказал изданию источник в ОСК, работа с 3D-моделью объекта МТ в едином пространстве – это реально, однако реализацию сильно осложняют требования по безопасности, особенно при выполнении заданий государственного оборонного заказа. "В настоящее время ни одна российская САПР не соответствует всем требованиям, предъявляемым в рамках новой концепции развития ОСК. Тем не менее, есть очень перспективные системы, которые пока еще не доросли до уровня "тяжелых", но вполне могут конкурировать в сегменте средних машиностроительных САПР. Мы внимательно следим за их развитием", – отметил представитель корпорации.

Информационные модели (ИМ) объектов морской техники. Переход от физических испытаний к математическим расчетам в российском флотпроме идет с начала 2000-х годов. Информационные модели в начале 2010-х годов стали использоваться при создании боевых надводных кораблей. К середине прошлого десятилетия они 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 конце 2019 года инфомодели ПЛ решили применять при ремонте лодок. В случае успешного освоения "цифровой" эксплуатации и судоремонта внедрение ИМ можно ожидать и на других проектах.

Информационная модель ДЭПЛ "Варшавянка"

Виртуальное прототипирование стало реальностью в российском флотпроме в конце 2010-х годов. Первым в российском судостроении программно-аппаратный комплекс виртуального прототипирования (ПАК ВП) внедрило Зеленодольское ПКБ. ПАК ВП создан на базе платформы виртуальной реальности IC.IDO от ESI Group. Комплекс поставлен и установлен ГК "ПЛМ Урал".

Визуализация посадки вертолета на корабль посредством программно-аппаратного комплекса отладки конструкторских решений СПКБ

Он способен работать с разными форматами 3D-моделей, не будучи привязанным к конкретной САПР. Если ЗПКБ использует конструкторскую модель из системы проектирования AVEVA Marine, Северное ПКБ, также внедрившее ПАК ВП, с его помощью берет модель из САПР FORAN. В СПКБ система IC.IDO применяется для приемки моделей помещений, визуализации и расчетов посадки вертолета на корабль и других задач.

"Цифровая верфь" Средне-Невского судостроительного завода. Верфь-строитель композитных кораблей противоминной обороны в паре с их бюро-проектантом, ЦМКБ "Алмаз", стало первым в группе ОСК для отработки принципов "цифровой верфи". Пилотную концепции разработали при участии почти 60 человек с 14 предприятий, рассказал изданию гендиректор СНСЗ Владимир Середохо. Финансирование проекта стартовало в 2019 году, на трехлетний план-график предусмотрено 600 млн рублей.

Корабль противоминной обороны "Иван Антонов" (пр. 12700), Средне-Невский судостроительный завод

Одна из особенностей проекта – фокус на использовании отечественного ПО. В нем предусмотрено управление жизненным циклом и оценка текущего состояния технической готовности объекта с фактической стоимостью, а также создание интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР) для тральщиков проекта 12700. По словам руководителя СНСЗ, перспектива после перехода на концепцию цифровой верфи состоит в том, что мы должны продавать не корабли, а услугу. Ведь строительство – это только первая часть проекта, вторая состоит в том, чтобы корабль выполнил все функции, ради которых его строили. В случае успеха опыт "Цифровой верфи" могут экстраполировать на другие предприятия ОСК. "Отраслевая концепция может быть создана только после отработки пилотного проекта, – отмечает Середохо. – Дальше уже можно дорабатывать ее под конкретное предприятие, потому что предложить универсальный вариант невозможно – все заводы находятся в разном состоянии".

Два других пилотных проекта Минпромторга с будущей экстраполяцией на отрасль – ОКР "Верфь-М" и "Адаптация" – запущены еще в 2016 году. Они призваны были стандартизировать переход к единому цифровому пространству. "Верфь-М" подразумевает разработку "специализированного программно-информационного комплекса для проектного управления строительством гражданской морской техники и сооружений, создание единой отраслевой системы нормативно-справочной информации". ОКР "Адаптация" – "создание типового электронно-цифрового макета судна, разработка унифицированного российского формата хранения проектной документации и отраслевой модели передачи данных о проектировании объектов морской техники".

