Управление производством

Если изобретать велосипед, то – композитный

Современные тренды, спрос на всё более глубокую кастомизацию промышленных изделий стимулируют использование новых материалов с более совершенными характеристиками. В этом плане композиты, способные заменить металл в целом ряде отраслей, безусловно, имеют самые широкие перспективы. Российские компании, занятые производством углеволокна или изделий из композитных материалов, ежегодно получают прирост прибыли в несколько сотен процентов. Во многом этот успех обусловлен относительно свободным внутренним рынком, а также новыми технологиями и способами взаимодействия. Один из таких способов взаимодействия – композитная экосистема в ГК «Русские инвестиции». По словам председателя совета директоров «Русских инвестиций» Кирилла Игнатьева цифровые технологии позволили сшить воедино дизайн-проект, разработку и серийное производство изделий из композита. Тем не менее сердцем экосистемы является инжиниринговая компания «КБ Архипов» и её основатель Василий Архипов — один из ведущих инженеров и материаловедов, специализирующихся на композитных материалах. В беседе с «Умнпро» Кирилл Игнатьев и Василий Архипов рассказали о своём бизнесе и поделились мнением о перспективах композитов в России.
20 августа 2019

– Кирилл, Василий, для начала давайте поясним нашим читателям, в чем заключается сотрудничество «КБ Архипов» и ГК «Русские инвестиции» и как они собираются участвовать в совместных проектах с ГК «Солвер».

Кирилл Игнатьев:

«Русские инвестиции» – это целая экосистема, куда входят компании самой разной специализации – от композитов до IT и коммерческой недвижимости. В области композитов у нас есть три самостоятельные компании. «КБ Архипов» занимается инжинирингом и прототипированием. «Ивановская композитная мануфактура» – площадка для серийного производства изделий из композитов. Бюро промышленного дизайна «Масштаб» создаёт облик инновационных продуктов.

ГК «Солвер» является для нас примером в области инжиниринга. Образцом того, как организованы бизнес-процессы. «Русские инвестиции» и «Солвер» начинают полномасштабное сотрудничество в рамках выполнения ряда заказов для крупных государственных корпораций. Наши компании находятся на одном ментальном уровне понимания современного рынка. Сегодня набирает силу тенденция по замене классических материалов на композиты, промышленность приходит к пониманию, что новые материалы существенно повысят качественные характеристики выпускаемых изделий, в каких-то случаях снизят себестоимость.

Василий Архипов:

Кирилл Игнатьев – мой партнёр по бизнесу. «Русские инвестиции» - своего рода фабрика проектов, для которой «КБ Архипов» является подрядной организацией. В настоящее время у нас есть два совместных проекта с компанией «Солвер». Первый связан с внедрением прорывной технологии, абсолютно уникальное ноу-хау. Меня попросили сделать экспертную оценку стартапу, который хочет стать частью «Солвера». Если объединить нашу разработку и разработку этого стартапа, то на выходе мы получим прорывную технологию, связанную с заменой литых алюминиевых деталей на точно такие же, только сделанные из полимера. По физико-механическим характеристикам полимерные изделия превзойдут алюминиевые детали, снизится и их масса. Технология применима не только в машиностроении, но и в медицине и других сферах. Изделия будут печататься на термопластавтоматах, при этом мы сможем задавать материалу свойства, присущие непрерывным волокнам.

Второй проект направлен больше на модернизацию существующего изделия для авиапрома. Если коротко, то мы собираемся заменить металл на углепластик. Замена материала в данном случае удешевит само изделие, а также технологический процесс, сделает его проще. Мы проведём НИОКР, а затем наладим серийное производство.

– В чем ключевое преимущество композитов перед остальными материалами? Возможно в том, что себестоимость композитов ниже, чем у металлов?

Кирилл Игнатьев:

В отличие от классической пятерки материалов (дерево, камень/бетон, металл, стекло, пластики), чьи свойства нам известны и мы вынуждены от них отталкиваться, композиты позволяют задавать свойства конечному изделию ещё на этапе проектирования. Из примерно одного и того же состава материалов можно получить сверхлегкие, сверхпрочные или рентгенопрозрачные изделия. В течение 25 лет композиты вытеснят классические материалы на многих рынках. Не удивлюсь, если металлурги в скором времени исчезнут из списка Forbes. Потому что рынок металлов сильно уменьшится, уступив свои позиции углепластику и другим материалам.

