Инжиниринг

Техперевооружение предприятий авиакосмического комплекса на примере ОАО «Протон-ПМ»

Последовательно и успешно выполняя проекты технического перевооружения отечественных машиностроительных предприятий, инженерно-консалтинговая компания «Солвер» на практике подтверждает эффективность своих предложений. В этой статье речь пойдет об одном из этапов модернизации ОАО «Протон-ПМ» с участием «Солвер».
6 июля 2012

Открытое акционерное общество «Протон – Пермские моторы» («Протон-ПМ») – крупнейшее предприятие аэрокосмической промышленности России и СНГ. Предприятие входит в структуру «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» и является признанным лидером в производстве жидкостных ракетных двигателей. Производимый им двигатель РД-275 используется в первой ступени ракеты-носителя «Протон» и признан самым надежным в мире.

На протяжении нескольких десятилетий «Протон-ПМ» прочно удерживал лидерство в аэрокосмической промышленности, обеспечивая нашей стране лидирующие позиции в исследованиях космоса. Однако ракетостроение требует постоянного совершенствования технологий – только так предприятие может производить конкурентоспособную продукцию, отвечающую техническим и экономическим требованиям времени и тем самым сохранять свои позиции на рынке.

В 2007 году руководство «Протон-ПМ» выработало новую стратегию развития предприятия. Ее суть – в планомерном освоении рынка контрактного производства высокотехнологичной машиностроительной продукции для аэрокосмической и энергетической отраслей. Реализация стратегии оказалась бы невозможной без повышения производительности, снижения издержек и развития способности предприятия к постоянному освоению новой продукции. Для этого «Протону-ПМ» был необходим переход на современные технологии. Для повышения конкурентоспособности и выхода на рынок контрактного производства руководством завода была разработана программа технического перевооружения. По словам Игоря Арбузова, генерального директора «Протон-ПМ», цель программы – создание на предприятии универсального технологического комплекса, способного оперативно перестраиваться на выпуск любых видов продукции. При этом присутствие завода на рынке космических услуг должно остаться неизменным. Другими целями программы было значительное сокращение сроков подготовки производства, обеспечение максимально эффективного производственного результата с наименьшими трудовыми затратами, а также сокращение количества неэффективно используемых производственных площадей.

В период с 2007 по 2009 год при участии фирм-поставщиков предприятие приобрело два десятка единиц механообрабатывающего и металлургического оборудования. Затем была сделана пауза на год и проанализировано, каких бизнес-результатов удалось достичь. Оценка показала, что внедрение закупленного оборудования не привело к запланированным экономическим и производственным результатам. Так, например, снижение трудоемкости составило менее 70%, при ожидаемом многократном показателе.

Между тем летом 2009 года Роскосмос и Пермский край подписали соглашение о создании на базе «Протон-ПМ» производства космических двигателей нового поколения РД-191 для ракеты-носителя «Ангара». Программа выпуска нового двигателя рассчитана на перспективу 25-30 лет. При использовании имеющихся технологий и оборудования переход к производству перспективного РД-191 был практически невыполнимой задачей. Кроме того, на старых производственных площадях это было невозможно: корпуса построены давно и на ближайшие 15-20 лет не могли рассматриваться как площадка для изготовления двигателей нового поколения.

Вопрос о глубокой модернизации производства становился для предприятия все более актуальным. Столь масштабный проект потребовал привлечения инвестиций из федеральных источников, так как только за счет планов технического развития предприятие не смогло бы его осилить. Таким образом, освоение РД-191 «Протоном-ПМ» вошло в Федеральную целевую программу (ФЦП) развития ОПК на 2010-2020 годы. Программа развития предприятия в рамках ФЦП включала в себя три крупных проекта. Цель первого – реконструкция и техническое перевооружение производства под освоение узлов и агрегатов двигателя РД-191. Проект уже прошел государственную экспертизу, и его реализация запланирована до 2014 года. Второй этап – реконструкция механообрабатывающего и литейного производств – фактически является продолжением первого проекта. Его планируется осуществить до 2016 года. Третий включенный в ФЦП проект – реконструкция механосборочного и гальванического производств. Он начнется в 2014-м и подразумевает строительство новых корпусов на испытательном полигоне в Новых Лядах. Его завершение запланировано к 2017 году.

В связи с масштабностью и высокими требованиями к результатам выполнения намеченных планов потребовалось привлечение к участию в проекте опытного разработчика и интегратора программы модернизации. Инженерно-консалтинговая компания «Солвер» на этот момент имела успешный опыт более чем в ста крупных программах технического перевооружения машиностроительных предприятий, в том числе и в авиакосмической отрасли. Созданная в компании авторская методология реализации проектов техперевооружения позволяет предприятию-заказчику гарантированно достигать запланированных показателей эффективности (по критериям «качество», «затраты», «сроки»), причем ответственность за это достижение «Солвер» закрепляет в договоре с предприятием.

