Сергей Салкуцан о Фабриках будущего

Сергей Салкуцан, исполняющий обязанности директора Института передовых производственных технологий СПбПУ Петра Великого во второй день открытия пространства «Точка кипения» провёл лекцию о Фабриках будущего.

Фабрики будущего — это одно из направлений, касающееся передовых производственных технологий. Сергей рассказал, что это за Фабрики, как они работают и зачем.

Изменения происходят гораздо быстрее, чем это было раньше. Мы знаем, что новые товары и технологии появляются быстрее, и не знаем, что будет через два года, не можем этого предсказать.

Мы пытаемся роботизировать процесс, который называется «инженерия», не в том плане, что робот за нас всё делает, а в том, что мы научились создавать алгоритмы и инструменты, которые делают большую часть работы за нас. Это позволяет нам производить быстрее новый продукт, проектировать и выводить на рынок. Мы это называем новой промышленной революцией.

Промышленные революции были очень значимыми. Самой существенной их особенностью было то, что они поменяли систему труда. Например, при первой промышленной революции в Голландии вдоль реки строились кластеры, где достраивали корабль, который получали от мастеров по цепочке. И в море корабль через несколько дней уходил готовый. Это было не конвейером, но система очень похожа. Далее стали создаваться фабрики, на которых ручной труд стал заменяться механическим и произошло разделение операций над одним изделием. Небольшое количество человек таким образом смогло выпускать больше изделий, чем раньше. Позже стали создаваться корпорации.

Стоит понимать, что промышленные революции не проходят одномоментно, и даже не в течение пяти лет. Считается, что каждые 100–150 лет происходит следующий шаг, и то, что мы наблюдаем сейчас, было заложено ещё в 1960–70-х годах. Просто мы стали видеть отчетливее ещё один скачок, и этот отложенный эффект стал заметен только сейчас. Поэтому, когда мы говорим о Фабриках будущего, мы на самом деле говорим о том, что уже существует сейчас.

Есть разделение на перспективные производственные технологии и передовые. Между ними очень большая разница. Перспективные технологии — это те, которые в будущем могут быть необходимы, но сейчас они получены либо в лабораторных условиях, либо где-то штучно. А передовые — это те, которые уже сейчас используются лидерами промышленных отраслей.

Но есть вопрос: научимся ли мы в России собирать эти производственные технологии — то, что и называется Фабрикой будущего? Наш центр и построен вокруг этой идеологии: мы пытаемся собрать те технологии, которые являются передовыми в той или иной области. Мы понимаем, как они работают, и начинаем вместе с ними развиваться.

Когда мы говорим о Фабриках будущего, то на самом деле говорим о трёх уровнях: цифровые фабрики, которые в России уже существуют, умные фабрики, то есть полностью роботизированные, и виртуальные фабрики.

Цифровой двойник — новый термин в нашей стране, который мы ещё активно не использовали. Мы узнали о термине и о процессах создания цифровых двойников еще в 2008 году, но только в 2017 в России о них стали говорить много. Моделирование новых продуктов для нас очень важно. Мы научились проектировать и делать это высокоточно, что позволяет нам делать вещи, которые раньше были невозможны, как инженерно, так и в плане испытаний, создания. Мы можем моделировать и виртуально конструировать какие-то объекты.

Раньше многие процессы были просто фантазиями, а сейчас мы можем воссоздать, например, реальную аварию благодаря моделированию и доказать, кто был именно виноват, рассчитать нагрузки чего-либо. Это и называется цифровым двойником.

Цифровой двойник — это совокупность большого числа моделей, которые описывают по сути все характеристики, процессы и взаимосвязи, жизненные циклы. Всё проектируется на начальном этапе, чтобы потом не нужно было много раз переделывать, а ошибки были предусмотрены.

Моделировать процесс — та идеология, которой мы придерживаемся. В случае, если нет математического обоснования какого-либо процесса, мы начинаем создавать цифровую тень. Цифровая тень не совсем то же самое, что и цифровой двойник. Тень начинает создаваться после того, как снимаются данные с существующего объекта и вешаются на него датчики. Благодаря им можно получить очень много информации, но мы не знаем, что с ней делать. Когда информации много, это тоже не очень хорошо. Мы также не знаем, почему ставим датчик на одном месте, а не на другом. Датчики и тень работают без законов природы, уравнений, а цифровые двойники — это сочетание и того, и другого.

Современное производство отличается тем, что при традиционном производился опытный вариант продукта, его проверяли, выясняли, что в нём не так, и снова изготавливали для тестирования, пока не достигали эффекта, который был необходим. Современное производство приводит нас к тому, что все описанные процессы сводятся к первому, что сокращает и время производства, и стоимость в десятки раз. Потому что каждый изготовленный продукт в таком случае — подтверждение испытания и расчётов, а не элемент разработок. Благодаря испытаниям модели изделия возможно произвести скачок и выйти лидерами производства того или иного продукта в мире.