Импортозамещение ПО в двигателестроении: первые результаты

Индустриальные центры компетенций (ИЦК), созданные в 2022 году по итогам конференции ЦИПР для реализации проектов в области импортозамещения программного обеспечения, осенью 2023 года активно подводили первые итоги своей работы. ИЦК "Двигателестроение" объединяет предприятия, специализирующиеся на разработке и производстве газотурбинных двигателей: компании, входящие в "Объединенную двигателестроительную корпорацию" (ОДК), АО "Силовые машины", НПО "Энергомаш" им. академика В.П. Глушко и Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова. Всего за год работы ИЦК удалось перейти от констатации факта, что ИТ-ландшафт в отечественном двигателестроении построен преимущественно на импортных продуктах, не имеющих отечественных аналогов, к осознанию того, что в России есть всё необходимое для создания собственной линейки решений, закрывающих текущие и перспективные потребности и превосходящие по функционалу разработки зарубежных вендоров. По первым двум проектам, получившим статус особо значимых, уже сформированы частные Технические задания и созданы первые версии софта, а на 2024 год подготовлены предложения по реализации ещё двух проектов, претендующих на господдержку.
Цифровые корни лидерства

Демодень ИЦК "Двигателестроение" прошёл 12 октября – в день 15-летия создания ОДК. В многочисленных выступлениях этого дня рефреном звучало: газотурбостроение является одной из наиболее высокотехнологичных и наукоёмких отраслей промышленности. Сложность современных изделий такова, что в мире существует только пять держав, обладающих необходимым набором компетенций и технологий, освоивших полный цикл проектирования и производства газотурбинных двигателей (ГТД). Россия находится в этом клубе, имея широчайшие компетенции – от миниатюрных двигателей для беспилотных летательных аппаратов до газовых турбин большой мощности. И сохранение лидирующих позиций, по мнению генерального директора АО "ОДК" Вадима Бадехи, нереально без развития цифровой среды. По его оценкам, использование цифровых технологий позволяет до 10 раз снизить затраты на реализацию проектов создания новых авиационных двигателей. В первую очередь, удаётся минимизировать количество изготавливаемых опытных образцов: если при разработке двигателя РД-33 для истребителя МиГ-29 понадобилось создать около 100 опытных образцов, то сегодня удаётся ограничиться 10-12 экземплярами. Срок создания нового двигателя уже сократился с 10-12 лет до семи, а в перспективе новое изделие будет появляться уже через пять лет после начала проектирования. "Это общемировая тенденция, мы не можем здесь отставать", - констатировал В. Бадеха, открывая работу демодня.

Использование современных программных продуктов критически важно на каждом этапе создания двигателя. Системы инженерного анализа помогают спроектировать проточную часть таким образом, чтобы обеспечить повышение КПД изделия. Решение задач прочности позволяет не только улучшить показатель удельной массы, но и избежать ошибок, приводящих к разрушениям элементов в ходе испытаний. Часть испытаний удаётся "закрыть" расчётами. Цифровые решения используются при создании материалов, при испытаниях двигателей, в ходе их эксплуатации – словом, на всех этапах и повсеместно. И всюду требуется переход на отечественное ПО.

ИЦК и демодни

Создание индустриальных центров компетенций стало ответом на вызовы, связанные с импортозамещением в сфере ИТ. В 2022 году, на фоне отказа зарубежных вендоров от сотрудничества с российскими компаниями, было принято решение о формате, в котором ведущие компании различных отраслей объединятся в целях создания отечественного программного обеспечения (ПО). Как рассказал Генеральный директор АНО "Цифровая экономика" Сергей Плуготаренко, был проведён анализ и экспресс-аудит ПО, которым пользуются в машиностроении, энергетике, социальной сфере, здравоохранении, торговле, госуправлении. Выявлено, какое используется ПО от западных вендоров, какие есть российские разработки, и можно ли на них безболезненно перейти. Кроме того, было определено, как действовать в случаях, если отечественных аналогов не существует, в какие сроки их нужно создать, какие для этого есть ресурсы.

О подробностях начального этапа работы ИЦК "Двигателестроение" рассказал директор по цифровой трансформации ОДК Вячеслав Христолюбов. Как и в других отраслях, на начальном этапе был проведён аудит, в ходе которого стало очевидно, что и в ОДК, и на других предприятиях, вошедших в ИЦК, ландшафт использования ПО во всех основных направлениях деятельности включал иностранный софт, поддержка которого в 2022 году прекратилась. "Дальше развивать решения на базе этих программных продуктов мы, по большому счёту, на сегодняшний день не можем", - констатировал он.

