Цифровая трансформация широким фронтом

Нам повезло: мы живем в удивительное время «Цифровой трансформации». Нас окружают локомотивы, электропоезда, пассажирские вагоны, поезда метро, но не многие из нас знают, насколько сложными сейчас является современный железнодорожный транспорт и насколько технологичным и наукоемким должно быть его производство. Например, вагон метро имеет цифровую шину данных и состоит из десятков систем, обеспечивающих безопасность и комфорт пассажиров, а вся конструкция состоит примерно из 40 тысяч деталей. Современный локомотив по сложности производства и применяемым технологиям сопоставим с производством авиационной техники. Именно цифровая шина данных подвижного состава обеспечивает возможность применения цифровых технологий и интеллектуальных транспортных систем. О инновационных технологиях рассказал руководитель управления цифровой трансформации департамента проектного управления и цифровой трансформации АО «Трансмашхолдинг» Виталий Плешанов.

Объемы грузоперевозок и пассажиропоток железнодорожного транспорта с каждым годом растут: например, перевозки на московских центральных диаметрах (МЦД) в сентябре 2021 года составили 15,2 млн человек. Всего же почти за два года работы МЦД перевезли более 250 млн пассажиров. Люди с каждым годом хотят быть более мобильными, а пассажирский транспорт становится все более комфортным и быстрым.

Трансмашхолдинг понимает текущие вызовы рынка и ожидания потребителя, поэтому является одним из пионеров цифровизации в российском машиностроении. Программы «Цифровое депо», «Цифровой завод», «Цифровой локомотив» уже стали прорывными в индустрии и содержат десятки успешных проектов и решений.

На старте цифровой трансформации мы приняли концепцию «Широкого фронта», отказались от внедрения локальных решений, точечных проектов, решающих сиюминутные проблемы.

Мы решили, что будем единовременно развивать все процессы, лежащие на жизненном цикле изделия, начиная от планирования нового продукта, системного моделирования, проектирования изделия, производства и заканчивая сервисным обслуживанием. Именно такой подход к изменениям стал наиболее продуктивным, т. к. исключает перекосы в цифровизации отдельных функциональных областей, когда одно из направлений продвигается существенно дальше остальных и создаются технологические разрывы, а созданный набор цифровых решений не может быть использован в полной мере, теряется синергетический эффект. В рамках цифровой трансформации мы поэтапно создавали набор взаимоувязанных решений. Для минимизации рисков и расходов мы использовали подход прототипирования и обкатки решений на пилотных площадках холдинга, которыми стали наиболее готовые к этому предприятия — НЭВЗ, ТВЗ и БМЗ.

Безусловно, цифровая трансформация начиналась с людей, с трансформации их сознания, и, только накопив критическую массу функциональных бизнес-лидеров, мы смогли уверенно начать меняться. Цифровая трансформация затрагивает все существующие продуктовые программы ТМХ и имеет прямое влияние на ускорение их реализации и оптимизацию ресурсов.

Основными направлениями цифровой трансформации стали:

1. Разработка и настройка единой цифровой платформы ТМХ. Реинжиниринг и цифровизация процессов разработки и создания техники.
2. Создание цифрового двойника изделия и производства, процессов жизненного цикла изделий, построение умных моделей производственных средств.
3. Промышленная автоматизация и применение перспективных производственных технологий. Создание системы контроля производства в реальном времени (пассивный и активный контроль), идентификация изделий и производственных средств, обеспечивающих жизненный цикл изделия и послепродажного обслуживания.
4. Интеграция систем разработки, моделирования, управления и аналитики на базе цифровых двойников, развитие их с помощью инструментов дополненной и виртуальной реальности и применение элементов искусственного интеллекта для управления производством.

Программа цифровой трансформации в ТМХ стартовала с конца 2017 года и ориентируется на внедрение технологии «Индустрии 4.0», которая подразумевает существенное расширение сферы цифровизации и роботизации производства. Толчком послужила глобальная тенденция по переходу на цифровые методы управления, сегодня уже невозможно создать современный высокотехнологичный продукт без цифровых технологий. Мы видим их внедрение в большом количестве мировых компаний, с которыми имеем возможность общаться, сотрудничать и реализовывать совместные проекты. И поскольку мы активно работаем не только в России, но и в других странах мира, то просто обязаны обладать всеми возможными конкурентными преимуществами, чтобы уверенно себя чувствовать на рынке. Для нас выход на международный рынок является стратегической задачей, мы участвуем в конкурсах в Европе, Латинской Америке, Северной Африке, Южной Африке, и конкурентная борьба очень жёсткая.

Технологии Индустрии 4.0 — это лишь инструменты, их правильное применение позволяет решить огромное количество проблем без участия человека. Иными словами, если сейчас конкурируют между собой люди, то дальше будут конкурировать технологии. Скоро мы пройдем точку невозврата.

Мы понимаем, что тот, кто сегодня сможет трансформироваться, создать цифровую экосистему в компании, пронизывающую все бизнес-процессы, станет недостижим для конкурентов, дальше будет только борьба цифровых продуктов.

Процесс цифровизации производства в России — продолжение мировой тенденции перехода на цифровые методы управления. Все крупные мировые машиностроительные компании активно внедряют и совершенствуют эти технологии. Конкурировать с ними на международном, да и на российском рынке без применения этих технологий сейчас невозможно. Цифровые технологии — это не признак современности, а рабочий инструмент, который ускоряет и облегчает процессы. Поэтому мы внедряем «цифру» везде — в партнерстве с ведущими мировыми компаниями, в конструировании, в логистике, в производстве, во внутренних управленческих процессах. Например, мы создаем независимую систему с элементами искусственного интеллекта, которая будет выполнять бизнес-планирование сама, без человека, предлагая оптимальные варианты бизнес-модели, учитывая миллионы параметров.

Трансформируя свой бизнес и применяя цифровые технологии, мы придерживаемся конкретных целей, одна из ключевых — это возможность оказаться ближе к заказчику.

Процесс производства у нас разбит на последовательные этапы — жизненный цикл продуктов. Поэтому для нас очень важна гибкость на всем пути жизненного цикла или, другими словами, скорость, с которой компания реагирует на изменяющиеся запросы рынка, которые диктует заказчик. На пути изменений есть риски, с которыми нам пришлось столкнуться. Если в мире уже устоялись традиции взаимоотношений между поставщиком и потребителем, то в России пока нет. Мы хотим все получить «вчера», желательно бесплатно и в самом лучшем виде. Но, так не бывает. Нужно время на проектирование, подготовку производства, реорганизацию, выпуск.

Свою цифровую стратегию мы выстраиваем в периметре двух компаний: АО «Трансмашхолдинг» (ТМХ) и ООО «ЛокоТех-Сервис», в августе 2018 года началось слияние активов групп, теперь это группа компаний, объединенная по технологическому принципу. Под нашим операционным контролем находятся весь жизненный цикл локомотива: проектирование, производство, поставка на сеть железных дорог, сервис и капитальный ремонт вплоть до момента утилизации. На постоянном обслуживании находится более 15 тыс. ед. техники на срок до 40 лет. Основными целевыми показателями выступают повышение надежности локомотивов и снижение затрат на производство и сервис. Сейчас программа цифровой трансформации включает в себя более 40 различных инициатив. Мы переходим на безбумажное производство по новым видам изделий, выводим в виртуальную среду работу по проектированию локомотивов, вагонов и деталей. Оно происходит в цифровом 3D-пространстве, конструктора создают 3D-макет изделия и в таком виде передают его в производство, на производстве 3D-макет изделия используется для разработки программ станков с ЧПУ и роботов на производственных участках. Для систем контроля качества и технологии сборки кузовов вагонов это роботизированная измерительная ячейка системы сканирования кузовов вагонов, которые автоматически контролируют параметры сборки систем лазерной разметки на участках сварки рам. Системы интерактивных электронных руководств помогают на сборочных линиях визуализировать процесс сборки сложных деталей, тем самым существенно сокращая ошибки. Сейчас работа над новым локомотивом с начала проектирования до опытных пробегов занимает 2−2,5 года. В результате нововведений это время сократится до 1 года.

Также 3D-макет изделия используется для систем с дополненной реальностью, например, на участках сборки электрических щитов используется система с очками дополненной реальности, которая помогает сборщику правильно соединять клеммы проводов.

3D-макет изделия используется для CAE систем, еще до появления физического изделия мы можем начать его испытание в той же виртуальной среде, тестировать, моделируя любые условия, и в случае необходимости вносить конструкторские изменения в выпускаемую модель. Таким образом мы сокращаем расходы на натурные испытания, используя их лишь для подтверждения расчетов, полученных в CAE системе.

Большое внимание мы уделяем очень важному для нас сервисному направлению. Совместно с РЖД ведется проработка задачи по переходу на электронный паспорт изделия, что существенно упростит эксплуатацию всего подвижного состава. Для этого также необходим 3D-макет изделия. Совместно с Локотех-Сервис и МВМ-Сервис создаем централизованное решение по сервисному обслуживанию, в котором будут планироваться и выполняться все сервисные работы, как оперативные, так и капитальные.

Особое внимание уделяем предиктивной аналитике, сейчас у нас инициировано несколько проектов как по онлайн-контролю, так и по прогнозированию выхода из строя элементов подвижного состава, наибольшую значимость это имеет для подвижного состава метрополитенов.

Мы создаем систему, которая в онлайн режиме при эксплуатации поездов метро будет автоматически диагностировать состояние всех ключевых узлов подвижного состава, сообщать диспетчеру ситуационного центра об отклонениях и возможной неисправности и сразу выводить поезд с линии в дэпо для проверки и ремонта.

В инжиниринге ТМХ переходим на 1D (системное) моделирование. Данную технологию мы применяем на новых изделиях тягового подвижного состава и отдельных его элементах.

Кроме цифровых решений в производстве, которые существенно сокращают трудозатраты и производственный цикл, холдинг использует технологии цифрового имитационного моделирования, которые позволяют нам создавать цифровые двойники производства, моделировать технологию, отрабатывать сетевой график производства продукции, загрузку производственных мощностей. Для оперативного управления производством мы используем МЕS — это система управления производственными процессами, которая позволяет автоматически корректировать план с учетом дефицита каких-либо ресурсов. Например, кто-то заболел и не вышел на работу, где-то произошла авария, сломался станок, подвели поставщики — МЕS оптимальным образом перестроит всю работу для выполнения заложенных в ней плановых показателей и сделает это оперативно, в этом ее особая ценность. Такого рода решения позволяют нам повышать ритмичность производства, сокращать незавершенку и повышать коэффициент загрузки производственных мощностей и персонала.

Перечисленные выше проекты — это всего лишь часть нашей программы цифровой трансформации. У нас также много инициатив в части общекорпоративного направления, в рамках которых мы трансформируем управленческие процессы и создаем решения поддержки принятия управленческих решений.

Возврат к списку