Как с помощью решений АСКОН «Балтийский завод» строит самые большие в мире атомные ледоколы

Освоение строгой, непредсказуемой Арктики всегда было испытанием возможностей человека, науки, техники. А строительство флота для работы в арктических широтах, особенно флота атомного, — вызов для инженеров. «Балтийский завод», входящий в Объединенную судостроительную корпорацию, давно принял этот вызов и сегодня строит самые передовые по техническим характеристикам атомные ледоколы в мире. Они могут служить без дозаправки несколько лет, работать во льдах толщиной в 2,9 метра и открывают перед Россией новые перспективы по изучению и освоению Арктики. С 2015 года на предприятии в несколько этапов проходит проект автоматизации подготовки машиностроительного производства с помощью систем ЛОЦМАН:PLM и ВЕРТИКАЛЬ. Мы побеседовали с директором по ИТ «Балтийского завода» Денисом Коротких и начальником отдела автоматизации подготовки производства Александром Назаровым о том, как завод реализует ИТ-проекты в суровых, как сама Арктика, условиях — сжатые сроки, отраслевая специфика, сложные бизнес-процессы и ответственность перед всей страной.

Денис Коротких, директор по ИТ АО «Балтийский завод»	Александр Назаров, начальник отдела автоматизации подготовки производства

Денис Коротких: Во-первых, «Балтийский завод» — это одно из немногих комплексных судостроительных производств, которое объединяет в себе и верфь, и машиностроительный завод. Второй и ключевой момент — мы производим суда с атомной энергетической установкой, на что в России способны лишь единицы.

В свое время «Балтийский завод» разрабатывал и выпускал как надводные, так и подводные суда, но сейчас основная наша специализация — надводный атомный флот. На данный момент, например, мы работаем по заказу «Росатома» над тремя ледоколами нового проекта 22220, самыми большими в мире атомными ледоколами.

Именно этого от нас ждет страна в рамках программы развития Арктики. Но у «Балтийского завода» есть еще одно уникальное направление — плавучие атомные электростанции, совершенно инновационная вещь, которую до нас никто в мире не делал. Они нужны, чтобы обеспечивать энергией газовые и нефтяные платформы, расположенные в открытом море, удаленные промышленные предприятия, портовые города. Одна такая станция, «Академик Ломоносов», будет сдана заказчику в 2019 году, а в этом году ее ждет отправка в Мурманск для швартовых испытаний и пуска атомного реактора. «Академик Ломоносов» станет самой северной в мире атомной станцией, расположенной в зоне вечной мерзлоты.

Плавучая атомная электростанция «Академик Ломоносов»

Д.К.: Для их производства нужны одновременно и инженерные компетенции, и соответствующее оборудование. Судовой вал — это очень сложное и массивное изделие, и без специфических знаний, опыта их изготовления не обойтись никак. У нас на «Балтийском заводе» такой центр компетенций есть: технологии, знания, опыт, вплоть до специалистов-станочников, которые занимаются определенными операциями на валах.

Александр Назаров: Смотрите, вал состоит из нескольких частей. Длина одной части достигает 20 метров, общая длина вала — свыше 40 метров. И это одно изделие. Диаметр большого винта может доходить до четырех метров. Они могут быть сборные, обрабатываться целиком... Это огромные размеры, сумасшедший вес, соответственно, сложность обработки тоже очень серьезная.

(Секторальные санкции против Объединенной судостроительной корпорации, куда входит «Балтийский завод», были введены в 2014 году.)

Д.К.: Если говорить про судостроительную отрасль вообще, то санкции, конечно, определенное сдерживающее влияние оказали. Но, к счастью, все изделия, которые сейчас производит «Балтийский завод», в том числе атомные ледоколы, — это проекты совершенно инновационные. Новая система электродвижения, новая система вентиляции и кондиционирования — всё новое. Сегодня на самом судне используется менее 5% импортных изделий. То есть ледокол более чем на 95% состоит из продукции российского производства. Что касается сферы ИТ: да, безусловно, у нас есть зарубежные программные продукты, которые на данный момент невозможно заменить отечественными решениями — просто нет такого российского софта. Но при этом мы все же успешно занимаемся импортозамещением в ИТ, и яркий пример тому — внедрение решений АСКОН. Так что для предприятия в целом санкции не стали проблемой.

Сегодня на самом судне используется менее 5% импортных изделий. То есть ледокол более чем на 95% состоит из продукции российского производства

Д.К.: Было больше. Мы работаем в мировом рынке, и надо понимать, что в изготовлении технически сложных изделий — будь то самолеты, космические или морские корабли — всегда присутствует кооперация, в том числе международная. Из-за рубежа поставляются радиоэлектронные компоненты и много чего еще. Но страна взяла курс на импортозамещение, старается возродить производство сложных изделий, замещать комплектующие иностранного производства на отечественные. Не все удается, но тем не менее. Если мы говорим, например, о судовых двигателях, то крупнейшие игроки на этом рынке — Rolls-Royse, Hyundai и прочие компании с большой линейкой моделей, обкатанных на практике. Сейчас, после введения санкций, отрасли пришлось дожидаться, когда наше двигателестроение дойдет до нужного уровня, когда нам скажут: «Да, можем, подобрали, произвели, устанавливаем, все работает».

Экономический эффект можно косвенно посчитать через объемы замороженных денег, неверно купленного или лишнего материала. И если всё перевести в материальные затраты и финансовые потоки, то выгода многократно перекрывает затраты на внедрение ИТ-систем

Д.К.: В свое время мы внутри системы подготовки производства по судостроению развили инструмент «Книга вопросов и ответов», который позволяет технологам и мастерам адресовать вопросы Технической дирекции «Балтийского завода», а также проектанту и довольно оперативно получать ответы. Плюс мы контролируем время реакции. В прошлом году мы распространили эту практику и на контрагентов. Сейчас субподрядчики, которые занимаются электромонтажом, «ОКБМ Африкантов», которое выполняет работы по атомной части ледокола, — все они подключены к этому инструменту и прекрасно общаются с нашими технологами, с проектантом и между собой в электронном пространстве. До этого подобное общение велось на бумаге.

А.Н.: Пока массив данных поступает от всех по-разному — и в цифре, и на бумаге. Мы постепенно уходим от бумаги, и с регламентированным электронным взаимодействием всё становится гораздо проще. И хотя в ближайшее время завод вряд ли откажется от архива бумажной документации, для оперативной работы бумажный поток данных уже сейчас становится вторичным по отношению к электронному.

Совсем светлое будущее — это электронно-цифровая модель изделия, которая подразумевает не только полноценное 3D-моделирование, но и повсеместно использующиеся PDM- и PLM-системы, которые этот цифровой облик изделия поддерживают. В принципе последовательная, комплексная автоматизация помогает стремиться к этой цели.

ЛОЦМАН:PLM и ВЕРТИКАЛЬ мы запустили с разницей в год, хотя изначально хотели сделать это одновременно. Однако в связи со сложностью бизнес-процессов завода и с тем, что переход на новые решения происходил не в лабораторных условиях, а на живых проектах, внедрение состоялось в два этапа. ЛОЦМАН:PLM мы запустили в январе 2017 года, а промышленная эксплуатация ВЕРТИКАЛЬ стартовала в апреле 2018 года. Сейчас обе системы полностью решают задачи выпуска технологической документации по машиностроительной части.

Если говорить об операционных технологиях, то мы просто приводим в порядок то, что происходит на заводе. Например, мы перевели на единые формы техпроцессы всех цехов — было чрезвычайно тяжело, но сейчас это работает. Перешли на единые алгоритмы расчета материалов, в том числе и вспомогательных. Скоро будут введены единые алгоритмы расчета потребности в инструменте. И все это дает контролируемую картинку по любому изделию и по заказу в целом. Вопросы нормирования и планирования расходов средств, которые выделяются на изготовление того или иного изделия и весь заказ, при наличии упорядоченных данных в ВЕРТИКАЛЬ и ЛОЦМАН:PLM решаются проще и точнее.

Так что экономический эффект можно косвенно посчитать через объемы замороженных денег, неверно купленного или лишнего материала. И если всё перевести в материальные затраты и финансовые потоки, то выгода многократно перекрывает затраты на внедрение ИТ-систем.

Сейчас цеха используют ВЕРТИКАЛЬ и ЛОЦМАН:PLM для получения и предоставления данных. Информация о том, сколько нужно материалов, идет от технологов. Технологи, которые разрабатывают укрупненную технологию, никогда не оценивают объемы необходимого инструмента, вспомогательных материалов, в том числе сварочных. Все это делают технологи по направлениям, цеховые специалисты или ответственные за определенные технологии. Получается такое двунаправленное движение. Основные материалы рассчитываются при разработке укрупненной технологии, а потом операционные технологии дополняют ее необходимым набором данных.

А.Н.: Основополагающая доработка ЛОЦМАН:PLM заключалась в следующем. На машиностроительном предприятии, которое придерживается стратегии не индивидуального изготовления заказов, а мелкой или крупной серии, присутствует высокий уровень унифицированности компонентов — детали могут входить в разные сборочные единицы и в абсолютно разные изделия. Эта степень унифицированности в судостроении очень низка. Одно и то же изделие здесь используется в разных заказах и зачастую может разрабатываться и производиться по разным технологиям, что подразумевает огромный объем технологической работы. Прежде всего, это связано с тем, что такие изделия производятся в разные периоды времени — а в разные периоды времени и конъюнктура рынка разная. Я имею в виду закупаемые материалы, требования по выходным характеристикам изделия и так далее. То есть на одном серийном, казалось бы, изделии может быть одно, на другом — почти то же самое, а вот технология может поменяться. Это означает, что для другого заказа нам необходимо перевыпустить техдокументацию на то же самое изделие. Чтобы это было возможно в среде ЛОЦМАН:PLM, пришлось ввести в систему контекст заказа и «протянуть» его через весь процесс изготовления технологического документа. Сделать это было непросто, но необходимо. Это самое большое изменение, которое мы внесли в продукт.

Во-вторых, нам потребовалось подружить конструкторский контекст с технологическим. Я описал ситуацию, когда технология изготовления одного и того же изделия имеет несколько вариантов, но конструкторская часть в этом случае не меняется. Это означает, по сути, что у нас есть один конструкторский и некоторое количество технологических объектов. Они должны быть друг с другом связаны и зависеть друг от друга. Изменение конструкторского объекта влечет за собой изменение технологии, причем последующего заказа.

Степень унифицированности в судостроении очень низка. Одно и то же изделие здесь используется в разных заказах и зачастую может разрабатываться и производиться по разным технологиям, что подразумевает огромный объем технологической работы

С ВЕРТИКАЛЬ было попроще — система базировалась на той структуре, которую мы уже выстроили в ЛОЦМАН:PLM. Доработки касались в основном структуры хранения данных в системе, автоматизации самого процесса коллективной распределенной разработки техпроцессов и отчетных форм. Так как технологическая документация является основным продуктом, который используется напрямую в цехе, на конкретном рабочем месте, конкретном станке, она идет вместе с деталью или партией деталей как сопроводительный документ. Все это, естественно, на бумаге. Мы плотно взаимодействовали с нашими внутренними и внешними контролирующими органами (военной приемкой, бюро стандартизации, подразделением метрологии и техники безопасности) на предмет доведения выпускаемой документации до почти идеального состояния. Была проделана большая работа.

Еще один специальный модуль к ВЕРТИКАЛЬ закроет в ближайшее время очень интересный блок задач. По нашему заказу был доработан механизм создания типовых параметризованных технологических процессов. Его идея очень простая. У нас есть изделия, детали, либо элементы изделий, которые можно считать типовыми, но они могут отличаться некоторым набором входных параметров, например типоразмерами. Вызвав типовую технологию и задав на входе набор параметров, мы получаем готовую технологию. Соответственно, скорость разработки технологии вырастает в десятки раз. Чем больше типовых технологий, тем выше производительность и качество выпускаемых технологий.