Василий Архипов:

Понятия «дороже», «дешевле» в нынешнем технологическом укладе никак не связаны с материалами. Алюминиевый капот для легкового автомобиля в единичном экземпляре будет стоить если не миллион долларов, то очень близко к этой цифре, потому что необходимо разработать и сделать штампы со сложной топологией, учесть все физико-механические свойства алюминия. Чтобы цена такого изделия была приемлемой, его следует выпускать серией в несколько десятков тысяч штук. А что, если перед нами стоит задача сделать 200 капотов для автомобилей? Почему авиастроение – дорогостоящая отрасль машиностроения? Она во многом основана на алюминии и мелкосерийном производстве. Будь объемы выпуска самолётов сопоставимы с автопромовскими, они бы и стоили не намного дороже автомобилей. Композиты в данном случае помогают делать малые серии за относительно небольшие деньги. При этом карбоновые детали по своим физико-механическим свойствам превосходят изделия из металла. Однако карбоновая деталь при тираже более 10000 штук будет дороже алюминиевого аналога с той же серией.

– Получается, что композитные материалы идеально подходят для мелкосерийного производства?

Василий Архипов:

Уже и для среднесерийного производства. Хотя есть и примеры массового выпуска карбоновых изделий, например, на заводах BMW. Немецкий автоконцерн может позволить себе делать карбон из непрерывного волокна. Для массового производства подходит, в том числе и технология SMC.

Кирилл Игнатьев:

На всех производствах товарной продукции, где что-либо изготавливается малыми сериями, композиты уже превзошли большинство равноценных материалов по себестоимости. Композиты стали дешевле алюминия и дерева и приблизились по цене к пластику. Это настоящая революция, произошедшая уже в XXI веке.

Если раньше большие компании инвестировали в дорогостоящую технику и порог начала запуска производства изделий из композитов начинался от нескольких миллионов евро, то сейчас современные технологии производства из композитов сильно упростились и больше не нуждаются в дорогостоящих автоклавах. Для получения качественных изделий из композитов достаточно оборудования стоимостью в несколько миллионов рублей. Фактически композиты стали доступны для малого и среднего бизнеса. Для того, чтобы изготовить формы будущих композитных изделий, вполне достаточно стандартного фрезерного станка с ЧПУ и древесноволокнистой плиты средней плотности в качестве материала. Производство даже одной детали из композита будет рентабельно, тем более в рамках кастомизации.

– Если к свойствам того или иного металла следует подстраиваться, то в случае с композитными материалами свойства задаются технологами?

Василий Архипов:

С композитами в какой-то степени мы спускаемся на уровень инженерии ниже, к более детальному рассмотрению. Например, мы считали длины в сантиметрах, а потом перешли на миллиметры. Когда вы работаете с традиционными материалами, то вынуждены ограничиваться их физико-механическими свойствами, в композитах эти свойства можно задавать и «программировать» в достаточно широком диапазоне. Но в любом случае начинать следует с проработки формы изделия и только потом уделять внимание анизотропии и в целом свойствам материалов.

 – Оцените перспективы композитов с точки зрения дальнейшего развития промышленности в сторону умных производств и фабрик будущего. В каких отраслях композиты смогут заменить металл уже сегодня?

Василий Архипов:

Термин «фабрики будущего» я пока для себя точно не определил. По сути, глобальный переход на композиты уже начался. Например, в том же автопроме. Компания BMW использует умные производства для создания композитных деталей. Рост мирового рынка композитов составляет примерно 20% в год.

Кирилл Игнатьев:

Начну с конкретного примера – в следующем году в нашей экосистеме запланирован выпуск на рынок городского велосипеда из углепластика, он будет дешевле и легче алюминиевого аналога. Композиты начали свой путь в промышленности не с массовых, а с индивидуальных технологий, поэтому развитие композитных производств идет точно так же, как когда-то в XIX-XX веках шла эволюция металлических технологий в промышленности. Сначала появились мастерские, затем фабрики и серийные производства. Потом возникло композитное производство. Композиты проходят сейчас тот же самый путь.

