Трансформация щита и меча
Робототехника, аналитика больших данных, дополненная реальность, 3D-моделирование, интернет вещей и прочие направления движения технического прогресса отражаются на развитии оборонной индустрии не меньше, чем на всех остальных. Цифровизация проникает в эту область и, так же, как другие сферы, трансформирует ее.
Фото: РИА НОВОСТИ
Фото: Донат Сорокин/ ТАСС
Технический прогресс много лет двигался вперед в основном благодаря гонке вооружений: оборудование и технологии военного назначения находили применение в мирной жизни. Даже тракторы и прочая сельхозтехника разрабатывались так, чтобы их можно было быстро переоборудовать в зенитный комплекс или другое транспортное средство военного назначения. В области информационных технологий наблюдается обратный процесс: частный бизнес создает и осваивает инновации быстрее, чем оборонные предприятия, которым есть чему поучиться, к примеру, у Google с "Яндексом".
По этой причине министр обороны США Эш Картер практически сразу после подписания новой стратегии Пентагона в области кибербезопасности отправился в Кремниевую долину, чтобы встретиться с представителями высокотехнологичных компаний и экспертов и договориться с ними о сотрудничестве, которое будет гарантировать, что американская армия владеет самыми передовыми технологиями в области противодействия киберугрозам. Решения в области информационной безопасности, а также многие другие современные ИТ из сферы частного бизнеса находят применение сегодня в военно-промышленном комплексе.
Миллионы чувствительных глаз
Одну из модных тем, которая активно обсуждается во всем мире, не обошли вниманием и военные. Аналитика больших данных (Big Data) может применяться для решения задач самых разных типов. Ученые, работающие в области анализа больших данных, так называемые Data Scientists, по заявлениям Пентагона, одни из самых востребованных в американской военной индустрии. Различные военные машины, колесный транспорт, беспилотники и прочие мобильные оборонные комплексы сегодня оснащаются сенсорами, с которых транслируется огромный поток информации, дающей представление о ходе сражения. Но проблема заключается в том, что этой информации слишком много. Реджи Бразерс, заместитель помощника министра обороны США по исследованиям, на симпозиуме Ассоциации армии США привел такой пример: один из наиболее совершенных на сегодня сенсоров — Argus-IS может транслировать миллионы терабайт данных и 5 тыс. часов видео высокой четкости в день. Эта информация собирается посредством 1,8-гигапиксельной камеры и с 368 сенсоров, встроенных в Argus-IS, которыми можно оснастить беспилотник MQ-9 Reaper ("Жнец"). В Пентагоне рассчитывают, что правильно организованный анализ и визуализация этих данных позволят уменьшить количество операторов, необходимых для управления беспилотной техникой разного типа — сегодня на каждую машину приходится один человек, который ею управляет. Но чтобы накопать что-то полезное во всех этих горах терабайтов, нужны ученые, специализирующиеся на анализе данных, за которых военным приходится вступать в конкуренцию с "мирными" индустриями. В перспективе одного человека будет достаточно, чтобы дистанционно управлять группами беспилотных танков, самолетов и прочей техники.
Инструменты для работы с большими данными пригодятся и в кибервойне, которая сейчас сопровождается изощренной пропагандой, а также информационными вбросами и кампаниями по дезинформации. Для этого используются популярные новые медиа — социальные сети, сервисы для ведения блогов, агрегаторы новостей, видеохостинги и т. д. Анализ текстов из традиционных СМИ и новых медиа — задача либо для армии людей, оценивающих каждую фразу, либо для искусственного интеллекта. "Ростех", к примеру, владеет технологией, которая помогает автоматически анализировать огромные массивы текстов, причем проводить не структурный анализ и поиск ключевых слов, а семантический. Система фактически понимает смысл текстов. В перспективе этот же подход может использоваться для анализа видео и статичного изображения, а также звука.
Но области применения "больших данных", конечно, этим не исчерпываются. Например, в армии США используется анализ данных в системах, отслеживающих техническое состояние оборудования и техники. Из миллиардов каналов данных (датчики, системы мониторинга работоспособности, бортовые рабочие станции и т. д.) информация сохраняется и автоматически анализируется на технической платформе Teradata, что позволяет предупреждать поломки, например, в вертолетах Apach. Анализ информации о режимах полета, об отказах оборудования, заключений техосмотров и т. д. и прогнозы на основе этих данных помогают сделать полеты более безопасными. Кроме того, такие технологии дают прямую экономию: за три года использования системы для мониторинга состояния ракет армия США сохранила $14,9 млн. Системы наведения в ракетах меняли не планово "по часам", а только при необходимости, если это требовалось.
