Наш путь в индустрию 4.0. Цифровое будущее в атомной отрасли уже реальность

О цифровизации говорится так много, что слово это стало уже почти мантрой. Но что за ним - прекрасное будущее или живая реальность?

Юбилей «Атомэкспо» почти совпал с юбилеем его организатора - «Рос­атома», который тоже создан 10 лет назад. Его генеральный директор Алексей Лихачёв назвал госкорпорацию новым форматом отрасли.

10 лет глобального партнёрства

«Этот формат позволил объединить лучшие компетенции в самой передовой и самой одновременно закрытой отрасли, которая называлась в советские времена Минсредмашем, соз­дать, с одной стороны, единый производственный ядерный цикл в рамках одного управленческого контура. С другой стороны - абсолютно прозрачную для наших партнёров современную корпорацию, которая готова реально складывать альянсы как с национальными правительствами, крупнейшими игроками отрасли, так и с совсем небольшими частными предприятиями», - сказал Лихачёв.

10-летие не могло пройти без подведения итогов, что и сделал в своём выступлении на пленарном заседании председатель наблюдательного совета «Рос­атома» и замглавы Администрации президента Сергей Кириенко. 

За эти годы в мире введено в эксплуатацию 52 новых атомных энергоблока, на стадии строительства ещё 59 блоков в 17 странах, а суммарная мощность атомной генерации выросла на 23 ГВт. По словам Кириенко, это означает как минимум, что парк мировых АЭС за эти годы позволил предотвратить выброс в атмосферу 20 млрд тонн углекислого газа.

Самое время выходить

«Атомная энергетика всегда больше рынка любой отдельно взятой страны», - считает Кириенко. С ним согласны представители отрасли, которые в своих выступлениях обязательно упоминали важность девиза нынешнего форума: «Глобальное партнёрство - общий успех».

Что ещё более важно, по словам главы наблюдательного совета «Росатома», - всё это время отрасль смотрела в будущее, в ней создавались новые проекты и технологии, «с которыми сейчас самое время выходить на всеобщее обозрение».

Анализируя ситуацию в мире за эти годы, Алексей Лихачёв одним из важнейших факторов назвал переход к новому промышленно-технологическому укладу, глобальную цифровизацию. 

«Ветры» цифровой революции российские атомщики уловили вовремя - их проекты и технологии, о которых говорил Сергей Кириенко, связаны в том числе и с ней. Когда настало «самое время выходить», они и были представлены мировому отраслевому сообществу.

На цифровые треки, по словам советника гендиректора «Рос­атома» Екатерины Солнцевой, специально не позвали «евангелистов от IT, которые привычно рисуют облик прекрасного цифрового будущего». Организовывая обширную дискуссию, решили, что важнее обсудить конкретные вызовы, с коими атомщики сталкиваются на пути в индустрию 4.0.

Моделирование в 3D

Очевидно, что цифровизация - это далеко не только электронные платежи и передача данных счётчиков, ставшие для нас обыденными действиями. А что касается предприятий - далеко не только перевод в «цифру» документооборота и бухучёта. На «Атомэкспо» речь шла о гораздо более сложных решениях.

Отдельные цифровые технологии, такие как 3D-моделирование, уже давно и активно применяют при проектировании АЭС или разработке оборудования для них. Соответственно, создаются и специальные программные продукты для этого. 

На форуме свои инжиниринговые решения представляли многочисленные IT-компании, многие из которых имеют опыт сотрудничества с атомщиками в качестве подрядчиков. Но пакет инженерного 3D-моделирования «Логос» Саровского ядерного центра - Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (ВНИИЭФ) привлёк к себе внимание особенное. Он предназ­начен для создания технически сложных объектов и уже используется не только на предприятиях отрасли, но и «Гражданскими самолётами Сухого», КамАЗом, НИЦ ракетно-космической промышленности и др. Это программное обеспечение избавляет инженеров и конструкторов от необходимости проводить некоторые дорогостоящие экс­перименты - соответственно, может сократить сроки работы над проектами на год, а вместе с тем значительно их удешевить.

Министерство промышленности и торговли России, изучив продукт, сочло его примером успешного российского ПО и с этого года подключилось к проекту, рекомендовав развивать на его базе специализированные инженерно-математические продукты по ледовой тематике и разработки в области гиперзвука.

Принтеры есть, порошки - уже скоро

«Аддитивные технологии, которые всё больше расширяют свои позиции в индустрии, - по сути, неотъемлемая часть цифровых технологий», - сказал, открывая очередной этап дискуссии о цифровом будущем, гендиректор компании «Росатом - Аддитивные технологии» Алексей Дуб. 

«АиФ» не раз уже писал об отечественных 3D-принтерах, которые создаются в институтах атомной отрасли, в том числе тех, где работают одновременно два лазера. Слой за слоем они «выращивают» детали из разных металлических порошков. Подчас весьма объёмные, подчас сильно замысловатые, для создания которых традиционным литейным способом потребовалось бы много составных частей. Отпечатанные на принтере медицинские протезы из титана, о которых мы рассказывали, уже проходят предклинические испытания.

По словам Дуба, решения должны быть комплексными. Создание оборудования как носителя технологий, создание отечественных порошков - вплоть до выпуска конечной продукции с сертификацией её свойств, в идеале цифровой. Кстати, хорошая новость. Если до сих пор отечественные принтеры работают на импортных порошках, то уже в ноябре появятся наши. В металлургическом центре на Чепецком металлургическом заводе «Росатома» начнёт работать первая установка по их производству. Она будет выпускать стальные и медные порошки, а в 2019 году появятся порошки из тугоплавких металлов - титана, вольфрама, тантала.

