Интервью 9 Октября 2018 года
Данная новость была прочитана 235 раз

«Умные технологии» на службе продуктовых программ: интервью А.И. Боровкова для «Проектного вестника ОДК»

В сентябре в корпоративном информационном бюллетене программно-проектного управления АО «ОДК» «Проектный вестник» («Проектный вестник» №2 (6), сентябрь 2018 г. (.pdf, 1,71 МБ)) вышло интервью с проректором по перспективным проектам Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Алексеем Боровковым (АБ). Беседу провел руководитель Проектного офиса АО «ОДК» Сергей Дурасов (СД).

Приводим полный текст интервью.


СД: Алексей Иванович, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) победил в конкурсе на государственную поддержку центров Национальной технологической инициативы (НТИ). У СПбПУ уже сформировались компетенции в области «умных» цифровых моделей продуктов и «умных» производств. В Корпоративном журнале дивизиона «Двигатели для гражданской авиации» АО «ОДК» «Трамплин к успеху», приуроченном к V Международному технологическому форуму «Инновации. Технологии. Производство», была опубликована чрезвычайно интересная статья, посвящённая «умным» цифровым двойникам, автором которой Вы являетесь. В продолжение данной статьи хотелось бы задать Вам, Алексей Иванович, несколько вопросов, касающихся не только цифровых двойников, но «умных» технологий вообще, их влияния на систему управления и возможности их применения для трансформации и развития индустриальной модели корпорации в целом. ОДК как раз находится в этом процессе.

АБ: Да, конечно.

СД: Процессы управления программами и проектами, которые как раз раскрывает «Проектный вестник», во многом зависят от технологий управления и производства. Можно ли предположить, какие изменения повлечёт за собой внедрение «умных» технологий в производстве и конструкторских бюро для процессов управления проектами и продуктовыми программами?

АБ: Передовые производственные предприятия – и в мире, и в России – уже несколько лет назад начали внедрять «умные» технологии, поэтому сегодня можно не просто строить предположения о возможных изменениях, а наблюдать их, что называется, в режиме реального времени. IV промышленная революция идет полным ходом – уже не на уровне отдельных инновационных компаний, драйверов рынка, а на государственном уровне. В нашей стране реализуется целый ряд соответствующих программ: Национальная технологическая инициатива, Стратегия научно-технологического развития РФ, Цифровая экономика Российской Федерации.

Изменения происходят принципиальные, системные: формируются новые бизнес-модели, изменяются производственные процессы, перелицовывается состав актуальных востребованных профессий, появляются и развиваются новые рынки (в том числе глобальные). Всё это напрямую связано с развитием и внедрением передовых производственных технологий (ППТ).

Отличия традиционного и передового производства легко иллюстрируются на примере автомобилестроения, которое сегодня является одним из сильнейших драйверов развития цифровых экономик в ведущих странах мира. Вот факты: срок вывода нового автомобиля на рынок сократился с 7 до 1,5 лет. Разработка сегодня ведется на основе цифровых платформ, с применением высокопроизводительных вычислительных систем. Длительные и дорогостоящие натурные испытания заменяются виртуальными испытательными полигонами, соотношения числа натурных и виртуальных испытаний изменилось радикально: в 2007 году – 100 к 100, а в 2017 году – уже 5 к 30 000 (модель Цифровых фабрик, Digital Factory). Производственная линия максимально роботизирована, количество персонала по сравнению с традиционным производством сократилось примерно в 10 раз (модель «Умных» фабрик, Smart Factory). Все активнее применяются технологии 3D-принтинга, позволяющие не только сокращать число комплектующих, но и производить изделия таких форм, какие невозможно создать при использовании традиционных технологий (штамповки, литья и проч.). Используются новые материалы, которых еще недавно просто не существовало. Долгосрочные договоры на поставки стандартного перечня комплектующих заменяют сети сертифицированных поставщиков, распределенных по всему миру (модель Виртуальных фабрик, Virtual Factory).

И вся эта информация (от проекта автомобиля до его эксплуатации, обслуживания и утилизации) содержится в цифровых двойниках изделий, с тем чтобы производство следующего поколения автомобилей соответствовало постоянно повышающимся требованиям глобального рынка: сокращение сроков принятия решений (Time-to-Decision, T2D), сокращение времени исполнения (Time-to-Execution, T2E), сокращение времени вывода высокотехнологичной продукции на рынок (Time-to-Market, T2M).

Всё это, разумеется, требует своих моделей и технологий управления в том числе. И особых компетенций на всех уровнях производства. В этом смысле востребованы будут новые специалисты – ИТ-универсалы, знакомые с производственными процессами, системные инженеры, объединяющие в одном лице традиционных инженеров-конструкторов, технологов, материаловедов, расчетчиков, даже в какой-то степени маркетологов и программистов и других.

Это серьезные проблемы-вызовы и для промышленности, и для науки, и для системы образования, и для бизнеса. Комплексность этих вызовов и определяет масштаб нынешних изменений как промышленную революцию. И те игроки, которые этого не понимают, лишают себя будущего на завтрашних (и даже уже сегодняшних) глобальных конкурентных рынках.

Впрочем, ведущие высокотехнологичные российские компании в этих процессах активно участвуют и демонстрируют хорошие результаты. Если продолжать тему автопрома, то самый показательный недавний пример – результаты проекта, до недавнего времени обозначаемого в СМИ под условным названием «Кортеж». Презентованный на инаугурации Президента Aurus Senat Limousine был разработан и произведен с применением всех тех технологий, о которых я сказал, как и другие новые автомобили Гаража №1.

Также можно привести в пример инициативный проект Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ – электрический концепт-кар CML CAR, демонстратор компетенций «инженерного спецназа» в области разработки и применения передовых производственных технологий, который был подготовлен к производству в рекордные для отрасли сроки – в течение 1 года. При этом в нем заключено несколько значимых пользовательских рекордов: по массе автомобиля, аэродинамическим характеристикам, конструкции подвески шасси и некоторым другим показателям.

Электрический концепт-кар CML CAR, демонстратор применения передовых производственных технологий

СД: Расскажите, пожалуйста, подробнее про программный комплекс «CML- Экспертная интеллектуальная система CML-AI». Контроль тысяч параметров требует сложных вычислений, но ещё большего объёма вычислений и трудозатрат требует постановка значений данных параметров. Помогает ли система в этом? Способен ли встроенный AI делать какие-либо выводы или он используется лишь в качестве метода оптимизации параметров?

АБ: CML-Экспертная интеллектуальная система CML-AI (разработка CompMechLab®) – это фактически система «интеллектуальных помощников», целенаправленное развитие в направлении применения искусственного интеллекта в наиболее сложном и творческом процессе – процессе проектирования. Каждая разработка предполагает многоступенчатое каскадирование целей и задач, от области потребительских свойств, до экспертной области и дальше – сферы технологий. Система работает со всеми данными (и сбор базы данных – вопрос отдельной автоматизации), рассчитывая результаты всех изменений на всех этапах проекта, верифицируя конечный результат в соответствии с матрицей целевых показателей и ресурсных ограничений.

CML-Цифровая платформа CML-Bench автоматизирует процесс на основе лучших передовых технологий мирового уровня, общая трудоемкость разработки которых превышает 1 миллион человеко-лет. CML-Экспертная интеллектуальная система CML-AI предлагает варианты лучших решений. «Выводы» – это по-прежнему область человека, инженера.

Будет ли когда-нибудь иначе, трудно сказать, потому что экспоненциальное развитие технологий подразумевает, что на определенном этапе мы получим решения, которые профессиональная интуиция не генерирует. Уже сегодня технологии подсказывают нам решения, которые лежат за гранью опыта генерального конструктора.

Экосистема технологий, испытательный полигон (TestBed), CML-Цифровая платформа CML-Bench, CML-Экспертная интеллектуальная система CML-AI, Цифровые фабрики

СД: Хочется задать технический вопрос касательно мощности вычислительной техники, необходимой для расчётов. Обработка потоков больших данных, численные вычисления должны требовать мощностей, которые ещё недавно были недостижимы для вычислительной техники или, в лучшем случае, достигались с применением суперкомпьютеров. Сейчас компьютеры стали сильнее, но поставленные задачи весьма амбициозны. Как сейчас решается проблема вычислительных мощностей? Используются ли специализированные процессоры для расчётов, вычисления на видеокартах, программы «на кремнии»?

АБ: Все наши ресурсоемкие вычисления осуществляются на суперкомпьютерах Политехнического университета, подавляющая часть которых оснащена серверами с процессорами Intel Xeon разных поколений. Сейчас в Суперкомпьютерном центре СПбПУ, считающемся сильнейшим в стране СКЦ, созданным для решения промышленных задач, задействованы три суперкомпьютера: «Политехник – РСК Торнадо», «Политехник – РСК ПетаСтрим» и «Политехник – NUMA». Первый из них – это кластер с пиковой производительностью 943 Тфлопс, который содержит 668 двухпроцессорных узлов (Intel Xeon E5 2697 v3), 56 из которых также имеют два ускорителя вычислений NVIDIA K40. Второй – «Политехник – РСК ПетаСтрим» – массивно-параллельный компьютер с ультравысокой многопоточностью, единственная в России система, способная поддержать более 70 тыс. потоков. Пиковая производительность – 291 Тфлопс, содержит 288 узлов на сопроцессорах Intel Xeon Phi. Третий суперкомпьютер представляет собой массивно-параллельная система с кеш-когерентной глобально адресуемой памятью объемом более 12 Тб, содержит 64 узла, 192 процессора, пиковая производительность – 30 Тфлопс.

Расчеты на этих суперкомпьютерах ведутся для разных отраслей промышленности, включая автомобилестроение, ракетостроение, двигателестроение, космическую и нефтехимическую отрасли. Самыми эффективными в наших задачах на сегодняшний день являются системы на платформе Intel Xeon, и мы активно присматриваемся к новым поколениям чипов и серверов, которые обещают еще большие возможности для наукоемких расчетов, моделирования и визуализации.

Кроме того, созданный в конце прошлого года Центр компетенций НТИ «Новые производственные технологии» на базе Института передовых производственных технологий СПбПУ объединил вокруг себя проектный консорциум, в который на данный момент входят 46 участников – лидеров науки, образования и промышленности. Два из них – Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» и МГУ имени М.В. Ломоносова – также имеют сильнейшие в стране суперкомпьютерные центры. Суммарная производительность вычислительных мощностей инфраструктуры Центра НТИ СПбПУ, таким образом, – более 7 Пфлопс. У консорциума еще не было возможности испытать ресурсы на пиковых нагрузках, но, полагаю, имеющихся вычислительных систем нам будет достаточно для решения любых сложнейших промышленных задач.

Суперкомпьютерный центр СПбПУ «Политехнический»

СД: Ведущие ИТ-гиганты, например, Microsoft, Oracle, заявляют о подготовке платформ для «умных» решений. Конечно, выигрыш будет не за счёт пресловутой поставки софта от одного поставщика и агрессивного маркетинга, а за счёт развития ИТ-технологий 2-ого и 3-его уровня (базы данных, серверы приложений, средства разработки, операционная система, даже процессоры). Как Вы думаете, ИТ-гиганты смогут вывести «умные» технологии на новый уровень, если применят свои широкие возможности развития технологий? Или, как часто бывает, интеграция линейки передовых решений в отрасли будет давать лучший результат?

АБ: Полагаю, оба эти процесса будут идти параллельно. С одной стороны, мы видим, что сегодня высокотехнологичные гиганты – например, такие, как Siemens, – активно поглощают малые инновационные компании и стартапы, специализирующиеся на тех или иных узконаправленных разработках. С подобными бизнесами сложно конкурировать – да и не нужно: задача крупных промышленных концернов в сборе лучшего, комплексировании и добавлении своих уникальных ноу-хау. В этой логике работают и наши крупнейшие корпорации. Примерно в этом же русле движется и Центр НТИ СПбПУ, объединяя в консорциуме лидеров отраслей.

С другой стороны, технологии развиваются не просто ежедневно – ежеминутно. Ресурсы крупных компаний позволяют им создавать действительно прорывные решения, и если в этом процессе установится некоторая конкуренция платформ – это только ускорит инновации и послужит развитию технологий.

СД: Как осуществляется переход процессов разработки и производства на рельсы «умных» технологий? Строительство нового завода и перепроектирование изделия - задача и амбициозная, и затратная одновременно. Возможно ли вливать новое «вино» «умных» цифровых моделей, «умных» фабрик в «меха» технологических процессов, которые работают сейчас, заменяя лишь отдельные переделы?

АБ: Я повторюсь: IV промышленная революция – это явление комплексное, вмещающая буквально все аспекты нашей жизни, от образования до законодательства. Абсолютно бессмысленно учить шесть лет студентов тому, что им не пригодится после получения диплома, так как за это время в промышленности, науке, технологиях, бизнес-моделях произошли слишком серьезные изменения. Соответственно, создаются новые образовательные модели – такие, например, как Университет 4.0, реализуемая, в частности, в ИППТ СПбПУ и состоящая в передаче компетенций будущим системным инженерам непосредственно в процессе выполнения реальных промышленных высокотехнологичных проектов.

Так же бессмысленно вкладываться в производственную инфраструктуру: новейшие производственные мощности сейчас не столько конкурентное преимущество, сколько необходимое условие присутствия на глобальном рынке. На данный момент по программе модернизации промышленности в стране закуплено порядка 80 тыс. станков, но загружены они, как правило, в среднем не более чем на 10-20%.

Нужно понимать, что программа Industrie 4.0 была предложена в Германии в 2011 году, но этому моменту предшествовала многолетняя работа, в ходе которой фактически формировался технологический отрыв от конкурентов. Цифровая экономика, которую многие в России до сих пор понимают на уровне сканирования чертежей и использования «1С:Бухгалтерии», на Западе – уже давно повседневная реальность и гарант их глобальной конкурентоспособности на годы вперед.

Единственная возможность для нас запрыгнуть в уходящий поезд – подойти к этим вызовам так же системно. Поддерживать науку, давать молодежи адекватное современности образование, применять лучшие мировые технологии на основе тех бизнес-моделей, которые уже доказали свою эффективность.

Последнее – это, несомненно, «новые мехи» – Фабрики Будущего, системы комплексных технологических решений, синергетически совмещающие в себе эффекты применения ППТ. Только такая бизнес-модель обеспечивает сегодня разработку и производство в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной, кастомизированной и востребованной продукции нового поколения.

Сейчас Инжиниринговым центром СПбПУ и ГК CompMechLab® ведется активная работа по созданию Фабрик Будущего с высокотехнологичными предприятиями из различных отраслей промышленности – автомобилестроения (центральный институт отрасли «НАМИ», Ульяновский автомобильный завод, «Волгабас»), судостроения и кораблестроения (Средне-Невский судостроительный завод, СПМБМ «Малахит»), авиастроения и вертолетостроения (Объединенная авиастроительная корпорация, «Гражданские самолеты Сухого», «Корпорация «Иркут», «Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина» и холдинг «Вертолеты России», конструкторское бюро «Камов», Московский вертолетный завод им. М.Л. Миля) и других. Такую же работу мы ведем сейчас и для двигателестроения с «ОДК-Сатурн». Очень рассчитываю на то, что совсем скоро позитивные результаты этой работы стану очевидны для всех.

Новости на сайте по теме публикации: