Почему столько внимания уделяется сейчас новым производственным технологиям? Что такое "фабрики будущего"? Как будет меняться отечественная промышленность в ближайшие годы? Этим и другим вопросам была посвящена лекция главы Минпромторга Дениса Мантурова "Передовые производственные технологии в промышленности", с которой министр выступил 18 октября перед участниками Всемирного фестиваля молодежи и студентов. Портал profiok.com рассказывает об основных тезисах лекции Дениса Мантурова.

О "прорывных" технологиях

По словам Мантурова, традиционные рынки растут ежегодно на 5-7 процентов, в то время как высокотехнологичные сегменты вроде аддитивного производства или промышленного интернета показывают рост от 30 процентов в год и выше. Мантуров привел экспертные данные: к 2035 году объем мирового рынка всех "умных фабрик" может превысить полтора триллиона долларов. Оценка, конечно, прогнозная, но она отражает основные тенденции развития мировой промышленности.

Министр объяснил, что передовые технологии принято называть прорывными, поскольку они не просто совершенствуют производство, позволяя производить более качественную продукцию с меньшими издержками, но и принципиально меняют структуру и идеологию производства.

"Экономическая мощь любой страны определяется сегодня уже не столько объемом производимых товаров и услуг, сколько созданием принципиально новых продуктов и технологий", - подчеркнул Денис Мантуров.

О новых материалах

По словам Мантурова, рынок новых материалов в настоящее время очень быстро растет. Не отстает и производство: по данным Минпромторга, в 2016 году объем внутреннего производства продукции композитной отрасли превысил запланированный почти на четыре миллиарда рублей.

Легкие и прочные материалы - композиты, заменяющие традиционные дерево или металл, используются во всех отраслях промышленности: судо- и авиастроении, атомной промышленности, в энергетике, при производстве транспорта или сельскохозяйственной техники, при строительстве крупных сооружений - например, мостов.

Использование композитов позволяет сохранить или улучшить качества конструкции, существенно снизив ее вес - а значит, при этом значительно сокращаются издержки. По данным Минпромторга, снижение веса самолета всего лишь на один килограмм дает возможность в течение всего срока его эксплуатации экономить до 30 тысяч долларов ежегодно.

Именно поэтому Минпромторг пророчит большое будущее новому российскому лайнеру МС-21, который сейчас проходит летные испытания. В конструкции этого самолета доля композитных материалов составляет больше трети - 35 процентов. Например, крыло лайнера полностью изготовлено из композитов. Использование новых технологиий позволило повысить аэродинамические качества воздушного судна и одновременно снизить его вес - а значит, в эксплуатации он будет обходиться намного дешевле, чем его ближайшие конкуренты - "Боинг" и "Эйрбас".

Российские ученые работают над созданием новых "умных" материалов, способных самоочищаться или возвращаться к исходной форме. По словам Дениса Мантурова, применение таких материалов "серьезно меняет экономику промышленного производства".

Об аддитивных технологиях

Аддитивные технологии - это промышленная 3D-печать. До сих пор промышленность работала во многом по рецепту скульптора Родена: от глыбы мрамора отсекалось все лишнее. Детали вытачивались, вырезались, обрабатывались на станках. Технологии 3D-печати устроены ровно наоборот: сплав или металлический порошок постепенно добавляется слой за слоем (отсюда и название от английского add - добавлять - profiok.com).

"Данная технология позволяет создавать методом послойной печати изделия различной формы и сложности на базе цифрового макета. Это совершенно новая концепция проектирования, значительно сокращающая временной отрезок между появлением в голове инженера идеи и ее материализацией в конечный продукт", - пояснил Денис Мантуров. Поэтому технологии 3D-печати дают возможность вносить правки и корректировки еще при проектировании конструкции, что позволяет адаптировать каждое изделие под конкретного потребителя. Кроме того, данные, которые потребуются при запуске производства и создании изделий, хранятся в цифровом виде и помещаются чуть ли не на обычной флэшке, что серьезно снижает издержки производителя.

На сегодня аддитивные технологии уже активно применяются в биомедицине (создание протезов, хрящей и костных тканей), двигателестроении и аэрокосмической промышленности.

Первый 3D-принтер для металлической печати в нашей стране был создан в Центральном НИИ технологии машиностроения ("ЦНИИТМАШ"). Получаемые таким методом изделия оказываются на 10-15 процентов прочнее тех, которые были созданы традиционными способами. Но главное даже не в этом, а в том, что некоторые детали изготовить обычными методами просто невозможно. Сейчас в России разработкой 3D-принтеров занимается сразу несколько исследовательских коллективов: Томский "Политех", Центр лазерных технологий в МГТУ им. Н.Э. Баумана и другие. Кроме того, корпорация "Ростех" создает Центр аддитивных технологий на базе НПО "Сатурн".

