Индустрия 4.0

Каков потенциал ИТ-решений Черноземья?

25 марта в конференц-зале Воронежского государственного университета прошла II научно-практическая конференция «Новая индустриализация региона: практическое применение прикладных ИТ-решений на производственных предприятиях». Представители сферы образования и науки Воронежской области (от ВГУ, ВГТУ и ВГУИТ), а также ряда промышленных компаний (от АО «КБХА», АО «Воронежсинтезкаучук», ПАО «Сбербанк», ГК «ЦРТ», АО «Центр АТ» и др.) в ходе пленарного заседания, презентации работ и питч-сессии ознакомили слушателей с примерами внедрения передовых ИТ-решений внутри собственных структур и ответили на различные вопросы. Организаторами конференции выступили представители Центра эффективности правительства Воронежской области.
26 марта 2021

Больше фото доступно в нашем фоторепортаже.

Открыл пленарное заседание конференции проректор по науке и инновациям ВГУ Олег Козадёров, который начал своё выступление с благодарности всем участникам за внимание к подобного рода инициативам после активной фазы пандемии коронавируса. После слово было передано куратору стратегической программы цифровизации ЦФО и главе департамента экономического развития Воронежской области Данилу Кустову. Он обозначил важность определения современных векторов стратегического развития промышленного кластера Воронежской области и отметил её высокий кадровый и экономический потенциал, а также развитую инфраструктуру ИТ-кластера, во многом соответствующую концепции «Индустрии 4.0». Темы его развития, по его мнению, в ЦФО сегодня достаточно высоки – однако всё же отстают от многих других городов России.

 прикладные ит решения, вгу

Для их ускорения губернатором Воронежской области Александром Гусевым был разработан проект «Новая индустриализаци региона», исполнение которого поможет Черноземью войти в топ-20 наиболее развитых промышленных регионов с прогрессивным ИТ-кластером. Данил Кустов также отметил важность цифровизации, инновационного ПО и роботизации производства. Главной целью губернаторского плана был назван рост уровня высокопроизводительных отраслей в объёме промышленного производства до 40% к 2024 года. Данил Кустов отдельно подчеркнул, что сегодня подобный эффект может быть достижим только совместными усилиями научного сообщества, высокотехнологичных производственных предприятий региона и представителей органов местной государственной власти.

Для обеспечения их совместной деятельности губернатором Воронежской области было также инициировано создание специализированных Центров компетенций (явившихся своеобразными «мостиками» от высших учебных заведений до промышленных цехов). Их деятельность, по мнению Данила Кустова, должна быть направлена на разработку принципиально новых технологических решений для устойчивого промышленного развития региона. На данный момент в работу подобных Центров уже включились 7 крупнейших вузов Воронежа. На их базе совместно с резидентами различных индустриальных зон проводятся конкурсные кейс-чемпионаты среди местных студентов и аспирантов, что способствует повышению квалификации выпускников на их производственной практике, увеличению общего процента трудоустройства и повышению престижа их будущих профессий. Отдельное слово Данил Кустов посвятил аддитивным технологиям – как одним из самых прорывных на сегодняшний день из «Индустрии 4.0» в ЦФО. По его словам, сегодня для ведения бизнеса с их применением региональным правительством созданы крайне благоприятные условия.

 Конференция прикладные ит решения, вгу

В целом симбиоз науки и промышленности стал ключевой темой и для остальных спикеров президиума на пленарном заседании конференции. Руководитель департамента цифрового развития Воронежской области Денис Волков в своей речи высказался о важности рассмотрения именно прикладных ИТ-решений на данном историческом этапе. Сегодня, по его мнению, важно не только говорить о модных цифровых трендах, но ещё и правильно обучать наиболее компетентных и востребованных на современном рынке труда специалистов. Ведь 20-е годы XXI века станут временем ещё более резких и даже внезапных перемен, чем ранее. Поэтому и встречать их нужно «во всеоружии»: учиться лучшему преимущественно у практиков, а не теоретиков.

Инновационные разработки из студенческой среды, по мнению Дениса Волкова, также могут стать драйвером региональной промышленности. Как член Государственной аттестационной комиссии, он имел возможность наблюдать множество выпускных квалификационных работ с применением прогрессивных ИТ-решений, инновационных алгоритмов САПР или комбинированных аддитивных и сварочных технологий. Смещаемый фокус внимание выпускников вузов Воронежа к прикладным высокотехнологичным разработкам Денис Волков считает крайне позитивным образовательным трендом Черноземья последних лет. А современная промышленная среда – в которой представлены такие технологии «Индустрии 4.0», как цифровой менеджмент, big data и САПР – будет способствовать этому и в дальнейшем. В целом функционирование региональных вузов различной направленности, по мнению Дениса Волкова, должно предоставлять возможности интеграции как их теоретического, так и практического базиса в работу современных промышленных предприятий.

 Конференция прикладные ит решения, вгу

Проректор по научной работе ВГТУ Дмитрий Коновалов рассказал о собственном видении развития ИТ-кластера Воронежской области. По его мнению, современные цифровые технологии и пути их развития предлагают практически неограниченный набор путей, способов и комбинаций своего развития. И в этих условиях важно уметь концентрироваться на таких ИТ-решениях, которые будут способны в дальнейшем максимально эффективно влиять и на экономику, и на социальную сферу. Также Дмитрий Коновалов считает, что современные ИТ-технологии в наше время максимально открытой и прозрачной «цифровой реальности» – это, прежде всего, технологии партнёрства, коллективного труда и даже своеобразного творчества. Поэтому значимость коллаборации учёных-исследователей, представителей бизнеса и государственного сектора и сейчас, и в грядущей «Индустрии 4.0» при их разработке, апробации и массовом внедрении сегодня переоценить крайне сложно.

Кроме того, даже в условиях рыночной экономики современной России многостороннее и многоуровневое сотрудничество в ИТ-кластере, как правило, оказывается гораздо продуктивнее условий конкуренции. Технологический прорыв, реализуемый совместными усилиями многих ключевых акторов трёх вышеуказанных сфер способен придавать гораздо более серьёзный импульс для развития отечественной экономики в целом, нежели чем едва заметные (пусть и значимые) достижения одиноких энтузиастов своего дела. Новой ИТ-продукции коллаборация представителей образовательной, деловой и властной сфер также помогает увереннее себя чувствовать на рынке и активнее внедрять самые современные разработки.

 Конференция прикладные ит решения, воронежский государственный университет

Дмитрий Коновалов был убеждён, что и прошедшая конференция в долгосрочной перспективе окажет позитивный эффект на развитие ИТ-кластера Черноземья, так как она объединяет прежде всего носителей уникального опыта, идей и практик на одной диалоговой площадке региона. В заключительной части своей речи он – по примеру других коллег из президиума – пожелал Воронежской области новых прорывных высокотехнологичных разработок и продуктивного общения участникам в рамках дальнейшей работы презентационных секций и питч-сессии.

 Конференция прикладные ит решения, воронежский государственный университет

Далее Олег Козадёров перешёл к объявлению спикеров пленарного заседания. С докладом «Современные тенденции цифровизации производств» выступил технический директор МИП «DM Solution» и доцент ВГТУ Алексей Бредихин. Он отметил повышенный темп современных биоритмов и цифровой трансформации реальности (что будет являться весьма устойчивым трендом и в ближайшие годы), которые во многом были продиктованы внезапно разразившейся пандемией коронавируса. С одной стороны – это масса проблем, которые необходимо оперативно решать; с другой – настоящее окно открывшихся возможностей.

Одним из самых больших плюсов «Индустрии 4.0» он считает во многом облегчённый и автоматизированный подход к проектированию. Сегодня электронные модели производимых деталей позволяют не только оценить их внешний вид, габариты и цвет, но и произвести различные манипуляции на экранах мониторов, связанные с их будущим функционированием. Аддитивные технологии позволяют быстро и дёшево прототипировать будущую продукцию. Технологии цифрового моделирования позволяют экономить активы предприятий на проведении опытных испытаний. Датчики движения позволяют усовершенствовать системы менеджмента, работы цехов и обслуживания промышленных станков. Однако основой любых технических трансформаций, по мнению Алексея Бредихина, на сегодняшний день является всё же технология цифровых двойников. И в современном мире это уже не просто статичная электронная модель, а гораздо более глубокое и многогранное явление.

 Конференция прикладные ит решения, воронежский государственный университет

В наш век становится возможным создать цифрового двойника какого-либо изделия, станка, цеха, предприятия, производственного кластера и т.д. С каждым из них становится удобно взаимодействовать, получать максимально точную информацию о различных характеристиках в любой момент времени, проводить различные эксперименты, и оперативно учитывать их результаты, корректировать входные данные, а также оценивать влияние различных сторонних факторов в определённые временные промежутки… Однако Алексей Бредихин также считает, что существуют сегодня и моменты «пробуксовки» в качественных изменениях технологии цифровых двойников: не хватает единых информационных инфраструктур, существует недостаток актуальных данных для принятия грамотных цифровых решений, затруднена интеграция различных социальных институтов, влияющих на развитие отечественной ИТ-отрасли. И их необходимо решать уже в самое ближайшее время – в том числе посредством организации мероприятий по типу прошедшей конференции.

 Конференция прикладные ит решения, воронежский государственный университет

Будущее, по словам Алексея Бредихина – за цифровыми экосистемами на основе интернета вещей, аналитика на основе big data и полноценный искусственный интеллект, к которым и способны привести российскую промышленность технологии цифровых двойников. Заглядывая в будущее, можно сказать, что после человечество могут ждать и самоорганизующиеся производства; впрочем, пока что это – очень отдалённые мечты, и многим в нашей стране (и особенно в регионах) необходимо первоочерёдно научиться работать с актуальными для «Индустрии 4.0» технологиями. Среди наиболее прогрессивных промышленных отраслей, представители которых сотрудничали с МИП «DM Solution» и ВГТУ, Алексей Бредихин назвал авиастроительную, химическую и горнодобывающую.

В каждой из них сегодня задумываются об оцифровке практически всех объектов и рабочих процессов, а также созданию интерактивных инструкций и внедрению прогрессивных PLM-систем. Но существуют и сугубо региональные вызовы для отечественной ИТ-сферы: внедрение сквозных технологий проектирование и производства, адаптация и кастомизация инновационных инструментов управления и контроля на предприятиях, интеграция существующих энергоёмких компонентов в единую инфраструктуру, модернизация цифровых инженерных технологий – и, конечно же, подготовка квалифицированных кадров, способных работать с подобными инструментами. В этом как раз и могут оказать существенное подспорье региональные вузы.

 Конференция прикладные ит решения, воронежский государственный университет

На его взгляд, в производстве сегодня важно отслеживать полный жизненный цикл производимых изделий посредством «всевидящего ока» цифровых инструментов. Для этих целей также необходимо организовать грамотное производство управляющих подобными процессами компьютерных программ, способных при случае заново подстраиваться под каждую конкретную производственную задачу с имеющимся инструментарием. Данные ИТ-решения, по сведениям Алексея Бредихина, являются темами обсуждений на многих круглых столах инженеров и программистов Воронежа, что даёт основание полагать, что в ближайшее время сделанная на них ставка позволит особым образом трансформировать как минимум региональную «умную» промышленность.

Говоря о важности прогрессивных и даже революционных технологиях эпохи «Индустрии 4.0», нельзя вновь не вернуться к аспекту подготовки кадров. Будущий персонал существенно модернизированных предприятий Черноземья должен обладать рядом профессиональных компетенций для быстрого освоения и грамотного применения всех существующих ИТ-решений; чему должны активно способствовать как раз-таки местные вузы. Таким образом, вновь подчёркивается стратегическая значимость замкнутой триады «наука-бизнес-власть». В своём докладе Алексей Бредихин вскользь коснулся и проблемы высокого порога входа в мероприятия по профессиональной подготовке будущих студентов: сегодня лучшие из лучших студентов в своих учебных группах имеют возможность взаимодействовать с реальными предприятиями на их площадках, оперативно приобретая уникальные для своего возраста компетенции. Однако подобная практика пока что – чуть ли не исключение из правил, и необходимо её активно развивать.

Заместитель директора по информационным технологиям воронежского АО «КБХА» Владимир Сухоруков представил доклад на тему «Реализация стратегии цифровой трансформации», использовав кейс собственного предприятия. При проектировании и производстве ракетных двигателей, авиационного оборудования и оборудования для нефтегазовой отрасли в АО «КБХА» сегодня ориентируются преимущественно на практику цифровой трансформации ГК «Роскосмос». Но заимствование практики «старшего товарища» происходит далеко не во всём: региональное конструкторское бюро разработало собственный план освоения и внедрения прогрессивных ИТ-решений в нишах «умного» менеджмента, контроля жизненного цикла изделий, управления базами данных, сервиса и даже цифровой корпоративной культуры.

Параллельное задействование PLM-систем, систем цифрового моделирования, цифрового паспорта и искусственного интеллекта, а также интеграция информационных сервисов ГК «Роскосмос» и региональных властей позволила АО «КБХА» на всех парах устремиться в «Индустрию 4.0» за крайне короткий промежуток времени. Тем не менее, опытным путём было установлено, что конечная точка соприкосновения всех внедряемых на предприятии инноваций – опять-таки технология цифровых двойников. Анализ структуры содержащейся в нём информации позволил судить о значимости обладания его операторами электронной базы конструкторской технологической документации, сведениями о процессах проведения контроля комплектующих, материалов и заготовок, а также данными о производстве и испытаниях конечной продукции.

По мнению Владимира Сухорукова, сегодня цифровые двойники должны синтезировать не только входную информацию, но и любые данные, полученные об изделии в ходе его производства, испытаний или пробной эксплуатации. Главным вызовом современности, по словам спикера, является переход на новые ИТ-рельсы актуальной документации любого предприятия. В перспективе это позволяет существенно сократить бюрократические и временные издержки, однако на первых этапах важно быстро и качественно оцифровать необходимые бумаги – что обычно является весьма трудоёмкой задачей, особенно для крупных предприятий с большим количеством выпускаемой продукции.

Конференция прикладные ит решения, воронежский государственный университет

Одним из наиболее актуальных трендов внедрения современных ИТ-решений Владимир Сухоруков назвал контекстное проектирование, что открывает формировать ассоциативные связи с конструкторскими и технологическими моделями. В программном обеспечении АО «КБХА» сегодня широко используются инструменты сбора и обработки самой различной производственной информации – от задаваемых вручную технических характеристик производимых изделий до обновляемых искусственным интеллектом актуальных данных о работе всего предприятия. В целом уход от бумажных носителей плотно входит в управленческую практику конструкторского бюро и позволяет упростить многие внутрикорпоративные управленческие процессы. С 2022 года на АО «КБХА» планируется также внедрить электронно-цифровые подписи на конструкторской и технологической документации.

Одним из направлений поэтапной модернизации конструкторского бюро Владимир Сухоруков назвал внедрение интерактивных электронных технологических руководств, включающих внешнюю эксплуатационную документацию для сторонних заказчиков и аналогичную документацию для сборки ракетных двигателей. Новые ИТ-решения актуализируются в связи с выпуском высокотехнологичной продукции для космической отрасли в максимально сжатые сроки, так как непрерывная гонка технологий со странами Запада заставляет заказчиков — в том числе из числа представителей государственного сектора — ориентироваться преимущественно на кратчайшие периоды получения новых устройств. Далее Владимир Сухоруков привёл пример позитивного опыта внедрения 3D-моделей новых деталей, которые успели хорошо зарекомендовать себя при оперативной работе над заказами в плане снижения трудозатрат для персонала конструкторского бюро.

Спикер заранее оговорился, что многие из озвученных им ситуаций являются примерами скорее идеального использования модели цифровых двойников в промышленности. Разумеется, непредсказуемая реальность часто вносит свои коррективы в работу. В этой связи сегодня важно максимально исключать человеческий фактор из технологических цепочек, где он способен оказать максимальный негативный эффект. И здесь опять-таки незаменимы цифровые двойники. Вся совокупность информации, «привязываемой» к конкретной бизнес-единице (деталь, оборудование, представитель персонала) сегодня может быть особым образом организована в цифровом управленческом процессе. Владимир Сухоруков также отметил важность собственных ИТ-решений внутри каждых промышленных предприятий: при их грамотном внедрении и результативной апробации возможна коммерчески успешная экспансия удачных кейсов и на партнёрские компании (как это и происходит на АО «КБХА»).

Далее руководитель проектов АО Центра аддитивных технологий Евгений Ендальцев в своём докладе рассказал о специфике комплексного подхода в решении задач промышленных предприятий посредством использования оборудования с послойным наращиванием и синтезом объектов. К слову, сам ЦАТ был открыт при поддержке бывшего губернатора Воронежской области Алексея Гордеева и Министерства экономического развития только лишь в 2015 году, но практически сразу порадовал качественным исполнением многих заказов и прочно закрепился в рядах пионеров отечественной промышленности. На данный момент в ЦАТ существует отдел собственно аддитивного производства, а также отдел прототипирования, макетирования промышленного дизайна деталей, отдел R&D разработок и отдел продаж. Компания уже сейчас работает в полном соответствии со стандартами «Индустрии 4.0» и является одним из флагманов новаторского аддитивного кластера.

Высокий интерес к продукции ЦАТ сегодня проявляет воронежский завод «Сельмаш». Весь спектр инновационных наработок и оборудования вступает в тесную внешнюю синергию для совместного развития региональной промышленности. Кроме того, имеющиеся наработки ЦАТ — среди которых 15 активно используемых различных подвидов аддитивных технологий — по словам Евгения Ендальцева, высоко ценятся представителями компаний ВИАМ, «Росатом» и рядом других государственных структур. В своей нынешней работе ЦАТ делает ставку на селективное лазерное сплавление металлов и пластиков. Однако его цифровой потенциал не исчерпывается сугубо производственными ИТ-решениями, не менее активно используются и CRM-системы, и принципы развитого цифрового менеджмента. Отдельное внимание в докладе Евгения Ендальцева было уделено онлайн-программе Bitrix24, позволяющей как максимально детализированно расписывать технические задания со стороны руководства, так и пошагово формировать отчётность в реальном времени со стороны исполнителей работ.

Будущее, по мнению спикера, наступит при комплексной работе CRM-систем и инженерных программ по работе с производимыми деталями — и это касается не только аддитивного производства. На данный же момент из внедрения всех имеющихся в отечественной промышленности ИТ-решений гораздо важнее концентрироваться на реверс-инжиниринге. Впрочем, его повсеместное внедрение потребует многостороннего диалога крупных производственных компаний как столицы, так и регионов России. Ряд выпущенных ранее, но существенно модернизированных ИТ-решений Евгений Ендальцев считает также возможным задействовать и в современных инжиниринговых процессах — например, программу AutoCad. То есть слепое следование к пику прогресса иногда может обернуться достаточно негативными последствиями.

Главной целью современного производственного предприятия (и в частности, аддитивного), по мнению спикера сегодня является прежде всего оперативная сертификация, детальный контроль качества производимых изделий и повышение эффективности логистики — особенно в условиях закрытых из-за пандемии коронавируса границ многих стран. Первое позволяет в принципе приступить к уставной деятельности и стать предприятиям заметными на рынке, второе — завоевать доверие заказчиков и минимизировать брак, а третье — увеличить прибыль и сократить временные издержки. Впрочем, быстрая сертификации сегодня достижима исключительно благодаря тесному партнёрству с государственными структурами (что и стало одной из ключевых тем прошедшей конференции). В 2022 году, по словам Евгения Ендальцева, ЦАТ получит новые лицензии «Роскосмоса» и «Росатома», что позволит значительно расширить их производственные возможности и уникальное торговое предложения.

 

Таким образом, молодым высокотехнологичным компаниям сегодня важно держать контакт с правительством и максимально чётко реагировать на запросы рынка, одновременно формируя собственные запросы для учебных заведений и научно-исследовательских центров. Довольно острой в речи спикера стала проблема подготовки квалифицированных кадров в области аддитивного производства. Это становится актуальной промышленной задачей в связи внедрением новых разработок в цехах: например, недавно в ЦАТ был внедрён официально поверенный 3D-сканер для идентификации сертифицированных заготовок со сложными геометрическими моделями и реверс-инжиниринга. Здесь образовательный и научно-исследовательский сектор должен максимально оперативно реагировать на новые рыночные и технологические стандарты, разрабатывая программы для повышения квалификации и выпуская специалистов с принципиально новыми умениями и знаниями.

Поделился Евгений Ендальцев и рядом нестандартных для сегодняшней региональной промышленности Черноземья возможностями, которые открывают аддитивные технологии в целом и 3D-печать в частности. Среди них: моделирование высокоточных прототипов с толщиной стенок до 25 микрон. Впрочем, основной спектр заказов в ЦАТ сегодня — это детали для ракетно-космического комплекса, самолёто- и двигателестроения, произведённые при помощи послойного лазерного спекания. В ближайшее время планируется также опробировать комплексную технологию печати в выжигаемых формах, которая позволяет пройти сложный технологический процесс от моделирования до конечного срока с получением мастер-модели, в которой будущая деталь будет отлита за 3-4 дня. Возможности для экспериментов в ЦАТ открываются в том числе благодаря парку современного немецкого аддитивного оборудования, способного изготавливать высококачественные детали для авиа-, станко- и машиностроения, а также нефтегазовой и аэрокосмической отраслей.

Среди гордости ЦАТ сегодня — возможность адаптации оборудования, изначально заточенного исключительно под 3D-печать, к серийному производству различных мелких деталей. Обычно использующиеся для быстрого прототипирования одиночных заготовок аддитивные станки сегодня имеют возможность изготавливать сразу несколько деталей в одной из камер построения для экономии временных ресурсов. Помогал ЦАТ, по словам Евгения Ендальцева, и в борьбе с пандемией коронавируса: посредством 3D-станков печатались защитные маски с каналами охлаждения, дизайн и анализ практической применимости которых был разработан в соответствующих компьютерных программах. Благодаря быстрому переходу от этапа разработки идеи к выпуску готовой продукции за последние несколько лет ЦАТ выиграл множество государственных контрактов на производство деталей ракетных двигателей с применением аддитивных технологий. Не обошли специалисты ЦАТ и представителей воронежских вузов-партнёров: совместно с ВГЛТУ и ВУНЦ ВВС «ВВА» недавно был представлен проект внедорожника «Амфибия», предназначенный для перемещения и транспортировки людей и грузов в условиях Арктики.

После выступления каждого спикера на пленарном заседании участники конференции получили ответы на интересующие их вопросы из президиума, а после кофе-брейка с неформальной многосторонней дискуссией приняли участие в презентационной программе и питч-сессии. По итогам мероприятия эксперты и участники отметили высокую прикладную значимость представленных проектов и оценили их значимость для высших учебных заведений Черноземья, промышленных предприятий и органов государственной власти.  Центра эффективности правительства Воронежской области выразил надежду на дальнейшее продолжении сотрудничества с местными вузами в вопросах организации подобного рода научно-практических конференций, имеющих важнейшее значение для стратегического развития промышленности ЦФО, корректировок векторов подготовки профессиональных специалистов и адаптации к новым вызовам времени в процессе перехода к «Индустрии 4.0».