Инновационные технологии в современном кораблестроении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дальневосточный Федеральный университет

Инновационные технологии в современном кораблестроении

Непомнящий Даниил Ильич Студент 1 курса магистратуры, департамент «Морской техники и транспорта»

Россия, г. Владивосток

Аннотация

В статье анализируются инновационные технологии в современном кораблестроении. Выделяются специфические черты судостроительного производства, осложняющие внедрение инновационных технологий. Приводятся требования к цифровизации кораблестроительных предприятий и группы инновационных технологий, определяющих ускорение развития российского кораблестроения. Рассматриваются ключевые инновационные технологии судостроительной отрасли, применяемые на всех этапах жизненного цикла.

Ключевые слова: кораблестроение, проектирование, производственный процесс, цифровая трансформация, инновационные технологии.

Annotation

The article analyzes innovative technologies in modern shipbuilding. The specific features of shipbuilding production are highlighted, which complicate the introduction of innovative technologies. The requirements for the digitalization of shipbuilding enterprises and a group of innovative technologies that determine the acceleration of the development of Russian shipbuilding are given. The key innovative technologies of the shipbuilding industry used at all stages of the life cycle are considered.

Key words: shipbuilding, design, production process, digital transformation, innovative technologies.

Кораблестроение является одной из наиболее высокотехнологичных отраслей, требующей существенных вложений и постоянного совершенствование всех этапов производственного процесса [1]. В России процесс развития кораблестроения идёт по пути обновления материально - технической базы предприятий, переоборудования станочного парка, замены и модернизации информационных систем. Также в отрасль внедряются принципиально новые технологии, применяемые на этапах проектирования, строительства и при обеспечении взаимодействия проектных организаций и верфей, что позволяет упростить сервисное и эксплуатационное обслуживание судов. судостроительный инновационный цифровизация

Целью работы является изучение инновационных технологий в современном кораблестроении. Для её достижения были использованы аналитический, синтетический, индуктивный и дедуктивный методы обработки тематических исследований, научных публикаций и релевантных литературных источников.

Согласно Стратегии развития судостроительной промышленности на период до 2035 года, одним из ключевых направлений развития отрасли российского кораблестроения является цифровизация, своевременное методическое и технологическое обеспечение проектно-конструкторских организаций, судостроительных и судоремонтных предприятий [2]. Однако внедрение инновационных технологий в судостроительное производство осложняется его специфическими чертами [3]:

предметная специализация предприятий;

мелкосерийный и индивидуальный характер производства, снижающий экономическую заинтересованность производителей судового комплектующего оборудования;

большой объем незавершённого производства, которое существенно колеблется по периодам;

неравномерная сдача судов, ведущая к большим колебаниям значений показателей работы предприятия;

использование специфических показателей для планирования и учёта производства;

высокая вероятность возрастания первоначальной сметы проекта;

необходимость использования во внутреннем планировании и учёте производства сложной системы планово-учётных единиц;

относительно частые и существенные конструктивно -технологические изменения, которые осложняют организацию производства и делают необходимым выполнение непредвиденных работ;

высокая капиталоёмкость производства;

необходимость формирования значительных производственных запасов и оборотного капитала;

относительно низкая рентабельность продаж, обуславливающая длительный период окупаемости инвестиций (в среднем более 15 лет);

высокая доля заёмного капитала в гражданском судостроении;

значительная зависимость от поставок зарубежного оборудования и санкционной политики иностранных государств;

высокие финансовые и операционные риски деятельности при неблагоприятной рыночной конъюнктуре.

Помимо этого, исполнение одной из целей Стратегии - формирование единого цифрового пространства судостроительной промышленности - осложняется несогласованным внедрением проектно -конструкторскими организациями и судостроительными предприятиями информационных технологий, которое началось до принятия стратегических решений в части цифровой трансформации [4]. В результате российские предприятия используют различные системы автоматического проектирования, а некоторые из них применяют цифровые технологии собственной разработки.

Можно выделить следующие требования к цифровизации кораблестроительных предприятий [5]:

обеспечение абсолютной интеграции процессов, которые связаны с цифровым информационным обменом между проектно-конструкторскими организациями и исполняющей верфью;

обеспечение цифровизации производственных процессов до 90 %;

обеспечение информационной поддержки всего жизненного цикла выпускаемых судов;

разработка цифровых моделей управления производственными процессами с учётом цифровых моделей проектов;

цифровизация программы испытаний судов, цифровая сертификация;

включение в состав производственных цепочек достижений робототехники.

Инновационные технологии, которые определяют ускорение развития российского кораблестроения, можно условно разделить на три группы [6]:

технологии автоматизации и роботизации производства, позволяющие

снизить трудоёмкость и сроки строительства и основанные на традиционных физических и химических процессах: плазменная, кислородная и механическая резка, абразивоструйная очистка, холодная и горячая гибка, дуговая сварка, окраска методами безвоздушного и пневматического распыления;

прорывные технологии, основанные на новых физических и химических процессах;

технологии, базирующиеся на передовых организационных решениях: крупноблочное строительство судов, обработка крупногабаритного металлопроката, организация производства отдельных элементов судов в рамках межрегиональных и региональных центров компетенций, выполнение электромонтажных работ «под ключ».