Технологии 3D-печати применены при создании двигателя ПД-14, предназначенного для гражданских самолетов, и нового газотурбинного двигателя, который будет использоваться в судостроении. По словам Мантурова, Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) планирует изготавливать аддитивными методами до 20 процентов деталей от общей массы двигателей.

Глава Минпромторга рассказал о том, что российские ученые активно работают над созданием технологий 4D-печати. К привычным трем измерениям - длине, ширине и высоте - добавляется четвертый параметр - время. Полученный таким методом объект будет обладать "памятью" и сможет менять форму или еще какие-то параметры. Например, обувь будет "подстраивать" свои качества под температуру или влажность воздуха.

Пока 3D-печать значительно уступает по скорости традиционным станкам и конвейерам, которые используются в массовом производстве. Со временем эта разница сократится, а на сегодня ценность метода состоит не в скорости, а в возможности создать изделие с принципиально новыми характеристиками.

Мантуров назвал появление аддитивных технологий одним из главных открытий последних десятилетий. По оценке Минпромторга, к 2022 году индустрия аддитивного производства вырастет в пять раз: от сегодняшних 6 млрд долларов до 30 млрд долларов.

О "фабриках будущего"

Каждая новая технология вносит изменения в производство, но не меняет его суть. Однако если собрать и объединить на одной производственной площадке все новейшие технологии, они могут поменять саму идеологию промышленного производства. Если можно распечатать любую деталь на принтере, зачем строить огромные конвейеры, штампующие одинаковые детали и конструкции?

По определению Дениса Мантурова, фабрика будущего - это инжиниринговый центр с компактным цифровым оборудованием, аддитивными машинами и большим количеством компьютеров, где оперативно создаются изделия нужной формы с требуемыми характеристиками.

Точно так же переход к цифровому моделированию радикально меняет идеологию проектирования. Если в традиционной модели изменения в проект вносятся на всех этапах жизненного цикла (расчеты, проверки, изготовление образцов, натурные испытания и так далее), то при наличии цифровой модели возможные недоработки устраняются еще на стадии проектирования, что значительно сокращает путь от идеи до готового изделия и существенно снижает издержки.

По словам Мантурова, "оцифровка" производственных процессов, полный отказ от "бумажных" технологий - только первый этап на пути к созданию "фабрики будущего". Далее появятся производства, где все процессы происходят при минимальном вмешательстве, а то и вообще при отсутствии человека.

Известно, что робот может выполнять рутинные операции в 3-4 раза быстрее, чем человек. Кроме того, автомат не устает и не допускает ошибок, а значение применения роботов в опасных для человека условиях вообще сложно переоценить. Не стоит думать, что тотальная автоматизация и роботизация - сюжет из отдаленного будущего. Глава Минпромторга привел данные прогнозов: к 2035 году в производстве и логистике будут автоматизированы от 90 до 95 процентов всех процессов, а число беспилотных автомобилей в мире достигнет 20 миллионов. Сложно поверить, но уже в 2018 году тестовые образцы беспилотных автобусов, разработанных "КАМАЗом", будут использоваться во время чемпионата мира по футболу.
Технологии "интернета вещей" позволят различным устройствам обмениваться информацией между собой с помощью многочисленных датчиков и средств обмена данными. Получается, что для оценки исправности того или иного агрегата уже не нужен инженер: "умная" техника сама сообщит о поломке.

Как только "умные фабрики", где производство автоматизировано и оцифровано, начнут взаимодействовать между собой, то есть объединятся в единую сеть, появятся "фабрики будущего" (объединение всего и вся в единую сеть неминуемо повлечет за собой проблемы с безопасностью, хотя, конечно, на подобных вещах не стоит заострять внимание в мотивирующей лекции для молодежи -  profiok.com). Изменятся взгляды на логистику: если на производстве есть принтер, способный распечатать нужную деталь, нет необходимости размещать где-то рядом завод по производству этих деталей, достаточно передать принтеру соответствующие данные.