В силу того что Справочник Материалы и Сортаменты довольно сложен по структуре, наладить бесшовную интеграцию с другими инструментами не так-то просто. Изначально предполагалось, что он и должен стать мастер-системой, правильно уложенные данные из которой будут поступать во все остальные места. Но для этого необходимо соблюдение двух условий. Для запуска такой схемы работы нам нужно либо внести туда свои данные и потом их корректировать, либо сразу правильно вводить их вручную и затем пользоваться. И при том, и при другом подходе требуется большое количество специалистов, которые бы сели и одновременно начали вносить данные. Без многопользовательского режима эту работу не выполнить. Простой пример: за два года интенсивной работы в ЛОЦМАН:PLM количество элементов в Справочнике Материалы и Сортаменты составило около 10 000. Общее количество элементов, которые используются на заводе, — 50 000. Чтобы привести эти объемы в соответствие, должны работать много людей на протяжении многих месяцев. Надеюсь, MDM поможет нам решить эту задачу.

Ну например, для текущего производственного процесса необходимо подобрать всю свежую документацию — чертежи, все извещения об изменениях, все оперативные решения, которые касаются какого-то конструктивного объекта внутри судна. Допустим, это помещение внутри судна. Помещение, по сути, описывается энным количеством чертежей, по каждому из которых было энное количество изменений и оперативных решений, и каждый из этих документов прошел свою технологическую подготовку. Чтобы собрать полный комплект документов на помещение (а он будет довольно увесистым) и предоставить производству, работает масса специалистов. Этот неудобный и неэффективный процесс ручного подбора, поиска, звонков, пересылок мы сможем полностью исключить с помощью простого инструмента: заходишь, вводишь интересующие тебя критерии, в разрезе которых нужно подобрать комплект документов, нажимаешь кнопку — и он готов в виде набора файлов. А дальше делаешь, что хочешь: пересылаешь, сохраняешь, печатаешь, передаешь. Понятно, что доступ к комплекту будет разграничен. Но основные задачи, которые требуются для собственного производства, будут решены именно таким образом.

Более того, ровно такая же проблема присутствует у наших технологов. Чтобы создать технологию производства того или иного объекта или набор технологий, им необходимо подобрать комплект. И начинается та же канитель. В Технической дирекции завода огромная команда занимается подбором, хранением, структуризацией всего этого хозяйства. На производстве та же ситуация. Десятки людей выполняют сумасшедшую работу, совершенно непродуктивную, с большим количеством ошибок, которые приводят к ошибкам в технологии, в производстве. Так что умный архив, а точнее электронный инструмент, в основе которого лежат данные архива, — это наша задача на ближайшие полгода.

Павел Щербинин, руководитель проекта, АСКОН-Северо-Запад

Работа в команде Работа с судостроительной отраслью, конечно, имеет свои особенности. Начиная от терминологии, строительных практик и заканчивая тем, что два экземпляра одного и того же изделия могут отличаться более чем наполовину. Все эти отраслевые тонкости должны учитываться при автоматизации производственных процессов, что накладывает дополнительные требования к проектной команде, ее компетенциям. Важнейшей составляющей успеха проекта на «Балтийском заводе», как мне кажется, стал опыт всех участников проектной команды — и со стороны АСКОН-Северо-Запад, и со стороны «Балтийского завода» — в реализации амбициозных ИТ-проектов на предприятиях судостроения и машиностроения: в филиале АО «АЭМ-технологии» «Петрозаводскмаш», ПАО «Звезда» (Санкт-Петербург), АО «ЗРТО» «Алмаз-Антей», АО «ПО «СЕВМАШ», АО «Адмиралтейские Верфи», АО «Центр cудоремонта «Звездочка» и других). Каждый проект дает нам новый опыт, знания и позволяет справляться со сложнейшими техническими задачами. Мы учимся слаженно работать друг с другом и с различными заводскими службами, решать организационные вопросы, что, по моему опыту, оказывается иногда даже более ценно, чем техническая проработка задания».