Следом по запросу Минцифры РФ и Минпромторга РФ был сформирован целевой ландшафт информационных систем, в котором были перечислены основные функциональные области, в которых планируется использовать отечественное ПО, и под каждое направление был подобран российский программный продукт. С одной стороны, ни в одной функциональной области не существовало отечественного ПО, которое можно было бы использовать без существенной доработки. С другой стороны, не было и "белых пятен", где у российских разработчиков вовсе отсутствовали компетенции. "Таким образом мы для себя определили поле деятельности, в котором дальше ИЦК начал работать", - резюмировал В. Христолюбов.

Всего, по его словам, на старте было подготовлено девять проектов создания импортозамещения иностранного ПО. Была проведена масштабная работа с Минцифры РФ и Минпромторгом РФ, а также с организациями, предоставляющими финансовую поддержку проектов по цифровизации. В итоге, на 2023 год было определено два проекта, которые получили статус особо значимых. Первый из них – проект "ОДК-Авиадвигатель" по импортозамещению программного обеспечения компании Siemens, которое на сегодняшний день является фактически стандартом для разработки изделий. Второй проект – создание машиностроительной ERP-системы, которая включала бы в себя весь комплекс функциональности, необходимый для управления материальными потоками в производстве в масштабе корпораций. Ещё два проекта ИЦК "Двигателестроение" претендуют на получение статуса особо значимых в 2024 году и, как сообщил в ходе демодня председатель отраслевого комитета "Машиностроение", заместитель министра промышленности и торговли Российской Федерации Василий Шпак, заявка на два проекта новой очереди направлена в Минцифры России. "Будем просить коллег, чтобы они с должным вниманием отнеслись к ней [заявке – "АвиаПорт"], и эти инициативы были поддержаны", - подчеркнул он.

После того, как особо значимые проекты были определены, были запущены и механизмы поддержки проектов цифровизации. Финансирование работ осуществляется с привлечением Фонда Сколково и Российского фонда развития информационных технологий (РФРИТ). Директор экспертного департамента РФРИТ Александра Степенко напомнила, что после принятия решения о формате поддержки особо значимых проектов фондом было профинансировано 20 проектов на общую сумму 16,8 млрд рублей. Особенностью проекта "ОДК-Авиадвигатель" по импортозамещению продуктов Siemens NX, Teamcenter, Fibersim стало то, что он вошёл в укрупнённый проект, наряду с особо значимыми проектами "Техмаш" и Концерн "Калашников", что позволит создать универсальное, межотраслевое решение. Также А. Степенко напомнила, что история взаимодействия РФРИТ с ОДК началась ещё с 2019 года, когда фонд выдал грант на проект "ОДК-Пермские моторы", направленный на развитие производства. А в 2021 году РФРИТ поддержал проект ОДК и "ОДК-Сатурн", направленный на цифровизацию производства. "Эти проекты успешно завершены и находятся в фонде мониторинга", - подчеркнула она.

Заменить незаменимое

Сегодня де-факто отраслевым стандартом для проектирования сложных изделий стали продукты компании Siemens, такие как NX и Teamcenter. В этой среде, к примеру, создавался самолёт МС-21 и двигатель ПД-14 для него. Директор по информационным технологиям "ОДК-Авиадвигатель" Кирилл Пименов рассказал об опыте предприятия в части использования программных продуктов и о том, как построена работа по переходу на решения АСКОН.

Пермские двигателестроители используют иностранные системы уже порядка 30 лет. Начиналось всё с систем проектирования, было освоено 3D-проектирование. Следом были реализованы проекты по численному моделированию и инженерному анализу, по технологической подготовке производства и автоматизации производственных процессов. Сегодня с использованием современного ПО решается более 1000 сложных инженерных задач. В полной мере весь арсенал удалось применить в ходе работ по созданию двигателя ПД-14. Тогда предприятие выработало концепцию проектирования на основе трёхмерной мастер-модели. Под задачу были приобретены лицензии на необходимый софт, обучен персонал, сформирован мощный вычислительный кластер, построена необходимая сетевая инфраструктура, закуплено аппаратное обеспечение. Для "ОДК-Авиадвигатель" проблемы с использованием иностранных решений возникли раньше, чем для отрасли в целом – уже в 2018 году американские власти ввели против предприятия персональные санкционные ограничения, поэтому уже с 2021 года компания приступила к выбору альтернативных решений. По итогам оценки трёх конкурирующих продуктов была сделана ставка на решения компании АСКОН.

По проекту перехода на новое ПО уже сформирована дорожная карта. Венец работ – тиражирование решения и его применение на "ОДК-Авиадвигатель" для создания нового изделия, поставленный срок – 2026 год. Помимо CAD и PLM систем, будет создано и решение класса CAM для замены продукта Fibersim от Siemens. Сегодня Fibersim – единственное решение для проектирования изделий из полимерных композиционных материалов. Команда разработчиков из АСКОН и партнёрских компаний уже включилась в разработку решения. "Коллеги, не дожидаясь завершения предыдущего этапа, уже начали демонстрировать тот функционал, который мы от них ждём. В частности, была продемонстрирована первая версия системы для проектирования изделий из композитных материалов, это и определение направления слоёв выкладки, и определение самого пакета для выкладки и передачи его в форматы для производственного оборудования, для плоттеров, для выкладки", - поделился К. Пименов.

