Часть 2. Полет в современность
Дмитрий Волков
Мало кто сегодня в России не знаком с продукцией корпорации "Ильюшин". В свое время легендарный Ил-18 хорошо помог снять проблему быстрой перевозки пассажиров на внутренних и внешних линиях. Его преемник - Ил-86 дал возможность российским авиапредприятиям впервые разгрузить наиболее пассажироемкие южные и азиатские направления перевозок в СССР. Сегодня корпорация "Ильюшин" - это центральное конструкторское бюро в Москве, объединяющее несколько территорий, два головных завода в Воронеже и Ташкенте, а также множество партнеров по всей России, ближнему и дальнему зарубежью. Современные рыночные реалии, а также необходимость поиска партнеров не только в пределах России вызвали к жизни программу модернизации проектно-конструкторских подразделений АО "Ильюшин".
Отдельные результаты внедрения новых технологий можно наблюдать уже сегодня, однако главным итогом первых шагов стала, безусловно, прочная рыночная позиция корпорации, чего, к сожалению, нельзя с уверенностью сказать о всей отечественной авиастроительной отрасли.
Основу процесса конструирования и проектирования новых изделий составляют сегодня различные системы САПР или, в западной терминологии, CAD/CAM/CIM/ CAE. В силу особых условий, в которых традиционно развивалось отечественное авиастроение, АО "Ильюшин" еще десять лет назад могло позволить себе использовать все современные аппаратные средства: мэйнфреймы, мини-компьютеры VAX, периферию компаний Benson и HP, станки с ЧПУ почти всех известных производителей. Для работы со всем этим хозяйством применялось 3 тыс. собственных программ и комплексов автоматизации, предназначенных для использования на всех этапах жизненного цикла нового изделия - от эскизного проектирования до программы для станков с ЧПУ.
Слезами горю не поможешь
Грянувшая реконструкция российской экономики первым делом задела покупателей продукции авиастроительных объединений - оказавшись без средств, авиаперевозчики приостановили приобретение новых моделей отечественных авиалайнеров, сконцентрировавшись на более дешевом лизинге самолетов типа Boeing и A-300, не считаясь даже с тем, что самый молодой Boeing, проданный сегодня России, имеет возраст 17 лет. Кроме этого, государственный бюджет "Ильюшина" составил сегодня только 18%, а начавшийся отток квалифицированных кадров еще более усугубил положение.
Тем не менее корпорация "Ильюшин" продолжала работать, находя новые способы интенсификации производства. Собственно говоря (это видно хотя бы из данных, приведенных на врезке), за четыре непростых для российской экономики года было подготовлено и выпущено в производство пять новых моделей самолетов, не считая готовых разработок, полностью доведенных до стадии производства и составляющих сегодня золотой фонд корпорации.
Задачи на современном этапе
Традиционно считается, что идеи и конструкции, вышедшие из стен российских конструкторских бюро, по своему уровню намного превышают зарубежные аналоги, однако на стадии технологической подготовки, и тем более во время производства, имеющиеся преимущества одно за другим сходили на нет. Не стала исключением и авиационная промышленность - фюзеляжные конструкции до сих пор являются лучшими в мире, однако для двигателей и авионики или приборной части этап изготовления оказывается роковым. Одним из последствий такого положения дел был недавно разгоревшийся конфликт между правительством Татарстана и Аэрофлотом по поводу намерения заменить 13 самолетов Ту-134 десятью "Боингами" 737-400. Кроме этого, крупнейший производитель самолетов Татарстана "Компания Горбунова" прекратила выпуск авиалайнеров Ту-214. В качестве причины закупки иностранных самолетов руководство Аэрофлота называет проблемы с двигателями, которые, кстати, выявлены и на ИЛ 96-300 - в прошлом году пришлось заменить 31 двигатель на этих аэробусах. Тем не менее многие отечественные разработки постоянно привлекают зарубежных партнеров, а взаимовыгодные контакты с ними имеют сегодня явно выраженную тенденцию к расширению.
Для внешних контактов требуется как минимум общаться на одном языке с западными партнерами, а это предполагает использование стандартов обмена (IGES, STEP, DXF и т.п) графическими и текстовыми данными о конструкции. Можно, конечно, обращаться за помощью к третьим организациям с просьбами о перекачке информации и данных, полученных на отечественных программах, в формат, понятный, например, системе EDS Unigraphics, широко используемой на McDonnell Douglas в качестве основы системы интегрированной разработки проекта. Однако время и дополнительные затраты для проведения этой операции на сегодня неприемлемо высоки. По этой причине в данный момент рынок САПР в России переживает вторую волну. Первая наблюдалась в начале 80-х, когда в оборонных отраслях, а также подразделениях среднего машиностроения осознали необходимость в организации комплексного технологического процесса проектирования и изготовления изделий. Именно в то время, еще задолго до появления аналогичных систем на Западе, родились такие системы, как КАПРИ (Комплексное Автоматизированное Проектирование, Разработка и Изготовление) или, несколько позже, ИРБИС (Интегрированная Разработка Больших Инженерных Систем), которые, однако, по причине ненадежности отечественной техники (час - работа, два - ремонт, архаичность организационной структуры, а также слабая мотивация всех субъектов производственного цикла) постепенно сошли со сцены. Если для работы математика или даже физика во многих случаях достаточно письменного стола и ручки, то без оборудования все, что связано с САПР и машинной графикой, не более, чем "поцелуй через стекло".
Сегодня идеи интегрального подхода к проектированию приходят к нам с Запада, а их реализации находят в России неплохой сбыт. Например, несмотря на то, что типовой комплект EDS Unigraphics вместе с рабочей станцией HP может стоить около 50 тыс. долл., компания Unigraphics отметила в прошлом году 50% рост объема продаж на российском рынке. Отечественная экономика постепенно повернулась к рыночным реалиям, а это означает, что задержка с выпуском новой модели самолета, ориентация только на внутренний рынок или подготовка документации, пригодной для использования исключительно в условиях замкнутой системы одной корпорации, грозят банкротством.
Еще одна задача, с которой приходится иметь дело корпорации "Ильюшин", - жесткие требования, предъявляемые к конструкции и дизайну самолетов, предлагаемых за пределами России. Решение следует искать больше в области организации производства, однако использование интегрированных систем автоматизации создает более широкий выбор. Взять хотя бы такую мелочь, как шкала топливомера - на западных самолетах отсчет начинается с нуля, а у нас с 4 единиц, имея в виду, что до принятия решения у российского пилота остается еще время. Однако, по нормам западных психологов, оказывается, что отметка "0" больше действует на пилота, заставляя его мобилизоваться, хотя реально в топливном баке остается те же 4 единицы горючего, как и в случае с российским топливомером. Онако прибор изготавливается на заводе-монополисте, не подотчетном "Ил", и это пустячное изменение выливается в дорогостоящую проблему. Передача на такие приборы документации, подготовленной в форматах Unigraphics, да еще с использованием глобальных сетей, позволяет расширить круг поставщиков, готовых оперативно выполнить все необходимые работы.
Выбор партнеров
В качестве решения, удовлетворяющего запросам корпорации "Ильюшин" была выбрана система EDS Unigraphics, работающая в локальной сети из 15 рабочих станций HP и SGI. Несмотря на то что продукция этих компаний достаточно часто используется в зарубежных авиастроительных корпорациях, смею утверждать, что работать в России зарубежным поставщикам намного труднее, чем в какой-либо другой стране. Причем дело даже не в "особенностях" отечественной экономики, когда за приобретенную систему САПР заказчик расплачивается золотом или грузовиками. Российские специалисты зачастую работают более дотошно, а эффективность и производительность их труда в несколько раз превышает потенциал западных коллег. По мнению еженедельника "Aviation Week", "российские специалисты в авиационных КБ осваивают программное обеспечение за минимум времени, которое ушло бы у западного инженера". Это происходит даже несмотря на то, что все тексты пунктов меню выводятся на английском языке, а документации иногда нет вообще. Можно привести также другое высказывание, вырвавшееся из уст менеджера компании Computervision: "Русские за неделю достигают такого профессионального уровня, который западный специалист может одолеть лишь через месяц". Российские специалисты не привыкли полагаться на устоявшийся порядок вещей и при возникновении препятствий просто обходят их, осваивая дополнительные нюансы и возможности программы. Следовательно, для выполнения работ по сопровождению, организации обучения, а также модернизации системы компаниям-производителям требуется проявить особую оперативность при работе и высокий профессионализм.
Такая настырность, в положительном смысле, часто оказывается существенной помехой для некоторых западных продавцов, пытающихся предлагать в России кота в мешке, используя для этого все средства, вплоть до неформальных форм выплат, переманивания специалистов и организации увеселительно-деловых поездок. Чего греха таить, и сегодня, если руководство подразделений несколько по-своему понимает вхождение в рынок, такое еще встречается - однако уже есть примеры, когда это приводит к потере средств, либо весь проект держится только на энтузиазме конкретного специалиста, и обычно рассыпается сразу после его ухода с предприятия.
