14.08.2017, Пн, 17:22, Мск , Текст: Игорь Королев
В рамках проекта НТИ утверждена дорожная карта «Технет», посвященная внедрению ИТ-систем для управления и проектирования промышленных производств. В случае реализации мероприятий дорожной карты в России в 2025 г. появится 40 «Фабрик будущего» и 25 испытательных полигонов, а объем экспорта продукции, полученной с помощью передовых производственных технологий, достигнет 800 млрд руб.Для чего нужен «Технет»
Совет при Президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию одобрил дорожную карту «Технет». Документ разработан в рамках проекта Национальной технологической инициативы (НТИ), реализуемой по поручению президента России Владимира Путина .
Руководителями рабочей группы «Технет» являются замминистра промышленности и торговли Василий Осьмаков и проректор по перспективным проектам Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Алексей Боровков .
Дорожная карта «Технет» направлена на формирование в России комплекса ключевых компетенций, обеспечивающих интеграцию передовых производственных технологий (ППТ) и бизнес-моделей для их распространения в качестве «Фабрик будущего» (Factories of the future). Мероприятия, описанные в документе, рассчитаны на период до 2035 г.
Что такое «Фабрики будущего»
Под «Фабриками будущего» понимаются системы комплексных технологических решений, обеспечивающих в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения, которые, как правило, генерируются на основе испытательных полигонов (TestBeds).
Авторы документа отмечают, что уже сейчас Россия входит в топ-20 стран по количеству технологических заделов в области передовых производственных технологий и по количеству первых патентных заявок по ряду технологических направлений, включая 3D-печать, нанотехнологии и роботехнику.
К 2020-2030 г.г. глобальная индустрия перейдет к масштабированию использования передовых производственных технологий, которые сегодня еще относятся к неконвенциональным, прогнозируют авторы документа.
К 2035 г. цифровое и интеллектуальное производство станет массовым, произойдет изменение архитектуры рынков, цепочек поставок и переход к виртуальным распределенным производствам.
Основными трендами «Фабрик будущего» являются: комплексирование мультидисциплинарных и кросс-отраслевых передовых технологий, распространение универсальных межотраслевых платформенных решений, широкое распространение передовых производственных технологий, формирование нового неконвенционального пакета в развитых странах, радикальное удешевление и ускорение циклов разработки и производства и развитие системы распределенного производства.
В 2025 г. в России появится 40 «фабрик будущего»
Основным принципом реализации мероприятий дорожной карты «Технет» является преодоление разрыва между имеющимся заделом по производству целого ряда «best-in-class» продукции по ряду технологических комплексов ППТ и требованием к масштабируемости и серийности изготовления кастомизированных продуктов, изделий и решений. Для реализации данного принципа в документ были включены мероприятия, направленные на преодоление технологических барьеров, которые существуют на данный момент в промышленных секторах российской экономики.
Речь идет, прежде всего, об устаревших форматах организации технологических и производственных цепочек. «Фабрики будущего» станут ответом на вызов России, обещают авторы документа. Они обеспечат принципиально новые подходы к цифровому проектированию на основе полного математического моделирования и технологий оптимизации, виртуальные испытания (значительно снижают объемы дорогостоящих натурных испытаний), передовые производственные технологии и цифровое «умное» производство.
Какими бывают «Фабрики будущего»
«Фабрики будущего» бывают трех видов. Цифровая «фабрика» должна быть ориентирована на проектирование и производство продукции нового поколения: от стадии исследования и планирования, когда закладываются базовые принципы изделия, до стадии создания цифрового макета продукта (Digital Mock-Up, DMU), «цифрового двойника» (DigitalTwin) и опытного образца или мелкой серии. «Цифровая фабрика» снижает затраты на 10-50%, сокращает времея производства на 20-70%, приводит к росту прибыли на 10-50%.
«Умная фабрика» должна быть ориентирована на производство продукции нового поколения от заготовки до готового изделия по цене серийного производства текущего индустриального уклада. В качестве входного продукта «Умной фабрики» используется результат работы «Цифровой фабрики».
| Наименование целевых показателей | Единица измерения | Текущее значение | 2017 | 2018 | 2019 | 2025 | 2035 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Доля России на мировых рынках «Фабрик будущего» в сегменте инжиниринга и конструирования | % | 0,28% | 0,3% | 0,4% | 0,5% | 0,9% | 1,5% |
| 2 | Количество компаний-поставщиков услуг по созданию «Фабрик будущего» в рейтинге топ-50 технологических газелей РФ | Ед. (накоп.) | 0 | 0 | 1 | 3 | 10 | 20 |
| 3 | Позиция России в Global Manufacturing Competitiveness Index (или сопоставимый) | Место | 32 | 33 | 30 | 28 | 20 | 10 |
| 4 | Объем экспорта продукции, полученной с использованием ППТ | Тыс. руб. | - | - | - | 1 500 000 | 80 000 000 | 800 000 000 |
| 5 | Число созданных «Фабрик будущего» «Технет» | Ед. (накоп.) | 0 | 0 | 3 | 5 | 17 | 40 |
| 6 | Число созданных испытательных полигонов (TestBeds) «Фабрик будущего» | Ед. (накоп.) | 0 | 2 | 3 | 4 | 10 | 25 |
| 7 | Количество экспериментально-цифровых центров (лабораторий) сертификации в России | Ед. (накоп.) | 0 | 0 | 1 | 3 | 10 | 15 |
| 8 | Число специалистов, прошедших программы подготовки и переподготовки по передовым производственным технологиям | Чел. (накоп.) | не менее 30 | >200 | 1 000 | 2 000 | 20 000 | 50 000 |
Источник: CNews Analytics
Отсутствие зависимости цены от признака серийности обеспечивается за счет увязанных общей системой управления и логистической системой отдельных модулей, обеспечивающих реализацию всех технологических переделов без участия человека. Внедрение «умной фабрики» приводит к 2-4-кратному сокращению времени производства и росту прибыли до двух раз.
