Центральной темой деловой программы предстоящего авиасалона МАКС станет внедрение в авиастроении цифровых технологий. Все новые российские самолеты полностью спроектированы в электронном виде, а некоторые современные производства в России напоминают "безлюдные фабрики", о которых раньше можно было узнать лишь из зарубежных публикаций.
Некоторые российские авиазаводы уже вполне напоминают фабрики будущего из фантастических романов
Фото: Журнал "Горизонты"/ Марина Лысцева
Авиапром — одна из первых отраслей российской промышленности, где цифровые технологии стали использоваться уже на начальном этапе проектирования и производства новой техники. Первыми крупными промышленными изделиями, полностью спроектированными в России в цифровых программах, а не на кульмане, стали все новые российские самолеты — пассажирские лайнеры SukhoiSuperjet 100 и среднемагистральный МС-21, учебно-боевой самолет Як-130, новейшие истребители Су-35С и истребитель пятого поколения Т-50. Концептуальные эскизы самолетов и вертолетов нового поколения теперь рождаются в трехмерной форме и перемещаются в электронном виде между разработчиками, опытным и серийным производством, комплектаторами, испытательными и сертификационными центрами, а в перспективе — и сетью сервисных предприятий, обсуживающих серийно выпускаемую отечественную авиатехнику.
Как отмечают в Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК), использование 3D-программ позволяет вдвое сократить срок проектирования, "безбумажные" чертежи быстро адаптируются и переносятся на современные пятикоординатные станки. Раньше эти чертежи нужно было физически доставить за сотни или тысячи километров, размножить, и только затем наладить на их основе технологию производства каждой из тысяч деталей и агрегатов.
Цифровые технологии позволяют создавать современные боевые самолеты пятого поколения и пассажирские воздушные суда для коммерческого рынка, в которых применены все достижения в области высоких технологий. Более того, сегодняшний уровень развития технологий в мире в принципе не позволяет создавать по-настоящему востребованный продукт без масштабной конструкторской и производственной кооперации посредством интегрированных IT-систем.
В пресс-службе ОАК приводят в пример осуществленный корпорацией проект оцифровки самого крупного в мире советского стратегического ракетоносца Ту-160, в результате чего получился совершенно новый самолет Ту-160М2. В процессе перевода архивных бумажных чертежей и проектных расчетов 1970-х годов в электронную форму современные конструкторы фактически прошли полную процедуру разработки самолета в новом цифровом формате. Созданием документации из нескольких сотен тысяч файлов занималось не отдельное, а распределенное конструкторское бюро в составе конструкторов разных школ из Москвы, Казани, Иркутска и Таганрога, соединенных между собой компьютерными сетями для оперативного обмена данными. Это позволило не только сохранить уникальные конструкторские находки инженеров предыдущих поколений, но и улучшить машину перспективными технологическими решениями и новейшими системами, заменив ими устаревшие. Первый полет воссозданной на новых принципах проектирования машины планируется в 2018 году.
Распространение цифровых технологий позволило запустить в России программы автоматизации производства. "Безлюдные фабрики" стали появляться и в России, теперь это реальность нашего авиапрома — так организовано производство в Иркутске, Комсомольске-на-Амуре, Ульяновске.
Например, на ульяновском заводе компании "Аэрокомпозит" использование автоматической выкладки сухих углеродных ленточек при создании крыла из композитных материалов для нового лайнера МС-21 позволило в пять раз сократить количество рабочих. Практически весь процесс передан машинам, немногочисленный персонал завода на целых этапах производства не прикасается к изделиям, автоматическая тележка доставляет в чистое помещение и увозит из него в другие цеха заготовки и агрегаты.
Здесь же машины выполняют самый ответственный технологический процесс — формирование композитного кессона и центроплана крыла самолета. Робот-манипулятор методично выкладывает углепластиковые ленточки в десятки слоев ткани, а затем лазерный луч сваривает их между собой в сверхпрочную поверхность. Трехтонную заготовку крыла самолета тоже переворачивает робот. Автоматика отслеживает и качество выполненных работ, проводя неразрушающий контроль готовых деталей.
Автоматизация позволяет сокращать время и увеличивать точность сборки агрегатов и готовых самолетов. На ульяновском авиастроительном заводе "Авиастар-СП", где собирают крупные воздушные суда типа Ил-76, процедура монтажа трубопроводных систем в фюзеляже (их количество в большом самолете исчисляется километрами) благодаря внедренной системе "технического зрения" сократилась до 20-30 минут, а раньше она длилась несколько часов. Как сообщили в ОАК, за последние три года число роботов на российских авиазаводах удвоилось.
Переход к использованию цифровых технологий при производстве авиатехники — это мировая тенденция, констатируют и в холдинге "Вертолеты России", продукция которого давно пользуется спросом на международном рынке. "При разработке и сборке наших новейших моделей, таких как Ми-171А2, мы, безусловно, применяем принципы "цифрового авиастроения". Часть чертежей заменена на трехмерные модели, что значительно облегчает подготовку производства, позволяет эффективнее отслеживать каждый его этап, а также исключает необходимость передачи бумажной документации",— рассказал генеральный директор холдинга Андрей Богинский.
Не в меньшей степени вопросы цифровизации актуальны и для двигателестроительной промышленности, имеющей критическое значение для успеха новых авиационных проектов. В Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) отмечают, что без внедрения некоторых важнейших технологий производство конкурентоспособной на мировом рынке высокотехнологичной продукции невозможно. Это аддитивные технологии, производство керамических и полимерных композиционных материалов, роботизированная лазерная сварка и перфорация, нанесение термо-барьерных покрытий и тому подобное.
Пример развития цифровых технологий в отечественном двигателестроении — внедрение и освоение входящим в корпорацию рыбинским "ОДК — Сатурн" сквозного 3D-проектирования и производства авиационных двигателей. "Освоение сквозной 3D-технологии проектирования и производства изделий с использованием современных систем позволяет предприятию сократить затраты на создание наукоемкой продукции, повысить ее качество и надежность, сократить количество циклов испытаний и сроки вывода продукции на рынок,— отмечает и. о. директора по информационным технологиям ПАО "ОДК — Сатурн" Михаил Поляков.— Ее использование стало возможным за счет применения охватывающей все функциональные области деятельности предприятия корпоративной информационной системы, которая построена на современной IT-инфраструктуре, обладающей ресурсами для высокопроизводительных вычислений".
Не менее важный этап цифровизации авиапрома — создание современной системы сервисного обслуживания авиатехники. Срок службы современного самолета может составлять и 30, и 50 лет, при этом затраты на покупку судна составляют лишь 40%, остальные 60% — это стоимость его технического обслуживания на протяжении всего жизненного цикла.
Современная мировая концепция продаж авиационной техники предполагает, что вместе с самолетом заказчик получает "не просто сервис, а целую цифровую экосистему" оказания услуг, полагают в ОАК. Такой подход позволяет повысить эффективность использования судна на основе полученных в процессе эксплуатации данных и автоматизированного оперативного взаимодействия всех участников кооперации — от самолетостроителя и его поставщиков до авиакомпаний и организаций, которые занимаются техническим обслуживанием воздушных судов. "При такой масштабной постановке задачи речь идет не только о трансформации отдельной корпорации, а о создании непрерывного цифрового потока данных в отрасли — трансформации всей цепочки участников создания самолетов, эксплуатации и обслуживания",— полагает директор департамента по управлению программами ОАК Сергей Черната.
Эксперты считают, что главная сегодняшняя задача ОАК — синхронизировать планы трансформации IT-систем всех своих и смежных предприятий, и выполнить ее будет непросто. "Уже сегодня цифровизация основных этапов производства может сравниться по значению с мероприятиями, например, по техническому перевооружению заводов",— считает генеральный директор Государственного научно-исследовательского института авиационных систем ГосНИИАС Сергей Желтов.