Инженерно-консалтинговая компания разработала для «Протон-ПМ» экспериментальный проект, охватывающий все механообрабатывающие операции производства и рассчитанный на программу модернизации на 2011-2015 годы. Целями проекта было максимальное сокращение производственных площадей, занимаемых механообработкой, концентрация механообрабатывающих производств по пяти цехам, а также выбор технически и экономически обоснованного состава металлорежущего оборудования, программно-аппаратных средств и организационных действий для модернизации предприятия. Критериями выбора были:

  • повышение технологической устойчивости производства;
  • сокращение циклов изготовления деталей и сборочных единиц, ускорение оборачиваемости вложенных средств;
  • сокращение сроков и стоимости подготовки производства;
  • сокращение трудоемкости, снижение себестоимости продукции;
  • сокращение брака и затрат на восстановление дефектной продукции;
  • сокращение затрат на модернизацию и ремонт оборудования;
  • высвобождение производственных мощностей и использование их под освоение новой продукции.

Так как общее количество деталей, подлежащих механической обработке, составляло десятки тысяч единиц, для их проработки с целью подготовки предложений по техническому перевооружению потребовалось бы значи-тельное количество человеческих и временных ресурсов. Поэтому для построения новой производственной модели производства согласно методологии «Солвер» был сформирован с участием специалистов предприятия состав приоритетных деталей, требующих первоочередного освоения. Их насчиталось порядка 1600 наименований. Детали были разбиты на 18 групп по конструктивным и технологическим признакам, в каждой группе определены детали-представители. Затем в системе автоматизированного сквозного проектирования Creo (Pro/Engineer) по чертежам заказчика были разработаны 3D-модели деталей-представителей и технологические процессы их обработки.

Для выбранного состава деталей специалистами «Солвер» были разработаны оптимальные технологические процессы изготовления, определен состав необходимого металлообрабатывающего оборудования (токарное, фрезерное, токарно-фрезерное, токарно-карусельное, фрезерно-токарное), технологической оснастки и режущего инструмента, разработаны планировочные решения нового производства, рассчитаны показатели эффективности перехода на новые технологии.

Представленные в отчете по экспериментальному проекту расчеты показали, что переход на новые технологии позволит предприятию:

  • значительно повысить рост производительности труда не только по отношению к имеющемуся универсальному оборудованию (в 5 раз), но и по отношению к ранее приобретенным ЧПУ-станкам, входящим в зону ответственности проекта;
  • значительно улучшить качество изготавливаемых изделий за счет концентрации нескольких операций на одном станке;
  • отказаться от непроизводительного устаревшего оборудования;
  • получить дополнительную экономию за счет сокращения времени на внедрение.

Планируемый срок окупаемости инвестиций в проект составил около 4 лет.

Представленные результаты и показатели были тщательно проанализированы руководством предприятия, одобрены и послужили отправной точкой для следующего этапа – проекта внедрения. На этой стадии осуществлялась поставка оборудования, доработка и внедрение новых технологических процессов в соответствии с утвержденной структурой производственной модели. В итоге его реализации планировалось осуществить переход к современным технологиям с созданием нормативной базы новых производственных процессов, а также достигнуть запланированных на этапе экспериментального проектирования производственных показателей.

Для достижения целей и задач проекта внедрения и организации совместной работы ведущих специалистов подразделений компании «Солвер» и специалистов «Протон-ПМ» была создана совместная проектная группа, занимающаяся технологической подготовкой производства деталей, пусконаладочными работами, организацией обучения производственного персонала, технологической отработкой заданной номенклатуры деталей с созданием прототипа автоматизированного производства.

Выполнение проектных работ строилось по методологии «Солвер» для внедрения новых производственных процессов на машиностроительных предприятиях. В основе этой методологии лежит создание инженерными консультантами нормативной базы, состоящей из разработанной ими системы документов, описывающих бизнес-процессы нового производственного процесса, информационно поддерживающих их, а также содержащих нормативы их выполнения. В нормативной базе аккумулирована вся информация, которая необходима для поддержания соответствующей компетенции специалистов предприятия на уровне, достаточном для стабильного функционирования бизнес-процессов. Иначе говоря, если специалисты предприятия выполняют внедренные процессы в соответствии с установленными нормативами, то бизнес-результат нового производственного процесса будет достигнут и сохранится стабильным на всем протяжении его использования.

Нормативная база проекта охватывает все этапы внедряемого нового производства. Так, инженерными консультантами были разработаны и пронормированы бизнес-процессы подготовки производства и непосредственно производства. Это:

  • разработка 3D-модели деталей и конструкций;
  • разработка технологических процессов;
  • разработка специальной технологической оснастки;
  • разработка специального режущего инструмента;
  • разработка управляющих программ;
  • разработка норм расхода режущего инструмента;
  • настройка станков на изготовление партии деталей;
  • отладка управляющих программ;
  • настройка станка на изготовление партии деталей;
  • изготовление деталей.

