Цифровые закупки 101000, Москва, Колпачный пер., дом 4, стр. 3 +7 (495) 215-53-74

Цифровой двойник с российскими требованиями

Автоматизация промышленности: как расставить государственные акценты?
Цифровой двойник с российскими требованиями
Теги: #Индустриализация #Приборостроение #Росстандарт #Стандартизация #цифровой двойник

70% российских потребителей цифровых промышленных технологий составляют госкорпорации. Зачастую они достаточно неповоротливы и консервативны во внедрении новых административно-хозяйственных решений. Идеи, актуальные еще вчера, могут оказаться устаревшими очень быстро. А дать объективную маркетинговую оценку их эффективности и рентабельности может только экспериментальное мелкосерийное производство. Тем не менее, есть ряд «канонических» процессов автоматизации конвейера, в рыночной жизнеспособности которых можно быть уверенным на ближайшие десятилетия.

Канонические процессы цифровой промышленной трансформации:

  • — Цифровое проектирование и моделирование, аддитивное производство.
  • — Smart design управление жизненным циклом изделия или продукции.
  • — Роботизированные системы, материалы нового поколения.

В значительной степени все три перечисленных направления входят в функционал цифрового двойника предприятия.

Очень важно, чтобы российское государство на правах суперкорпорации управляло процессом создания и применения цифровых двойников или (как минимум) предъявляло к нему свои внятные требования. Собственно, наличие таких требований – и является признаком наличия промышленной политики как таковой.

Стратегия цифровой индустриальной трансформации, в том виде, как ее представляет Правительство России, в качестве обязательного условия предполагает создание межотраслевых моделей данных. На федеральном уровне поставлена задача – перейти от традиционной индустриальной статистики к обработке больших массивов данных с применением технологий искусственного интеллекта. Еще одно фундаментальное условие – все вышеуказанное должно быть сделано на российском программном обеспечении. Нетрудно догадаться, что по ряду направлений российская промышленность уже отстает от иностранных конкурентов.

Чтобы наша цифровая трансформация из «догоняющей» превратилась в «локомотивную», эксперты различных круглых столов и публичных мероприятий, посвященных этой теме, рекомендуют уделять больше внимания коммерческим экспериментальным проектам. Дескать, малый бизнес более гибок и восприимчив к изменениям. Это легко говорить, но абсолютно невозможно исполнить в российских реалиях. Инвестиции в основные фонды – в собственные средства производства, в т.ч. станки,  конвейер, программное обеспечение – это исключительная прерогатива тех, у кого есть собственные оборотные средства. Ни один коммерческий банк в стране не выделит денег под наукоемкий процесс небольшому предприятию или стартапу, разве только на самоубийственных условиях продажи в долговое рабство всех и всего, что имеется в распоряжении компании, включая право собственности на результаты интеллектуальной деятельности.

Поэтому в РФ реально возможна только цифровая трансформация корпораций. Из-за недружественной банковской системы отечественные госкомпании пошли азиатским путем развития, создавая собственные опорные банки и венчурные фонды. Из них можно черпать средства на модернизацию конвейера. Госплан пришел, откуда не ждали.

Научная прошивка госкомпаний

Однако слабым звеном в этом процессе остается НИОКР. Прежние форматы взаимодействия предприятий, энергетики, машиностроения, транспортной, добывающей и других отраслей с научно-исследовательскими организациями оказались нерабочими. В условиях рынка инвестиции в науку осуществляются не по приоритетному, а по остаточному принципу. Из-за этого сегодня приходится искать искусственные формы симбиоза производственной и научной сфер, в которых риски бизнеса компенсируются за счет государственных льгот, субсидий и прямых бюджетных инвестиций.

Симбиоз научных организаций и корпоративного сектора может носить разные формы. Например – активно внедряемые кластеры двойного назначения в оборонно-промышленном комплексе; научно-образовательные центры (НОЦ) в регионах. Еще один сценарий сотрудничества с наукой – это центры компетенций НТИ (Национальной технологической инициативы). С 2017 года правительство пытается построить сеть инженерно-образовательных консорциумов на базе российских университетов, «набросив» ее на актуальные промышленные запросы корпораций. В этой схеме институт разрабатывает сквозную технологию и передает ее в индустрию, попутно обучая кадры, обеспечивая доступ к своей экспериментальной инфраструктуре. Всего, согласно официальным данным, в числе промышленных партнеров НТИ числится порядка 400 компаний, среди которых такие гиганты как Газпром, Росатом, Глонасс, Камаз, Россети, Ростех, РЖД…, встречаются и имена крупных зарубежных корпораций, частично локализованных в России.  Центры компетенций построены по модели консорциума – объединения вокруг одного центра (вуза) независимых организаций, в числе которых другие вузы, НИИ, НКО и коммерческие предприятия.

