Анализ внедрения цифровых технологий в промышленное производство (на примере Судостроения)

Владельцы бизнеса, технологи, конструкторы, инженеры-судостроители осознают, что многие традиционные методы устарели и препятствуют воплощению передовых проектов. 3D-технологии диктуют потребность в кардинальных переменах, которые заставят пересмотреть существующие стандарты, нормативы, требования к безопасности и экологии.  3D-сканеры в судостроении и судоремонте используются для решения задач контроля геометрии, эксплуатационного контроля, контроля оснастки, а также реверс-инжиниринга. Методами 3D-сканирования удается успешно решать задачи таких процессов, как производство, ремонт и модернизация корпусов, сборочные и сварочные работы, прокладка внутренних коммуникаций, механомонтажное производство. В результате, благодаря высокой точности измерений, удается оптимизировать узлы, детали и конструкции судна, сократить сроки изготовления и повысить качество конечного продукта.Рассмотрим практический пример. Была поставлена задача произвести сканирование палубы, пульта управления, силовой установки корабля с целью контроля качества и геометрии оборудования, а также вычисления повреждений на судне. Для работы с такими масштабными объектами, как корпус, используются промышленные сканеры-дальномеры. С помощью дальномера Surphaser было выполнено сканирование помещений и оборудования. После анализа данных в программном обеспечении была создана детализированная твердотельная модель объекта с возможностью его моделирования и выявлены отклонения сканируемого объекта от математической модели. К сожалению, случаи конструкторских просчетов, выполняемых классическими методами, нередки и сегодня, и привести они могут к самым серьезным последствиям. К примеру, вес испанской подлодки S-80 (первой из четырех запланированных к постройке), превысил допустимый почти на 100 тонн, из-за чего она не смогла подняться на поверхность после погружения. 3D-технологии полностью исключают подобные фатальные промахи.Что касается 3D-печати, то она способна произвести в судостроении настоящую революцию. Сейчас на 3D-принтерах печатаются небольшие детали, прототипы, выполняется ремонт деталей. В перспективе они смогут решить такую насущную проблему, как транспортировка и хранение запчастей. Неисправную деталь можно будет просто отсканировать и напечатать прямо на борту корабля, а материалы для печати будут храниться на судне в компактном виде. Таким образом, сократится логистическая цепочка, у судна уменьшится лишняя нагрузка и увеличится полезная площадь.Ведущие судостроители (к примеру, Hyundai) инвестируют средства в серийную 3D-печать деталей. Фирма CJR Propulsion (Великобритания), которая занимается изготовлением кастомизированного рулевого оборудования и гребных винтов, – одно из многих судостроительных предприятий, печатающих прототипы готовых изделий и тестирующих модели с помощью 3D-принтеров.Российское объединение «Пульсар» применяет 3D-технологии в проектировании, разработке и производстве винтовых установок. Уже сейчас проходят испытания установок, полностью спроектированных в 3D.Рынок с оптимизмом встречает всё новые технологические достижения. Полноценное внедрение 3D-технологий в производственный цикл в судостроении – вопрос времени. В мире ведутся активные научные исследования по их использованию в ВМФ. Сегодня есть определенные ограничения, связанные с производством, – например, высокая стоимость оборудования и материалов, небольшой выбор материалов, крупные первоначальные вложения, – но и эти проблемы со временем будут стоять менее остро. Потенциал 3D-технологий для судостроения поистине огромен.Этапы внедрения цифровых технологий в судостроенииПереход к технологиям цифрового производства в настоящее время является ведущим трендом и драйвером мировой экономики. На текущий момент большинство российских судостроительных предприятий используют широкий спектр цифровых технологий, включая трехмерное компьютерное моделирование и сопутствующие продукты, системы автоматизации процессов и др. Однако существующие темпы внедрения цифровых технологий существенно ниже среднемировых. Наиболее крупные предприятия отрасли осуществляют сквозную цифровизацию по всем направлениям деятельности, включая внедрение систем автоматизированного управления производством и электронный обмен данными технического характера. Вместе с тем, информационная инфраструктура предприятий нуждается в дальнейшей интеграции и унификации процессов.В рамках цифровизации отрасли Федеральным ядерным центром (РФЯЦ-ВНИИЭФ), ФГУП «Крыловский государственный научный центр» и АО «ОСК» разработан проект «ЛОГОС-Судостроение», предусматривающий создание специализированных расчетных модулей и технологий численного моделирования физических процессов в судостроении.В 2017 г. запущен пилотный проект в целях формирования единого цифрового пространства между АО «Северное ПКБ» и АО «ПО «Севмаш», что обеспечит разработку решений по преобразованию документации системы автоматизированного управления продукцией проектанта в аналогичную систему производителя. В 2017 г. инициативу внедрения систем цифрового управления производством (ЦУП) запустил ПАО «Судостроительный завод «Северная Верфь», согласно которой будет построена цифровая модель цеха по выпуску труб, охватывающая весь цикл изготовления продукции.