Также ими была подготовлена система документов, описывающих и информационно поддерживающих бизнес-процессы нормативной базы:

  • стандартные – документы, разработанные на основе государственных стандартов (3D-модели, чертежи, маршрутные карты и т.д.), отраслевых стандартов (инструкции, чертежи заготовок и т.д.) и стандартов предприятий (технические условия, технические требования);
  • информационные – описания функционального назначения, правила эксплуатации внедряемого оборудования и программного обеспечения, программы обучения работе на внедряемом оборудовании и работе с программным обеспечением, перечни вопросов для сертификации персонала по работе на оборудовании и с программным обеспечением;
  • контрольные – акты приемки/сдачи бизнес-процессов, акты приемки/передачи документации;
  • индивидуальные – документы, содержащие детальное описание бизнес-процессов и позволяющие выполнять их в соответствии с установленными нормативами (по критерию «сроки»).

Сформированная таким образом и передаваемая предприятию нормативная база является для специалистов предприятия не только источником полной информации по новым внедренным процессам (так как она привязана к номенклатуре деталей в зоне ответственности проекта), но и своеобразной базой знаний, которой «Протон-ПМ» сможет воспользоваться при решении тех или иных производственных задач.

Работники предприятия осваивали новые бизнес-процессы, опираясь на показатели нормативной базы, но уже по «своим» деталям, по которым затем и осуществлялась сертификация их знаний. При этом инженерные консультанты несли ответственность за то, что разработанные ими бизнес-процессы оптимальны, а нормативы будут освоены заводчанами. Другими словами, специалисты «Протон-ПМ» самостоятельно внедряли детали, аналогичные деталям-представителям, под контролем и при поддержке специалистов «Солвер». Результатом такой совместной работы являлось полное достижение нормативов, занесенных в нормативную базу специалистами «Протон-ПМ».

Для мониторинга хода обучения и уровня знаний специалистов предприятия использовался так называемый экран нормативной базы. Этот методологический инструмент позволял с периодичностью раз в месяц проводить анализ текущего состояния дел, своевременно и оперативно принимать соответствующие оперативные управленческие решения – от корректирующих действий для исправления и предупреждения различного рода «перекосов» в обучении вплоть до замены специалистов, назначенных на те или иные бизнес-процессы. В ходе совместной работы было освоено 35 деталей, из них 6 деталей-представителей и 29 сертификационных деталей. В результате проведенной подготовки специалисты завода получили необходимые знания и навыки по внедряемым технологиям и эксплуатации поставленного оборудования. Всего за время выполнения проекта было подготовлено и сертифицировано:

  • 3 инженера-технолога – это разработчики техпроцессов и управляющих программ для станков с ЧПУ;
  • 6 наладчиков и операторов станков с ЧПУ;
  • 4 специалиста по обслуживанию станков с ЧПУ.

Сертификация знаний и навыков специалистов предприятия, проведенная по итогам освоения внедренных бизнес-процессов, стала залогом того, что технико-экономические показатели эффективности нового производственного процесса будут максимально близкими к запланированным.

В процессе выполнения проекта внедрения специалистами «Солвер» был проведен анализ эффективности использования внедряемого оборудования. На его основании были выявлены системные проблемные места, разработан и реализован комплекс мероприятий, направленных на повышение эффективности использования оборудования и сокращение производственных издержек. Эти мероприятия затрагивали как техническую, так и управленческую сторону. Их реализация создала предпосылки для обеспечения выхода производства на запланированную мощность, достижения загрузки оборудования до 85% при трехсменном режиме работы.

По словам Игоря Арбузова, на основе предварительных оценок хода выполнения совместного проекта «Протон-ПМ» и компании «Солвер» можно сделать вывод, что в результате его завершения и при переходе на новые технологии будет гарантированно достигнут высокий технологический уровень производства деталей и создан действующий прототип системы автоматизированной технологической подготовки производства. Его впоследствии можно будет масштабировать на все предприятие в целом.

На предстоящие полтора года перед «Солвер» и «Протон-ПМ» стоит задача разработать проект современного механосборочного и гальванического корпуса. В настоящий момент на предприятии идет предпроектная проработка создания современного роботизированного сварочного участка, который позволит существенно сократить площади под сварку. Проектные работы планируется завершить в 2013 году, поэтому все технологии будут созданы в ближайшие полтора-два года.

Сегодня «Протон-ПМ» строит новое производство и закладывает в него максимум возможностей для освоения и изготовления любых типов наукоемкой продукции. Задача предприятия – в перспективе организовать на испытательном полигоне универсальный комплекс, который будет иметь запас производственных мощностей. Так, чтобы не только обеспечивать создание надежных и качественных ракетных двигателей, но еще изготавливать любую другую продукцию.

Справка

В состав ОАО «Протон-ПМ» входят 16 цехов, включая мощности испытательного полигона, созданного на базе Новолядовского агрегатного завода. Помимо ракетных двигателей предприятие участвует в производстве:

  • газотурбинных электростанций;
  • турбонасосных агрегатов и вспомогательных силовых установок;
  • деталей и узлов авиационных двигателей;
  • систем трубопроводов и кабельной продукции;
  • алюминиевых и стальных отливок;
  • машиностроительной продукции, требующей организации сложных производственных процессов.