Сегодня закрыт первый этап большого проекта – сформированы все частные технические задания, подготовлены отчёты об обследовании бизнес-процессов на предприятии "ОДК-Авиадвигатель" и других предприятиях ОДК. Разработчики ПО получили представление о том, какой продукт предстоит создать, и у участников проекта есть уверенность, что реализовать проект удастся в заданный срок. Ну а новый продукт ОДК – вертолётный двигатель ПД-8В – уже запущен в работу на предприятии "ОДК-Кузнецов", и для его проектирования используются решения компании АСКОН.

Впервые в российской практике

Системы класса ERP, системы управления производствами уже широко распространены в отечественном машиностроении. Собственными наработками располагает и компания 1С, предлагающая клиентам целую линейку продуктов. Однако в ходе работы ИКЦ "Двигателестроение" и смежного ИЦК "Авиастроение" была поставлена задача, до сих пор не решённая в России ни на отечественном, ни на импортном ПО: создать единое шаблонизированное решение по управлению как производственными предприятиями, так и корпорациями в целом, с комплексным управлением мощностями, со среднесрочным планированием производства.

По словам руководителя направления компании 1С Дмитрия Воскобойникова, суть проекта – в переходе от масштаба компании к масштабу корпорации. Для корпораций ОДК и ОАК стоит задача управления производственной кооперацией по единому циклу. Управляющим компаниям необходимо решать задачи централизованного управления мощностями, в то время как отдельно взятые предприятия должны выстраивать логистические производственные цепочки на своём уровне. Кроме того, новое решение должно быть бесшовно интегрировано с централизованными системами корпорации Ростех – материнской корпорации для ОДК и ОАК. Речь идёт о финансовой, учётной системах, документооборотом и других решениях, составляющих непроизводственный стек ПО.

Директор по производству ОДК Валерий Теплов подчеркнул ряд особенностей проекта, которые делают его беспрецедентно сложным для реализации. В ОДК входит почти полтора десятка очень разнородных предприятий, которые производят более 20 семейств газотурбинных двигателей. В свою очередь, каждый двигатель насчитывает от 20 до 100 тыс. деталей. И между производственными площадками выстроена сложная кооперация, предусматривающая разделение труда и встречные поставки. "Понятно, что при таких условиях управлять производством очень тяжело и очень ответственно. А если мы ещё вспомним про экономическую эффективность, то становится понятно, что без современных цифровых систем управления производством это [управление производством – "АвиаПорт"] становится просто невозможно", - заявил В. Теплов.

Помимо управления движением материальных ценностей и производственными процессами, новая система должна обеспечивать сценарное моделирование и оценку производственных возможностей. Имея разные горизонты планирования, корпорация сможет, опираясь на функционал будущей системы, заблаговременно выявлять узкие места на производстве, "проигрывать" разные варианты расшивки узких мест и формировать оптимальную инвестиционную программу задолго до того, как нехватка производственных возможностей реально возникнет. "Моделирование по критическим цепочкам позволит вовремя и точно планировать инвестиционный процесс", - уверен директор по производству ОДК.

Как и особо значимый проект по замещению продуктов Siemens, проект по ERP-системе должен быть реализован в 2026 году. Работа разбита на пять крупных этапов, и первый из них уже пройдён – сформировано видение единого проектного решения, которое сочетает унифицированные решения и гибкую настраиваемость с учётом специфики каждого предприятия. Второй этап предполагает формирование частных технических заданий. Уже в апреле 2024 года решение должно быть передано в опытно-промышленную эксплуатацию, а в первом квартале 2026 года будет полностью реализован весь функционал. Стоит дополнить, что уже в текущем году, как ожидается, 1С предоставит первый рабочий пример системы с ограниченным функционалом.

Вместо заключения

"Сегодня мы с удовлетворением констатируем, что процесс импортозамещения иностранного ПО для создания газотурбинных двигателей идёт, что сегодня нет ни одной нерешённой или нерешаемой задачи. Мы получили хорошие, зрелые решения во всех областях, которые нас интересуют: и системы проектирования, и системы инженерного анализа, и системы управления производством. Довести их до совершенства – лишь дело времени", - подытожил В. Бадеха. И несмотря на то, что времени на реализацию проектов отведено совсем не много – в 2026 году должно начаться тиражирование на предприятиях двигателестроительной и, возможно, смежных отраслей, у участников ИЦК есть уверенность, что самые амбициозные цели будут достигнуты в срок.