Эксперт WorldSkills: цифровая фабрика без данных - это пустышка

Промышленные предприятия России давно и упорно пытаются понять, как цифровизация может способствовать повышению их рыночной конъюнктуры. В то же время система образования ищет ответы на вопросы как подготовить специалистов для технологизированной промышленности. Как сейчас теория сближается с практикой, насколько очевиден вклад регулятора в развитие и что такое цифровая фабрика мы поговорили с главным экспертом чемпионата Ворлдскиллс Hi-tech по компетенции цифровое производство Сергеем Галкиным.

- Какое задание в соревнованиях выполняют участники?

- Сергей Галкин: Продвигая цифровизацию в массы, мы все столкнулись с тем что нам нужны подготовленные кадры. Много даже высококлассных специалистов не понимают до конца, как применять эти инновации, особенно в сфере промышленности. Известны отдельные элементы, но технологии дают максимальный эффект, когда работают в комплексе. Это дорогостоящая задача, но с более серьезным эффектом. Сегодня с запросами на хорошие кадры для цифровизации сталкиваются как предприятия, так и институты. Поэтому возникла идея создать компетенцию по внедрению цифровых технологий в производство.

Задача участников непосредственно на этом мероприятии состоит в следующем. У нас есть физическое оборудование — это копия стандартной фабрики: обрабатывающий центр, станок, который представлен стойкой ЧПУ, работающей с виртуальной моделью; конвейер — это робот, который имитирует перемещение на конвейер с конвейера. У ребят больше виртуальное задание: работа с компьютером, где должны быть создана 3D модель в специальном программном обеспечении, так называемая цифровая фабрика.

На 2-м этапе они создают характеристики для каждого элемента в модели фабрики и просчитывают эффективность производства. Это все выполняется в программном обеспечении. Допустим у собственника возникла идея выпустить определенную деталь, для этого надо понять, выгодно ее производство или нет: какие затраты, срок, ресурсы, — такая оценочная работа производится виртуально.

На втором этапе нужно произвести деталь, прорабатывается виртуальная пуско-наладка. Это тоже очень важный элемент цифровизации, он позволяет сократить сроки запуска производства, производственной линии. Участники берут виртуальную ячейку и пишут программу. Но программу по автоматизации производственного процесса они пишут реальную, которая сможет работать на реальных контроллерах. Это процесс сначала проходит проверку всех параметров в виртуальной среде. Многие проблемы выскакивают на этой стадии. У ребят на чемпионате именно так и произошло — они оттестировали, проверили и запустились непосредственно на реальном оборудовании перенеся модель на контроллер. Он естественно, сразу не заработал, но, если бы они привычным способом просто на оборудовании настраивали линию они просидели бы у станка целый день. А в итоге с тестами и устранением ошибок они настроили работу за час, потому что они уже провели виртуальную пуско-наладку. Скорость запуска производства в такой схеме резко сокращается. На крупных предприятиях, этот эффект экономии времени измеряется в месяцах — и, соответственно, сокращаются затраты на строительство на пуско-наладку. Это важно для любого предприятия, а особенно где-нибудь на Севере, когда нужно попасть в окно теплых месяцев и успеть запуститься.

Вернемся к заданию. Всего у нас 5 модулей. Первый — создание виртуальной фабрики, второй — виртуальная пуско-наладка, третий модуль — это работа с реальным оборудованием (загрузка в систему-контроллер, проверка программы автоматизации).

Также мы проверяем знания участниками параметров физического оборудования. Понятно, если они что-то проектируют, они должны знать, что это: какие характеристики у робота, как он устроен. В 4-м модуле участники как раз демонстрируют навыки работы с роботом и с ЧПУ. Чтобы не тащить большой станок, мы этот станок тоже виртуально сделали. В принципе, у меня коллеги меняли эту виртуальную модель на реальную и эта же стойка с этой программой работала с физическим станком — и без каких-либо проблем стыковалась.

- С точки зрения соотношения значимости программного обеспечения и техники от чего больше зависит цифровая фабрика: от умения моделировать, программировать, или специфического железа?

- Сергей Галкин: Она базируется на глубоких знаниях железа, но при этом сами задачи реализуются в различных программах, порядка 6 типов программного обеспечения используется. Это как раз то, что послужило импульсом для создания этой компетенции, на базе которой будет формироваться обучающая программа, над чем мы уже работаем в Уральском федеральном университете. Это как раз связка между IT-направлением и технологами, потому что у нас на текущий момент очень хорошие айтишники готовятся и технологи. Тут нет преимуществ все должно работать во взаимодействии.

- Подобные подходы к моделированию цифровой фабрики применимы к промышленным гигантам или для среднего бизнеса тоже пригодно, производство плитки, мебели?