Наконец, под «виртуальной фабрикой» подразумевается объединение «цифровых» и «умных» Фабрик в единую сеть либо как части глобальных цепочек поставок, либо как распределенных производственных активов.
Продукт «виртуальной фабрики» – это виртуальная модель всех организационных, технологических, логистических процессов территориально распределённых «цифровых» и «умных» производств, представленных для пользователя как единый объект. «Виртуальная фабрика» обеспечивает 2-4-кратный рост производительности, снижение затрат на 40%, сокращение числа единиц оборудования на 7-15%.
Из чего состоят «Фабрики будущего»
Составными технологическими направлениями «Фабрик будущего» являются: цифровое проектирование и моделирование (CAD, CAE, HPC, CAO); топографическая, топологическая, технологическая подготовка производства (CAM); технологии управления данными о продукте (PDM) и технологии управлениям жизненным циклом изделий (PLM); новые материалы, в том числе передовые сплавы, передовые полимеры и т.д; аддитивные технологии, включая 3D-принтеры; CNC-технологии и гибридные технологии (включая станки и технологии оборудования с числовым программным управлением); промышленная сенсорика; информационные системы управления предприятием (ICS, MES, ERP, EAS); Big Data и индустриальный интернет.
«Фабрики будущего», по сравнению с традиционными производствами, будут обладать следующими преимуществами: сокращение затрат на производство до 50%; сокращение времени производства в 2-3 раза; цифровизация производственных процессов на уровне до 95%; возможность прототипирования, проектирования новых процессов производства, существенно снижающей время выхода на рынок готовой продукции (time-to-market); повышенная предсказуемость производственных процессов.
Кроме того, «Фабрики будущего» обеспечат ряд достижений: безлюдное интеллектуальное производство не менее 50% технологических операций; переход к виртуальному управлению цепочками поставок (с использованием Big data и предикативной аналитики); соединение больших программных пакетов в единую систему, обеспечивающую управление производством; снижение количества дефектной продукции; повышенная кастомизация производственного процесса и использование новых материалов (приводят к облегчению конструкций до 50% и более).
Рынок «Фабрик будущего»: текущее состояние и прогнозы
Рынок Фабрик будущего состоит из нескольких компонентов. Рынок конструирования и инжиниринга в мире вырастет с $773 млрд в 2015 г. до $1,396 трлн, в России за аналогичный период - с $2,2 млрд до $10,9 млрд. Рынок систем и услуг ускоренной сертификации в 2035 г. составит $33,6 млрд в мире, в России - $160 млн. Рынок образовательных услуг в данной сфере в России составит в 2035 г. $50 млн.
Глобальный рынок технологий для компонентов Фабрик будущего увеличится с $368 млрд в 2015 г до $1,757 трлн. В 2035 г. объем сегментов данного рынка будет следующим: цифровое моделирование и проектирование - $74,8 млрд, станков с ЧПУ - $281,4 млрд, аддитивных технологий - $216,4 млрд, аппаратного обеспечения - $24,3 млрд, новых материалов - $145,4 млрд, промышленных роботов - $241,6 млрд, MES и ICS-систем управления производством - $366 млрд, информационные системы управления предприятием - $92,6 млрд, Big Data - $90 млрд, промышленный интернет - $255 млрд.
К секторам наибольшей благоприятности с точки зрения условий внедрения ППТ, которые будут определять спрос на технологии «фабрики будущего», относятся: производство машин и оборудования (ожидаемый рост - 226%), производство электрооборудования (233% роста к 2035 г. согласно данным ЦМАКП), химическое производство (230%) и т. д.
Спрос на компетенции участников «Технет» прежде всего будет формироваться в секторах ускоренного импортозамещения, где потребность в создании новых производственных мощностей позволит в краткосрочной и среднесрочной перспективе реализовывать пилотные проекты дорожной карты, а в долгосрочной – масштабировать накопленные знания и приложения в части создания современных производственных цепочек. В части наращивания производственных мощностей наиболее перспективными рынками внедрения ППТ являются сектор производства автомобилей, прицепов и полуприцепов с объемом потенциального импортозамещения $13,8 млрд.
«Технет»: планы в России
Согласно заложенному в дорожную карту плану мероприятий, в рамках разворачивания сети испытательных полигонов TestBeds в 2017 г. в России должны быть запущены виртуальный испытательный полигон для автомобилестроения и испытательный полигон для экспериментально-цифрового центра сертификации, а также сформулированы для Минпромторга требования и стандарты финансирования, аудита и отчетности для TestBeds.
В 2018 г. будут созданы: национальный центр тестирования, верификации и валидации отечественного и зарубежного ПО в области компьютерного и суперкомпьютерного моделирования, национальный сетевой центр реверсивного инжиниринга и прототипирования, первая цифровая фабрика для автомобилестроения и центр трансфера передовых производственных технологий и исследований в Китае.
В 2019 г. будет запущен виртуальный испытательный полигон для судостроения, кораблестроения и судового машиностроения и будет создана ИТ-платформа (по типу marketplace) размещения и конкурса заказов для подключения большого числа разнотипных игроков рынка к развитию, коммерциализации и широкому использованию ППТ. А в 2020 г. должны быть разработаны технологии проектирования и производства оптимизированных конструкций для высокотехнологичных отраслей и рынков.
В рамках создания глобальной сети российских «фабрик будущего» в 2018 г. будут разработаны форматы и требования к протоколам взаимодействия узлов данной сети и запущена «виртуальная фабрика» с использований технологий индустриального интернета.
В 2019 г. состоится запуск полигона «умной фабрики» первой очереди, а в 2021 г. будет открыта первая полноценная российская «фабрика будушего» в одной из стран БРИКС/ШОС.
В рамках проектов развития сертификации новых материалов, адаптивных технологий и конструкций нового поколения в 2017 г. будет запущено формирование международного консорциума в области сертификации. В 2018 г. будет создан объединенный экспериментально-цифровой центр сертификации и сетевой промышленный экспериментально-цифровой центр сертификации, также будут введены в опытную эксплуатацию на производстве композиционных материалов экспериментальные технические средства определения состояния полимерных конструкционных материалов в процессе производства продукции.
В 2020 г. будет создана сеть из не менее чем трех региональных пилотных центров сертификации продукции, полученной с использованием ППТ. К 2025 г. данная сеть будет интегрирована в международную систему сертификации продукции, получаемой с использованием ППТ.
В рамках работы по совершенствованию нормативно-правовой базы к 2018 г. будет принято не менее 20 стандартов в сфере сертификации ППТ. В 2019 г. будут сформированы уточненные описания передовых производственных технологий и методик расчета их использования в России. В 2020 г. будут разработаны унифицированные межотраслевые правила по обоснованию соответствия требованиям безопасности (сертификации) изделий, произведенных на цифровых фабриках.
В 2025 г. будут сформированы законодательные требования при проведении конкурсных торгов на поставку многоэлементных высокоответственных конструкций со сроком службы более 20 лет. Также к этому моменту будет принято не менее 125 стандартов в сфере сертификации ППТ.
В 2017 г. будет разработана архитектура банка натурных и виртуальных моделей, нормативно-методическая документация в обеспечение обращения с моделями и модуль базы данных материалов для автомобилестроения.
В 2018 г. будет разработан модуль базы данных материалов для авиастроения и создан пилотный банк данных натурных и виртуальных стандартов качества для сертификации продукции, получаемой с использованием различных технологий. В 2020 г. будет создана электронная система интерактивного справочника, содержащего характеристики материалов и элементов конструкций и технологических процессов их получения.
В 2025 г. создан банк данных натурных и виртуальных стандартов качества, охватывающий широкий спектр материалов, процессов, изделий, парка изделий, получаемых с помощью передовых производственных технологий, а также разработаны модули базы данных материалов для высокотехнологических отраслей промышленности.
Кроме того, запланировано создание системы профессионального образования для подготовки кадров «Технет». В том числе будет создана инфраструктура - сеть образовательных площадок (learning factories), направленных на формирование перспективных компетенций путем реализации и масштабирования смешанных (blended) и сетевых программ. В рамках работы learning factories будет организовано сотрудничество с промышленными компаниями, обучены сотрудники данных компаний, внедрены в их деятельность передовые производственные технологии и созданы дополнительные рабочие места.
Ожидаемые результаты
Реализация заложенных в дорожную карту мероприятий позволит России к 2035 г. увеличить долю на мировых рынках «фабрик будущего» в сегменте инжиниринга и конструирования с 0,28% до 1,5%. В стране будет создано 40 «фабрик будущего», 25 испытательных полигонов для них и 15 экспериментально-цифровых центров (лабораторий). Объем экспорта продукции, полученной с использованием ППТ, составит 800 млрд руб., а 50 тыс. специалистов пройдут подготовку и переподготовку по передовым производственным технологиям.
)
Тема 2. Цифровая экономика
Тема 2.1 Маркетинг и современные информационные технологии (презентация , конспект , самостоятельная работа)
Тема 2.2 Цифровой след потребителя (презентация , конспект)
Тема 3. Концепция Фабрик Будущего
Тема 3.1 Современные технологические тренды и предпосылки, ведущие к созданию Фабрик Будущего (презентация , конспект)
Тема 3.2 Архитектура Фабрик Будущего. Цифровая - Умная - Виртуальная Фабрики (презентация , конспект)
Тема 4. Цифровое проектирование. Цифровая фабрика.
Тема 4.1 Компьютерный инжиниринг, возможности цифрового проектирования (презентация , конспект)
Тема 4.2 Построение Цифровой фабрики (презентация , конспект)
Тема 5.Аддитивные технологии
Тема 5.1 Обзор существующих технологий (презентация , конспект)
Тема 5.2. Перспективы использования 3D-печати для Фабрик Будущего (презентация , конспект)
Тема 6. Новые материалы
Тема 6.1 Композитные материалы (презентация , конспект)
Тема 6.2 Мета, наноматериалы и суперсплавы (презентация , конспект)
Экзамен по модулю 1
Модуль 2
Тема 7. Инструменты цифровой трансформации компании
Тема 7.1 Понятие цифровой трансформации (презентация , конспект)
Тема 7.2 Интернет вещей и технологии работы с Big Data (презентация , конспект , самостоятельная работа)
Тема 7.3 Облачные решения для цифровой трансформации (презентация , конспект)
Тема 8. Управление цифровой компанией (презентация , конспект)
Тема 9. Умная фабрика
Тема 9.1 Концепция «Умной» Фабрики (презентация , конспект)
Тема 9.2 Системы управления умным производством (презентация , конспект , самостоятельная работа)
Тема 9.3 Введение в робототехнику (презентация , конспект)
Тема 10. Виртуальная фабрика
Тема 10.1 Концепция Виртуальной Фабрики (презентация , конспект)
Тема 10.2 Построение логистических сетей для Виртуальной Фабрики (презентация , конспект)
Экзамен по модулю 2
Итоговая аттестация. Прокторинг
Курс состоял из 10 тем, а некоторые темы состояли из подтем, содержание которого я описал выше. По каждой подтеме необходимо просмотреть видеолекции и сдать тесты. К каждой видеолекции выложены конспекты лекций и презентации к ним в формате pdf-файлов. Также в составе некоторых тем присутствуют практические и самостоятельные работы, для сдачи которых необходимо также пройти тестирование. Курс делится на два модуля, по которым нужно сдать экзамены тоже в виде тестов, но на этот раз время на сдачу ограничено в размере одного часа. У каждого контрольного задания (тест, практическая работа) есть срок выполнения (дедлайн), по истечении которого даже правильные ответы система принимать не будет! В расписании курса указан дедлайн каждого задания, который варьируется от двух до четырех недель в зависимости от его сложности. И в заключении необходимо сдать общий итоговый экзамен с прокторингом – механизмом контроля за честным выполнением проверочных работ и экзаменов.
Экзамен с прокторингом представляет собой тестирование, во время которого за вами через вебкамеру с микрофоном следит человек - проктор, также он следит и за вашим рабочим столом на вашем компьютере (для этого вам необходимо будет открыть доступ к нему на время сдачи). Во время данного экзамена пользоваться никакими материалами нельзя. Также запрещено куда-нибудь уходить, с кем-либо общаться во время экзамена, уводить взгляд с экрана компьютера. Общение с проктором происходит через чат. Для сдачи экзамена с прокторингом необходимо предварительно записаться. На данном курсе это можно было сделать с 4 декабря по 28 декабря с понедельника по пятницу с 9.00 до 23.00 и в субботу с 9.00 до 12.00. Для сдачи итогового экзамена необходимо на компьютер установить google chrome и расширение к нему Examus .
Когда я сдавал экзамен проктор потребовал от меня, чтобы я поднял мой ноутбук и показал ему весь свой стол, за которым я сидел, а также включить люстру, так как ему было темно и не видно, хотя у меня были включены лампа и торшер. Также для идентификации личности необходимо показать свой паспорт на вебкамеру и его сфотографировать и фото отправить.
После успешного освоения данного курса по почте высылают удостоверение о повышении квалификации. Данный курс я прошел полностью бесплатно. Система оценивания 100-балльная. Чтобы получить удостоверение о повышении квалификации, необходимо было набрать не менее 40% по практическим заданиям и не менее 60% по промежуточным тестам, тестированию по модулям и экзамену. К примеру, на экзамене с прокторингом я набрал 95 баллов. Для общения предусмотрен форум, где можно задать команде курса вопросы, высказать ей свое мнение по теме, обсудить материал с другими слушателями и помочь им в его понимании.
Для желающих зачесть пройденный онлайн-курс при освоении образовательной программы бакалавриата или специалитета в вузе предусмотрена уникальная для России возможность получения сертификатов, электронная версия которого размещается на сайте Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого: http://open.spbstu.ru/02-cert/
В общем виде сертификат выглядит так:
Приложение к нему:
О курсе
Курс разработан Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого, Центром НТИ «Новые производственные технологии» на базе ИППТ СПбПУ совместно с мировым лидером в области ERP-систем SAP, ведущим отечественным Инжиниринговым центром CompMechLab при поддержке Северо-Западного регионального центра компетенций в области онлайн-обучения.
Предлагаемые в курсе материалы уникальны, публикуются в такой системной подаче впервые.
Из википедии:
Алексе́й Ива́нович Боровко́в (род. 7 июня 1955, Ленинград) - советский и российский ученый в области вычислительной механики и компьютерного инжиниринга, член-корреспондент Российской инженерной академии и Международной академии наук высшей школы (МАН ВШ), Почетный работник сферы образования Российской Федерации (2017).
Область научных интересов - вычислительная механика и компьютерный инжиниринг (Computer-Aided Engineering), мульти- и трансдисциплинарные компьютерные технологии для решения промышленных задач, передовые производственные технологии.
По инициативе А. И. Боровкова в 1987 году на кафедре «Механика и процессы управления» физико-механического факультета Политехнического университета организована учебная и научно-исследовательская лаборатория «Вычислительная механика» (Computational Mechanic Laboratory - CompMechLab), заведующим которой он стал. На базе УНИЛ «Вычислительная механика» затем были созданы Центр наукоемких компьютерных технологий (Centre of Excellence - первый в СПбПУ центр превосходства, 2003 г.), высокотехнологичная инжиниринговая spin-out компания ООО Лаборатория «Вычислительная механика» (2006 г.), малое инновационное предприятие ООО «Политех-Инжиниринг» (2011 г.) и Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» СПбПУ (2013 г.).
В настоящее время группа компаний функционирует под общим брендом CompMechLab® (CML).
А. И. Боровков - лидер мегапроекта федерального значения по созданию Фабрик Будущего в России, представленного и поддержанного на расширенном заседании экспертного совета 21 июля 2016 года.
Научно-исследовательская, просветительская, инновационная и предпринимательская деятельность А. И. Боровкова многократно получала высокую оценку экспертного сообщества и была отмечена разнообразными частными, общественными и государственными премиями, среди которых: премия Правительства Санкт-Петербурга «За выдающиеся достижения в области высшего профессионального образования» - цикл работ «Подготовка конкурентоспособных специалистов нового поколения, обладающих компетенциями мирового уровня» в научной области «Механика, машиностроение, вычислительная механика и компьютерный инжиниринг» - в номинации «Научные достижения, способствующие повышению качества подготовки специалистов и кадров высшей квалификации» (2008); XI независимая бизнес-премия «Шеф года», реализуемая федеральной группой деловых проектов Chief Time и журналом «Человек Дела» (2017) и многие другие.
В 2017 году ООО Лаборатория «Вычислительная механика» (головная компания CompMechLab®) стала лауреатом национальной промышленной премии Российской Федерации «Индустрия».
ООО Лаборатория «Вычислительная механика» разработала цифровую мультидисциплинарную кросс-отраслевую платформу для создания глобально конкурентоспособной продукции нового поколения CML-Bench . Платформа CML-Bench предназначена для автоматизации ключевых инженерных процессов, связанных с мгновенной кастомизацией, цифровым проектированием, моделированием, виртуальными испытаниями и подготовкой всей необходимой производственной документации, посредством трансдисциплинарного и надотраслевого компьютерного инжиниринга. Платформа CML-Bench является основой для создания Цифровых Фабрик Будущего – систем комплексных технологических решений по производству продуктов от этапа формализации базовых принципов изделия до этапа создания «умного» цифрового двойника на основе цифрового проектирования и моделирования с применением передовых производственных технологий.
Компания работает на мировом технологическом фронтире с компаниями-лидерами в своих отраслях, что позволяет постоянно наращивать уровень своих компетенций и сохранять глобальную конкурентоспособность уже на протяжении 10 лет. В своей работе компания применяет уникальную собственную разработку – CML-Цифровую платформу CML-Bench, которая лежит в основе CML-Экспертной интеллектуальной системы CML-AI – «интеллектуального помощника» системного инженера. Это делает возможным интеграцию на одной виртуальной площадке широкого арсенала лучшего мирового программного обеспечения для решения мультидисциплинарных инженерных задач, инфраструктуры суперкомпьютерных вычислительных мощностей и инженеров с компетенциями мирового уровня.
Портфель продуктов ООО Лаборатория «Вычислительная механика»:
Создание «цифровых двойников» изделий и процессов;
- Цифровое проектирование и моделирование узлов и агрегатов, изделий и технологических процессов их производства;
- Проведение виртуальных испытаний конструкций и изделий;
- Исследования свойств материалов, ресурса конструкций, оценка технологических процессов;
- Проектирование и исследование изделий из композиционных материалов и композитных структур;
- Проектирование изделий под заданную технологию производства: литье, штамповка, фрезеровка, аддитивное производство.
Сотрудники CompMechLab® имеют многолетний успешный опыт выполнения работ по заказам: отечественных высокотехнологичных компаний: госкорпораций “Ростех”, “Росатом”, “Роскосмос”, “Газпром”, “Концерн ВКО “Алмаз-Антей”, Объединенная авиастроительная корпорация, Объединенная двигателестроительная корпорация, Объединенная ракетно-космическая корпорация, Объединенная судостроительная корпорация, а также компаний Ракетно-космическая корпорация “Энергия” им. С.П. Королёва, АВТОВАЗ, КАМАЗ, “Силовые машины”, “Северсталь”, “ВСМПО-АВИСМА”, ФГУП НАМИ, АО «Климов» и многих других зарубежных высокотехнологичных компаний: ABB, Airbus, Alcoa, Boeing, BMW Group (BMW, MINI, Rolls-Royce), Daimler, Ferrari, General Electric, General Motors, LG Electronics, Samsung, Schlumberger, Siemens, Volkswagen Group (Audi, Bugatti Automobiles, Porsche, Volkswagen), Weatherford и др. С 2017 года CompMechLab ведёт активную работу с китайскими автопроизводителями. В числе заказчиков такие компании как BAIC Corp, Chery Automobile Corporation, а также Центральный Китайский автомобильный институт China Automotive Technology and Reseach Center (CATARC). В числе компаний, включившихся в создание Цифровых Фабрик Будущего в партнёрстве с CompMechLab, предприятия российской автомобильной промышленности – ГНЦ РФ ФГУП НАМИ (в рамках реализации проекта государственного значения «Единая модульная платформа» («Кортеж»)), ПАО «УАЗ» (в рамках реализации проекта по созданию внедорожника нового поколения), производитель современных автобусов – ООО «Бакулин Моторс Групп», двигателестроительное предприятие ПАО «ОДК-Сатурн» (входит в Объединённую двигателестроительную корпорацию) и АО «Средне-Невский судостроительный завод» (входит в Объединенную судостроительную корпорацию); высокотехнологичные предприятия Республики Татарстан – АО «НПО «ОКБ им. М.П. Симонова», АО «Казанское моторостроительное производственное объединение», ОАО «Казанский вертолетный завод», ПАО «КАМАЗ»; на данный момент отобраны наиболее актуальные отраслевые и корпоративные проблемы-вызовы для создания Фабрики Будущего с Объединенной авиастроительной корпорацией (ОАК).
ООО Лаборатория «Вычислительная механика» работает на мировом технологическом «фронтире», с компаниями-лидерами в своих отраслях, что позволяет перманентно наращивать уровень своих компетенций и сохранять глобальную конкурентоспособность уже на протяжении 10 лет. Компания в своей работу применяет уникальную собственную разработку – CML-цифровую платформу CML-Bench, которая лежит в основе CML-интеллектуальной систему CML-AI –« интеллектуального помощника» системного инженера. Это делает возможным интеграцию на одной виртуальной площадке широкого арсенала лучшего мирового программного обеспечения для решения мультидисциплинарных инженерных задач, инфраструктуры суперкомпьютерных вычислительных мощностей и инженеров с компетенциями мирового уровня.
