Цифровизация машиностроения на базе российского программного обеспечения чрезвычайно важна для технологического суверенитета страны. Объединенная двигателестроительная корпорация, входящая в госкорпорацию «Ростех», представила стратегические проекты цифровизации на демодне индустриального центра компетенций «Двигателестроение», приуроченном к 15-летию компании.

В числе особо значимых для всей отрасли двигателестроения проектов, стартовавших в начале 2023 года, — совместная работа ОДК с компанией «АСКОН» над созданием инженерного программного обеспечения, которая ведется на средства гранта в сумме 1,174 млрд руб., полученного от Российского фонда развития информационных технологий (РФРИТ). В ходе этого проекта планируется доработать и внедрить отечественные системы управления жизненным циклом продукта (Product Lifecycle Management, PLM) и системы автоматизированного проектирования с обеспечением возможности проектировать детали из полимерных композиционных материалов. Внедрение этих решений позволит заместить программные продукты NX, TeamСenter и FiberSIM компании Siemens, до сих пор служившие стандартным инструментарием разработки изделий.

Индустриальные центры компетенций по замещению зарубежных отраслевых цифровых продуктов и решений в ключевых отраслях экономики были сформированы в 2022 году по поручению главы правительства РФ Михаила Мишустина. ОДК является головной организацией ИЦК «Двигателестроение», задача которого — обеспечить технологическую независимость данной отрасли в области информационных технологий.

Еще один важный проект — доработка и внедрение отечественной системы управления производством и цепочками поставок на машиностроительных предприятиях с внутренней кооперацией. Он будет осуществляться совместно с научно-производственным центром «1С» тоже на средства гранта РФРИТ (764 млн руб.).

Как сообщил Вячеслав Христолюбов, директор по цифровой трансформации ОДК, новое программное обеспечение планируется полноценно внедрить на предприятиях отрасли уже в начале 2026 года. В числе текущих проблем, требующих решения, он назвал рассинхронизацию работ на старте комплексных проектов, имеющих нескольких заказчиков. Итоговым результатом этих проектов должно стать целостное ИТ-решение, так что отставшим компаниям придется догонять тех, кто стартовал раньше.

Ширится Промышленный интернет

Чтобы обеспечить контроль и анализ работы станков в режиме реального времени и повысить эффективность использования резервов в ОДК, более 2000 единиц производственного оборудования подключили к системе Промышленного интернета (IIoT).

Внедрение IIoT на предприятиях ОДК реализуется на базе разработанного ГК «Цифра» программно-аппаратного комплекса «Диспетчер», который позволяет контролировать загрузку оборудования, анализировать причины простоя, фиксировать отклонения от расчетных технологических режимов и своевременно оповещать об этом ответственные производственные службы. Кроме того, комплекс помогает поддерживать оборудование в исправном состоянии и следить за эффективностью работы персонала. При этом интерфейс и аналитику можно настроить под каждого пользователя в соответствии с его ролью и функциональными обязанностями.

Подключение оборудования ОДК к системе мониторинга началось в 2017 году, сейчас система функционирует уже на восьми предприятиях. Так, на московском производственном комплексе «Салют» к «Диспетчеру» подключено более 1000 единиц ключевого производственного оборудования, на «ОДК-Сатурн» — свыше 500, на «ОДК-Пермские моторы» — более 200. При этом, например, на «Салюте» необоснованные простои сократились на 12%, а загрузка производства выросла на 40%. В течение ближайших двух лет количество подключенного к IIoT оборудования планируется удвоить.

В настоящее время в ОДК ведется консолидированный мониторинг и анализ загрузки географически распределенных предприятий. Специализированная система «АРМ Холдинг» уже объединила в режиме единого окна шесть производственных площадок, на очереди — подключение к системе всех предприятий корпорации и разработка специализированной аналитики для пользователей.

Морской двойник

Рыбинское предприятие «ОДК-Сатурн» совместно с Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого и Центральным институтом авиационного моторостроения имени П. И. Баранова завершает трехлетний проект по разработке технологии цифрового двойника морского газотурбинного двигателя (ГТД). Применение двойника позволит вести мониторинг двигателей и прогнозировать их техническое состояние.

«Создать такую сложную мультифизическую систему, как ГТД, в сроки, которые диктуют нам время и основной заказчик, невозможно без применения самых передовых методов проектирования», — отметил Кирилл Виноградов, заместитель начальника ОКБ-1 по расчетно-исследовательским работам «ОДК-Сатурн».

Цифровой двойник — это целый комплекс компьютерных моделей, связанных между собой методами системного инжирининга. Для морских газотурбинных двигателей разработаны многоуровневые матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений, а также создан комплекс компьютерных моделей. С их помощью смоделированы физические процессы для анализа поведения конструкции в основных условиях эксплуатации.

Технологию создания цифрового двойника для управления жизненным циклом морского ГТД и редуктора разработали на основе отечественного программного обеспечения. А кроме того, функционал цифровой платформы CML-Bench для создания цифровых двойников ГТД существенно расширили: были разработаны модули управления требованиями, расчетными данными, данными испытаний и конфигурацией изделия.

Как рассказал Виноградов, на предприятии разработали и внедрили универсальную методику автоматизации инженерных расчетов на отечественной платформе pSeven Enterprise. В ее рамках сформировали расчетные цепочки для типовых повторяющихся процессов и создали конфигуратор расчетных цепочек, позволяющий объединить семь видов расчетов. Также была организована работа различных отделов в единой среде, регламентирован и зафиксирован формат обмена расчетными данными между подразделениями. В совокупности это обеспечило сокращение трудозатрат на выполнение междисциплинарных инженерных расчетов на 30–40%, а для наиболее часто повторяющихся процессов — в несколько раз.

«Применение цифрового двойника требует не только наличия готового приложения и инженерных навыков, но и некоторых организационных изменений в наших конструкторских бюро и на производственных площадках», — отметил Виноградов.

Для подтверждения требований к двигателю провели более 800 виртуальных испытаний. Валидацию цифровых моделей выполняли путем сопоставления результатов моделирования и специальных инженерных испытаний двигателя на стенде. По словам Виноградова, разработанная технология готова к тиражированию для использования на других изделиях ОДК.

Кроме того, создана методика прогнозирования технического состояния ГТД. Таким образом, сделан шаг к разработке цифрового двойника эксплуатации, прототип которого сейчас строится на основе российского программного продукта CyberStudio.

Наряду с уже развернутыми стратегическими проектами на демодне были представлены и отраслевые стартапы. Так, предприятие «ОДК-Сатурн» презентовало опытный стенд по выявлению дефектов на полированных лопатках компрессора авиационных двигателей с помощью технологии машинного зрения.

Несмотря на интенсивную работу по импортозамещению, пока лишь единичные участки в ИТ-ландшафте двигателестроения полностью закрываются имеющимся функционалом российских решений. По большинству потребностей нынешние отечественные решения соответствуют ведущим зарубежным аналогам не более чем на 40%. Да и экстенсивно цифровизации машиностроения есть куда расти. По подсчетам ГК «Цифра», около 240 тыс. единиц высокопроизводительного оборудования машиностроительных корпораций в России пока остаются без «умного цифрового присмотра». Так что все самое трудное и интересное только начинается.