Кстати, о данных. Еще одна группа "прорывных" технологий связана со сбором и анализом так называемых "больших данных" - Big Data. Изучение больших массивов собранных данных и сделанные на его основе выводы позволят существенно снижать издержки на производстве, минимизировать простои, оптимизировать производство средствами, неочевидными при использовании обычных аналитических инструментов. Например, на Магнитогорском металлургическом комбинате используется специальная система, анализирующая параметры плавки - химический состав готового продукта, массу использованных чугуна и лома и т.д. - и предлагающая рекомендации по оптимизации расхода материалов.

Словом, объединение производственных систем в единую сеть позволит повысить безопасность и производительность труда, а также оптимизировать производство. Ожидаемый экономический эффект от подобной трансформации Денис Мантуров охарактеризовал как "колоссальный".

Первая "умная фабрика" в нашей стране уже создается. До конца текущего года ее запустит ГК "Ростех" на базе рыбинского "ОДК - Сатурн". Новые производственные технологии будут сначала отрабатываться на специальном испытательном полигоне, а затем использоваться на практике.

О новых подходах к управлению

В новых условиях российским предприятиям нужно производить высококонкурентную продукцию с высокой добавленной стоимостью и при этом не только поставлять ее на внутренний рынок, но и осваивать зарубежные рынки.

Разумеется, в случаях, когда речь идет о национальной безопасности, следует задумываться о технологической независимости и развивать собственные компетенции в ключевых отраслях. Однако это вовсе не значит, что нужно всегда и во всем идти по пути развития "натурального хозяйства". По мнению Дениса Мантурова, нет ничего зазорного в том, чтобы встраиваться в международную кооперацию и использовать импортные компоненты там, где это дает экономический эффект.

Производство изделий с длинным жизненным циклом (например, в авиастроении - profiok.com) должно сочетаться с выстраиванием системы сервисного обслуживания. В военном авиастроении у России есть такой опыт. К примеру, с текущего года подписаны так называемые "контракты жизненного цикла" между производителями самолетов и вертолетов и Вооруженными силами РФ. Отныне своевременное техобслуживание, поставка запчастей, содержание складских запасов и так далее - забота производителей.

В гражданской авиации подобных компетенций у России пока мало. "Мы набили шишек на SSJ-100 и, конечно же, будем стараться все это учитывать в обслуживании МС-21", - отметил министр. Дело в том, что до начала эксплуатации самолетов SSJ-100 не было известно, какая номенклатура запчастей потребует замены в первую очередь. Сейчас ОАК и "Вертолеты России" получают специальные субсидии на создание сервисных центров и складских запасов. Кроме того, Мантуров заметил, что Россия рассчитывает на "методическую помощь" зарубежных сервисных компаний в части внедрения современных средств сервисного обслуживания.

Именно необходимостью оптимизации процессов вызвана реструктуризация отечественного авиапрома, подчеркнул министр. Он назвал объединение компаний "Гражданские самолеты Сухого" и "Иркут" техническим вопросом. По словам Мантурова, пришла пора систематизации управленческих процессов. "Мы же не можем создавать отдельную сервисную систему под каждую компанию? Так у нас не хватит ни денег, ни людей. Поэтому мы пошли по пути эффективного создания дивизионов - гражданского, транспортного, боевой авиации, стратегической и так далее", - объяснил глава Минпромторга.

О кадрах и компетенциях

Переход к новой технологической эпохе влечет за собой изменения не только в производственной, но и в социальной сфере. Автоматизация и роботизация, с одной стороны, высвободит большое количество сотрудников, с другой - потребует квалифицированных специалистов.

Денис Мантуров отметил, что появление новых технологий привлекает в промышленность молодежь: скажем, в этом году в технические колледжи и техникумы пришло больше учащихся, чем в прошлом. Министр также привел в пример значительно "помолодевший" концерн "Калашников", где за четыре года средний возраст сотрудников снизился с 47 до 35 лет.

"Среди экспертов бытует даже мнение о том, что более половины представителей вашего поколения займут должности, которые сейчас еще просто не существуют", - рассказал участникам Всемирного фестиваля молодежи и студентов глава Минпромторга.

Однако все эти процессы будут происходить эволюционным путем, заверил министр. Переход от одних технологий к другим будет происходить плавно, поэтому представители старшего поколения "не останутся за бортом", а молодежь получит возможность пройти дополнительное обучение, чтобы повысить квалификацию или освоить новые специальности.

"Инженер - это человек, который способен сопровождать продукт от идеи до конструирования, внедрения в производство, маркетирования и даже до последующей утилизации. В этом смысле профессия инженера останется неизменной", - объяснил Денис Мантуров. В то же время инструменты и технологии, с которыми предстоит работать инженерам, существенно изменятся....