Развитие цифровой навигации предусмотрено в рамках Дорожной карты «Маринет» Национальной технологической инициативы, в рамках которой будет сформирована архитектура новой системы навигации, осуществлено моделирование безэкипажного судна, создан геоинформационный портал, международная цифровая платформа. В восточной части Финского залива действует пилотная зона цифровой навигации с необходимой инфраструктурой (Федеральная целевая программа «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 гг.»). Программные продукты, в отрасли судостроения, сегодня широко известны и представлены на рынке программного обеспечения (ПО). К сожалению, основная масса решений в области ПО вычислительной техники, внедряемых на российских предприятиях, традиционно базируется на продуктах SAP, Oracle, IBM, Microsoft, других западных и азиатских производителей. Поэтому большое значение для судостроительной отрасли в условиях применения санкций приобретают разработка и использование отечественного ПО. После выполнения программы импортозамещения ПО должна снизиться стоимость закупки и обслуживания программных продуктов, быть обеспечена независимость от иностранных компаний-разработчиков. Кроме того, будут решены вопросы информационной безопасности. В апреле 2015 г. Минпромторг и Минкомсвязи утвердили планы импортозамещения электроники и программного обеспечения. Если в 2014 г. доля импорта в общем объеме рынка бизнес-приложений (ERP, СRM, СЭД, управление проектами и т. д.) составила 75 %, то к 2020 г. значение этого показателя должно снизиться до 50 %, а к 2025 г. – до 25 %. Доля зарубежных решений в области ПО для промышленности (PLM, CAD, CAM, CAE) должна уменьшиться с нынешних почти 90 % до 50–60 %.Выводы по третьей главеВ обеспечение развития технологического потенциала отечественного судостроения за последнее 10 лет создан, либо создается ряд технологий. К примеру, технология блокчейн может оптимизировать многие процессы в логистике, принеся выгоду всем заинтересованным сторонам. При сегодняшнем количестве участников торговых цепочек сложно отследить и проверить необходимую информацию, особенно если она передаётся в бумажном виде. Блокчейн решает эти проблемы, так как даёт всем участникам возможность постоянного доступа к данным.Внедрить блокчейн в судоходную отрасль – грандиозная задача. Чтобы все заработало, десятки транспортных линий, тысячи связанных с ними предприятий по всему миру должны будут разработать единый протокол обработки данных, который устроит всех.Судостроение – отрасль, которую принято считать консервативной, однако и она неизбежно вступает в мир 3D. Трехмерное сканирование и печать обладают уникальным потенциалом, так как позволяют воспроизводить сложнейшие пространственные формы и объекты.Для судостроения и судоремонта это – возможность добиться значительных результатов в оптимизации производственного процесса. Переход к технологиям цифрового производства в настоящее время является ведущим трендом и драйвером мировой экономики. На текущий момент большинство российских судостроительных предприятий используют широкий спектр цифровых технологий, включая трехмерное компьютерное моделирование и сопутствующие продукты, системы автоматизации процессов и др. Однако существующие темпы внедрения цифровых технологий существенно ниже среднемировых. ЗАКЛЮЧЕНИЕЦифровая технология представляет собой процесс, состоящий из четко регламентированных правил выполнения операций над информацией, циркулирующей в системе, и зависит от многих факторов, которые систематизируются по определенным классификационным признакам.Анализ тенденций развития мирового судостроения на рубеже веков позволяет обозначить генеральные направления, формирующие образ судостроительных технологий:Саls-технологии для проектирования, строительства и ремонта кораблей; комплексная автоматизация и роботизация; наукоемкие сварочные технологии; автоматизированные бесконтактные измерительные системы и др.Цифровизация судостроения и смежных сфер увеличивает производительность труда, позволяет сэкономить средства, ускоряет операционные процессы, то есть позволяет существенно снизить общие издержки и, в конечном итоге, повысить прибыль компании и значительно улучшить качество процессов.Внедрение цифровых технологий сопровождается рядом проблем, таких как человеческий фактор, информационная безопасность, необходимость оптимизирования и упрощения информационных систем.Переход к технологиям цифрового производства в настоящее время является ведущим трендом и драйвером мировой экономики. На текущий момент большинство российских судостроительных предприятий используют широкий спектр цифровых технологий, включая трехмерное компьютерное моделирование и сопутствующие продукты, системы автоматизации процессов и др. Однако существующие темпы внедрения цифровых технологий существенно ниже среднемировых. В обеспечение развития технологического потенциала отечественного судостроения за последнее 10 лет создан, либо создается ряд цифровых технологий. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫПрименение информационных технологий для управления жизненным циклом судов и морской техники [Электронный ресурс] / Филиппов, Шумаев, Марченко // Транспорт Российской Федерации .— 2016 .— №1(62) .— С. 34-37 .— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/368369Стратегия развития судостроительной промышленности на период до 2035 года. Источник: http://minpromtorg.gov.ru/docs/#!strategiya_razvitiya_sudostroitelnoy_promyshlennosti_na_period_do_2035_godaТучков А. А., Рябенький Л. М., Рындин А. А., Фертман И. Б. Технологии обеспечения жизненного цикла сложных изделий (PDM/PLM/CALS) – основа формирования ЕИП предприятия // Тезисы докл. на конф. «Интеграция предприятий: Организационные и технологические схемы электронного взаимодействия участников создания и эксплуатации корабля. Инновационный проект в судостроении». – URL: www.esg.spb.ru.Ходоровский А.Л. Опыт применения различных CSD-систем при проектировании обводов корпуса //Судостроение. -1999 . –N6. - С. 8-11Цифровизация в судоходстве как инструмент для развития отраслиИсточник: https://www.eg-online.ru/article/374710/3D-решения для промышленности и бизнеса Источник:http://blog.iqb-tech.ru/additive-technologies-shipbuilding