Д.К.: Нормирование работ по судостроению и по машиностроению — это совершенно разные подходы. Если с машиностроением все понятно: нормативы, потом уточнения, съем времени, мониторинг оборудования, то у судостроения есть своя специфика. Например, корпусные работы по центральной и бортовой секциям нормируются от тоннажа. Ровно так же, от веса, нормируются работы по изготовлению трубопроводов. Чем крупнее секция, тем точнее получается нормирование, как ни странно. Есть и другие подходы — нормирование от водоизмещения. Все это отраслевые особенности. Работы в судостроительном процессе, действительно, неодинаковые — резка металла, сварка плоских секций, сборка секции в объеме, зачистка швов. Унифицировать все процессы нормирования — как машиностроительные, так и судостроительные — нельзя.

Я не считаю, что кастомизация софта — это возврат к самописным инструментам, совершенно нет. Вопрос в уровне этой кастомизации. Главное, чтобы продукт позволял реализовывать необходимые изменения и чтобы была команда, которая может их поддерживать.

А.Н.: От проекта к проекту состав команды сильно меняется. По проектам ЛОЦМАН:PLM и ВЕРТИКАЛЬ люди практически не пересекались. Если решаются вопросы кросс-проектные, то, безусловно, участвуют все, но, как правило, в команду проекта входят выделенные специалисты — и со стороны бизнес-подразделений это каждый раз новые люди. Зачастую мы сталкивались с тем, что руководитель подразделения относится к ИТ-проекту как к очередной инициативе, которую можно игнорировать, и тогда она умрет сама собой. На первом этапе люди набираются в проект формально, а в процессе становится понятно, что кого-то нужно менять. Бывает, нет результата, человек может не тянуть по уровню квалификации или личным качествам, либо людей просто не хватает. Преобразования команд идут постоянно — в ходе проекта по ВЕРТИКАЛЬ мы выпускали приказ об изменении состава рабочей группы раза четыре. В нее в том числе попадали и новые люди, которые недавно пришли на завод и втянулись.

Д.К.: Бывают очень интересные повороты. Например, самый активный участник команды по ЛОЦМАН:PLM со стороны Технической дирекции получил колоссальный карьерный рост и сумел вырасти с позиции цехового технолога до начальника сектора маршрутных технологий — в том числе за счет своей вовлеченности в общее дело.

А.Н.: В общем, самое сложное — сдвинуть с мертвой точки рабочую группу. Как только она начинает генерировать результат, все остальные подтягиваются сами.

Александр Петров, куратор АСКОН по судостроению

Судостроение и АСКОН В настоящий момент около 80 предприятий судостроения используют в своей работе решения АСКОН — более 8 000 лицензий различных программных продуктов. В число заказчиков входят НИПТБ «Онега», АО «ПО «СЕВМАШ», АО «Адмиралтейские Верфи», АО «Центр cудоремонта «Звездочка», СПО «Арктика», ПАО «Звезда» (Санкт-Петербург), СЗ «Вымпел», Зеленодольский завод им. Горького и многие другие. Развивать ПО с учетом специфики и потребностей судостроительной отрасли — это профессиональный вызов для нас, и мы его с готовностью принимаем. В 2018 году в КОМПАС-3D v18 появятся новые встроенные инструменты для расчетов по гидродинамике (созданные совместно с компанией ТЕСИС, нашим партнером по консорциуму разработчиков инженерного ПО), на порядок вырастет производительность и скорость системы при работе с большими сборками, что, конечно, особенно важно для инженеров судостроителей. Кроме того, появится новый функционал по работе со сложными поверхностями (стыковка поверхностей по G-2). Дополнительные сортаменты для судостроения, оптимизированные расчеты в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ по трудовому нормированию с учетом опыта управления изделиями верфи в ЛОЦМАН:PLM и другие отраслевые наработки АСКОН, я уверен, тоже будут приняты на вооружение на предприятиях судостроения».

Иллюстрации предоставлены пресс-службой АО «Балтийский завод»