Одна из важных функций НТИ – предугадывать, куда будет двигаться мировая промышленность в следующие 5-10 лет, выставляя своеобразные маяки цифровой трансформации на долгосрочную перспективу. Эталонный центр НТИ такого профиля со скромным названием «Новые производственные технологии» работает в Санкт-Петербурге на базе Института передовых технологий ФГАОУ ВО СПбПУ.

Цифровой «большой брат»

Буквально в сентябре 2021 года «Росстандартом» утвержден первый в мире стандарт в области цифровых двойников изделий.

ГОСТ Р 57700.37–2021 является полностью отечественной разработкой. Впервые в мире вводится нормативный документ, сфокусированный на создании изделий с помощью технологии цифровых двойников, а не оцифровке производственной инфраструктуры и логистики, и устанавливается соответствующее единое определение «цифрового двойника изделия».

Также в документе впервые введено определение «цифровая модель изделия», стандартизованы следующие понятия: «цифровые (виртуальные) испытания», «цифровой (виртуальный) испытательный стенд» и «цифровой (виртуальный) испытательный полигон».

Как утверждает, замминистра промышленности и торговли Российской Федерации Олег Рязанцев:  «Это передовая технология, способная внести наиболее весомый вклад в разработку конкурентоспособных изделий промышленности в кратчайшие сроки».

Разработчики уникального стандарта подчеркивают, что он не является калькой зарубежного аналога. В основу документа лег многолетний опыт российских институтов СПбПУ и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» в области цифрового проектирования и моделирования.

В переводе на язык гуманитарного пользователя: Цифровой двойник – это пошаговый виртуальный сценарий воплощения изделия в производство и сбыт, который учитывает огромное количество исходных условий и дополнительных вводных: от сугубо технических до маркетинговых. Сверяясь с этим сценарием, можно в автоматическом режиме выявлять проблемные точки, получать рекомендации по планированию работ, поставкам ресурсов и т. п. Проще говоря, потоки данных, поступающих из информационных систем предприятия, непрерывно анализируются и сверяются с неким цифровым эталоном, на основании чего предлагается оптимальное эргономичное решение.

Важный нюанс:  «Цифровой двойник применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия, изменяясь в сторону повышения своего уровня адекватности на каждой стадии».

Таким образом, Цифровой двойник действует на всех трех этапах: разработка – производство – и эксплуатация. Стандарт создания цифровых двойников – актуален как для вновь разрабатываемых изделий (еще не созданных), так и для ранее спроектированных или уже эксплуатируемых изделий.

Стандартизация в оцифровке конвейера  может стать орудием прорыва для российской промышленности. Она дает огромные преимущества в обосновании рентабельности наукоемких продуктов и в разы повышает скорость их вывода на рынок.

Значительно снижаются производственные издержки за счет сокращения количества циклов разработки, производства и испытаний опытных образцов изделия, а также сокращения количества изменений, вносимых в конструкцию при производстве и испытаниях опытных образцов. При новом подходе к созданию изделия основная доля его изменений происходит на стадии разработки. Обоснование принятых решений происходит в процессе быстрой проверки изменений, вносимых в конструкцию изделия и его составных частей, в ходе цифровых (виртуальных) испытаний. На предварительном этапе можно анализировать влияние изменений показателей одних составных частей на другие. Кроме того, с помощью Цифрового двойника возможно определить критические зоны и оптимальное количество датчиков, которое необходимо разместить на изделии для сбора данных для дальнейшего использования с целью обеспечения технической эксплуатации и модернизации изделия.

Цифровые двойники уже активно используются некоторыми энергетическими и машиностроительными корпорациями страны: первыми на этом пути стали: «Росатом», концерн «Автоматика» госкорпорации «Ростех», «Камаз»;  крупнейший производитель железнодорожного подвижного состава АО «Трансмашхолдинг»…

Создание стандарта должно значительно ускорить процессы цифровизации конвейера в стране. Так,согласно дорожной карте НТИ, до 2024 года 250 российских предприятий должны использовать «Цифровые двойники», а затраты на их внедрение составят 145 млрд руб.

К сожалению, за кадром как обычно, остался главный вопрос – насколько обязательной является стандартизация в РФ? Это адекватное государственное требование к промышленному сектору или очередная история за все хорошее против всего плохого?

Автор: Андрей Троянский