Цифровизация машиностроительных и станкостроительных производств – основа повышения конкурентоспособности высокотехнологичного бизнеса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН

Цифровизация машиностроительных и станкостроительных производств - основа повышения конкурентоспособности высокотехнологичного бизнеса

Соломенникова Е.А.

к.э.н., доцент

Ключевые слова: цифровизация, высокотехнологичный бизнес, машиностроение, станкостроение, конкурентоспособность.

Keywords: digitalization, high-tech business, machine-building, competitiveness.

цифровизация машиностроительный станкостроительный конкурентоспособность

Машиностроительные предприятия, в том числе и станкостроительные, играют важнейшую роль в развитии отечественной экономики, т.к. их основная продукция - это средства производства для всех сфер экономики, от состояния которых зависит обновление ведущих секторов экономики.

Чтобы отечественная экономика была конкурентоспособной, необходимо чтобы само машиностроение и станкостроение страны как фондообразующие отрасли были на достаточно высоком уровне развития, то есть были бы высокотехнологичными, инновационными и цифровыми. Для выпуска конкурентоспособного оборудования предприятия указанных отраслей должны использовать современные технологии и производить лучшие виды продукции. Поэтому важнейшим этапом исследования должен стать анализ состояния действующих машиностроительных, в том числе станкостроительных, предприятий на текущий момент.

Оценка современного состояния машиностроительных и, в частности, станкостроительных предприятий дана в утвержденной правительством РФ в 2017 г. программе «Стратегия развития станкоинструментальной промышленности до 2030 года» Распоряжение Правительства РФ «Стратегия развития станкоинструментальной промышленности до 2030 года». - М., 2017.. В документе отмечается, что российские предприятия уступают мировым производителям оборудования по целому ряду показателей, а главное по конкурентоспособности продукции и производства. И вызвано это дефицитом новых производственных технологий, нехваткой высококвалифицированных кадров, отсутствием некоторых видов компетенций работников отрасли для реализации НИОКР и масштабирования результатов инновационной деятельности. К тому же ситуация усугубляется в виду того, что растущий спрос отечественных предприятий практически всех отраслей в условиях перехода на более высокий уровень развития на высокотехнологичное оборудование удовлетворяется за счет импортного. Даже реализация ФЦП «Развитие оборонно-промышленного комплекса Российской Федерации на 2011-2020 годы», в рамках которой проводилась масштабная модернизация производственных фондов предприятий ОПК, осуществлялась практически за счет импортного высокоточного и высокопроизводительного оборудования, что строго говоря, не может обеспечивать надежность ОПК. Более того, импортозависимость российских предприятий уже несколько лет находится на уровне 91-92%. К тому же наблюдается падение спроса гражданских предприятий на обновление основных фондов по причине сокращения их объемов производства и зачастую из-за отсутствия или нехватки финансовых средств Там же..

В развитых странах, в основном, используются технологии и инновации, которые относятся к четвертому и пятому технологическим укладам, при этом использование технологий четвертого уклада снижается, и появляются технологии шестого уклада, хотя пока они применяются на небольшом количестве предприятий. Отечественные производители станков отстают от международного уровня в 1,5-2 технологических поколения.

Таким образом, уровень состояния отечественных машиностроительных предприятий, и станкостроительных в частности, свидетельствует, что они нуждаются в срочном реанимировании, чтобы не только сократить их отставание от зарубежных лидеров, но и обеспечить их ускоренное развитие. В то же время считается, что отечественное машиностроение, и в частности станкостроение, имеет мощный интеллектуальный задел, результатом которого служит достаточно большое число действующих научно-исследовательских и проектных организаций (НПО ЦКТИ, НИИ «Теплоприбор», ГНЦ НАМИ, ЦНИИТМаш, ВНИИМетМаш, ВЭН им. Ленина и др.), разработки которых соответствуют мировым стандартам и используется российскими предприятиями, но слабо. При этом станкостроение имеет мощную производственную базу, но в силу ограниченности бюджетных средств, государственная поддержка оказывается ограниченному кругу предприятий.

Наряду с отмеченными отрицательными тенденциями в российском станкостроении нарастают и положительные тенденции. Есть много примеров промышленных предприятий, свидетельствующих об этом. Они позволяют относить машиностроительные предприятия к высокотехнологичным, внедряющим на постоянной основе все виды инноваций, в том числе и цифровые технологии. Многие авторы отмечают, что на большей части машиностроительных предприятий широко внедряются современные информационные технологии, касающиеся планирования и учета товарно-материальных ценностей, управления производственным процессом, закупок и продаж, что объясняется высокой конкуренцией в данной сфере. Для этих целей сегодня имеется большой арсенал отечественных и зарубежных программных продуктов, например: «1С», «Парус», «Галактика ERP», IFS Applications, а также бизнес-решения Microsoft, SAP, Oracle и др. Использование технологии цифровых прототипов опирается на решения следующих программ: Autodesk Inventor на основе параметрического 3D моделирования для промышленности с целью визуализации и моделирования различных трехмерных объектов в цифровой среде; продукты семейства Autodesk Alias, предназначенных для моделирования поверхностей и дизайна внешнего облика промышленных изделий сложной формы; AutoCAD Electrical и AutoCAD Mechanical, предназначенные для проектирования механических и электрических систем соответственно; Autodesk Vault для управления проектами в рабочей группе и др.

В рамках научно-практической конференции «Комплексные технологии для техперевооружения и модернизации предприятий ОПК в соответствии с концепцией «Индустрия 4.0» на «Технофоруме-2018» (22-25.10.2018 г.) представитель Российской ассоциации производителей станкоинструментальной продукции «Станкоинструмент» Н. Юденков отметил, что «станки, которые производят российские предприятия, находятся в тренде», но для обновления основных фондов по окончании нормативного срока использования (8-10 лет) отечественных предприятий ОПК России пока не производит необходимого количества станков, в то время как европейские стандарты предписывают обновлять станочные парки предприятий каждые 5 лет; не хватает отраслевых квалифицированных специалистов. Представитель группы компаний «ФИНВАЛ» С. Липатов остановился на необходимых стандартах для осуществления четвертой промышленной революции, акцентировав внимание на необходимости замены оборудования на полностью автоматизированное цифровое производство http://stancop.com/exhibition/past-exhibitions/technoforum-2018. Компетенции в научной и опытно-конструкторской деятельности в станкоинструментальной промышленности, как в высокотехнологичной отрасли, определяют уровень ее развития и сказываются на конкурентоспособности выпускаемой продукции. В последние годы на предприятиях возрастает роль секторов НИОКР и информационных технологий. Но, к сожалению, специалисты отмечают, что большинство разработок предприятий в сфере НИОКР связано, в основном, с модернизацией действующего оборудования, хотя есть и такие предприятия, где создается инновационное оборудование.

В организационном плане мировые лидеры занимаются разработкой новых технологий и новых образцов станков в холдинговых структурах, в которых весь процесс от создания до реализации конечной продукции разбивается между многими ее малыми, средними и крупными предприятиями, что позволяет разделять риски, связанные с созданием и внедрением инноваций. В России же создание и коммерциализация инноваций сопровождается противоречивыми процессами. С одной стороны, по-прежнему предприятия стараются объединить все перечисленные процессы в рамках одного предприятия, тогда, в случае получения неудачного результата, убытки ложатся тяжким бременем на это предприятие. С другой стороны, в данной отрасли создаются холдинговые структуры (госкорпорации Ростех, Роскосмос, крупнейшие российские диверсифицированные холдинги Русские машины, ОСК, Трансмашхолдинг, Силовые машины, группа «Энергомаш», Объединённые машиностроительные заводы и др.). Если участники работают на общий результат, то они повторяют мировую практику, то есть могут использовать западный опыт разделения рисков между ними.

Эксперты оценивают затраты на возрождение станкостроительной отрасли и вывод ее на уровень мировых стандартов свыше 200 млрд. руб. Однако привлечь инвесторов при производительности труда на российских предприятиях станкостроения 786 тыс. руб./чел. (в то время как в Японии - 32279 тыс. руб./чел.; в Германии - 11040 тыс. руб./чел.) и при отраслевой рентабельности в 3-4% для реализации поставленной задачи практически невозможно. Поэтому возникает необходимость в государственной поддержке отрасли, которая постоянно осуществляется в рамках специальных программ, например, подпрограмма «Развитие отечественного станкостроения и инструментальной промышленности на 2011-2016 гг.»; предусматриваются субсидии на компенсацию части затрат на проведение НИОКР по организации серийных производств и субсидии в виде имущественного взноса в ГК «Ростех» и др. Распоряжение Правительства РФ «Стратегия развития станкоинструментальной промышленности до 2030 года». - М., 2017.

Для ускорения развития предприятий станкостроения необходимо использовать инновационные технологии и производство инновационной продукции, а также проводить цифровизацию бизнес-процессов. Но для решения поставленных задач необходимы существенные финансовые ресурсы, новые компетенции и высококвалифицированные кадры.

В Программе «Цифровая экономика Российской Федерации» определены «основные сквозные цифровые технологии: большие данные; нейротехнологии и искусственный интеллект; системы распределенного реестра; квантовые технологии; новые производственные технологии; промышленный Интернет; компоненты робототехники и сенсорика; технологии беспроводной связи; технологии виртуальной и дополненной реальностей» Программа «Цифровая экономика Российской Федерации». - http://static.government.ru/media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.pdf. А индикаторами внедрения цифровой экономики, статистика по которым доступна, согласно исследованиям ВШЭ, служат данные по использованию широкополосного Интернета; серверов; веб-сайтов; облачных серверов; технологий электронного обмена данными между своими и внешними информационными системами; REID-технологии; ERP-системы Индикаторы цифровой экономики: 2019: статистический сборник / Г. И. Абдрахманова, К. О. Вишневский, Л. М. Гохберг и др.; Нац. исслед. ун-тИ60 «Высшая школа экономики». - М.: НИУ ВШЭ, 2019..

Если для экономики России есть статистика по метрикам ее цифровизации, то для машиностроительных предприятий, тем более станкостроительных, такой статистики нет. Поэтому в данной статье используем методы case study.

Внедрение цифровизации на российских предприятиях начинается по-разному: одни разрабатывают проект цифровизации предприятия, другие внедряют цифровые технологии по мере их появления в отдельные бизнес-процессы.

Так, цифровизация в Трансмашхолдинге началась с проекта «Цифровой завод НЭВЗ» - пилотного проекта комплексной цифровизации. На Новочеркасском электровозостроительном заводе (НЭВЗ) была разработана концепция цифрового производства, согласно которой «возрастает роль нематериальных активов - методологий, бизнес-процессов, информации, компетенций, навыков и умений, способности справляться с различными нештатными ситуациями» Без цифровизации нет будущего: проект «Цифровой завод НЭВЗ». - http://www.up-pro.ru/library/information_systems/production/cyfrovoj-nevz.html. В проекте приводится характеристика ожиданий от цифрового производства в виде экономии ресурсов и повышения их отдачи за счет рационального их использования; обеспечения прозрачности всех процессов производства и управления на предприятии, получения данных в режиме реального времени. А основной идеей проекта является то, что в цифровой экономике будут нужны не станки и оборудование, а программное обеспечение и технологии. Причем, именно новые технологии: роботизация производства, трехмерное моделирование и печать, компьютерное зрение, промышленный Интернет вещей, виртуальная реальность, машинное обучение, цифровой двойник завода и многое другое.

С системы мониторинга оборудования началось объединение 36 единиц оборудования предприятия в единую киберфизическую производственную систему. Это явилось первым шагом внедрения на НЭВЗе решений «Индустрия 4.0». Мониторинг работы станков вызвал организационные изменения: перемещение незагруженных производственных мощностей в другие подразделения, где в них была потребность, и было возможно обеспечить высокий коэффициент их использования. По оценке предприятия, в результате вскрытия резервов за счет сокращения простоев полезное время работы станка увеличилось в среднем на 5-10% (внедрение системы бережливое производство) Там же..

Информацию о состоянии и работе оборудования и производственных рабочих (сколько станки работали, сколько и по каким причинам простаивали, кто из операторов в этот момент работал и др.) собирает специальная программа через установленные на стойках управления станков контроллеры-регистраторы и терминалы ввода-вывода информации. Часть информации - отключение станка от питания, работа по управляющей программе, аварийная остановка - программа фиксирует автоматически, здесь человеческий фактор исключён полностью. Роль человека (оператора) сводится к определению причины простоя из списка составленных стандартизированных причин. На предприятии уже внедряется робототехнический комплекс на одном из участков производственного процесса. Результатом внедрения комплексного проекта станет создание цифрового макета завода.

Вторым примером начала цифровой трансформации бизнеса с разработки стратегии сквозной цифровизации компании служит компания РУСАЛ, которая включает три направления:

- усовершенствование и наполнение бизнес-процессов датчиками, сенсорами и аппаратурой, ими управляющей;

- внедрение MES-систем, управляющих производственными процессами. Эта система позволяет мониторить работу оборудования, данные о которой обрабатываются и поступают диспетчеру или в единый центр управления, при этом возможен обратный сигнал, формируемый по составленному ранее алгоритму;

- внедрение и совершенствование корпоративных систем (бухгалтерская система, ERP-система). В планах реализации стратегии предполагается запустить мобильные приложения для клиентов системы управления цепочками поставок, позволяющие отслеживать заказ на каждом этапе, а также для систем, связанных с управлением персоналом, - от обучения до внедрения личных кабинетов Цифровизация промышленности. Опыт Русала. - https://integration24.ru/2018/06/09/cifrovizaciya-promyshlennosti-opyt-rusala/#prettyphoto/0/.

На ряде предприятий Алюминиевого дивизиона совместно с Yandex Data Factory разрабатываются проекты по испытанию искусственного интеллекта и машинного обучения. Конечной целью данной работы в будущем будет объединение данных по всем бизнес-процессам предприятий, входящих в РУСАЛ, их обработка и анализ в режиме реального времени. Все данные будут представлены в едином формате и будут храниться на общей платформе.

Стратегия цифровизации компании предполагает построение ее новой архитектуры, включая бизнес архитектуру и системную архитектуру (IT). Цифровизация в компании осуществляется поэтапно. При этом разработку и внедрение информационных и технологических решений предполагается сопровождать развитием кадрового потенциала, в том числе освоением сотрудниками новых компетенций в сфере работы с данными, привлечением новых высококвалифицированных специалистов и трансформацией методов и стилей управления, используемых менеджментом компании.

Другой пример касается внедрения цифровых технологий в отдельные бизнес-процессы - Новосибирский авиационный завод им. В.П. Чкалова, который использует автоматические клепальные станки при производстве авиационной техники гражданского назначения (самолета SSJ100) на участке панелей фюзеляжа. Оператор такого станка только задает программу и следит за ходом процесса клепки. В результате перехода на «станки-роботы» повысилось качество панелей фюзеляжа, исчез брак, возникающий при выполнении этой операции вручную, что привело к увеличению ресурса самолетов Вездесущая «цифра»: Роботы и цифровые технологи на предприятиях ОАК // Горизонты. 2017. - № 2. - http://www.up-pro.ru/library/modernization/modernization_teh/roboty-oak.html.

Примером внедрения сквозной цифровизации может быть АО «НЗХК-Инжиниринг», выполняющее НИОКР, изготовляющее оборудование и осуществляющее внедрение в производство автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами, оказывающее услуги по металлообработке, производящее транспортные упаковочные комплекты. Цифровые технологии на этом предприятии охватывают все этапы - от проектирования нестандартизированного оборудования до его изготовления. Так, процесс создания оборудования (например, устройство таблеток, комплекс герметизации ТВЭЛ) начинается с создания 3-D модели, а уже затем осуществляется его производство.

С помощью системы видеонаблюдения в режиме реального времени осуществляется контроль за работой персонала по всей технологической цепочке изготовления конечной продукции, результаты которого регистрируются и архивируются автоматически. Производство оснащено современным оборудованием, в том числе станками с ЧПУ. В составе «НЗХК-Инжиниринг» есть лаборатория технической диагностики, в которой производится экспертиза опасных производственных объектов и аттестация производственного персонала.

Предприятие использует современные программные продукты в конструировании и разработке нестандартизированного оборудования, например, AutoDеsk Inventor2013-2014, позволяющее использовать 3-D моделирование и проектирование, а также автоматизированную передачу данных о свойствах модели продукции. Работники предприятия используют собственную программную систему ПК «НИИ», которая автоматизирует информационную связь на основе данных от «Autodesk Inventor» о свойствах модели изделия с программными комплексами собственной разработки: ПК «Производство» (подготовка машиностроительного производства, технология) и ПК «ПЗО» (потребность в материалах и покупных изделиях; заявка на закупку; расчёт обеспеченности) НЗХК-Инжиниринг. АО. - http://www.nccp-eng.ru/.

Чтобы продвинуться на пути восстановления машиностроительных предприятий и осуществить переход их в высокотехнологичные цифровые, необходимо осуществить переход к следующему уровню развития предприятий, который зависит от самих предприятий. В своем движении они должны следовать мировым тенденциям смены индустриальной парадигмы, несмотря на те барьеры, которые стоят на их пути. Тогда есть возможность, согласно результатам исследования J'son & Partners Consulting основной выгодой от цифровизации и внедрения Интернета вещей (IoT) у российских машиностроительных предприятий появится уникальная возможность «рывком» повысить конкурентоспособность своей продукции относительно основных международных игроков.

Вышесказанное позволяет сделать вывод, что, хотя большинство российских предприятий находится только в начале пути цифровизации своего бизнеса, формируется группа компаний, которые активно занимаются процессами внедрения цифровых технологий. Опыт таких предприятий очень ценен и уникален.

С нашей точки зрения, дальнейшее накопление эмпирического материала по цифровой трансформации бизнеса отечественных компаний, его обобщение и анализ являются важным аспектом развития методического подхода к формированию стратегий цифровизации российских предприятий, отвечающих вызовам современности.

Размещено на Allbest.ru