Секреты модернизации ОССЗ: "Цифра дает гибкость"

Туричин Г. А., д.т.н., ректор СПбГМТУ / "СПбГМТУ"

– Глеб Андреевич, что вы включаете в концепцию "цифровой верфи", и какие задачи она призвана решить в российских реалиях?

– В понятие "цифровая верфь" мы включаем реальный завод, который от обычных предприятий будет отличать несколько вещей. Во-первых, весь нижний производственный уровень (станки, транспортные системы, люди) имеет числовое программное управление. А система управления завода должна в онлайн-режиме фиксировать, где находятся работники верфи и чем конкретно занимаются.

Верхний уровень – это то, что мы считаем нервной системой завода. Цифровой завод – биоподобная штука. Это означает, что компьютер в центре обработки данных предприятия всегда знает, где на заводе лежит любая железка, любой материал, и информация о каждом их перемещении попадает в центр обработки данных. Это обеспечивает то, что называется "прослеживаемость".

Поскольку у нас завод судостроительный, мы собираем судно и на каждом этапе производим измерения. Всё корпусное производство покрыто системой судометрики, независимой от исполнительных механизмов. Программируем, к примеру, гибочник, и при этом так построена концепция завода, что мы не до конца верим тому измерению, которое делает сама машина. У нас висит сверху, условно говоря, тахеометр, а может лазерный сканер с трекером, который обмеряет полученное, и в "мозгах" завода всё время происходит актуализация компьютерной модели собираемого судна. Сделали секцию, померили, и в цифровой модели уже не та секция, которую начертил конструктор, а та, которая получилась.

И это, не говоря о том, что ERP покрывает весь завод, и бухгалтерия цифровая, и кадры цифровые – этим уже никого не удивишь, у всех есть. У нас дополнительно будет цифровое производство и цифровая технологическая подготовка производства.

– Когда заработают все нововведения, что это изменит на верфи?

– Во-первых, позволит здорово ускориться, а, во-вторых, очень серьезно удешевить постройку. Это дает прямой экономический выигрыш. Наша задача, по факту, кардинально повысить производительности труда за счет всего того, о чём я рассказал. Мы серьезно проигрываем сейчас (и в себестоимости, и в производительности), хорошо еще, что судостроение - специфический рынок, продукция дешевая и тяжёлая, и конкурентоспособность у нас очень локальная. Но, боюсь, что долго жить в ситуации локальной конкурентоспособности не получится. Или мы научимся создавать действительно производительные заводы, обеспечивающие дешёвую постройку, или кто-то другой нам корабли будет строить.

– То, что называется сегодня цифровизацией или "Индустрией 4.0", в основном, пришло из машиностроения, в мировом судостроении есть только единичные примеры цифровых верфей…

– Если в автопроме или радиоэлектронной промышленности цифровизация случилась, то в судостроении ещё нет. У нас специфическая промышленность, в ней всё чуть медленнее.

– Главное отличие автомобильной и электронной промышленности от судостроения – серийность…

– Это если сравнивать с автопромом. Можно, например, провести параллель с ракетно-космической промышленностью, там серийность будет такая же, как у нас. Можно сравнить с авиапромом. У авиаторов серия мелкая, а самолёт цифровой.

– Цифровизация пока не стала нормой для промышленного производства даже на родине "Индустрии 4.0" – в Германии. Если верить газете Handelsblatt, внедрение цифровизации откладывается во многих немецких компаниях: немцы больше полагаются на эволюционное сокращение затрат и повышение эффективности, чем на революционные бизнес-модели цифрового производства. Издание пишет, что препятствием для многих является неопределенность с окупаемостью инвестиций и проблемы с безопасностью…

– Немцы сейчас проходят цифровую трансформацию. Где-то прошли, где-то нет, поскольку они крайне разумные люди, исходят из расчета прибыли и убытков, и там движение происходит только тогда, когда очевидно, что это экономически выгодно. Ради идеи там никто копейки не даст. Но у них другой стимул. Немецкая экономика очень конкурентная, и малейшая возможность получить преимущество перед своим конкурентом двигает такие проекты.

– Кто из авиастроителей использует сегодня цифровые механизмы в производстве?

– Не буду говорить про Boeing и Airbus, расскажу про Иркутский авиационный завод. Это наша Объединенная авиастроительная корпорация. Компания, которая внедряла дистанционные измерения на Иркутском авиационном заводе работает и с нами по цифровой верфи. Это "Нева-Технолоджи". Они эту штуку сделали в авиации раньше, но мы их традиционно считаем судостроителями, потому что это компания состоит из корабелов, наших выпускников.

– Кто ещё участвует в проектировании цифровой верфи, кроме "Нева-Технолоджи"?

– У нас относительно небольшой консорциум участников. Понятно, это Корабелка, это ЦТСС, потому что это строительное проектирование. Завод – это не одна цифра. Мы вообще в этом проекте используем идею цифровизации для того, чтобы сильно модернизировать предприятие. Проект так и называется – проект глубокой модернизации. Именно поэтому он включает в себя новые станки и производственные технологии. За счет одной цифры сильно не выиграешь. А те задачи, что я называл – прослеживаемость, логистика, они реализуются "Центром лазерных технологий", теми людьми, которые создавали систему прослеживаемости для концерна "Калашников".

– По идеи, цифровая фабрика будущего, это некое промышленное пространство, все компоненты которого объединены информационной сетью, идет постоянный обмен – детали, узлы, оборудование обмениваются друг с другом информацией, когда что подвезут, где и как это будет обрабатываться….

– Именно так.

– Между тем, судостроительная отрасль – это отрасль с большим количеством ручного труда…

– Отрасль, которая в основном осталась в 1960-х годах. Приходишь на хороший завод, и там у нас 70-й год, а на плохом 50-й. И оборудование стоит 1960-го года. Но у нас есть одна важная особенность, это единичность производства. По-хорошему, если производство массовое, где можно действовать нормальными методами оптимизации (конвейер, бережливое производство и т.д.), человечество всё уже прошло и научилось оптимизировать, там и не нужно никакой цифровизации. На заводе Ford была "цифра" в начале XX века? Нет, но было предельно эффективное производство. Когда одни и те же процессы повторяются, их достаточно легко оптимизировать, пусть не с первой попытки, но после тысячного автомобиля всё, что называется, оптимизировано, всё в себестоимости, всё в конструкции.

А у нас никогда не будет тысячного корабля. Мы должны иметь настолько гибкое производство, чтобы, перестраивая его, решать разные задачи. В чём ещё одна из основополагающих идей "Индустрии 4.0"? В кастомизации производства с сохранением качества. Качество остаётся как в серии, а производство единично. Цифра дает гибкость. Вот на этой гибкости мы и пробуем сыграть.

Фото: Онежский судостроительно-судоремонтный завод

– Затраты на цифровую верфь будут существенно выше обычной?

– Если смотреть на смету проекта, то затраты на тотальную прослеживаемость и сеть – незаметны в сравнении со стоимостью строительно-монтажных работ, технологического оборудования, автоматизации. Условно говоря, всё оборудование центра обработки данных уложится вместе с софтом примерно в 300 млн. рублей. Казалось бы, вообще можно было обойтись без модернизации предприятия. Но цифровизировать немодернизированный завод просто не хотелось. Хотя проект получился бы, конечно, дешевле.

– Что будет отличать цифровую верфь?

– Планируется высокоточная резка, плазменная резка со струей высокого давления, которая дает хорошую кромку. Сначала предполагали поставить лазерную, потом решили сэкономить, потому что денег катастрофически не хватает. Лазерной резки не будет, но предполагается один комплекс лазерной сварки, который может, как опция, резать в поле 2 на 6 метров, причем, в объёмном поле. Понятно, что будут автоматизированные склады, этим сегодня никого не удивишь. Это то, что касается заготовительного производства. Будет проводится тотальная очистка и правка листа, чтобы ничего ржавого больше не было.

– То есть речь идет в основном о том, что вам близко…

– Я потому, в общем-то, и взялся за проект, что неплохо разбираюсь в заготовительном, в сборочно-сварочном процессах. Почему именно верфь? В реальности верфь – это простой завод, корпусное производство свое, а остальное, как правило, не свое. Механомонтажные работы выполняем, а комплектацию берем готовую.

В общем, люди стараются делать то, что делали раньше. Цифровой завод мы не делали раньше. Это так же надо понять. В такой степени интеграции цифровых технологий, проникновения внутрь, у нас в стране это первый проект.

– На каких этапах строительства судна будут работать эти цифровые технологии?

– На всех, потому что верфь она всё-таки принципиально цифровая. Если что-то пришло на склад, например, двигатель то, когда его разгружают с платформы, он будет обмерен, тут же будет проверено, что он нормально встаёт на место. Двигатель отмаркируют, все его дальнейшие движения будут выполняться со считыванием RFID-метки, чтобы, изменения одновременно происходили и в цифровом двойнике завода. Кроме корпусного производства мы сами будем делать электрику, она достаточно простым образом автоматизируется, цифровизируется. Сами будем делать трубы. Если хватит денег, то и покрывать трубы защитным покрытием будем самостоятельно, если не хватит – то будут их от нас увозить, потом привозить. Покраска в любом случае должна быть своя, по крайней мере, сейчас в проекте это значится.

– Проект с похожим названием реализует СНСЗ. Вы с ними контактируете?

– Да, обмениваемся информацией.

– Насколько эти проекты близки?

– Если наш проект – это глубокая модернизация плюс цифровизация, но основное – это всё-таки новые производственные технологии и цеха, то проект Средне-Невского завода – это цифровизация в классическом понимании. Завод есть, его никто перестраивать не будет. Бизнес-процесс есть. Это мы тут процессную модель проектировали специально под "цифру", чтобы понять, что меняется, и меняется ли на самом деле. Они же занялись классической цифровизацией. Цифровой двойник у них будет, а связи между двойником и заводом может не получиться. Во что это выльется в итоге? Скорее всего, получится конвергенция этих двух проектов.

– Пытались смотреть, что делается за рубежом?

– Конечно. До Кореи не добрался, но по Германии поездил. Корейский опыт изучали по открытым источникам, смотрели всё, что можно достать из Hyundai Heavy Industries, встречались с людьми, которые имеют опыт работы с корейскими и китайскими товарищами.

– Можно ли назвать камнем преткновения существующую техническую культуру работников предприятия…

– Для цифровой верфи не подходит действующая техническая культура. Более того, не годится подготовка работников существующих предприятий, их надо переучивать, либо учить заново.

– В Австралии, где государство создает цифровую верфь, отправили большую группу кораблестроителей на специальные курсы. Верфи еще нет, а программа переобучения уже действует…

– Мы действительно планировали такой комплекс. Вопросы: кто будет работать и кто будет их учить, стояли с самого начала. За что-то отвечает Корабелка, где-то "Росморпорт", заданы темы и конкретным подрядчикам. Министерство высшего образования и науки отвечает за то, чтобы появились образовательные программы по специальностям, которые нужны для цифровой верфи. Например, технологическая подготовка производства для цифрового завода принципиально отличается от существующей. Если взять технолога-судостроителя, которого мы учим и, как считаем, неплохо учим, то он на цифровой верфи просто потеряется, потому что, скажем, чертежи-то исчезли, и никто никому, ни мастеру, ни рабочему, никаких чертежей давать не будет…

– Выдадут планшеты и очки виртуальной реальности?

– Первоначально да, идея была именно такой. Теперь на сборочных постах будут висеть телевизоры, большая панель, каждый человек либо подходит к экрану, либо у него в смартфоне есть сканеры штрих-кодов. Видит человек – лежит железка, либо ему "безэкипажный" транспортер привез железку, а на ней штрих-код. Он сканируется, на экране появляется информация куда её приставить, где привинтить, где подварить, где молотком постучать – нет больше бумажек.

Мы это уже опробовали. Показали, как выглядит сборка без чертежей, вот в таком цифровом формате. Была модель из пластмассы, нарезаны разные кривые, из которых можно сложить пазл, если знать как. Прилагался набор пластмассок, вот сканер, вот экран, сканируешь и видишь на экране, что и как надо сделать. Рабочему больше не нужно думать. Даже необученный человек моментально с той скоростью, на которую способен, эту штуку собирает.

Фото: Онежский судостроительно-судоремонтный завод

– Вы назвали несколько современных технологий, которые будут использоваться…

– Может чего-то еще не назвал - робототехнику или Интернет вещей. Это классический пример, потому что кран должен разговаривать с раскройным комплексом, ведь неизвестно, свободен этот комплекс или нет. Поэтому кран, когда хочет взять какую-то железку и притащить на раскрой, сначала спросит у комплекса.

У нас есть приоритеты национального технологического развития, так первый приоритет - цифровые производственные технологии. Единственное, пока в проекте нет искусственного интеллекта.

– А самые последние технологии, такие, как Machine Learning, Master Data Management, Robotic Process Automation или SCT планируете использовать?

– Мы брали только решения, которые уже промышленно опробованы.

– Как рост объема цифровых технологий выглядит с точки зрения кибербезопасности?

– Специальная большая глава в проектной документации – обеспечение кибербезопасности. Это было одно из первоначальных требований, что влияет и на технические решения. Оптимально накрыть пространство сверху техническим Wi-Fi, но соображения безопасности не позволяют сделать это повсюду. Не позволяют это делать с некоторыми типами данных. Накладывают ограничения на работу завода с инжиниринговым центром.

- Как эта социализация меняет реальную действительность?

У нас сейчас, если посмотреть по факту, на каждом заводе сидит свое КБ и свой технологический отдел. Все представляют объем переделок. Допустим, все это становится цифровым. Проектное бюро сделало модель. Модель разбирается, она понятна для верфи, и получается, что иметь собственное большое конструкторское и технологическое подразделение на заводе не нужно, его не загрузить. С ним надо что-то делать.

Расчет показывает, что один такой центр, взяв модель из проектного бюро, сделает рабочую и технологическую документацию, поэтому способен обеспечить не один завод, а десять. Это просто из расчета количества времени, которое идет на подготовку производства одного заказа. Получается, что должны возникнуть такие вот инжиниринговые центры. Мы хотим, чтобы один центр был в Корабелке. Первый десяток заводов будем обеспечивать тем, что нужно, таким образом заводы сэкономят.

– Одна из задач проекта – увеличение производительности труда и, соответственно, повышение экономических показателей. Какие-то конкретные экономические оценки эффективности цифровой верфи существуют?

– Например, втрое сокращаются трудозатраты в расчете на тонну. Это проектная цифра.

– Через какой период времени вы планируете выйти на эти показатели?

– Проект рассчитан на 11-летнюю окупаемость.

– Велики вложения?

– В стройку больше, чем в технологические мощности, а в технологические мощности больше, чем в "цифру". "Цифра" самая дешёвая. Хочется построить верфь в одну очередь. Представьте себе, что она уже построена полностью, до последнего очистного сооружения. Я бы сказал, что за полгода она выйдет на нормальную системную работу.

– Чем планируется загружать верфь?

– Сейчас Онежский судостроительный завод делает краболовы, в очереди стоят "рыбаки" и газовозы.

– Газовозы?

– Маленькие газовозы, возить газ по речкам.

– Какие сроки реализации проекта?

– Должны были начать стройку с 2021 года, уже копать котлован. Но пока не выделены деньги. Сейчас верфь внесли в госпрограмму, наиболее вероятно, что в 2021 году начнутся строительно-монтажные работы, потому что по факту проект закончен. Теперь надо идти в "Главгосэкспертизу", но пока нет точной гарантии, что деньги дают, нет смысла торопиться. Можно отточить проект и попытаться снизить по затратам. На данном этапе со всеми участниками проводим регулярные совещания, ищем варианты по снижению затрат.

– Сегодня судостроители часто даже не задумываются о таком важном показателе, как коэффициент раскроя металла. С учетом того, что у вас все будет отслеживаться…

– Да, это будет видно.

– И поможет исправить положение дел?

– Решение этого вопроса в руках человека, искусственный интеллект не управляет верфью. Верфь – это инструмент в руках её руководителя. Если он захочет экономить металл, такую возможность цифровая верфь ему предоставит.

– На цифровизацию завода средства дает государство?

– Надеюсь, что государство выделит деньги… У него есть общее понимание, что необходимо технически развиваться. В проекте сошлись два фактора – общее представление о техническом развитии и юбилей Карелии. И сейчас появляется возможность создать в Карелии современное индустриальное предприятие.