Дмитрий колодяжный о использовании в производстве оск аддитивных технологий. Дмитрий Колодяжный: ученые и судостроители создают новые альянсы — От ста и выше тысяч тонн водоизмещения
Объединенная судостроительная корпорация (ОСК) создает в Крыму судостроительный кластер, в который, помимо уже работающего филиала судостроительного центра «Звездочка» в Севастополе, войдут конструкторские бюро «Коралл» и «Судокомпозит», а также Севастопольский госуниверситет, где в этом году откроется специализированная кафедра. Об этом ТАСС сообщил вице-президент ОСК Дмитрий Колодяжный.
«В Крыму выстраивается кластер, в который входят не только завод. В статусе филиала петербургского Средненевского судостроительного завода войдет КТБ «Судокомпозит» в Феодосии. Оно будет являться для многих предприятий ОСК поставщиком решений с точки зрения композитной тематики. Мы также рассчитываем на его участие в совместной программе с «Роснано» по производству лопастей для ветровых электростанций», — сказал Колодяжный.
Частью кластера станет также севастопольское КБ «Коралл». «Коралл», который раньше специализировался на буровой тематике, мы хотим включить и под военную, и под гражданскую тематику. Сейчас КБ получает соответствующие лицензии и инфраструктуру, которая позволит обмениваться данными и включиться в периметр проектирования ОСК», — уточнил Колодяжный.
По его словам, корпорация также расценивает СевГУ как профильный вуз для исследовательских работ и подготовки кадров. В этом году в университете будет открыта специализированная кафедра по судостроению. «В ближайшее время мы сможем создавать в Крыму продукцию по всем этапам жизненного цикла: от проектирования до спуска на воду, ремонта и эксплуатации», — отметил Колодяжный.
В Севастополе возродят плавкраностроение
Объединенная строительная корпорация (ОСК) планирует возродить в Севастополе на базе филиала Центра судоремонта «Звездочка» строительство плавучих кранов. Об этом ТАСС сообщил вице-президент ОСК Дмитрий Колодяжный.
«Севастопольский морской завод, на базе которого создан филиал «Звездочки», исторически специализировался именно на кранах. Здесь есть большой потенциал в плане подъемного оборудования. Модернизационные проекты корпорации направлены на его возрождение», — сказал Колодяжный.
По его мнению, заказы на постройку плавучих кранов будут поступать на завод в равных долях от частных компаний и от самой ОСК. «Половина этих заказов придет с рынка. Половину сделают предприятия ОСК. Идут программы по модернизации Амурского судостроительного завода, предприятий северо-запада и севера. Везде закладывается подъемное оборудование, узлы, связанные с судоспуском и судоподъемом», — пояснил Колодяжный.
По его прогнозу, в Севастополь поступят заказы по десяткам позиций. Некоторые из них, например, кран «Голиаф» грузоподъемностью 1200 тонн даст загрузку севастопольскому заводу больше, чем на год.
В советское время Севморзавод входил в число мировых лидеров по строительству плавкранов, но к 2010 году практически прекратил производственную деятельность: из 16 тысяч рабочих на предприятии остались 200 человек.
Переход на цифровые технологии
ОСК в течение ближайших двух лет планирует полностью перейти на цифровые технологии при взаимодействии между подразделениями и заказчиками, сообщил Колодяжный.
«Один из проектов корпорации я называю 100% цифра. Он подразумевает переход работы КБ от чертежей к математическим моделям. Это повысит эффективность работы заводов. Сборка судов будет производиться точно по размеру. Сейчас они собираются с большим количеством подгоночных операций, которые современные цифровые технологии исключают», — сказал Колодяжный.
Переход к математическим моделям повлечет за собой закупку для предприятий судометрического оборудования: лазерных радаров и трекеров, которые позволят заводам ОСК участвовать в кооперации. «Мы получаем 100% гарантии, что блок, созданный на одном заводе, точно подойдет для другого предприятия», — пояснил Колодяжный.
По его словам, к общей регламентной базе должны подключиться и заказчики ОСК — министерство обороны и Минпромторг. «Запущен пилот по созданию нормативно- справочной информации. К 2017 году мы подготовим несколько десятков справочников, которые позволят всем предприятиям и КБ корпорации разговаривать на одном языке. Эти данные будут интегрированы в различные ИТ-продукты», — отметил Колодяжный.
Вице-президент ОСК по техническому развитию Дмитрий Колодяжный / Фото: youtube.com
Что дает соединение науки с практикой в судостроении? На вопросы "Российской газеты" отвечает вице-президент Объединенной судостроительной корпорации по техническому развитию Дмитрий Колодяжный .
- Не так давно президент ОСК Алексей Рахманов и президент НИЦ "Курчатовский институт" Михаил Ковальчук подписали двухстороннее соглашение и назвали его "плацдармом для совместного движения вперед". Для чего потребовался договор и что он предусматривает?
Дмитрий Колодяжный: Сами по себе работы Курчатовского института изначально представляли огромный интерес для ОСК по ряду направлений. Во-первых, это атомные силовые установки кораблей и судов и все, что с этим связано. Профильная деятельность института затрагивает эту сферу, и работы ведутся широким фронтом, начиная от проектирования установок с учетом требований заказчика и заканчивая их испытаниями, а также утилизацией ядерного топлива. Мы заинтересованы в работе по этим трекам, связанным со всеми стадиями жизненного цикла атомных установок.
ОСК также интересен и второй блок деятельности курчатовцев - материаловедческий. Недавно произошло событие, которое еще больше расширяет фронт нашего взаимодействия в этой сфере: в структуру НИЦ "Курчатовский институт" влился наш профильный материаловедческий НИИ "Прометей". Этот блок затрагивает все работы, связанные с металлическими, неметаллическими, композитными материалами, а также всевозможными связующими.