Все ли слушатели курсов могут похвастаться, что куратором их курса был такой человек, как Боровков А.И.!?
Если вы являетесь руководителем компании или инженером, то я рекомендую пройти курс "Технологии «Фабрик Будущего»". Использование передовых производственных технологий и цифровая трансформация компании повысит производительность труда и рентабельность компании. Именно технологии, описанные в данном курсе, смогут повысит темпы роста российской экономики и повысить уровень жизни населения.
Армин Грюнвальд (Armin Gruenewald)
Любая отрасль - от автомобилестроения и авиационнокосмической промышленности до станкостроения и энергетики - зависит от качества конструкторскотехнологической подготовки производства и механообработки в цехах. Нередко детали и сборочные единицы изготавливаются небольшими подразделениями или независимыми компаниями, которые сталкиваются с ростом конкуренции и необходимостью применять новые материалы и технологии. На сложные цепочки поставок распространяются все более ужесточающиеся нормативные требования, а сроки разработки требуется постоянно сокращать.
Европейский изготовитель прессформ конкурирует с производителями, работающими на рынках с менее жесткими нормативными требованиями, а также с региональными компаниями. При этом оснастку приходится разрабатывать как можно быстрее, чтобы не отставать от сроков разработки изделий, - ведь длительность процессов сократилась наполовину. Например, раньше на создание новой модели автомобиля уходило девятьдесять лет, а теперь этот срок уменьшился до четырех. Соответственно сократились и сроки разработки деталей.
Для повышения эффективности производства нередко пытаются автоматизировать отдельные этапы при помощи различных систем, электронных таблиц и бумажных документов. Если автоматизация выполняется неверно, то в результате получаются разрозненные процессы, а бесценная информация и важнейшие производственные ноухау не используются должным образом. Подобный подход не повышает ни эффективности, ни конкурентоспособности предприятия.
Для выхода на новый уровень эффективности и победы в конкурентной борьбе машиностроительным предприятиям требуется новая концепция ведения бизнеса, в полной мере реализующая возможности, предоставляемые самыми современными технологиями. Единая интегрированная система создает интеллектуальные модели и процессы, объединяя этапы технологического проектирования и производства в рамках «цифровой цепочки», проходящей через все предприятие. Такой подход оптимизирует производственные процессы, снижает себестоимость и сокращает сроки выполнения заказов.
Вместо того чтобы сначала создать 3Dмодель в системе автоматизированного проектирования (CADсистеме), а затем осуществить импорт и экспорт в разные системы, следует создать цифровой двойник - точную виртуальную копию реального изделия. Этот двойник передается между службами предприятия без потери данных, помогая выпускать продукцию, полностью соответствующую требованиям заказчика.
Внедрение цифрового производственного процесса сразу же повышает производительность и эффективность работы даже небольших предприятий, а также способствует дальнейшему росту бизнеса. Дигитализация - это не только устранение ручного ввода данных и изменений модели на каждом этапе разработки. Применение единой системы и интеллектуальной модели обеспечивает поддержку параллельной работы специалистов. Например, подготовка контроля качества изготовления детали выполняется одновременно с разработкой управляющих программ в CAMсистеме. В результате происходит автоматизация всего процесса в целом при сохранении его гибкости.
Когда в конструкцию вносятся изменения, они автоматически передаются на все этапы процесса без ручного ввода данных. Предусмотрено сравнение геометрии 3Dмодели и готовой детали, измеряемой на координатноизмерительной машине (КИМ). При этом полученная информация отправляется обратно в CAMсистему. Это значительно упрощает поиск и устранение несоответствий. Создается замкнутый контур совершенствования конструкторскотехнологических проектных решений. Он повышает качество и производительность, а также сокращает сроки наладки оборудования. Качественные детали изготавливаются быстрее, что увеличивает число выполняемых заказов. Более того, при выполнении следующего заказа можно применить уже имеющиеся модели, доработав их под новые требования, что позволяет не начинать каждый раз проектирование с нуля. Повторное использование имеющихся на предприятии оптимальных рабочих процессов и ноухау - самый эффективный способ повышения производительности и качества.
Дигитализация не только автоматизирует выпуск деталей, точно соответствующих требованиям, но и упрощает внедрение новых цифровых технологий (промышленные роботы, аддитивное производство) даже на небольших предприятиях.
Раньше роботы в основном применялись для позиционирования и транспортировки заготовок, включая загрузку и выгрузку деталей на станках. Сегодня же они чаще используются и для выполнения механической обработки. Например, управляемый на основе цифровой модели робот способен точно просверлить сотни тысяч отверстий в крыле самолета. Но для этого необходима интеграция конструкторской модели с системами программирования роботов и станков ЧПУ и с технологическим оборудованием.
3Dпечать и другие виды аддитивного производства позволяют изготавливать детали, которые в прошлом было просто невозможно сделать, а также использовать новые материалы и конструкторские решения, улучшающие технические характеристики изделия, снижающие массу и упрощающие сборку. Однако внедрение подобных процессов требует перехода на совершенно другие методики проектирования, значительно отличающиеся от разработки деталей, изготавливаемых механообработкой. В частности, создаваемые для 3Dпечати детали отличаются минимальной материалоемкостью и при этом совершенно не похожи на привычные. При помощи методики генеративного моделирования инженеры создают сверхлегкие конструкции, не уступающие по своим характеристикам традиционным. Такие детали могут быть пустотелыми и иметь сложные «органические» формы. При этом необходимо избегать создания излишних поддерживающих элементов - их потребуется удалять, что может замедлить производство. Важнейшим аспектом становится наличие системы автоматизированного проектирования, способной выполнять топологическую оптимизацию традиционных конструкций. Методы аддитивного производства позволяют изготавливать такие изделия нового поколения с минимальными затратами на наладку и оснастку.
Цифровой завод - это бесшовное объединение важнейших этапов проектирования и изготовления деталей. Процессориентированный подход объединяет сотрудников, данные и производственные ресурсы. Он гарантирует изготовление изделий, отвечающих всем требованиям заказчика, а также увеличение прибыльности и эффективности.
Цифровой завод в действии
Чтобы воспользоваться всеми преимуществами цифрового производства, не обязательно быть промышленным гигантом. Австрийский изготовитель прессформ HAIDLMAIR начинал как небольшая кузнечная мастерская, но при этом компания постоянно внедряла новейшие технологии. Когда нынешний генеральный директор компании Марио Хейдлмар (Mario Haidlmair) унаследовал эту должность у своего отца, он выяснил, насколько неэффективным было использование разрозненных и нередко несовместимых систем для проектирования деталей и разработки управляющих программ. Внедрив решения от Siemens, компании удалось построить оптимизированный сквозной процесс, в рамках которого создается цифровой двойник каждой детали. «В отделе программирования станков с ЧПУ мы точно воссоздаем ситуацию, возникающую на конкретном станке», - поясняет гн Хейдлмар.
Над изготовлением прессформ работает множество различных отделов компании, и все они используют интеллектуальную 3Dмодель. Это позволяет проверить характеристики еще не изготовленной детали, разработать управляющие программы для токарных, трех и пятикоординатных станков с ЧПУ в системе NX CAM от Siemens, а также проконтролировать технологический процесс сборки. Модели, данные по режущему инструменту, технологические операции и управляющие программы для ЧПУ хранятся в системе Teamcenter, поэтому все отделы получают доступ к единому источнику актуальной информации. Подобная цифровая цепочка обеспечивает эффективное взаимодействие сотрудников. Оператор станка, имея CADмодель детали и взаимодействуя с конструктором и программистом станков с ЧПУ, быстро устраняет все возникающие проблемы еще до начала обработки.
Интегрированная система проектирования деталей, управления технологическими процессами и оборудованием снижает себестоимость (по оценке Хейдлмара - на 1520%), а это «сотни тысяч евро в год». Еще одно преимущество, особенно при работе на высококонкурентном рынке - «сокращение сроков выполнения заказов».
С целью дальнейшей автоматизации процессов и повышения производительности компания Haidlmair внедряет стратегию механической обработки на основе элементов, поддерживаемую системой NX CAM. «Мы хотим добиться того, чтобы порядка 80% операций электроэрозионной обработки выполнялось полностью автоматически, без вмешательства оператора», - отмечает системный администратор CAMрешений Стефан Пендль (Stefan Pendl). И речь идет не только о сокращении затрат. Цель Хейдлмара - превратить небольшое производство в «лучшего в мире производителя прессформ». Он пытается достичь оптимального качества продукции: «Я с оптимизмом смотрю в будущее и уверен, что мы сможем добиться снижения себестоимости при одновременном росте качества. А именно этого ожидают все наши заказчики».
Задача - работа в области высокотехнологичной промышленности, увеличение ее экспортного потенциала с выходом на глобальные рынки.
По словам участников процесса, ожидается прорыв в сфере научно-технического развития РФ.
О том, что такое фабрика будущего, рассказал председатель комитета по промышленной политике и инновациям Санкт-Петербурга Максим Мейксин.
Цифровой двойник
- Что представляет собой новая концепция и почему на неё возлагаются такие надежды?
Существует два способа выпуска продукции: классический, когда опытный образец изготавливают по чертежу, и новый подход, при котором будущее изделие формируется в виде цифрового двойника. Процесс испытания, например, автомобиля и его сборку с учетом результатов испытаний можно имитировать в цифровой программе. Технологии производства отрабатываются на компьютерной модели. И само производство выглядит иначе, чем классическое, потому что цифровой двойник позволяет прогнозировать свойства будущего изделия, добиваться нужного качества. В какой-то момент двойник начинает «обучать» своего прототипа, реальный объект: на основе работы цифрового аналога, скажем, самолета, можно сделать прогноз его эксплуатационной надёжности. То же и с производством лекарств, цифровые двойники которых позволят рассчитать нужную молекулу не опытным многолетним путем, а гораздо более коротким математическим и просчитать воздействие на человеческий организм.
- То есть цифровой двойник станет ключевым понятием при создании нового типа промышленности?
Наша задача показать предприятиям, как нужно мыслить в новой парадигме, в формате цифровых фабрик, которые открывают широкие возможности. Чтобы не догонять промышленных лидеров, а добежать первыми в этой конкурентной гонке, срезав угол, создав цифровую промышленность, которая посредством цифровых двойников позволит реализовать самые перспективные идеи на высоком уровне. Здесь очень важна работа, которую ведет Политехнический университет. Для реализации проекта «Фабрика будущего» в Петербурге создан проектный офис под руководством губернатора.
Когда революция лучше эволюции
- Насколько готовы петербургские предприятия к такой перестройке?
На уровне Министерства промышленности и торговли создана специальная группа, занимающаяся оценкой готовности к работе в новом формате. Около 25 предприятий Петербурга заявили о такой готовности. Среди них Средне-Невский судостроительный завод, который строит цифровую верфь. Это будет хорошее конкурентное преимущество, многоуровневое, когда суда станут производиться, исходя из расчетных проектов цифровых моделей. Управление судами и контроль за ними также будет осуществляться при помощи программных продуктов. Облегчается целый ряд технологических операций, как производственных, так и управленческих, повышается производительность труда. Переход на цифровые фабрики - огромный шаг вперед.