Фабрика будущего – некая современная реализация мечты из фильма про Старика Хоттабыча, когда Волька просит джинна «Хочу то-то», джинн отвечает «Повинуюсь» и у Вольки появляется предмет его желаний. Собственно, фабрика будущего – совокупность технологий, построенных на высокоавтоматизированной основе, где через интернет клиент заказывает какое-то изделие и вскоре его получает. Вся логистика, идущая от заказа до получения готового изделия, включает в себя обработку и анализ, в том числе с помощью искусственного интеллекта. Это и есть концепция фабрик будущего. А дальше начинается развилка в трех формах. Конвейерное производство, безусловно, останется, но не в тех объёмах, как сейчас, а в гораздо меньших – исходя из потребностей конкретного клиента. Сегодня крупнейшие автомобильные заводы производят машину под ключ, завтра их производство сократится лишь до шасси и силовых агрегатов, остальные элементы кастомизации, в том числе и из композита, перейдут к малому бизнесу. Нынешний конфигуратор на сайтах автомобильных концернов предлагает выбрать автомобиль из 20 – 30 вариантов, в будущем вариативность возрастет до нескольких сотен машин. При кастомизированной модели производства рентабельными станут и 3D-принтеры, печатающие композитными материалами. Пока еще 3D-печать не дошла до уровня массовой работы с композитными материалами, но я думаю, что на стыке аддитивных технологий и композитов родится более совершенная технология, способная стать основой для среднесерийного производства. И наконец, полностью индивидуальное производство, абсолютно глубокий кастом в количестве одной – двух штук изделий, который был уделом мастерских. В этом смысле ручной труд останется, но цифровые технологии сделают его более структурированным и управляемым. По сути, эта модель уже реализуется в «КБ Архипов» и «Ивановской композитной мануфактуре».

 – Получается своего рода высокотехнологичный хендмейд?

Кирилл Игнатьев:

Именно. Композиты потеснят другие материалы и увеличат свою долю в мастеровом хендмейде, который также будет продаваться через цифровые платформы. «КБ Архипов» еще до возникновения «Ивановской композитной мануфактуры» сделало очень много индивидуальных высокотехнологичных вещей, например, кубки «Формулы 1» в Сочи, часть прецизионного зеркала для космического телескопа «Миллиметрон».

– Как вы оцениваете шансы отечественных композитчиков на завоевание и удержание позиций на внешних рынках?

Кирилл Игнатьев:

Мне довелось побывать на нескольких композитных производствах в Италии, построенных в 1990-е годы, когда композиты стали впервые использоваться в промышленности. Инвестиции в композиты в те времена были очень большими и таких производств с технологиями конца прошлого столетия в Европе очень много. Переходить на новые технологии там пока не спешат, потому что совсем недавно дорогостоящее оборудование прошло горизонт окупаемости и начало приносить прибыль. У России в силу определенного технологического отставания в 1990-е годы и дефицита таких производств, появляется шанс по созданию композитной индустрии на принципиально новой технологической основе. Кроме того, в нашей стране формируется производство новых композитных материалов. 70% углеволокна и нити, используемых на российских производствах, закупается на внутреннем рынке. Пять лет назад подобные цифры казались фантастикой. Анализируя экспортный потенциал отечественных композитчиков, стоит сказать, что у нас есть одно неоспоримое преимущество перед иностранными конкурентами – более дешевая рабочая сила. Безусловным плюсом можно считать и самое современное оборудование, которое появляется сейчас в России, себестоимость производимых на нём изделий ниже, чем в Европе. В качестве продукции мы уже не уступаем европейцам и уверенно приближаемся к США и Японии. Поэтому наиболее предпочтительный с точки зрения экспорта рынок на сегодня – это Европа. «Русские инвестиции» рассматривают вариант создания композитного производства, которое будет использовать промдизайн и инжиниринг нашей экосистемы и группы компаний «Солвер».

Василий Архипов:

Наши решения сегодня более чем востребованы. Российские производители углепластика конкурентоспособны, по крайней мере, на внутреннем рынке. В России постепенно развивается профессиональное комьюнити. Очень интересная картина складывается в секторе малого и микробизнеса. При этом границы рынка еще не определены, он абсолютно свободен, спрос в разы превышает предложение, и как таковой конкурентной борьбы здесь еще нет, зато развито партнерское взаимодействие.

– Расскажите о процессе создания прототипа или готового изделия из композитов в «КБ Архипов». Насколько ваша модель работы отличается от того, что делают другие участники российского рынка, а также зарубежные компании?

Василий Архипов:

Есть два разных мира: инжиниринг и серийное производство. Европейское производство основано на технологии формирования препрега в автоклавах. В России мало у кого есть такая технология, что как бы подтверждает наше отставание в данном направлении. В то же время у нас есть возможность иметь некую модель взаимодействия внутри российского рынка, я имею в виду распределённую систему производства: с небольшими затратами и минимальными требованиями на входе. В инжиниринге все решения направлены на то, «как сделать лучше». Всевозможные операции с углепластиком, как в России, так и за рубежом в целом очень похожи. В то же время в «КБ Архипов» есть свои определённые принципы работы.