Одновременно идёт работа над программным обеспечением, необходимым для соз­дания виртуальных принтеров. «Изделия, которые будут создаваться на виртуальном принтере, должны на 90% соответствовать свойствам будущих реальных изделий», - пояснил Дуб. 

Работа эта объединила разные дивизионы «Росатома»: научные институты, предприятия ядерно-оборонного комплекса, ТВЭЛа. Исполнительный директор компании «Росатом - Аддитивные технологии» Евгений Григорьев показывает двигатель для беспилотника, отпечатанный на 3D-принтере. «Каждый элемент в нём требует своего металла, - поясняет он. - Поэтому есть элементы из алюминия, титана, нержавеющей стали. А камера сгорания - из жаропрочных сплавов».

То есть двигатель, который при изготовлении по традиционным технологиям состоит из 150 деталей, теперь практически цельный. Только винтики обычные. Он уже прошёл стендовые испытания и готовится к лётным. По сравнению с чешскими двигателями, которые используются в нашей стране для изготовления дронов, он потребляет на 30% меньше топлива, на 10% легче и при этом будет на 10% дешевле. 

Желания под контролем. В «Росатоме» разработали уникальный прибор Подробнее

Цифровизация вглубь

Однако отдельные цифровые продукты и отдельные технологии, пусть востребованные на рынке, пусть сложные и комплексные, но касающиеся лишь некоторых процессов, не могут рассматриваться как достаточные шаги для адаптации в индустрии 4.0. Во всех дискуссиях неизбежно переходили к вопросу глубокой цифровизации предприятий и отрасли в целом. Размышляли, как отцифровать всё предприятие - со всеми его производственными и бизнес-процессами, а также виртуально управлять технологическим оборудованием.

Директор по системной инженерии и ИТ-технологиям компании АСЭ (инжиниринговый дивизион «Росатома») Вячеслав Аленьков назвал три важных условия. Во-первых, глубокая цифровизация самих объектов, то есть не только создание их 3D-моделей, но и общих цифровых моделей, включающих в себя сотни тысяч позиций. Во-вторых, платформа управления, которая объединяет всех участников процесса и работает с информационными моделями объектов. И в-третьих, интеграция информационной модели с системой управления и эксплуатации оборудования. В итоге создаётся цифровой двойник уже всего объекта.

Одно оцифрованное таким образом предприятие у атомщиков уже есть - Саровский ядерный центр. С 2014 года там внедрена собственная разработка - ERP-система «Цифровое предприятие». В 2016-м перевели её на полностью импортонезависимую операционную платформу. За это время производственные и бизнес-процессы стали протекать на треть быстрее.

«Наша система управления жизненным циклом предприятия состоит из 5 комплексов: управление предприятием (бухгалтерия, планирование, финансовый и налоговый учёт и т. д.), управление производст­вом (все процессы, связанные с выпуском продукции на уровне внутризаводского, межзаводского планирования и управления оборудованием), сквозная 3D-технология (всё, что касается конструирования), инфраструктурные решения и нормативно-методологическое обеспечение», - обстоятельно рассказывает главный специалист института Олег Чучко.

Сегодня это единственная защищённая, информационно безопасная, импортонезависимая отечественная система, по­крывающая процессы полного жизненного цикла предприятия. «Она сертифицирована для работы с продукцией и документами, имеющими гриф «совершенно секретно», - добавляет Чучко.

Замдиректора РФЯЦ-ВНИИЭФ по информационным технологиям и управлению жизненным циклом изделий Олег Кривошеев подытоживает: «У нас работают 23 тыс. человек. Предприятие территориально разрознено, находится в разных городах. Тем не менее в 2017 году работало стабильно и с очень высокой производительностью».

Цифровое будущее, о котором в течение трёх дней говорили участники «Атомэкспо», для этой отрасли уже и не совсем будущее, а во многом реальность.

IT-революция не в ущерб безопасности

Екатерина Солнцева, отвечающая за развитие цифровых технологий в атомной госкорпорации, уверена: «Отрасль имеет хорошие перспективы, чтобы стать ключевым игроком на рынке, так как цифровые продукты здесь делаются с высокими требованиями к качеству и безопасности».

Качество и безопасность для отрасли - ключевые слова. Безопасность - прежде всего, а чтобы её гарантировать, нужно качество. 

«Информационные технологии меняют все стороны жизни, и ядерную энергетику в том числе. Но, с другой стороны, всегда есть угроза кибербезопасности, о чём нельзя забывать. Во всём мире на нас смотрят внимательно, чтобы понять, насколько мы готовы противостоять киберугрозам», - говорит гендиректор Агентства по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития Уильям Д. Магвуд IV.

Сами IT-специалисты признавали, что работать в атомной отрасли или с её предприятиями в качестве партнёров очень сложно. Для тех, кто пришёл в IT из промышленности, это понятно, остальным приходится подчас пережить серьёзную «ломку». Ведь сталкиваются лбами две культуры: промышленная с её приоритетами безопасности и тяготением к стабильности и цифровая, в основе которой мобильность, способность быстро меняться и быстро двигаться. 

Но в итоге рождаются (пусть не так быстро, как привыкли цифровики) взвешенные и качественные решения, которые могут обеспечить безопасность как АЭС, так и самих информационных систем, а также их коммуникации между собой.