Мы работаем и планируем развивать наше сотрудничество в области сварочных технологий, использования композитных, керамических материалов, ведем совместные работы по трибологическим изделиям, покрытиям и по ряду других направлений.
- Какие научные (проектные) организации и производственные коллективы вовлекаются в такую совместную работу?
Дмитрий Колодяжный: Практически все без исключения организации ОСК. Потому что, если говорить о "Прометее" как части Курчатовского института, то использование любых материалов в судостроении требует проведения исследований и испытаний, подтверждающих те или иные характеристики и свойства. Любые изменения, как в материалах, так и в технологиях их обработки, требуют соответствующих подтверждений. Поэтому все без исключения КБ и заводы ОСК, которые работали с "Прометеем десятилетия, будут продолжать сотрудничать с ним - уже как с частью Курчатовского института.
КБ и верфи, которые работали с "Прометеем", будут работать с ним и как с частью НИЦ "КИ".
Если говорить об атомной тематике в нашем сотрудничестве, то это охватывает и военное, и гражданское направления в деятельности ОСК, включая конструкторские бюро "Рубин" и "Малахит", предприятия "Севмаш" и ЦС "Звёздочка". Атомная ледокольная тематика - это уже связка "Балтийского завода" и ЦКБ "Айсберг". Одним словом, взаимодействуют все без исключения.
- Где и когда запускаются или уже запущены совместные проекты?
Дмитрий Колодяжный: Совместные проекты с тем же "Прометеем" у предприятий отрасли существуют десятилетия. Мы всегда активно сотрудничали с этим институтом, есть сотни договорных работ, совместных исследований и внедрений. Среди недавних - отработка новых сварочных технологий и внедрение новых сплавов в судостроении. Ведутся работы по использованию композитных материалов при постройке корпусов, а также в судовом машиностроении.
С самим Курчатовским институтом нас связывает ряд новых проектов. Например, имитационное моделирование возможных процессов в объектах с атомными энергетическими установками. Имеются некоторые экологические проекты, связанные с переработкой и утилизацией ядерных отходов.
- Как это увязано с решением задач импортозамещения в военном и гражданском судостроении?
Дмитрий Колодяжный: Это блок работ, связанный преимущественно с НИИ "Прометей". Научные работы Курчатовского института всегда были на самом высоком мировом уровне. Причем у курчатовцев все и так отечественное - как материалы и технологии, так и конструкторские решения.
С "Прометеем" сейчас ведется ряд работ, которые направлены на замещение некоторых импортных материалов и внедрение в действующее производство их аналогов. Параллельно разрабатываются материалы и технологии, направленные на импортоопережение. Не секрет, что сейчас имеется ряд санкционных ограничений, связанных с поставками для нужд предприятий ОСК. Взаимодействие с "Прометеем" как раз и направлено на то, чтобы устранить эти возникшие трудности.
- В середине 2016 года ожидается спуск на воду нового атомного ледокола "Арктика". Что в нем действительно нового и каким будет вездеход для Арктики следующего поколения - тот, что еще проектируется?
Дмитрий Колодяжный: Благодаря использованию переменной осадки ледоколы данного проекта способны эффективно работать как на арктической глубокой воде, так и на мелководье, в руслах полярных рек. Данная особенность позволяет заменить этими ледоколами и ледоколы предыдущего поколения "Арктика", и суда типа "Таймыр". При строительстве следующих двух ледоколов этой серии будет обеспечиваться прежде всего совершенствование основных технических характеристик при оптимизации эксплуатационных расходов.
Союз курчатовцев и "Прометея" пойдет на пользу и самой науке, и ОСК как индустриальному заказчику.
- Ситуация в России и вокруг нее побуждает думать о поддержке отечественных производителей и развивать необходимые компетенции у себя дома. А недавно пришло сообщение, что многофункциональное ледокольное судно для "Совкомфлота" заложено в Хельсинки - на финской верфи ОСК Arctech Helsinki Shipyard. С чем это связано и нет ли здесь противоречия с общей линией на поддержку судостроения в своей стране?
Дмитрий Колодяжный: Во-первых, следует отметить, что ОСК является владельцем этой финской верфи. А во-вторых, здесь налицо взаимовыгодное взаимодействие российского Выборгского завода и финской верфи Arctech Helsinki Shipyard. И в этом сотрудничестве видится много плюсов: коммерческих, технологических и других. Это хороший пример кооперационного взаимодействия в ледокольном направлении.
- Создание специальных судов, технических средств и новой энергетики для работ на арктическом шельфе - это вопросы неопределенного будущего или ближайшая перспектива для ОСК?
Дмитрий Колодяжный: Это и уже реализованные проекты, и отличная ближайшая перспектива, опирающаяся на имеющийся в ОСК научно-технический задел. Стоит назвать ледостойкую стационарную платформу "Приразломная", имеющую определенный ледовый класс, а также отметить, что корпорация обладает большим количеством технических наработок, позволяющих реализовывать различные объекты для безаварийного функционирования в арктических условиях.
- Техническое перевооружение российских верфей требует и соответствующей подготовки кадров - в том числе основных рабочих специальностей. Какие здесь достижения и проблемы? Чей опыт (каких заводов) заслуживает того, чтобы о нем рассказать?
Дмитрий Колодяжный: ОСК активно налаживает взаимоотношения со своими профильными вузами, которые имеют специализированные кафедры для подготовки специалистов судостроительного профиля. Это, прежде всего, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет и Северный арктический федеральный университет в Архангельске. Сейчас корпорация приступает к масштабному проекту по взаимодействию с Севастопольским государственным техническим университетом.
Продолжается взаимодействие с вузами общей машиностроительной направленности, потому что специалисты в области обработки металлов на станках с ЧПУ, в области аддитивных технологий, композиционных материалов - это профессионалы, которые способны работать во всех отраслях, а не только в судостроении. Здесь хочу отметить широкое взаимодействие с Санкт-Петербургским политехническим университетом и еще целым рядом ведущих российских технических вузов.