Александр Якунин, генеральный директор Объединенной приборостроительной корпорации, входящей в государственную корпорацию "Ростех", рассказывает, что по заказу нескольких крупных компаний его организация ведет разработку сложных автоматизированных систем мониторинга инфраструктурных объектов. В них интегрируются оптико-электронные устройства, радиолокаторы, беспилотники, датчики, средства передачи данных. Это так называемые умные системы — без участия человека они могут контролировать любые действия на объектах, распределять команды и ставить цели различным модулям, отличать нештатные ситуации от плановых работ и т. д. Такие же технологии применимы в мирных отраслях. В нефтянке они помогают компаниям бороться с хищениями и утечками на нефтепроводах, снижая непроизводственные потери. В энергетике — контролировать состояние объектов, сетей, упреждать аварийные ситуации и оперативно реагировать на них и т. д.
Как говорят аналитики, очень вероятно, что в перспективе именно правильное обращение с Big Data может стать решающим для исхода отдельных битв и даже напрямую влиять на ход военных кампаний. Именно эти технологии наиболее значительно трансформируют оборонную промышленность и армию.
С трех сторон
Объем мирового рынка 3D-принтеров, по прогнозу аналитиков исследовательской компании Canalys, достигнет к 2018 году $16,2 млрд. Это значит, что растет он примерно в полтора раза каждый год. На таких устройствах можно печатать украшения, детские игрушки, предметы интерьера, музыкальные инструменты и прочие не самые важные в жизни людей вещи. Но не только — уже пробуют с помощью 3D-печати создавать персональные лекарства, дома и даже искусственные органы. А два года назад мировые СМИ облетела история про американского оружейника-энтузиаста Коди Уилсона, который напечатал из пластика на обычном 3D-принтере пистолет и назвал его Liberator ("Освободитель"). Из 16 деталей только одна была металлической (из куска гвоздя) — боек. Коди Уилсон выложил модель в свободный доступ, так что любой желающий может повторить его эксперимент. К слову, это оружие способно было выдержать до 11 выстрелов, а ствол в случае износа можно просто заменить на новый. Еще полгода спустя инженеры из техасской компании Solid Concepts впервые в мире напечатали уже пистолет из металла. Они хотели тем самым продемонстрировать, на что способны 3D-принтеры. На этот раз был напечатан классический культовый М1911 — "Браунинг". Конечно, военная промышленность вряд ли будет массово печатать оружие (впрочем, посмотрим лет через десять). Но 3D-моделирование и даже 3D-печать уже с успехом используются в оборонке для создания концептов и прототипов новейшей техники. Так, на конференции "Беспилотная авиация-2015" в Москве докладчик из госкорпорации "Ростех" рассказал о создании демонстрационной модели нового БПЛА (беспилотного летательного аппарата), комплектующие для которой печатались на 3D-принтере. Устройство, которое назвали "Чирок", получилось нешуточное: весит 750 кг, а размах крыльев — 10 м. Шасси в этом БПЛА отсутствуют — вместо них воздушная подушка, мембрана которой сделана из особого материала по закрытой военной технологии. Для взлета и посадки не требуется специально оборудованной полосы, ею может служить любая относительно ровная поверхность: снег, вода, грунт и проч. Благодаря этому "Чирок" может передвигаться по кочкам высотой до 20 см и ямам шириной до 1 м.
"Чирок" способен нести до 300 кг груза (например, скрытое в корпусе вооружение), максимальная высота его полета — 6 км, а дальность — 2,5 тыс. км. В ближайшем будущем на базе этого аппарата будет создан более продвинутый беспилотник весом 2 тонны. В его разработке также будет применяться 3D-печать, которая позволяет быстро придумать устройство и в кратчайшие сроки создать модель, напечатав уникальные комплектующие самостоятельно, а не заказывая их штучное производство на специальном предприятии. Но это еще не все — план по развитию стратегической авиации подразумевает, что уже в следующем году будет создан пятитонный беспилотник, а в 2018-м — двадцатитонный. Вероятно, этот "монстр" сможет перевозить даже группы людей.
Проектирование моделей в трех измерениях сразу — это на сегодня мировой промышленный стандарт. В идеале системы, которые используются для проработки проектов новой техники, должны позволять отслеживать судьбу каждого изделия от эскиза до утилизации. Для того чтобы распространять в России лучшие мировые практики, холдинг "Технодинамика" госкорпорации "Ростех" открыл в 2014 году в Москве Центр проектирования, где применяются наиболее современные подходы к разработке изделий. Сейчас холдинг расширяет сеть центров проектирования в регионы. "Технодинамика" использует для проектирования программные решения Siemens PLM Software. Аналогичное ПО установлено и у крупнейших партнеров холдинга — ОАК, ОДК, "Вертолетов России". Унификация подходов к использованию ПО позволяет существенно упростить процедуры обмена данными между заводами и КБ, заказчиками, сократить затраты и время конструкторской и технологической подготовки производства. Специализированное ПО позволяет экономить время при выполнении типовых трудоемких операций при отрисовке эскиза проекта, проектировании, моделировании механически обрабатываемых элементов каркаса и запуска в производство.
Унифицированные цифровые технологии, применяемые в центрах проектирования "Технодинамики", предполагают командный доступ к работе над продуктом, а значит, параллельный инжиниринг, что существенно ускоряет процесс работы над изделием. Все этапы создания продукта: от разработки конструктором 3D-модели до подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением и контроля геометрических параметров — можно отслеживать в режиме реального времени в единой информационной базе. Центр оснащен передовыми цифровыми системами, хранящими все необходимые инженерные данные: инженерные расчеты, 3D-модели проектирования, технологическую документацию, изменения в проектной и исполнительной документации.
В "Технодинамике" утверждают, что современный подход позволяет сократить количество переработок конструкции, в полтора раза сократить затраты на разработку новых продуктов и время вывода их на рынок. По оценкам специалистов, срок разработки изделий при использовании нового подхода к проектированию может уменьшиться как минимум на 30%.
Отчасти ускорение и удешевление разработки достигается за счет отказа от постройки большого количества натурных образцов. "Мы применяем виртуальное проектирование и виртуальное тестирование, которые позволяют значительно сократить в том числе количество натурных испытаний",— говорит генеральный директор холдинга "Технодинамика" Максим Кузюк.
Как отмечают в холдинге "Технодинамика", ПО способно моделировать и цеховые операции, и процесс производства изделия, что помогает оптимизировать технологические процессы. А интеграция с ERP-системой позволяет отражать запасы продукции, требуемый объем сырья.
"Облачный" прогноз
Сбор, хранение и анализ огромных массивов данных, работа в сложных PLM-системах, использование другого рода "тяжелого" ПО — все это автоматически рождает потребность в виртуализации и применении "облачных" технологий.
"Облака" на службе оборонной промышленности в развитых странах уже обычное дело. Каждый год правительство США тратит около $76 млрд на информационные технологии, а именно на поддержку и эксплуатацию более 10 тыс. различных систем в госсекторе. Еще шесть лет назад в стране было объявлено о Федеральной правительственной инициативе облачных вычислений (Federal Government`s Cloud Computing Initiative), и уже на следующий год стартовало четыре крупных проекта в этой области. В частности, запущен портал SaaS-инструментов для госучреждений Apps.gov, а позже появился правительственный сайт USA.gov, работающий на "облачной" инфраструктуре. "Облаками" пользуются практически все подразделения армии США — от авиации до пехоты — и, конечно же, кибервойска. В 2011 году президент США Барак Обама подписал бюджет, в котором распространение облачных вычислений было названо основной частью стратегии по развитию новейших эффективных и действенных технологий. За последние годы правительство США перевело около четырех сотен своих ЦОДов на "облака" и закрыло ряд устаревших ЦОДов, а к концу 2015 года планирует остановить работу 40% своих дата-центров, что позволит сэкономить $5 млрд.
Министерство обороны США широко применяет "облака", хотя и испытывает беспокойство, не будучи уверено в их полной безопасности, особенно после инцидентов, связанных с WikiLeaks. В 2011 году Министерство создало более защищенную "облачную" среду с ограниченным использованием коммерческих продуктов. Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов помогает министерству сделать "облако" более безопасным.
"Облака" активно используются и в других странах. По прогнозу IDC, целенаправленная политика Евросоюза в области развития рынка "облачных" решений приведет к тому, что расходы на публичные "облачные" сервисы в этом регионе вырастут с €35,2 млрд до €77,7 млрд евро к 2020 году. Причем, как считают аналитики компании, если власти ЕС не будут вмешиваться в функционирование рынка "облаков", то к 2020 году этот сектор экономики принесет €88 млрд в ВВП. А если ЕС решится на регулирование, то рынок способен сгенерировать до €250 млрд к этому же сроку.
В России "облака" также осваиваются государственными организациями, но не так активно. По инициативе Минсвязи в последние несколько лет стартовало несколько крупных проектов в этой области. Первый масштабный проект по созданию "Национальной "облачной" платформы 07" был запущен четыре года назад под эгидой "Ростелекома". Это комплекс интегрированных информационных систем разного назначения для предоставления услуг населению.
В распоряжении правительства РФ от 1 ноября 2013 года, касающемся Стратегии развития отрасли информационных технологий в РФ на 2014-2020 годы и на перспективу до 2025 года, говорится, что к 2018 году применение "облачных" сервисов в корпоративной среде в России станет массовым, особенно в сфере малого и среднего бизнеса. Рост этого сегмента бизнеса может превысить 80% в год. По прогнозам аналитиков, мировой рынок "облачных" вычислений возрастет к 2020 году с $50 млрд до $240 млрд. "Облака" перечислены в списке наиболее приоритетных направлений исследований и разработок. В российской промышленности и в ОПК "облачные" технологии только начинают применяться.