Одной из ведущих инновационных технологий отрасли кораблестроения является создание цифровых двойников производственных систем [7]. Оцифровывание производственных процессов способствует более глубокому пониманию тенденций развития предприятий и повышению уровня коммуникаций между конструкторскими бюро и строительными заводами. Моделирование проектирования и производства судов позволяет добиться значительного увеличения рентабельности и производительности труда, оптимизировать цепочки поставок и сократить нагрузку на складские помещения. Помимо этого, цифровые двойники дают возможность проводить имитационное моделирование процессов на всех этапах жизненного цикла судов и осуществлять дополнительный контроль качества производственных операций.

Эффективная реализация технологии цифровых двойников в кораблестроении требует тщательного анализа производственных процессов, для которого применяются облачные вычисления, промышленный интернет вещей, искусственный интеллект и большие данные [8]. Использование облачной инфраструктуры позволяет в режиме реального времени отслеживать состояние всего оборудования предприятия, благодаря чему сокращается количество сбоев, увеличивается надёжность активов и исключаются простои. Дополняют цифровую экосистему судостроительного производства новые разработки в области роботизации - гибкие роботы, датчики которых позволяют осуществлять интеграцию между роботом и оператором. Благодаря этому появляется возможность увеличивать количество и сложность решаемых роботом задач.

На судостроительных предприятиях применяются системы автоматизированного проектирования и различные информационные системы, некоторые из которых - CAD/CAM-системы, электронные архивы, системы документооборота, PDM/PLM-системы - интегрированы с информационной системой управления проектами [9]. Постепенно расширяются возможности использования SD-принтеров, SD-моделирования, SD-сканирования и обратного проектирования.

В производственный процесс активно внедряются композитные материалы, физико-химические свойства которых обеспечивают созданным из них конструкциям и изделиям высокую прочность, износостойкость и сопротивляемость к внутренним и внешним разрушающим факторам [10]. Параллельно осуществляется совершенствование методики приёмосдаточных испытаний судов посредством внедрения современного диагностического оборудования и цифровых средств автоматизированного мониторинга технического состояния судов [11]. На основе этих технологий создаётся эталонный цифровой паспорт каждого экземпляра основного оборудования, сведения из которого сопоставляются с фактическими характеристиками техники в течение длительной эксплуатации. Это позволяет обеспечивать приборно-измеряемый контроль уровня износа оборудования, определять остаточный ресурс и своевременно выявлять проблемы судов.

Таким образом, внедрение инновационных технологий на всех этапах жизненного цикла судов позволяет увеличить их надёжность, оптимизировать затраты, сократить время строительства, повысить результативность и объёмы производства. Комплексный подход к цифровой трансформации, подразумевающий интеграцию инновационных технологических решений во все процессы и структуру судостроительного предприятия, даст возможность качественно увеличить эффективность существующих бизнес -моделей и повысить конкурентоспособность российской судостроительной отрасли.

Список литературы

1. Лебедева Е.Г. Реализация информационной поддержки жизненного цикла изделий судостроения как этап построения «бережливого производства» / Е.Г. Лебедева, Ю.Ю. Шванева, А.А. Волоцкой, А.А. Сомпольцева // Научные проблемы водного транспорта. - 2020. - № 63. - С. 68-76.

2. Распоряжение Правительства РФ от 05.11.2020 N 2868-р (ред. от 20.04.2022) «Об утверждении плана мероприятий по реализации Стратегии развития судостроительной промышленности на период до 2035 года» [Электронный ресурс] // СПС КонсультантПлюс.

3. Палкина Е.С., Постников Р.А. Цифровая трансформация производственной системы в судостроении: проблемы и способы их решения // Вестник Забайкальского государственного университета. - 2021. - Т. 27, № 6. - С. 107-123.

4. Марченко С.С. Актуальность цифровизации для отечественной судостроительной отрасли // Экономика, экология и общество России в 21-м столетии. - 2021. - Т. 1, № 1. - С. 341-343.

5. Дмитриев Н.Д. Цифровая трансформация судостроения // Стратегии бизнеса. - 2019. - № 10 (66). - С. 15-18.

6. Васильев А.А., Канаев Д.Н., Ханухов В.К. Разработка и внедрение современных технологий на судостроительных и судоремонтных предприятиях России и дружественных стран // Новые технологии в судостроении: сборник трудов отраслевой научно-технической конференции / сост.: А.А. Калиниченко, А.Н. Кириллов, В.К. Ханухов; АО «Центр технологии судостроения и судоремонта». - СПб., 2022. - С. 24-30.

7. Постников Р.А., Палкина Е.С. Инновационные технологии цифровой трансформации производственных систем в судостроении // Экономика, экология и общество России в 21-м столетии. - 2021. - Т. 1, № 1. - С. 364-370.

8. Кох Л.В., Кох Ю.В., Счисляева Е.Р. Инструменты цифровой трансформации в судостроении // Интеллектуальная инженерная экономика и индустрия 5.0 (Инпром): сборник трудов VIII Международной научно-практической конференции. - СПб., 2023. - С. 247-250.

9. Масюк Н.Н., Коваленко О.Е. Цифровая трансформация судостроительной отрасли // Современные тенденции развития науки и мирового сообщества в эпоху цифровизации: сборник материалов X Международной научно-практической конференции. - М., 2022. - С. 563-567.

10. Мясников Ю.Н. Междисциплинарные инновационные технологии в судостроении // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2019. - № 1 (387). - С. 184-196.

11. Ковтун Л.И. Управление процессом эксплуатации кораблей с применением цифровых технологий / Л.И. Ковтун, Н.Л. Ковтун, В.Т. Харитоненко, Н.А. Шарков // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2020. - № 2 (392). - С. 141-152.

Размещено на Allbest.ru