Кроме образовательных процессов, ОСК активно занимается проведением инженерных конкурсов, направленных на популяризацию судостроения и привлечение в отрасль молодых талантливых специалистов. К примеру, в конце прошлого года состоялся конкурс инженерного мастерства среди студентов и аспирантов. Проекты победителей конкурса получили реальное воплощение в работах КБ корпорации. Мы придаем огромное значение этой работе и будем продолжать ее с привлечением новых участников из числа студентов и молодых ученых.
Справочная информация "РГ"
Тем временем "Севмаш" создает центр 3D-технологий
На отраслевой молодежной научно-технической конференции, которая состоялась этой весной в Северодвинске, в Доме техники ПО "Севмаш", гости и хозяева обменялись опытом использования новых информационных технологий в конструкторской подготовке производства. Мероприятие было организовано под эгидой Объединенной судостроительной корпорации и проходило с участием ее руководства. Заглавный доклад сделал вице-президент ОСК по техническому развитию Дмитрий Колодяжный.
В сообщениях и презентациях вели речь на самые актуальные темы, включая систему управления жизненным циклом продукции, использование IT-технологий в конструкторско-технологической подготовке производства, электронные архивы, моделирование производственных процессов, использование 3D-моделей и многое другое.
Внедрению передовых 3D-технологий на предприятиях и в организациях отрасли сейчас придается особое внимание. Как отметил главный конструктор ПКБ "Севмаш" Юрий Спиридонов, с целью передачи и тиражирования опыта ведутся работы по созданию на базе ПО "Севмаш" отраслевого центра 3D-технологий. Полагают, что это даст экономический эффект, позволит существенно сократить стоимость и сроки постройки кораблей.
МОСКВА, "Российская газета"
1
Каковы основные тенденции современного судостроения?
— На мой взгляд, существует несколько основных тенденций, направленных на развитие судостроения, которые, по большому счету, преобразуют всю индустрию в целом. Они отражены в нашей «Технической стратегии». В первую очередь, это увеличение удельного дедвейта кораблей и судов. По-простому это значит, что судно должно возить полезные грузы, а не само себя. Во-вторых, это увеличение топливной эффективности кораблей и судов — возить с собою больше полезных грузов и меньше топлива. И в-третьих, это эксплуатационные характеристики — уменьшение стоимости владения кораблями и судами на всем их жизненном цикле, безопасность судовождения, экологичность.
Чтобы следовать этим тенденциям в гражданской сфере, мы запустили серьезный проект преобразования « » в Санкт-Петербурге. Это позволит выпускать суда больших размерений.
— От ста и выше тысяч тонн водоизмещения?
— Сильно выше. Главное здесь, чтобы можно было вывести судно через глубину морского канала. Особенность проекта в том, что он изначально ориентирован на кооперационное строительство крупными интегрированными блоками точно в размер. Будем строить не только больших размерений, но и быстрее в несколько раз.
— Сейчас очень востребовано снижение стоимости владения судна, о чем вы сказали. Как эта проблема решается у нас?
— Экономичность владения кораблями и судами на всем их жизненном цикле, начиная от проектирования, строительства, эксплуатации, модернизации и оканчивая утилизацией — один из основных трендов развития. Программа «100% цифра» нацелена на снижение стоимости проектирования судов при одновременном росте качества проектов.
Стоимость строительства мы планируем снизить за счет применения новейших судостроительных технологий: прецизионной резки, гибридной лазерно-дуговой сварки, судометрики, комплектных помещений, кооперационного строительства крупными интегрированными блоками точно в размер и многого другого.
Стоимость эксплуатации снижается при повышении топливной эффективности. Она в первую очередь и весьма существенно повышается при оптимальном курсе с учетом ветровых, волновых, ледовых нагрузок. Для этого в проекты должны закладываться соответствующие средства сенсорики, использование данных космического мониторинга и GPS, вычислительные мощности для обработки big data. Много даст применение электродвижения. Очень надеюсь на ядерные технологии замкнутого цикла. Мы просто обязаны их поставить на суда и вывести в мировой океан.
Малоэкипажность, а за ней и полная беспилотность судов неизбежна. В будущем она даст возможность отказаться от надстройки, но здесь еще много работы.
Крупноблочное строительство из стандартизованных секций и узлов упрощает последующие работы по модернизации: старый блок вырезали — новый блок вставили. «100% цифра» обеспечивает полное соответствие реального судна и его математической модели на всем жизненном цикле. Это значит, что на утилизацию судно выйдет с полным набором спецификаций по утилизируемым и регенерируемым материалам.
— То есть сегодня компьютеризация судовождения становится все более выраженным трендом в отечественном судостроении?
— Судно, и уж тем более корабль, уже в настоящее время — плавучий дата-центр. Все системы слаженны, интегрированы и должны быть в дальнейшем ремонтопригодны или легко заменяемы. Компьютерная техника обновляется значительно более высокими темпами, нежели классические механические системы. Проекты должны создаваться по принципу «открытой архитектуры», должны закладываться модульные решения, позволяющие с минимальной себестоимостью и в максимально короткие сроки производить ту или иную модернизацию кораблей «без автогена».
— Что можно сказать о безопасности судовождения в современных условиях?
— Сегодня наблюдается движение в сторону систем искусственного интеллекта и систем принятия решений на базе собственных сенсорных систем судна и корабля, а также обработки больших объемов данных космического мониторинга.
— Как у нас обстоит дело с беспилотными и малоэкипажными комплексами?
— Хорошо обстоит. Особенно применительно к кораблям. Что касается судов, то у ОСК есть интересный проект — «Пионер-М». Это малое научно-исследовательское судно для Севастопольского университета. В этом проекте отрабатываются малоэкипажные и беспилотные технологии: будет создан береговой центр управления плаванием, автоматизированная причальная стенка, другие решения, которые позволят эксплуатировать судно в безэкипажном, малоэкипажном и полноэкипажном вариантах. Это позволит нам получить те ноу-хау, которые в дальнейшем мы будем применять все шире и шире.
— Получается, вы уже отказались от бумажных чертежей в сфере кораблестроения?
— Увы. Пока, нет. Сейчас в Корпорации, в рамках программы «100% цифра» реализуется проект создания «единого информационно проектно-производственного пространства». Реализация идет успешно. Мы планируем существенно приблизиться к «безбумажному» берегу.
На этом пути нам бы очень могло помочь , заказывая и принимая проектную, рабочую, эксплуатационную и сервисную документацию исключительно в электронном виде.
— И все же ОСК пока нередко называют корпорацией по сварке металла, не так ли?
Да. Пока, это так. На сварку приходится около 60% трудоемкости строительства судна. Мы работаем над тем, чтобы увеличить производительность на этих операциях на порядок. У нас идут проекты по гибридной лазерно-дуговой сварке, роботизации, судометрике. Сумма технологий даст нам прорывной результат. Задача — перейти на технологическую точность +/- 1 мм. Когда я это говорю, многие смотрят на меня с сомнением, но это необходимо для кооперационного строительства и вполне возможно.
— Ну и сегодня вы производите измерения не линейкой и не штангенциркулем, надо полагать?
— На 25% от потребности Корпорация укомплектована современными средствами лазерной метрологии (сканерами, трекерами, тахеометрами), а остальное, увы, пока, ваш перечень. На исправление этого положения направлен проект «Судометрика». Он обеспечивает достижение заявленной технологической точности и позволяет полностью уйти от подгоночных операций.
— Как говорили раньше, подогнать по месту.
— Да. Именно. Дорабатывают два огромных блока «напильником». Сейчас мы уходим от этого.
Если Вы купите болт в одном магазине, а гайку в другом, то они без проблем соединятся. Это цель нашей «Технической стратегии» применительно к блокам весом до 1800 тонн.
— Применяются ли у вас аддитивные технологии?
— Перед нами стоит задача развития компетенции — морское машиностроение. Технологии нашего профильного вуза — питерской «Корабелки» (СПбГМТУ — «Газета.Ru) — позволяют сложные детали любого размера сделать примерно в 10 раз быстрее и примерно в пять раз дешевле. Конечно, нам это интересно, и мы внедряем эту технологию. А применение бионического дизайна позволяет еще и вес снизить в несколько раз.
— Почему бионического?
— Потому что есть аналоги в природе. Допустим, клюв дятла или некоторые кости человека, которые имеют, с одной стороны, пористую структуру, но при этом обладают достаточно мощными прочностными характеристиками. Соответственно, создавая, к примеру, подруливающие винты, можно, с одной стороны, облегчить их массу, а с другой, рассчитать те силовые элементы, которые будут внутри, т.е. создать условно пористую конструкцию с заданными механическими характеристиками.
— Сейчас в промышленности очень остро стоит проблема унификации изделий, особенно комплектующих. Как эта проблема решается у вас?
— Имея огромную разносортицу, автоматизировать процессы производства достаточно сложно. Поэтому сейчас запускается еще один проект — «Судовое машиностроение», в рамках которого будет проделана работа по унификации.
Возьмем простой фланец — кольцо и четыре или шесть отверстий для крепления болтов. Мы их потребляем сотнями тысяч штук. Если каждый фланец будет уникален и отличаться хотя бы на миллиметр друг от друга, естественно, себестоимость такого фланца будет очень высокой.
Если же провести унификацию, то у нас будут применяться сотни тысяч одинаковых фланцев. Имея такое количество, я закажу при подготовке производства вырубной штамп, который одним ударом вырубит сразу шесть фланцев из одного листа. И себестоимость их будет абсолютно другая.
— Уже что-нибудь сделано на этом направлении?
— По аддитивным делам мы получим машину в следующем году. В следующем же году у нас появятся первые внедрения, связанные с лазерно-гибридной сваркой. Судометрика уже идет полным ходом, наши предприятия оснащаются и аппаратной, и программным обеспечением, методологией. Программа «100% цифра» идет семимильными шагами. Намечен к строительству первый корабль, который будет построен из блоков при кооперации сразу трех верфей.
— Что у нас с корабельными двигателями?
— Есть четкая программа с Объединенной двигателестроительной корпорацией по модельному ряду. Нам нужно иметь согласованный типоряд законченных решений. То есть двигатель плюс генератор или двигатель плюс редуктор. И в совместных работах с заложен именно этот принцип. Нам поставляют оттестированные на стендах законченные системы, которые мы ставим на корабль и стыкуем с предварительно установленными валолиниями.
— Вы как-нибудь решаете проблемы экологии, которые наверняка в вашей сфере деятельности достаточно актуальны?
— Начну не с экологии, но плавно перейду и к ней. Текущая бизнес-модель ОСК строится всего на двух типах контрактов или затрагивает две стадии жизненного цикла. Это проектирование кораблей (судов) и их постройка. Дальнейшее участие в ремонтной и модернизационной составляющей сегодня невелико.
То, что нам предстоит, затрагивает все стадии жизненного цикла, т.е. проектирование, постройка, эксплуатация, модернизация, утилизация. Для нас утилизация - это не просто сдача судна в металлолом, а реально серьезный процесс.
Всем известно, что многие наши объекты (и гражданские, и военные) имеют ядерную силовую установку. И просто так выбросить или порезать ее невозможно.
Это направление в ОСК развивается достаточно активно. Сегодня все наши суда проектируются и строятся по принципу «нулевого сброса». Также есть ряд проектов, направленных на восстановления экологии.
— Что можно сказать о векторах развития судостроения в ближайшем будущем?
— Хочу сказать, что сумма технологий, заложенная в «Техническую стратегию» корпорации: «100% цифра», «Судометрика», «Лазерные промышленные технологии», «Роботизация», «Кооперационное крупноблочное строительство интегрированными блоками» обеспечит, по моему мнению, в относительно близком будущем более высокий технологический уровень судостроения, чем, например, в Южной Корее.
Сенсорика, big data, искусственный интеллект, водородные и ядерные энергетические установки, электродвижение, новые марки стали (например, азотистые), безэкипажные суда, гидродинамика корпуса и винта, «вечные» антикоррозийные покрытия — это перспективный заказ ОСК к фундаментальной и прикладной науке.
Импортоопережающие российские программные продукты, российские технологии, российское оборудование, российские материалы — это наш заказ к бизнесу.
ОСК на практике проверила возможность использования в своем производстве аддитивных технологий и собирается активно внедрять их в ближайшем будущем. Уже в этом году Объединенная судостроительная корпорация (ОСК) планирует получить первую аддитивную машину отечественного производства. О том, как ОСК намерена внедрять аддитивные технологии, рассказал вице-президент по техническому развитию корпорации Дмитрий Колодяжный. - Мы - отрасль, которая работает в основном с металлом. Поэтому для нас и аддитивные технологии на современном уровне развития - это в первую очередь все, что связано с созданием изделий из металла. Вашему журналу знакома фамилия Туричин, Глеб Андреевич. (См. «Русский аддитивный прорыв», № 12 за 2017 год. - «Эксперт») Для нас это ректор нашего профильного вуза - Корабелки. С другой стороны, я знаком с ним как с одним из мировых ученых в области лазерных и сварочных технологий. Поэтому внедрение в нашей отрасли аддитивных технологий я тоже связываю с его фамилией. Это человек, который уже реализовал возможность применения аддитивных технологий в том формате, который нам как отрасли интересен. Сейчас на рынке существует достаточно большое количество оборудования, которое позволяет выращивать очень сложные, очень качественные изделия, но размером с кулак. Классический пример: сейчас для двигателей ПД-14 ряд деталей ВИАМ выращивает именно методом аддитивных технологий. Технология там востребована, изделие с такими деталями проходит летные испытания. Мы же в основном работаем с деталями больших размеров. У нас габариты изделий судового машиностроения иногда измеряются метрами. Поэтому там, где мы видим использование аддитивных технологий, не всегда применимы машины с небольшой рабочей зоной, которые сегодня представлены на рынке. Сейчас размер рабочей зоны в среднем составляет не более 50 на 50 на 50 сантиметров. Это не совсем то, что нам нужно. - А вам нужно… - Нам нужны размеры от метра и больше. Установка Туричина не имеет ограничений по размерам выращиваемой детали. Размер деталей, получаемых при помощи этой технологии, определяет система перемещения лазерной головки, которой может быть, например, обыкновенный робот, а они бывают с очень большой рабочей зоной. Нам интересен в первую очередь металл. Работа со специфическими сплавами, особенно титановыми, требует защитной среды. У этой машины есть защитный герметичный кожух, выращивание идет в среде защитного газа, есть система охлаждения, что позволяет работать десятками часов, выращивая очень сложные и очень большие изделия. То, что сделал Глеб Андреевич, нас вполне устраивает, и за его технологией гетерофазного порошкового лазерного выращивания мы видим будущее. - И где вы видите ее применение? - Первое изделие - это, конечно же, винт. Мы сейчас делаем достаточно качественные винты, которые находятся в жесткой конкуренции с западными по себестоимости. Чтобы сделать качественный, конкурентный винт, нужно иметь очень точную заготовку, для производства которой нужна очень точная форма для литья. Заготовка в данном случае - это отливка огромных размеров: от 0,6 метра для подруливающих винтов и до 8 метров для основных винтов, то есть это заготовка с хорошую комнату. Технологии для изготовления форм у нас достаточно старые. Чтобы «компенсировать» эту технологическую отсталость, мы закладываем увеличенные допуски на механическую обработку и получаем заготовку, которая заведомо требует очень большой последующей станочной обработки. В результате мы получаем качественный винт, но из-за сложности и длительности его доработки он становится более дорогим, чем у наших западных конкурентов. Используя аддитивную технологию, мы можем создать пустотелую конструкцию с очень точной геометрией, с толщиной стенки приблизительно 0,8–1,0 миллиметра, которая будет основой литейной формы. Дальше эта основа для фиксации засыпается формовочной смесью и в нее заливается металл. Технология позволяет получить отливку с допусками буквально в два-три миллиметра, которая после обработки превращается в высококачественный, конкурентоспособный винт. Тестовый образец такой формы мы уже сделали. Она показала возможность получать точную геометрию за значительно меньшие деньги. Если же говорить о качестве металла, получаемого по этой технологии, то он не просто превосходит стандартную отливку, свойства приближаются к кованым изделиям. - А почему бы сразу по аддитивной технологии не выращивать сам винт, минуя этап с выращиванием формы и с ее последующей заливкой? - Это как раз следующая возможность. Сегодня уровень развития аддитивных технологий позволяет вырастить цельный винт, но это будет экономически не сильно эффективно из-за стоимости порошка. Он еще достаточно дорогой. Сейчас аддитивные технологии направлены на замещение очень сложного литья и очень сложной механической обработки. - То есть речь идет о штучных изделиях? - Да, пока о штучных. Постепенно, с ростом применения самой технологии, ростом номенклатуры деталей, изготавливаемых с ее помощью, ростом объемов потребления порошка и ростом объемов его производства, сам порошок будет дешеветь, и, как следствие, будет снижаться и себестоимость в аддитивном производстве. Однако с точки зрения производства подруливающих винтов уже сейчас есть весомый экономический эффект и перспективы для применения этой технологии. Объясню почему. Чем тяжелее винт, тем больше у него момент инерции, а при подруливании очень важна возможность обеспечения быстрых остановок винта и включения режима обратного вращения. - Реверса? - Да, реверса. Поэтому для подруливания масса винта играет важную роль. И здесь можно применить бионический дизайн. Заимствовать решения, заданные самой природой, для внедрения в технику. Классические примеры бионического дизайна из мира природы, которые часто приводятся, - это клюв дятла или ряд костей в скелете человека. Все они пористые внутри, при этом достаточно жесткие и упругие. Посмотрите, какие нагрузки несет скелет или как эта птичка справляется с древесиной. Сегодня компьютерные технологии позволяют не просто проектировать пористые структуры, а создавать расчетно-смоделированные микроферменные структуры, которые позволяют кратно снизить массу и при этом не потерять в нужных нам свойствах. До недавнего момента был вопрос, как изготовить такого рода изделия. Технология гетерофазного порошкового лазерного выращивания вполне позволяет это делать. Причем возможно выращивание в любом направлении, а не только снизу-вверх, как в классических аддитивных технологиях. - Послойно… - Да, послойно. А здесь, так как частицы подаются в струе воздуха под небольшим давлением, то нет разницы, в каком направлении выращивать изделие. Это дает возможность либо уменьшить количество оснастки (технологических поддержек), либо вообще уйти от них. Допустим, винт. Это, по сути, втулка, к которой прикреплены несколько лопастей сложной геометрической формы. Выращивать лопасть можно под углом, тем самым не организовывая вертикальные поддержки, которые были бы, если выращивать этот винт классической послойной технологией. Следующее значимое применение этой же технологии для нас - судоремонт. Судоремонтные технологии открывают для нас огромные перспективы по увеличению выручки и по привлечению новых клиентов. Я не открою тайны, что многие судовладельцы, особенно частные, считают деньги, затраты на эксплуатацию судна и работы, связанные с его ремонтом. Поэтому для собственников важен выбор между заменой износившейся детали на новую или восстановлением старой. При помощи технологии гетерофазной лазерной металлургии открываются огромные перспективы по восстановлению судовых деталей. Например, валы и валолинии, которые изнашиваются и которые можно наплавить, а затем обработать. - Технология лазерной наплавки валов давно используется, с конца девяностых, по-моему… - Здесь важен вопрос цены обработки. Да, вал - это классическое тело вращения. И понятно, что существуют технологии наплавки проволокой, электродами. Это давние технологии. Но есть изделия, где нужно восстанавливать очень сложную геометрию, причем там геометрия второго и более высоких порядков, если говорить о поверхностях. Берем то же самое восстановление винтов. Это сложные поверхности, и новая технология позволяет во многих случаях не просто восстанавливать какую-то зазубрину, а вплоть до того, что доращивать часть лопасти. Мы проводили исследования, которые демонстрируют очень хорошую адгезию с основным материалом винта. Что еще интересно, в основе технологии лежит лазерный луч. Лазерный луч для нас - это ряд сопутствующих гетерофазной металлургии технологий, которые в одной установке позволяют производить ряд других операций либо с выращиваемым, либо с ремонтируемым объектом. Мы понимаем, что любое увеличение производительности при аддитивном производстве кардинально снижает качество поверхности: шероховатость растет. Но здесь можно найти баланс при отработке технологии. Быстро выращенное изделие можно доработать, используя технологию лазерной шлифовки, то есть следующим проходом луча просто загладить часть шероховатостей. Мощности лазера хватает, чтобы обеспечивать и резку, и сварку, и наплавку, и выращивание. Лазер, обеспечивающий все эти технологии, один и тот же. - Но головку меняем? - Нет. Меняем режим или управляющую программу, то есть отключается подача порошка, а дальше вступает в действие работа самого лазерного луча. Но и это еще не все. Рассмотрим аналогию с черно-белым и цветным струйным принтером. Что такое черно-белый принтер? Есть один тип чернил - черный, который подается в форсунку, а она, перемещаясь, формирует изображение на листе бумаге. Что такое цветной принтер? Это несколько типов чернил. Они подаются из картриджей в форсунки, и те формируют уже цветное изображение. Точно так же и эта установка может в дальнейшем использовать сразу нескольких типов порошков. Это дает два типа возможностей. Первый рождается при дискретном управлении подачей каждым типом порошка по принципу «есть порошок - нет порошка». Второй тип получается при плавном управлении подачей каждого типа порошка, по сути говоря, подмешивании одного порошка в другой в той или иной пропорции. В первом случае можно получить «скелетные» конструкции, где «скелет», или остов, изделия из одного материала, а тело, обладающее некими другими свойствами, сделано из другого материала. При плавном регулировании этого процесса мы можем получать изделия с градиентными свойствами, что само по себе уникально. Поэтому в будущем, я надеюсь, вопрос, из какого материала сделана эта деталь, потребует дополнительного уточнения: в каком месте? Приведу пример из той же авиации, точнее, авиационного двигателестроения. Можно сделать лопатку двигателя, у которой замковая часть сделана из материала, обеспечивающего ее надежное крепление. Дальше, добавляя в основной материал лопатки (например, титан) алюминий, можно сформировать перо лопатки из интерметаллида титана, тем самым снизив почти вдвое вес детали и обеспечив при этом те же самые прочностные свойства. Вариаций использования нескольких материалов при выращивании очень много. Поэтому детали с градиентными свойствами - это тоже будущее аддитивных технологий. - Если говорить о применении новой технологии для изготовления винтов - при выращивания литейной формы для получения заготовки или выращивании самого винта, - вы просчитывали, насколько быстрее и дешевле получается результат относительно традиционной технологии? - Просчитывали. Получается практически двукратное снижение цены. Но опять же, винт винту рознь. Если говорить о сложных винтах (для ряда военных изделий и так далее), естественно, тут значительное снижение. Если говорить о подруливающих винтах, то помимо снижения себестоимости речь идет об улучшении свойства всего изделия: судно становится более маневренным. - Это вы имеете в виду винт, выращенный с применением бионического дизайна? - Конечно. Эта технология, помимо формального подхода к формированию заготовки, открывает целый ряд возможностей по созданию изделий с уникальными механическими свойствами, которые ранее были недоступны. Я опять-таки не открою тайны, что для подводной тематики очень важна малошумность. Работая с различными вариациями расчета полостей, можно достичь оптимального снижения шума при работе винта. Открывается целый ряд новых возможностей, которые ранее были недоступны. С развитием технологии, которое я вижу в перспективе на три-пять лет, произойдет переход от однокомпонентных аддитивных машин к многокомпонентным. - Когда у вас появится первый аддитивный принтер? - Я надеюсь, что в следующем году у нас уже будет аппарат, который позволит выращивать изделия. Сразу не будем замахиваться на какие-то глобальные вещи, хотя изделия до двух метров мы вполне можем выращивать. Сначала нужно будет отработать технологию и материалы (порошки), провести сертификацию. - Какой бюджет вы закладываете под это направление? - Я могу сказать так: в этом году мы проверили возможность применения этой технологии. Она отлично работает и позволяет выращивать не только тела вращения, но и сложные геометрические поверхности. Я думаю, что начиная со следующего года мы будем, направлять несколько десятков миллионов в год на доработку этой технологии: исследование интересующих нас материалов, отработку режимов выращивания и так далее. - Сколько вам понадобится времени, чтобы выйти на промышленное производство, пройдя испытания, эксперименты с порошками и так далее? - Я думаю, год-полтора. - Не отстанем от наших зарубежных партнеров? - Нет, по моей информации, мы даже немного опережаем наших западных коллег. И для нас, и для них важна стабильность технологии и постоянство получаемых свойств. Все это прямым образом влияет на безопасность эксплуатации кораблей и судов, а безопасность превыше всего не только у нас, но и на Западе. Сейчас все машиностроительные рынки, будь то авиация, судостроение и так далее, глобальны. Приходится конкурировать именно с западными компаниями, а требования везде достаточно жесткие. Внедряя аддитивные технологии прямого выращивания, мы выполняем ряд основных задач, стоящих перед отраслью: снижение себестоимости и сокращение времени строительства кораблей и судов. МОСКВА, пресс-центр ОСК Фото: www.aoosk.ru - Вице-президент ОСК по техническому развитию корпорации Дмитрий Колодяжный
Что дает соединение науки с практикой в судостроении?
Один из гребных винтов для ледокола "Арктика" изготовлен в Центре судоремонта "Звездочка" в Северодвинске. Фото: Пресс-служба ЦС "Звездочка"
На вопросы "Российской газеты" отвечает вице-президент Объединенной судостроительной корпорации по техническому развитию Дмитрий Колодяжный.
Не так давно президент ОСК Алексей Рахманов и президент НИЦ "Курчатовский институт" Михаил Ковальчук подписали двухстороннее соглашение и назвали его "плацдармом для совместного движения вперед". Для чего потребовался договор и что он предусматривает?
Дмитрий Колодяжный: Сами по себе работы Курчатовского института изначально представляли огромный интерес для ОСК по ряду направлений. Во-первых, это атомные силовые установки кораблей и судов и все, что с этим связано. Профильная деятельность института затрагивает эту сферу, и работы ведутся широким фронтом, начиная от проектирования установок с учетом требований заказчика и заканчивая их испытаниями, а также утилизацией ядерного топлива. Мы заинтересованы в работе по этим трекам, связанным со всеми стадиями жизненного цикла атомных установок.
ОСК также интересен и второй блок деятельности курчатовцев - материаловедческий. Недавно произошло событие, которое еще больше расширяет фронт нашего взаимодействия в этой сфере: в структуру НИЦ "Курчатовский институт" влился наш профильный материаловедческий НИИ "Прометей". Этот блок затрагивает все работы, связанные с металлическими, неметаллическими, композитными материалами, а также всевозможными связующими.
Мы работаем и планируем развивать наше сотрудничество в области сварочных технологий, использования композитных, керамических материалов, ведем совместные работы по трибологическим изделиям, покрытиям и по ряду других направлений.
Какие научные (проектные) организации и производственные коллективы вовлекаются в такую совместную работу?
Дмитрий Колодяжный: Практически все без исключения организации ОСК. Потому что, если говорить о "Прометее" как части Курчатовского института, то использование любых материалов в судостроении требует проведения исследований и испытаний, подтверждающих те или иные характеристики и свойства. Любые изменения, как в материалах, так и в технологиях их обработки, требуют соответствующих подтверждений. Поэтому все без исключения КБ и заводы ОСК, которые работали с "Прометеем десятилетия, будут продолжать сотрудничать с ним - уже как с частью Курчатовского института.
КБ и верфи, которые работали с "Прометеем", будут работать с ним и как с частью НИЦ "КИ"
Если говорить об атомной тематике в нашем сотрудничестве, то это охватывает и военное, и гражданское направления в деятельности ОСК, включая конструкторские бюро "Рубин" и "Малахит", предприятия "Севмаш" и ЦС "Звёздочка". Атомная ледокольная тематика - это уже связка "Балтийского завода" и ЦКБ "Айсберг". Одним словом, взаимодействуют все без исключения.
Где и когда запускаются или уже запущены совместные проекты?
Дмитрий Колодяжный: Совместные проекты с тем же "Прометеем" у предприятий отрасли существуют десятилетия. Мы всегда активно сотрудничали с этим институтом, есть сотни договорных работ, совместных исследований и внедрений. Среди недавних - отработка новых сварочных технологий и внедрение новых сплавов в судостроении. Ведутся работы по использованию композитных материалов при постройке корпусов, а также в судовом машиностроении.
С самим Курчатовским институтом нас связывает ряд новых проектов. Например, имитационное моделирование возможных процессов в объектах с атомными энергетическими установками. Имеются некоторые экологические проекты, связанные с переработкой и утилизацией ядерных отходов.
Как это увязано с решением задач импортозамещения в военном и гражданском судостроении?
Дмитрий Колодяжный: Это блок работ, связанный преимущественно с НИИ "Прометей". Научные работы Курчатовского института всегда были на самом высоком мировом уровне. Причем у курчатовцев все и так отечественное - как материалы и технологии, так и конструкторские решения.
С "Прометеем" сейчас ведется ряд работ, которые направлены на замещение некоторых импортных материалов и внедрение в действующее производство их аналогов. Параллельно разрабатываются материалы и технологии, направленные на импортоопережение. Не секрет, что сейчас имеется ряд санкционных ограничений, связанных с поставками для нужд предприятий ОСК. Взаимодействие с "Прометеем" как раз и направлено на то, чтобы устранить эти возникшие трудности.
В середине 2016 года ожидается спуск на воду нового атомного ледокола "Арктика". Что в нем действительно нового и каким будет вездеход для Арктики следующего поколения - тот, что еще проектируется?
Дмитрий Колодяжный: Благодаря использованию переменной осадки ледоколы данного проекта способны эффективно работать как на арктической глубокой воде, так и на мелководье, в руслах полярных рек. Данная особенность позволяет заменить этими ледоколами и ледоколы предыдущего поколения "Арктика", и суда типа "Таймыр". При строительстве следующих двух ледоколов этой серии будет обеспечиваться прежде всего совершенствование основных технических характеристик при оптимизации эксплуатационных расходов.
Союз курчатовцев и "Прометея" пойдет на пользу и самой науке, и ОСК как индустриальному заказчику
Ситуация в России и вокруг нее побуждает думать о поддержке отечественных производителей и развивать необходимые компетенции у себя дома. А недавно пришло сообщение, что многофункциональное ледокольное судно для "Совкомфлота" заложено в Хельсинки - на финской верфи ОСК Arctech Helsinki Shipyard. С чем это связано и нет ли здесь противоречия с общей линией на поддержку судостроения в своей стране?
Дмитрий Колодяжный: Во-первых, следует отметить, что ОСК является владельцем этой финской верфи. А во-вторых, здесь налицо взаимовыгодное взаимодействие российского Выборгского завода и финской верфи Arctech Helsinki Shipyard. И в этом сотрудничестве видится много плюсов: коммерческих, технологических и других. Это хороший пример кооперационного взаимодействия в ледокольном направлении.
Создание специальных судов, технических средств и новой энергетики для работ на арктическом шельфе - это вопросы неопределенного будущего или ближайшая перспектива для ОСК?
Дмитрий Колодяжный: Это и уже реализованные проекты, и отличная ближайшая перспектива, опирающаяся на имеющийся в ОСК научно-технический задел. Стоит назвать ледостойкую стационарную платформу "Приразломная", имеющую определенный ледовый класс, а также отметить, что корпорация обладает большим количеством технических наработок, позволяющих реализовывать различные объекты для безаварийного функционирования в арктических условиях.
Техническое перевооружение российских верфей требует и соответствующей подготовки кадров - в том числе основных рабочих специальностей. Какие здесь достижения и проблемы? Чей опыт (каких заводов) заслуживает того, чтобы о нем рассказать?
Дмитрий Колодяжный: ОСК активно налаживает взаимоотношения со своими профильными вузами, которые имеют специализированные кафедры для подготовки специалистов судостроительного профиля. Это, прежде всего, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет и Северный арктический федеральный университет в Архангельске. Сейчас корпорация приступает к масштабному проекту по взаимодействию с Севастопольским государственным техническим университетом.
Продолжается взаимодействие с вузами общей машиностроительной направленности, потому что специалисты в области обработки металлов на станках с ЧПУ, в области аддитивных технологий, композиционных материалов - это профессионалы, которые способны работать во всех отраслях, а не только в судостроении. Здесь хочу отметить широкое взаимодействие с Санкт-Петербургским политехническим университетом и еще целым рядом ведущих российских технических вузов.
Кроме образовательных процессов, ОСК активно занимается проведением инженерных конкурсов, направленных на популяризацию судостроения и привлечение в отрасль молодых талантливых специалистов. К примеру, в конце прошлого года состоялся конкурс инженерного мастерства среди студентов и аспирантов. Проекты победителей конкурса получили реальное воплощение в работах КБ корпорации. Мы придаем огромное значение этой работе и будем продолжать ее с привлечением новых участников из числа студентов и молодых ученых.
тем временем
"Севмаш" создает центр 3D-технологий
На отраслевой молодежной научно-технической конференции, которая состоялась этой весной в Северодвинске, в Доме техники ПО "Севмаш", гости и хозяева обменялись опытом использования новых информационных технологий в конструкторской подготовке производства. Мероприятие было организовано под эгидой Объединенной судостроительной корпорации и проходило с участием ее руководства. Заглавный доклад сделал вице-президент ОСК по техническому развитию Дмитрий Колодяжный.
В сообщениях и презентациях вели речь на самые актуальные темы, включая систему управления жизненным циклом продукции, использование IT-технологий в конструкторско-технологической подготовке производства, электронные архивы, моделирование производственных процессов, использование 3D-моделей и многое другое.
Внедрению передовых 3D-технологий на предприятиях и в организациях отрасли сейчас придается особое внимание. Как отметил главный конструктор ПКБ "Севмаш" Юрий Спиридонов, с целью передачи и тиражирования опыта ведутся работы по созданию на базе ПО "Севмаш" отраслевого центра 3D-технологий. Полагают, что это даст экономический эффект, позволит существенно сократить стоимость и сроки постройки кораблей.