- Получается, мы стоим на пороге новой научно-технической революции?
Точнее, четвертой промышленной. Есть два пути развития - эволюционный и революционный. До сегодняшнего дня наша промышленность развивалась эволюционным путём, серьёзно отставая в ряде отраслей, хотя в каких-то областях мы являемся безусловными лидерами. Поэтому выбор такой: либо закупать новое современное оборудование в соответствии с существующими стандартами, окупаемость которого 5-10 лет, либо переходить на цифровую платформу. Во втором случае мы можем дойти до цели быстрее конкурентов, не придётся окупать средства, вложенные в оборудование, мы в этом смысле свободны. У России есть шанс занять лидирующее место на глобальных рынках.
- Какова судьба предприятий, которые не перейдут на цифровые технологии?
Ещё недавно все знали такого мирового производителя, как «Кодак». Компания обеспечивала 80% мировой потребности в фотоплёнке и фотобумаге. Сейчас этой компании нет, плёнка мало кому нужна. Таких примеров много. Те предприятия, которые не будут переходить на новый формат работы, к сожалению, обречены. Задача правительства Санкт-Петербурга - помочь компаниям вписаться в новые условия, стать высокотехнологичными, превосходящими своих партнёров в конкурентной гонке.
А автор кто?
- Это просветительская функция?
Скорее, это роль проводника, указывающего направление. Суть в том, чтобы Центр НТИ и предприятия встретились и начали совместное движение вперёд. Мы готовы предоставить заинтересованным компаниям пакеты сформированных решений, вытекающих из опыта тех предприятий, которые уже идут этим путём. Например, из практики работы Совета по конверсии можно извлечь немало полезного. Мы сейчас упаковываем нужные предложения в некий набор рекомендаций: например, как оптимизировать затраты при переходе на выпуск конкурентного продукта.
Цифровая фабрика - это когда к работе на стадии проектирования могут привлекаться представители разных компаний, наиболее компетентных в той или иной области. Кому в таком случае будут принадлежать авторские права?
Идея в том, что в мире много профессиональных команд, умеющих решать те или иные задачи. Компиляция результатов их работы, создание общего продукта гораздо удобней, чем заказ, выполняемый в рамках одной компании. Если есть возможность привлекать разные проектные команды, то получаются более качественные решения. Проблем с авторскими правами здесь не вижу, потому что всё равно остаётся заказчик, который оплачивает работу. Всё покупается в одном пакете вместе с правами.
Какие новации, появившиеся в Петербурге, можно назвать наиболее интересными? Проектами, опережающими время?
Их много. В сентябре со стапеля Балтийского завода сошёл первый серийный атомный ледокол «Сибирь» проекта 22220 - самый большой и мощный в мире. Совокупный потенциал судостроительной и радиоэлектронной промышленности позволяет нашему городу стать одним из центров создания беспилотного морского транспорта. Крупным экспортёром инновационной продукции стал концерн «Гранит-Электрон», выпустивший уникальные системы наклонного бурения для нефтегазовой промышленности. Годовой объем его экспорта составил 2,5 миллиарда рублей. В 2017 году Петербург занял первое место в рейтинге инновационных регионов Российской Федерации. По данным Национального рейтинга «Техуспех-2017», в топ-100 российских инновационных компаний вошли 15 предприятий Петербурга, лидеров фармацевтики, машиностроения, электроники и инжиниринга.
Проект «Наставники: не рядом, а вместе!»
Лидер проекта: Александра Юрьевна Телицына, исполнительный директор MOO «Старшие Братья Старшие Сестры» .
Проект ориентирован на детей, находящихся в трудной жизненной ситуации. Адаптироваться и полноценно участвовать в жизни общества таким детям помогает индивидуальное общение с наставниками. Суть проекта - привлечение в качестве наставников успешных взрослых людей - деятелей культуры и спорта, представителей бизнеса и власти. В настоящее время в проекте принимают участие директора АСИ. Программа индивидуального наставничества дает детям возможность почувствовать уверенность в своих силах, развить лидерские компетенции, сориентироваться в выборе профессии.
АСИ окажет информационную и административную поддержку, поможет наладить коммуникацию с региональными органами власти с целью тиражирования проекта.
Проект «Этномир»
Лидер проекта: Руслан Фаталиевич Байрамов, президент Международного Фонда «Диалог Культур - Единый Мир» .
Культурно-образовательный центр «Этномир» в Калужской области за десять лет существования принял полтора миллиона гостей. Этнографический парк знакомит с жизнью, традициями и культурой народов России и мира. На аутентично воссозданных дворах размещены ремесленные мастерские, дома-гостиницы, музеи, рестораны традиционной кухни, сувенирные магазины; в Центре работают образовательные программы для детей, проходят фестивали, карнавалы, выставки, конференции, концерты, связанные с культурой разных стран и народностей.
В планах проекта - сделать «Этномир» креативным городом дружбы народов. Парк рассчитывает расширить свою территорию и увеличить посещаемость до 10 миллионов человек в год.
АСИ окажет консультационную и методологическую поддержку по созданию модельной программы дополнительного образования детей на базе культурно-образовательного центра «Этномир», а также содействие в развитии международных контактов.
Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab ® по материалам spbstu.ru , kremlin.ru , strf.ru , minpromtorg.gov.ru и собственной информации.
Загрузка...