- Сергей Галкин: Это очень хороший вопрос. Во-первых, это применимо для всего, но максимальный эффект внедрение цифровых технологий дает на больших массовых производствах, где конвейерные линии длинной протяженности, сотни, тысячи типов оборудования. То, что ребята здесь делали, в принципе, можно и в голове просчитать, выписать экономический эффект, параметры туда-сюда погонять в экселе — но, когда у тебя тысячи параметров разного оборудования и просчитать экономическую себестоимость, пути для оптимизации, становятся сложнее. Поэтому, внедрение для больших предприятий выгоднее, но для средних и малых предприятий –это проще, они быстрее видят эффект от инсталляции таких цифровых решений. Есть уже успешные примеры применения таких продуктов в бизнесе. Средний и малый бизнес активнее потому, что, во-первых, они более динамичные, более оперативные, легче впитывают новое, а большое предприятие оно как монстр.

- Как решаются вопросы интеграции на действующих предприятиях, где разное оборудование и ПО. Насколько это серьезная проблема и как сейчас она решается производителями оборудования и ПО?

- Сергей Галкин: Да, проблема действительно серьезная, даже обладающие одинаковыми протоколами устройства разных производителей могут просто между собой конфликтовать. Но глобальная задача цифровизации, — это бесшовное соединения этих элементов. Возьмем цифровые продукты, - 3D-проектирование существует уже лет 20ть. Оно само по себе развивается, проектируется, модернизируется, конечно, уже в виртуальную реальность перешло, но оно само по себе. А вот чтобы связка проектирования пошла в автоматическую симуляцию процессов, этим только начали заниматься. Для симуляции процессов –у нас создана 3D-модель фабрики, но, чтобы она параллельно существовала с реальным производством в этой виртуальной модели должна хранится вся документация, чтоб воспользовавшись теми же виртуальными очками можно было получить все необходимое описание. Просто цифровая фабрика без данных, это экономически нецелесообразно, пустышка. А если все начинает автоматизироваться еще с проектного института и постепенно обрастает новыми свойствами, то, конечно, эффект, получается колоссальный.

- У нас в стране сейчас уже много действующих производств. Уже спроектированных и работающих.

- Сергей Галкин: Действующие производства по частям внедряют эти элементы — то, что выдает прямой, быстрый экономический эффект. Так хочет любой собственник. И внедрение далеко не всегда бесшовно происходит, но к этому мы стремимся и подходим к этому все ближе и ближе.

- Чья это задача — производителей оборудования?

- Сергей Галкин: Да. — Универсальный USB-разъем, я надеюсь, к нам в промышленность тоже придет когда-нибудь.

- Так он должен прийти не только в нашу промышленность, но в общемировую. Или в мире эта проблема как-то решена?

- Сергей Галкин: Везде существуют проблемы.

- Мы сейчас ждем ту страну, которая первая научится всех сопрягать.

- Сергей Галкин: Это вопрос не разового щелчка. Просто идет определенное развитие технологий. Мы же не можем все применить один протокол связи или коммуникаций — потому, что один протокол предназначен для распределенных систем, другой больше передает данных, третий еще что-то. В любом случае, все протоколы будут существовать.

- А что вы ждете от регулятора, чем он может помочь в этих процессах?

- Сергей Галкин: Сложный вопрос.

- А у регуляторов сейчас бурная деятельность идет, пока мы с вами разговариваем.

- Сергей Галкин: Я это прекрасно знаю…

- … и центры компетенций, что-то делают.

- Сергей Галкин: Что-то делают.

- Мы не будем оценивать, что они делают, я хочу вас спросить: что надо?

- Сергей Галкин: Давайте я больше скажу, как эксперт по этой компетенции. В целом мне очень понравилась идея от Минобразования о том, что вузы должны работать по доброй воле. Их раньше заставляли работать с конечными эксплуатантами и они пытались с заводов получить информацию, какие им рабочие нужны через 5 лет (потому что цикл обучения 5-6 лет), а предприятия им говорили: мы в этом году наняли 15 сварщиков, 16 айтишников, например; а через 5 лет не знаем, что у нас будет. В итоге они немного поменяли концепцию — и мне очень импонирует то, что вуз должен работать как можно более тесно с вендорами, т.е. производителями оборудования, которые генерят новые технологии и генерят новые идеи. И вот если эта концепция заработает, будет имплементирована в образование — это будет очень здорово, потому что мы, изобретая новые технологии, приходим и на предприятие и одновременно в вуз. И вуз начинает готовить специалистов, которые востребованы на рынке.

- Я подчеркиваю: мне не нужна оценка того, что делают регуляторы. Хочется понять, что нужно производственникам от них?

- Сергей Галкин: Так вот чтобы понимать, что нам нужно, я должен знать, что они делают. Может быть, они это уже реализуют. Мое личное мнение: рынок отрегулирует. Единственный вопрос в том, чтобы не было блокировок интернет ресурсов.

Одна из идей, например, облачные технологии для предприятия. Облачные технологии подразумевают наличие того же интернета в обязательном порядке. Локальный интернет в России, конечно, тоже можно делать — но тогда мы ограничиваем крупный холдинг в Газпром, например, который работает за рубежом и имеет много там офисов, труб за границей — тот же «Северный и южный потоки». Если не будем данные получать, у нас искаженная цифровизация начнется.

// Антон Кураш