Задача выбора партнеров и поставщиков программного и аппаратного обеспечения на корпорации "Ильюшин" решалась не сразу. В качестве исходных кандидатов выступили пять наиболее популярных на момент выбора программ: CADDS 5, CATIA, SDRS, ProEngineer и EDS Unigraphics. В результате все подразделения, кроме бюро эскизного проектирования, не сговариваясь выбрали Unigraphics. Для воздержавшегося подразделения принципиальным оказались богатые возможности ProEngineer по моделированию поверхностей и эскизному черчению, где для работы необходимы только чертежи и наброски, используемые для обсуждения новых решений. Остальные пакеты не подошли либо из-за отсутствия у отечественных специалистов опыта работы с ними, либо из-за невозможности применения платформ, отличных от родной платформы фирмы - производителя (а расширять без серьезных причин зоопарк вычислительной техники не имело смысла), или же из-за неоправданных сложностей в освоении. Некоторые пакеты САПР, а особенно те которые производятся компаниями-поставщиками оборудования, на момент выбора не имели достаточно развитых средств общения с другими системами автоматизации. Даже признанный стандарт обмена графическими данными IGES некоторыми системами в полной мере не поддерживался.
В отличие от практики, существовавшей в недавнем прошлом, когда планы по автоматизации спускались сверху и были в большей степени чем-то инородным и искусственным, решение, разработанное корпорацией "Ильюшин", компаниями EDS Unigraphics и HP заработало сразу. Например, недавно для Президента России был подготовлен специальный самолет на базе Ил-96М, дизайн и конструкция которого выполнены с помощью пакета Unigraphics. Кстати сказать, для государственных чиновников из аппарата, принимающих самолет, оказалось большой новостью (и это не делает им чести), что в управляемой ими стране аналогичные проекты давно уже выполняются не вручную, а с использованием современных САПР.
Что же предопределило действия корпорации "Ильюшин" при выборе партнера? На первом месте, кроме функциональной полноты оказался сервис: обе компании - и HP и EDS давно известны на рынке, первая безотказной периферией и высокопроизводительными бизнес-серверами, работающими в ряде весьма уважаемых ведомств, а вторая - своими традиционно прочными связями с авиационной промышленностью. Определенную роль сыграли гибкая система скидок и надежность. Например, логично, если демонстрационная станция, проработавшая у клиента несколько месяцев, продается по цене, которая у нее будет на момент продажи, а не на момент установки для демонстрации.
Так сложилось исторически, что первыми в корпорации "Ильюшин" появились французские системы Benson. Benson не выдержала конкуренции. Аналогичная ситуация сложилась и с другой уважаемой европейской фирмой. Несмотря на то что в КБ работали двухмерные аппаратно-программные системы данной компании и было установлено несколько мэйнфреймов, недостаточная информированность клиентов фирмы о новых продуктах (например для задач КБ "Ильюшин" подошли бы новые серии графических рабочих станций этой фирмы) свели на нет прежние заслуги компании в оснащении конструкторских подразделений корпорации. Другой известный производитель - компания Digital - оказалась более активной. Осенью этого года для решения задач инженерного и прочностного анализа (пакеты Nastran, Patran) в КБ установлен AlphaServer. Однако если учесть, что совсем недавно VAX и PDP были основными рабочими лошадками на "Ильюшине", то данный успех выглядит достаточно скромным.
Перспективы
Сегодня в КБ "Ильюшин" работает 15 станций, но если учесть, что в чуть более крупной западной корпорации McDonnell Douglas установлено уже 3 тыс. станций, то станет ясно, что возможности для роста есть. Особое внимание сегодня уделяется переносу имеющегося программного обеспечения, предназначенного для подготовки производства (программы для станков с ЧПУ) в существующую интегральную среду. За период эксплуатации системы Unigraphics в КБ были созданы тысячи единиц технической документации - управление этим хозяйством, в том числе поиск и повторное использование также входит сегодня в повестку дня. Во многом для решения этих задач, известных на Западе как PDM, может быть использована система IMAN, работающая в связке с комплексом Unigraphics.
В результате внедрения комплексной системы на базе Unigraphics, ProEngineer, станций HP, SGI и DEC продолжительность проектно-конструкторского цикла с 5-6 лет сократилась до 2-3 при двухкратном уменьшении работающего персонала. Последнее обстоятельство было вызвано как ликвидацией лишних операций, особенно на этапе создания прототипа, а также в результате оттока инженеров в более высокооплачиваемые структуры, что при повышении производительности труда оставшихся конструкторов не очень выбило корпорацию из нормального графика работы.
Ситуация в корпорации "Ильюшин" во многом отражает общее положение в отечественном авиастроении: отсутствие бюджетных ресурсов, острая необходимость самостоятельно зарабатывать средства, выход на внешние рынки, ужесточение требований по сертификации, сокращение времени вылета в свет новых моделей. Какие-либо итоги относительно деятельности корпорации "Ильюшин" в современных условиях подводить еще рано, однако уже сегодня можно сформулировать некоторые основные моменты, которыми руководствуются в корпорациях такого типа при разработке программ модернизации:
? хороших идей у нас не занимать: главная задача - их быстрое оформление и доведение до производства;
? ориентация на интегрированный подход к организации производства;
? традиционно плохая развитость маркетинговых служб может быть частично компенсирована использованием систем PDM, осуществляющих прогнозирование и планирование изменений на рынке, их увязка с учетом возможностей корпорации;
? выбор партнеров по следующим приоритетам: полнота функций, предоставляемых продуктом, открытость, сервис и надежность.
С Дмитрием Волковым можно связаться по телефону: (095) 529-155Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина за последние четыре года
Декабрь 1992 г. - получен Сертификат на самолет Ил-96-300. Данный широкофюзеляжный лайнер предназначен для перевозки 300 пассажиров и грузов на расстояние до 11 тыс. км. Сегодня в эксплуатации находятся восемь самолетов этого класса.
Апрель 1993 г. - начало летных испытаний первого российско-американского самолета Ил-96М. Предназначение данного лайнера - перевозка 386-436 пассажиров и груза на расстояние до 13 тыс. км. На самолет установлен двигатель фирмы "Пратт Уитни" с тягой 17000 кг. Первые двадцать самолетов такого типа поступят вскоре на вооружение компании "Аэрофлот - Российские международные линии". Кроме сертификации в Авиарегистре МАК самолет проходит апробацию в FAA США.
Май 1994 г. - начало летных испытаний Ил-103, самого маленького самолета семейства Ил. Данный многоцелевой легкий самолет предназначен для тренировок, обучения и перевозок четырех пассажиров на расстояние до 1000 км. Помимо обычной сертификации по Авиарегистру МАК, проведенной по новым нормам, данный самолет впервые в России был сертифицирован по нормам летной годности США (ФАР-23). Следствием данной, так называемой "теневой" сертификации явилось не только очевидное техническое признание качества российской авиационной техники, но и формальное - законодательное, без которого невозможна сегодня ни одна продажа за пределы России.
Август 1995 г. - начало летных испытаний Ил-76МФ. Этот транспортный самолет предназначен для поддержания на современном уровне потенциала российских ВВС, но наряду с этим на ташкентском заводе заложен в стапель вариант Ил-76ТФ, созданный для использования в гражданской авиации.
Февраль 1996 г. - получен Сертификат на самолет Ил-103.
Сентябрь 1996 г. - сертификация самолета Ил-114. Лайнер с турбовинтовым двигателем предназначен для перевозки 64 пассажиров на расстояние до 10 тыс. км. Учитывая возросшую на сегодня потребность в недорогих самолетах среднего размера, совершающих дальние полеты, на ташкентском заводе организован выпуск пяти лайнеров в месяц
Комплексные решения корпорации EDS - от идеи до производства
Не умаляя достоинств других компаний - производителей систем CAD/CAM/CIM/CAE и PDM, прежде всего следует отметить, что EDS одной из первых осуществила концепцию сквозной автоматизированной реализации проекта от зарождения идеи до производства. Основа этой концепции - принцип параллельного или одновременного инжиниринга, основанный на широком применении промышленных стандартов и предусматривающий связь со всеми имеющимися сегодня на рынке системами автоматизации проектирования и производства.
Основным фактором успеха работы корпорации является коллективная работа. Устранение системы "перекидывания через стенку", когда каждый этап работы выполнялся последовательно и изолированно от остальных, позволило приблизить конструкторов к производству. Каждая новая идея мгновенно получает оценку со стороны проектировщиков и технологов, что позволяет отвечать на всевозможные вопросы и исправлять ошибки "на лету".
Интегрирующее ядро системы Unigraphics - параметрическая модель изделия, ограничения и требования к которой могут формулироваться из других подсистем: техническое задание от главного конструктора, спецификация материалов, тактико-технические возможности станков на конкретном заводе и т.п. Обмен данными с другими системами осуществляется с использованием форматов IGES, PDS/STEP, CATIA, DXF, CADDS4/4X, V10 TO V9. Кроме собственного модуля инженерных расчетов по МКЭ возможен интерфейс с ANSYS и MSC NASTRAN. Управление механической обработкой возможно на основе подсистем CAM Base, Lathe, Planar Miling и т.п., а для создания программ к большинству используемых сегодня станков с ЧПУ применяется модуль UG/Postprocessor. Единая среда с унифицированным интерфейсом обеспечивается подсистемой UG/Gateway.
Совместно с компанией Division был разработан модуль dVISE, работающий в составе системы EDS Unigraphics. Он позволяет формировать объемные, фотореалистичные виртуальные изображения прототипа нового изделия и в реальном времени выполнять на них операции типа сборки, просмотра, тестирования и т.п.
Для управления проектом может использоваться модульная система IMAN, координирующая процесс работы с предоставлением полной информации о текущей стадии изготовления нового изделия.
E-mail: eds@ug-eds.msk.su