1 / 2


Речь идет о создании информационной модели объекта морской техники на примере ледокольного судна; единого унифицированного решение для хранения проектно-конструкторских данных; разработку основных требований к представлению данных в различных САПР для передачи в такое унифицированное решение. Создается также 3D-модель центрального отсека ледокольного судна. Однако еще в 2018 году стало известно, что с выполнением обеих ОКР возникли проблемы, а внедрение новых решений в промышленную эксплуатацию может отложиться.

Почему внедрение ИЭТР оказалось в кильватере. В 2019 году капитан и старший помощник одного из новейших вспомогательных судов ВМФ рассказали, что не используют целиком интерактивные электронные технические руководства, созданные одной из российских компаний. Цифровая документация не заполняется, так как внесение данных не предусмотрено в судовом штатном расписании, а времени на скрупулезное заполнение отчетов у членов небольшого экипажа нет.

Пример ИЭТР от компании "Си Проект"

Похожая ситуация наблюдается и на одном из боевых кораблей. Ситуация не устраивает ни флот, ни экипажи. Текущая система работы с эксплуатационной документацией по-прежнему невозможна без бумаги, если ИЭТР и другие программные продукты полноценно не работают, рассказали Mil.Press FlotProm в компании-разработчике подобных решений – "Си Проект".

Накопление "больших данных" – big data – и постепенный переход к их анализу. Цифровизация невозможна без работы с big data и создания СУБД – систем управления базами данных. Здесь в отрасли наблюдается устойчивый прогресс: растут вычислительные мощности корпораций и научных институтов, Объединенная судостроительная корпорация внедряет системы нормативно-справочной информации (см. раздел "Цифровизация: подход ОСК"). Пришло время для перехода к сбору "больших данных" на основе информации ИЭТР, что позволит перейти к анализу данных и прогнозированию.
"Это возможно, однако, лишь в случае своевременного внесения данных на постах или рабочих местах", – сообщил представитель одной из компании-разработчика таких СУБД. По его словам, до сих пор не регламентированы сбор, хранение и использование данных для формирования массивов материалов о регламентных работах и поведении оборудования для последующей передачи в техническое управление флота. Отмечается, что пока речь об анализе не идет, ведь не налажены организация сбора и хранения данных. Одна из проблем здесь – то, что бумажные журналы учета хранятся недолго, из-за чего опыт эксплуатации и работы оборудования нельзя оценить и обобщить.
В ОСК также пока осторожны в прогнозах. Собеседник издания в корпорации рассказал, что технология и инструменты big data постепенно начинают применяться в отечественном судпроме, однако пока лишь на экспериментальном уровне. "Обработка больших объемов накопленных данных имеет широкие возможности применения для анализа эксплуатации и планирования сервисных работ, – отметил он. – Мы проводим работы, направленные на планирование сервиса как на этапе проектирования корабля или судна, так и на этапе эксплуатации путем сбора big data и их обработки. Пока это ведется на уровне экспериментальной работы, но мы постепенно продвигаемся к тому, чтобы в проектировании и при строительстве кораблей и судов заложить и обеспечить требуемый уровень надежности, который, в свою очередь, связан с вероятностью отказов".

"Цифровой ремонт": на базе отечественных систем. Одним из первых предприятий судпрома, начавшим внедрять российскую систему ERP-управления производством, стал 33-й судоремонтный завод. Функциональное наполнение ERP-системы реализуется в виде набора интегрированных компонентов, автоматизирующих целый ряд функций. Среди них финансовый и бухгалтерский учет, функционально-стоимостной анализ, управление персоналом, запасами, производством, проектами, качеством и техническим обслуживанием, а также производственное планирование. В отличие от более ранних функционально ориентированных систем, ERP-системы фокусируются на процессах, отображая их в сквозном режиме во всех задействованных модулях.

33 СРЗ

Собственные базы данных в рамках системы учета, контроля и планирования работ на кораблях ВМФ с начала 2010-х годов использует 51 центральный конструкторско-технологический институт судоремонта, рассказал изданию его руководитель Георгий Муру. Система включает в себя два раздела: электронную картотеку и электронные паспорта порядка 300 кораблей. Эти паспорта включают их характеристики, состав оборудования со сроками ремонта и др. По информации флотского источника издания, подобная система есть и в техническом управлении ВМФ, однако данные по ней закрыты.

Глава Объединенной судостроительной корпорации Алексей Рахманов в декабре 2019 года сказал Mil.Press FlotProm, что в ОСК предусмотрено формирование электронных ремонтных ведомостей и руководств по эксплуатации, а также использование трехмерных чертежей – если они были заказаны. "Что касается современных подходов к разработке и формированию ремонтной документации, да, конечно, все новые ремонтные мануалы будут делаться с применением существующих электронных моделей – иначе быть не может, – сказал он. – Другое дело, что та модель, которая выходила не до конца доделанной из-под пера конструкторских бюро, и модель трехмерная построенного парохода – это будут немного разные вещи, связанные с тем, что такого уровня, который существует в ремонтной модели, в модели конструкторской нет".

"Онлайн-диспетчерские" судостроения. Возможность отслеживать и контролировать процессы разработки и производства объектов морской техники – одна из самых важных задач для управленцев всех уровней. И здесь не обойтись без цифровизации. Так, "единая диспетчерская" группы ОСК построена с использованием информационной системы PPM корпоративного уровня (Program & Project Management), которая получает данные из систем проектного управления предприятий. Об этом изданию рассказали в корпорации. Поскольку в отрасли пока нет стандарта на структуру графиков, корпорация использует единую методологию "контрольных точек". Сейчас систему наполняют данными по реализуемым проектам. Новые же проекты ведутся в ней изначально. Постепенно на уровне каждого субъекта будет организован доступ к своей части информации в "диспетчерской". Реализация проекта позволит отслеживать как график постройки кораблей и судов, так и, например, статус движения почтовых отправлений.

Свою онлайн-диспетчерскую создает и Минпромторг. Осенью 2020 года ЦНИИ "Центр" должен завершить научно-исследовательские работы по контракту, заключенному в 2018 году. Стоимость работ – 117 млн рублей. После этого МПТ может сформировать заказ на ОКР по теме. Еще одну работу, заказанную Минпромторгом, ведет ЦНИИ "Курс". Она подразумевает создание электронного портала, где собраны данные о судовых комплектующих, а также центра импортозамещения и локализации судового комплектующего оборудования.

А при Главкомате флота сформируют центр управления кораблестроением, модернизацией и ремонтом кораблей и судов ВМФ, сказал в марте замминистра обороны Алексей Криворучко. По его словам, центр управления и контроля проектирования, строительства, модернизации и ремонта кораблей и судов ВМФ, создается в соответствии с поручением министра обороны РФ Сергея Шойгу по решению системных вопросов в военном кораблестроении. "(Создание центра) позволит усовершенствовать порядок создания, серийного производства и обслуживания кораблей, не допустить роста стоимости и увеличения сроков выполнения государственных контрактов, а также повысить персональную ответственность должностных лиц. Центр также займется оптимизацией типов кораблей и судов, состава их вооружения, совершенствованием интегральной системы боевого управления кораблей флота", – отметил замминистра.

Сегодня в моделях функционирования отдельных предприятий и отрасли в целом закладываются данные загрузки верфей (например, стапельное расписание) на рубеже 2020-2030-х годов. Вместе с тем руководители двух судостроительных заводов ОСК заявили изданию, что реализация диспетчерской с отображением данных по заказам в реальном времени – дело будущего. Пока можно говорить лишь о ежемесячном мониторинге технической готовности заказа. Если такая возможность появится на всех заводах, вывести эту информацию на диспетчерский пункт ОСК – не проблема.

Единой стратегии цифровизации не существует?


Поскольку на общероссийском уровне цифровизация судостроения, наиболее сложной и консервативной для этого сферы, лишь планируется – разработка и внедрение прорывных IT-проектов происходит разрозненно и фрагментарно, в лучшем случае при наличии общего вектора. Они укладываются в некую схему комплексной "сквозной" цифровизации, но требуют дополнительной увязки между собой для качественной и рабочей интеграции.
"Без формирования единой и эффективной технической политики, а на общегосударственном уровне, уровне условного "минсудпрома" ее сейчас нет – ни о каком переходе на "цифру" не может быть и речи", – сказал Mil.Press FlotProm другой собеседник, руководитель "номерного" флотского института. По его словам, единой стратегии цифровизации, которая бы включала в себя всех субъектов, пока нет.
По словам информированного источника издания в ВУНЦ ВМФ (ВМА), необходимость цифровизации очевидна, и в профильных флотских НИИ это понимают, начинание поддерживает руководство институтов ВМФ. Вместе с тем пока переход в цифру проходит фрагментарно – в соответствии с качеством технической политики в разных министерствах, ведомствах, корпорациях, на флоте и т.п. Формирование единой стратегии цифровизации и нужно, и трудновыполнимо одновременно, добавил он. Получается цифровизация Шрёдингера – она вроде бы есть, а вроде бы и нет.

Эта задача выполнима лишь при увязке всех субъектов отрасли. "Грубо говоря, нужен единый коммуникационный центр вроде системы советского Минсудпрома, но созданный с учетом современных реалий – например, специфики параллельного существования частных IT-компаний, КБ и верфей, которые часто оказываются более эффективными, чем государственные", – уверен технический директор крупной частной верфи.

"По-прежнему нет объединяющих, комплексных систем на базе отечественного софта, – считает главный конструктор одного из КБ ОСК. – Хотя определенная критическая масса уже набрана, и появление таких систем – лишь вопрос времени. Главное, чтобы до внедрения отечественных САПР и СУЖЦ западные разработчики не отказали из-за санкций в поддержке уже используемых решений, а такая опасность есть, и она очень серьезна".

Что нужно отрасли? - Говорят специалисты


Топ-менеджеры двух российских компаний-разработчиков IT-решений для кораблестроения рассказали изданию, что эффективное внедрение их программных продуктов портит недостаток обратной связи от военного заказчика. "Имея подобный фидбэк, мы могли бы улучшать наши продукты, ведь они могут требовать подстройки в соответствии с изменившимися условиями", – сказал один из собеседников Mil.Press FlotProm, занимающий пост замдиректора крупной IT-компании.
Другой эксперт – руководитель небольшой компании-разработчика – отметил ту же проблему. "Зачастую от (военного – ред.) заказчика не поступает никакой обратной связи. Что и как внедрили, с какими сложностями столкнулись, нам не сообщают". Возможно, предположил он, коммуникацию блокирует грифованность техники, куда идет ПО. Ведь после освоения флотом в базы данных может быть внесена информация о вооружениях и другие закрытые сведения. Таким образом, чем выше гриф данных, тем сложнее и дороже обеспечить работу с программным продуктом - например, моделью, ИЭТР и т.п. Собеседник издания добавил, что один из основных вызовов для разработчика – требования безопасности и защиты данных.
Примечательно, что сложности в разработке из-за секретности и/или соображений безопасности или защиты данных отметили почти две трети из 300 иностранных специалистов-разработчиков ПО, опрошенных специалистами компании Perforce Software.

На вопрос, что нужно отрасли, 80% опрошенных Mil.Press FlotProm руководителей и специалистов заявили, что помимо планов и концепций необходима единая техническая политика, объединяющая НИИ, промышленность (КБ и верфи), а также эксплуатанта (ВМФ) и ремонтные мощности. Более половины собеседников издания отметили необходимость своевременного выполнения сроков всех связанных ОКР и НИР. Еще 20% затруднились ответить на вопрос, так как их компании несут серьезные издержки из-за работы в сфере ВПК.

Ваше предприятие предлагает новые IT-решения для кораблестроения? Есть, чем дополнить? Свяжитесь с редакцией Mil.Press:

+7 (812) 309-8-505 общий (с 09:00 до 18:00 МСК)


Дмитрий Жаворонков