– Есть ли у «КБ Архипов» опыт экспортера?

Василий Архипов:

Мы ещё ни разу не делали заказы для зарубежных клиентов. Но вот сейчас ведутся переговоры с одной мексиканской компанией. Также все новые продукты «Русских инвестиций» разрабатываются для продажи на мировом рынке.

– Василий, вы разделили 2019 год на ряд проектов стоимостью в несколько десятков миллионов рублей каждый. При этом «КБ Архипов» работает не с расхожими простыми решениями, а хочет дать своей отрасли и в целом промышленности нечто принципиально новое.

Василий Архипов:

Заказов на входе действительно очень много, но если в них нет определенного вызова, то этот заказ передаём нашим партнерам по комьюнити. В чём заключается инженерный вызов? Например, в том, что кроме нас, эту вещь никто не сделает. Совсем недавно из углепластика собрали импеллер для одной компании, где специалисты упёрлись в технологическую преграду. Мы берем проекты, которые не просто приносят хорошие деньги, а являются для нас головоломкой. У сотрудников «КБ Архипов» накопился большой опыт в решении сложных задач, мы часто ошибались и благодаря этому хорошо разбираемся в материалах в целом и полимерах в частности. Не на уровне знаний таблиц и справочников, а на уровне категорий поведения материала, его физико-механических свойств. Каждый композитчик должен представлять у себя в голове физические и химические процессы: как поведет себя та или иная смола при той или иной температуре, насколько возрастет её прочность. Обязательно должно присутствовать понимание анизотропии слоя, ведь композит всегда работает вдоль волокна, на растяжение, а на сжатие работает только связующее. Именно умение предугадать, как полимеры и термопласты поведут себя в той или иной ситуации, очень важно для нашей работы. Технологии производства – еще один камень преткновения. Многие стартапы или перспективные НИОКРы в нашей стране начинаются и сразу заканчиваются из-за дефицита технологов. Нет людей, способных подсказать тот или иной технологический процесс, в соответствии с которым мы получим ту или иную экономику и финальный результат. «КБ Архипов» не раз подтверждал этот вывод. При одних и тех же составляющих: руки, голова, материалы, оснастка, но разной методологии итоговые результаты различны.

– Выходит, что эмпирический опыт превалирует над теоретическими знаниями?

Василий Архипов:

У нас в стране даже профильные ВУЗы дают очень слабые теоретические знания. Поэтому пока в руках не подержишь, на зуб не попробуешь, то не поймёшь что такое материал.

– Сколько компаний сейчас входит в российское композитное сообщество?

Василий Архипов:

Бизнес-ориентированных компаний-производственников около 50, из которых 30 довольно широко известны. Все остальные, как правило, делают один нишевый продукт из углепластика. Две компании сейчас учатся инжинирингу, мы им в этом активно помогаем. В России есть и достаточно сильные компании, специализирующиеся на промышленном дизайне.

– Какие материалы вы используете для создания прототипов и опытных образцов?

Василий Архипов:

Если речь об углеткани, то мы стараемся использовать материал российской компании UMATEX. Волокно Toray подходит для сложных специфических задач. Были случаи, например, проект космической обсерватории «Миллиметрон», когда мы применяли волокна М55J. Вообще есть стремление работать только на российских композитах. В плане импортозамещения с углеволокном всё более чем хорошо. Матрицы и смолы используются пока в основном импортные, однако для не самых сложных задач подойдёт и российская смола.

– В чем сложность с точки зрения импортозамещения матрицы? Смолы настолько специфичны, что их трудно сделать?

Василий Архипов:

Вся загвоздка опять же в физикомеханических свойствах матрицы полимерного композита. Российская смола обладает неплохим физмехом, но цикл её полимеризации достаточно долгий. Чем быстрее смола полимеризуется, тем хуже физмех, для красивого выставочного изделия это подойдёт, а для нагруженной детали – нет. В смоле важен баланс между хорошими физико-механическими свойствами, временем и температурой полимеризации. Какая у смолы текучесть, прочность и т.д. Это как раз те самые параметры, с опорой на которые во многом и «программируются» свойства будущего изделия. Дефицит российских матриц с одной стороны можно считать проблемой, но с другой стороны – одной из перспективных точек роста.

 – «Ивановская композитная мануфактура» – основная производственная площадка для «КБ Архипов»? Как происходит взаимодействие композитной экосистемы внутри ГК «Русские инвестиции»?

Василий Архипов:

У «КБ Архипов» есть свой R&D центр в Москве, здесь мы занимаемся разработкой, инжинирингом и физическим производством первого изделия. Мы создаем прототипы для Ивановской фабрики, которая затем запускает серийное производство того или иного изделия. Мы каждый день взаимодействуем.

Кирилл Игнатьев:

В ГК «Русские инвестиции» каждый бизнес принимает самостоятельные решения, в том числе относительно заказчиков. Совсем недавно «Ивановская композитная мануфактура» выполнила заказ другой инжиниринговой компании. Поэтому и между «КБ Архипов» и «Ивановской композитной мануфактурой» полноценные коммерческие отношения. Это две разные единицы, хотя «КБ Архипов» стоит считать сердцем композитной экосистемы. В какой-то момент мы поняли, что возможности опытного производства при «КБ Архипов», где осуществляется инжиниринг и единичное производство, слишком малы. На рынке возник повышенный спрос на производство сотен и даже тысячи, изделий. Фабрика в Иванове и была создана как раз для среднесерийного производства. Но самое главное достижение в том, что специалисты «КБ Архипов» разработали собственную программу композитного производства, дополняющую программное обеспечение Siemens и SAP. Эта программа технологической ячейки может быть применена на производствах самого разного масштаба. Софт тиражируется на размер производства и им можно оцифровать в том числе управление ручным трудом, что, собственно, уже успешно отработано в цехе «КБ Архипов».

– Как вывести новую высокотехнологичную услугу или товар на рынок? Что бы вы посоветовали молодым предпринимателям, стоит ли им искать поддержки, в том числе и у венчурных фондов?

Василий Архипов:

Желание делать бизнес ради бизнеса не сработает. Прежде всего вам должно нравиться то, чем вы занимаетесь. Я всю свою сознательную жизнь просто фанател от своей работы, и сейчас по прошествии 18 лет я хочу работать ещё больше, потому что многое уже умею. Бизнес – это, прежде всего, чётко выстроенная система, для построения которой нужны время и опыт. «А займусь ка я бизнесом по производству углепластиковой мебели, пусть меня научат, какую-нибудь книгу посоветуют прочитать» – так не пойдет, слишком много переменных. Нужно понимать, что такое рынок, клиент, должна быть выработана культура компании. Но опять же самое главное – любовь к своему делу. Все ребята из нашего комьюнити получают огромное удовольствие, и нет ни одного человека, недовольного работой с углепластиками. Иногда что-то может не получиться, ни в коем случае нельзя опускать руки. Чем больше ошибок и преград на пути, тем профессиональнее и умнее ты станешь. В какой-то момент ты переходишь эту грань, появляются первые деньги, и ты начинаешь задаваться вопросами бизнеса. Надо понимать, что венчурная модель инвестиций в стартапы работает не в полном объёме, потому что в России низкое предложение на рынке и почти нет компаний, отпочковывающих стартапы. Формальные требования венчурных инвесторов стоит приземлять в российские реалии. И, пожалуй, ключевая недоработка венчурных фондов в том, что они зациклены на продукте, а не на услуге. Когда венчурные фонды начнут инвестировать в сервисную модель бизнеса, которая сейчас распространяется, и которая испытывает нехватку инвестиций, только тогда у венчурных фондов появится результат, сопоставимый с глобальным проектом. Сервисный бизнес – инструмент по воспроизводству продуктовых стартапов, потому что многие из них умирают еще на стадии создания прототипа. Получается замкнутый круг: для прототипа нужны деньги и средства производства, деньги у фонда, фонд требует дать продукт, а продукт без прототипа не сделать.

– Василий, в отрасли композитных материалов вы работаете около 20 лет, сколько времени нужно, чтобы стать профессионалом и совершать минимум ошибок?

Василий Архипов:

И вчера, и сегодня утром мы совершали ошибки. Первое время не получалось правильно склеить композит, а через 10 лет ты совершил ошибку в подписании какого-то документа. Как бы это банально ни звучало, но ошибки – это твой опыт, споткнувшись в первый или второй раз, больше ты этого не повторишь. Наше богатство исчисляется не миллионами долларов, а миллионами совершенных ошибок.

Теги: