Аддитивные технологии это что простыми словами
Аддитивные технологии: что это, плюсы и минусы
С развитием технического прогресса в нашу жизнь постоянно приходят новые технологии, которые оптимизируют производственные процессы, и делают легче жизнь обычно человека. Чтобы снизить временные и материальные затраты на производство, были разработаны так называемые аддитивные технологии (от англ. add – добавлять).
Что такое аддитивные технологии?
Аддитивные технологии или по-другому 3Д-принтинг представляет собой создание деталей при помощи специального аппарата – 3Д-принтера – путем наслоения материала друг на друга. Чтобы создать такую деталь, для начала разрабатывается компьютерная 3Д-модель. После чего файл с трехмерной моделью загружается в аддитивный аппарат, где происходит изготовление изделия. После извлечения детали из машины, его можно использовать сразу или требуется доработать (грунтовка, покраска и др.).
Первый такой аппарат был придуман в 1986 году ученым Чарльзом Халлом. На первых порах в 3Д-принтерах можно было использовать только полимерные материалы для создания изделий. Сегодня спектр намного больше: композитные порошки, инженерный пластик, керамика, песок и даже металл и различные сплавы.
Аддитивные технологии нашли применение в электронике, медицине, автомобильной и аэрокосмической промышленности, науке и многих других сферах. Различают несколько технологий:
Преимущества аддитивных технологий
Новые аддитивные технологии приходят на замену традиционным способам в производстве, электронике, науке и других областях. У этих технологий есть много преимуществ:
Недостатки аддитивных технологий
Несмотря на все видимые преимущества у 3Д-принтинга есть и свои недостатки. Поэтому применять эту технологию можно не всегда:
Аддитивные технологии все больше входят в современную жизнь, несмотря на имеющиеся недостатки. Впрочем, с развитием технологий многие из них со временем можно устранить. По оценкам экспертов 3Д-технологии могут захватить до 50% производства, особенно это касается областей, где требуется точные размеры и сложные формы.
Аддитивное производство и 3D-печать: что нужно знать в первую очередь
Аддитивное производство – процесс соединения материалов для создания объектов на основе данных трехмерных моделей, как правило, послойно, в отличие от субтрактивного метода и метода формовки. В разное время использовались такие термины, как аддитивное изготовление, аддитивные процессы, аддитивные методы, аддитивное послойное производство, послойное производство, изготовление твердотельных изделий произвольной формы и изготовление изделий произвольной формы.
В этой динамически развивающейся отрасли быстро появляются новые термины. 3D-печать, согласно стандарту ISO/ASTM 52900, — это изготовление объектов путем нанесения материала печатной головкой, с помощью сопла или другой технологии печати. В прошлом этот термин ассоциировался с недорогими станками невысокой производительности. Однако сейчас это не так: термины «аддитивное производство» и «3D-печать» означают одно и то же.
«Аддитивное производство» (Additive Manufacturing) — официальный отраслевой термин, утвержденный организациями по стандартизации ASTM и ISO, однако словосочетание «3D-печать» более распространено и фактически стало стандартом. Особенно широко оно используется в СМИ, терминологии стартапов, инвесторов и других сообществ.
Процессы
Технологии 3D-печати
Основные технологии, применяемые при создании изделий на аддитивных установках:
Расходные материалы
Основные материалы, используемые в аддитивных процессах:
Сферы применения аддитивных технологий
Аддитивные технологии используются для создания физических моделей, прототипов, образцов, инструментальной оснастки и производства пластиковых, металлических, керамических, стеклянных, композитных компонентов и компонентов из биоматериалов. Принцип действия аддитивных установок основан на построении тонких горизонтальных слоев из 3D-моделей, созданных с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) и 3D-сканеров.
АП упрощает и ускоряет процесс разработки продукции. Компании прибегают к аддитивным технологиям, стремясь сократить время производства, повысить качество продукции и сократить затраты. В качестве средства визуализации 3D-печать помогает предприятиям определить вероятность создания дефектной или неудовлетворительной продукции. Кроме того, разрабатываются методы, процессы и системы для изготовления оснастки.
3D-печать активно используется для повышения качества оснастки для литья под давлением. В некоторых областях АП применяют для получения результатов, недостижимых при использовании обычных станков. В других производствах аддитивные технологии используются для создания таких инструментов для изготовления и сборки, как зажимные устройства, крепления, шаблоны и направляющие для сверления и резки.
3D-печать оказывает большое влияние на производство многих продуктов. Предприятия — крупные и малые — успешно применяют технологии для производства готовых изделий. По мнению экспертов, прямое производство станет крупнейшей областью применения аддитивных технологий. Эта технология может повлиять на производство больше, чем другие, традиционные, методы.
Отрасль продолжает развиваться, возникают новые методы, технологии, материалы, прикладные задачи и бизнес-модели. Расширяется география и сфера промышленного применения АП. Аддитивные технологии уже оказали огромное влияние на развитие проектирования и производства; в будущем их роль будет все больше возрастать.
Аддитивное производство в России
В России рынок 3D-технологий достаточно молод, но уже показывает динамичный рост (по данным Роснано, около 30% в год). Все больше компаний осознают потребность в применении аддитивных методов в производстве и научных исследованиях. Есть организации, которые активно занимаются сертификацией материалов и уже тестируют 3D-принтеры собственного производства. На предприятиях появляются лаборатории по разработке и внедрению 3D-решений на отдельных участках технологического цикла.
Сегодня речь о полном переходе на аддитивные технологии не идет – пока что они способны эффективно дополнять классические процессы или заменять их на каком-то определенном участке цикла. Тем не менее, эксперты отрасли утверждают, что в недалеком будущем аддитивное производство станет неотъемлемой частью технологических процессов на предприятии.
Хотите узнать больше о 3D-технологиях? Подписывайтесь на наш блог и получите консультацию у экспертов iQB Technologies : +7 (495) 269-62-22.
Суть и преимущества аддитивных технологий и производства
Что подразумевается под термином “аддитивные технологии”?
Под аддитивными технологиями понимается процесс изготовления изделий на основе компьютерных 3D-моделей. Построение проиходит послойно, постепенно, из-за чего часто такой процесс называют выращиванием. Это обстоятельство существенно отличает аддитивные технологии от традиционных, которые подразумевали процесс, напоминающий работу скульптора, когда от заготовки отсекали лишний материал или изменяли ее геометрические параматеры.
Использование аддитивных технологий радикально меняет сам процесс производства, так как будущее изделие “выращивается” из расходного материала. При этому процедура построения может быть любой: сверху вниз или снизу вверх. Использование же различных по своим свойствам и составу материалов и соответствующих технологий позволяет получать модели с разными физическими характеристиками и возможностями.
Если попытаться отобразить процесс аддитивного производства, то получится примерно следующая схема:
Полимерные материалы стали первым видом расходника, с которым могло работать первое поколение аддитивных систем. Но со временем новые технологии позволили применять в 3D-принтерах широкую гамму различных материалов: инженерных пластиков, композитных порошков, металлы и сплавы, керамику и песок. Появление новых технологий и материалов позволило расширить и сферы применения аддитивных технологий. Сегодня их применение можно увидеть в аэрокосмической и автомобильной промышленности, электронике и медицине, науке и образовании, а также многих других сферах.
Какими преимуществами обладают аддитивные технологии?
На схеме представлены основные различия между традиционным и аддитивным производством:
Технологии и материалы для аддитивного производства
Какие технологии аддитивного производство существуют сегодня?
Кроме вышеупомянутых можно также отдельно рассмотреть несколько методик, разработанных для быстрого прототипирования. В данном случае речь идет о технологиях 3D-печати, которые служат для создания различных мастер-моделей и образцов.
Развитие аддитивных технологий в России
В России также все активнее применяют в производстве и научных исследованиях аддитивные технологии. Многие уже на практике убедились, что такое оборудование при правильном его применении помогает добиться высоких результатом, снизить себестоимость продукции без потери качества и решать более сложные проблемы.
Видеообзор
Аддитивные технологии в действии
Сегодня аддитивные технологии активно применяются на различных производствах по всему миру. Одним из главных российских драйверов внедрения промышленной 3D-печати является Ростех и входящая в его состав Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК).
О преимуществах аддитивного производства, инновационных методах промышленной 3D-печати и о том как «вырастить» двигатель при помощи лазера – в нашем материале.
Аддитивные технологии: основа промышленной революции
Аддитивное производство (Additive Manufacturing) – это создание изделий, основанное на поэтапном добавлении материала на основу в виде плоской платформы или осевой заготовки. В самом термине «аддитивность» (от лат. additivus – прибавляемый) заложен основной принцип этого процесса. Такой способ изготовления также называют «выращиванием» из-за послойного создания изделия.
Таким образом, суть аддитивного производства – в сложении, а не вычитании. Если при традиционном производстве вначале имеется заготовка, от которой потом отсекается все лишнее, то в случае с аддитивными технологиями новое изделие создается из ничего, а точнее, из расходного материала. Например, в домашних 3D-принтерах – это специальная пластмассовая проволока. Но, как известно, из пластика можно печатать только не слишком прочные детали и предметы. Относительно недавно в 3D-сфере началась новая эра – печать из металлических материалов. Именно данная технология аддитивного производства является основой происходящей сейчас промышленной революции.
В чем же преимущество и революционность этой новой идеи? Наиболее, пожалуй, важное достоинство аддитивных технологий заключается в том, что компьютерные модели деталей можно мгновенно передавать по сети на производственную площадку в любую точку мира. Таким образом, меняется сам привычный уклад производства – 3D-принтер не только добавляет производству мобильности, но и может заменить огромное количество оборудования на обычном заводе.
Среди других ключевых преимуществ – это снижение числа комплектующих частей создаваемых деталей. Например, изготовление обычным методом топливной форсунки для реактивного двигателя требует около 20 разных запчастей, которых нужно соединить с помощью сварки. Применение же 3D-печати позволяет создавать форсунку намного быстрее из специального материала.
Отсюда следует еще один важный момент – экономия исходного сырья и минимизация отходов. Аддитивные технологии позволяют в производстве использовать ровно столько материала, сколько требуется для конкретной детали. При традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 85%.
Благодаря этому снижается и вес готовой детали, что особенно актуально для авиационной промышленности. Производители авиадвигателей уже научились создавать аддитивным способом различные кронштейны и втулки, которые при сохранении всех прочностных характеристик на 40-50% легче своих «традиционных» аналогов.
Еще одна сильная сторона аддитивного производства – штучное изготовление изделия любой формы. Этим объясняется особый интерес к аддитивным технологиям медицины и авиационно-космической промышленности – отраслей, которые довольно часто требуют мелкосерийного производства. Например, Boeing уже произвел методом аддитивных технологий более 20 тыс. деталей для военных и гражданских самолетов компании.
ОДК: драйвер внедрения аддитивных технологий
В России один из главных драйверов внедрения аддитивных технологий – Ростех и входящая в его состав Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК). Ростех начал внедрение аддитивных технологий при производстве перспективных российских газотурбинных двигателей, которые будут сертифицированы в 2025 – 2030 годах. Детали, изготовленные этим методом, будут составлять до 20% общей массы двигателя. Внедрение 3D-печати позволит в три раза снизить время и в два раза сократить стоимость изготовления серийных деталей.
Для этого Госкорпорация создала единый Центр аддитивных технологий на базе рыбинского «ОДК-Сатурн». Здесь разработан и апробирован процесс изготовления деталей селективным сплавлением, начиная от разработки 3D-модели, заканчивая функциональной деталью. Сотни различных опытных деталей, изготовленных селективным плавлением из кобальтового, титанового сплавов, нержавеющей стали, уже успешно прошли стендовые испытания в составе двигателей.
Создание высокотехнологичного Центра аддитивных технологий (ЦАТ) ведется и на другом предприятии ОДК – Московском машиностроительном предприятии имени В.В. Чернышева. Организаторами ЦАТ являются холдинги авиационного кластера Ростеха: помимо ОДК, это «Вертолеты России», КРЭТ и «Технодинамика». Причем клиентами Центра могут стать не только предприятия Госкорпорации, но и другие промышленные организации. Заказчики смогут получить полный спектр услуг: от разработки конструкции до серийного производства и сертификации продукции. Здесь создается целый конструкторско-технологический комплекс, который включит в себя лабораторию металлургических исследований и конструкторское бюро.
В первую очередь в ЦАТ осваиваются две базовых технологии: селективное послойное сплавление лазером металлического порошка и прямое лазерное выращивание.
Лазерное выращивание
Лазерные технологии для печати металлом на сегодняшний день являются наиболее быстро развивающимся методом аддитивного производства. Как упоминалось выше, их можно разделить на две группы: селективное лазерное плавление и прямое лазерное выращивание.
Селективное лазерное плавление (SLS) – технология изготовления сложных по форме и структуре изделий из металлических порошков. Сначала формируется равномерный слой порошка на подложке, а затем происходит плавление порошка при помощи мощного лазерного излучения.
Данная технология 3D-печати металлом способна с успехом заменить классические производственные процессы. К примеру, на пермском моторном заводе «Авиадвигатель» (входит в ОДК) технологию селективного лазерного спекания впервые применили еще в 2010 году для изготовления литых деталей из титановых, никелевых, кобальт-хромовых порошков.
«Сейчас конструкторы разрабатывают детали, геометрию которых традиционными методами – точением или литьем – выполнить крайне сложно или вообще технически невозможно,– а на «выращивание» одной детали, к примеру, завихрителя, кронштейна, гребенки, уходит от 6 до 40 часов», – комментирует начальник отдела разработки перспективных технологий ремонта завода «Авиадвигатель» Александр Ермолаев.
Второй вид лазерной технологии аддитивного производства настолько новый, что пока не имеет устоявшегося названия: «прямое лазерное выращивание» (DMLS) или «гетерофазная лазерная порошковая металлургия». Суть его заключается в том, что металлический порошок подается через специальное сопло непосредственно в ту же область, куда подводится лазерный луч, образуя локальную ванну жидкого расплава. Этот процесс можно образно сравнить с работой струйного принтера для бумаги.
Технология дает возможность подачи нескольких видов металлических порошков в зону выращивания. Таким образом можно создавать изделия с градиентными свойствами, например, одна часть детали может быть коррозионностойкой, а другая – жаростойкой.
Прямое лазерное выращивание позволяет значительно увеличить производительность производства. Например, корпус камеры сгорания для небольшого газотурбинного двигателя можно вырастить с нуля за три часа. Для сравнения – при использовании традиционных технологий на это уходит около двух недель. При этом результаты конструирования видны моментально, и вносить в них изменения можно сразу же. Благодаря этому в десятки раз ускоряется процесс проектирования и создания новой техники.
Данная технология уже нашла свое применение в различных наукоемких отраслях промышленности, в числе которых и двигателестроение. Номенклатура деталей, которые изготавливаются с помощью установки прямого лазерного выращивания, широкая – от гребных винтов до небольших фрагментов современных и перспективных двигателей.
Недавно ОДК ввела в эксплуатацию самую большую в России установку прямого лазерного выращивания из порошковых металлических материалов. Этот 3D-принтер крупногабаритных деталей для промышленных газотурбинных двигателей позволяет производить изделия размером до 2,5 метров в диаметре. К 2021 году на базе ПАО «Кузнецов» данным методом планируется изготавливать более 50 элементов для современных газотурбинных двигателей.
Электронно-лучевая плавка
Электронно-лучевая плавка (EBM) является еще одной технологией аддитивного производства. Этот метод, по сути, практически не отличается от SLS/DMLS печати металлом. Единственное отличие заключается в том, что вместо лазерного луча плавление осуществляется при помощи электроимпульсов.
Технология печати методом электронно-лучевой плавки металлических порошков позволяет изготавливать детали практически любой сложности, даже совсем миниатюрные изделия размером 0,2-0,4 мм. Такой 3D-принтер сможет «напечатать» практически все: от лопаток турбин авиадвигателей до ювелирных изделий.
В мировой практике промышленные электронно-лучевые 3D-принтеры часто используют для производства остеоимплантов – искусственных имплантов костей. Для их построения используют сплавы титана и нержавеющей стали. В отличие от лазерных 3D-принтеров, электронно-лучевые принтеры могут использовать металлические порошки более крупной фракции, например 75-120 мкм. Шероховатая поверхность вовсе не страшна остеоимпланту и даже может обеспечить лучшую сращиваемость в организме. При этом более крупные фракции металлических порошков дешевле по стоимости, и, как следствие, удешевляется процесс производства.
Еще одно преимущество электронно-лучевой плавки – это возможность получать готовые изделия без необходимости дополнительной термообработки в вакуумных печах, как при печати по технологии SLM. Сама печать происходит при высокой температуре в камере. В результате полного локального расплавления порошка детали обладают очень высокой плотностью, сравнимой с технологией литья.
Первый российский электронно-лучевой 3D-принтер для печати металлическими порошками сейчас разрабатывает холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех. Первый полнофункциональный образец будет произведен в конце 2020 года.
События, связанные с этим
«Вечные двигатели» и их создатели. Павел Соловьев
«Вечные двигатели» и их создатели. Николай Кузнецов
Аддитивные технологии – что это такое и где применяются
Передовые производственные технологии (Advanced Manufacturing Technology) станут одним из приоритетных направлений развития науки, техники и технологий в России.
Аддитивные технологии – что это такое?
Аддитивные технологии (Additive Manufacturing – от слова аддитивность – прибавляемый) – это послойное наращивание и синтез объекта с помощью компьютерных 3d технологий. Изобретение принадлежит Чарльзу Халлу, в 1986 г. сконструировавшему первый стереолитографический трехмерный принтер. Что значит аддитивный процесс послойного создания модели и как он происходит? В современной промышленности это несколько разных процессов, в результате которых моделируется 3d объект:
Материалы, используемые в аддитивных технологиях:
Применение аддитивных технологий
Технологический прогресс способствует производству множества полезных вещей для быта, здоровья и безопасности человека, например аддитивные технологии в авиастроении помогают создавать более высокоэкономичный и легкий по весу авиатранспорт, при этом его аэродинамические свойства сохраняются в полном объеме. Это стало возможным в результате применения принципов строения костей птичьего крыла в проектировании крыльев самолета. Другие сферы применения аддитивных технологий:
Аддитивные 3d технологии
Динамически развивающиеся быстрыми темпами аддитивные технологии 3d печати используются в прогрессивных производствах. Существует несколько инновационных видов аддитивных технологий:
Аддитивные технологии в машиностроении
Джим Корр, американский инженер использует аддитивное производство в машиностроении уже в течении 15 лет. Проект Urbee, компании Kor Ecologic – это создание первого прототипа 3d автомобиля со скоростью 112 км/ч, его кузов и некоторые детали напечатаны на 3d принтере. Другая компания Local Motors в ноябре 2015 г. представила «умный и безопасный» автомобиль LMSD Swim – 75% деталей которого, выполнены с помощью трехмерной печати используя АБС-пластик и углеволокно.
Аддитивные технологии в строительстве
Аддитивное производство зданий и различных сооружений существенно сокращает время застройки. Строительная 3D печать в тренде по всему миру. Эксперименты, производимые на лазерных 3d-принтерах для обывателей выглядят на грани фантастичных. Аддитивные 3D технологии – положительные аспекты в строительстве:
Аддитивные технологии в медицине
В 2016 г. для медицины стал прорывом благодаря аддитивным 3d технологиям. Качество медицинских услуг возросло в разы. Аддитивный процесс затронул несколько сфер здравоохранения и это снизило смертность среди пациентов, нуждающихся в качественных и срочных медицинских услугах. Преимущества использования аддитивной 3d печати в медицине:
На сегодняшний день, в медицине успешно применяются следующие продукты аддитивных технологий:
Аддитивные технологии в фармакологии
При обилии современных медикаментов, для врача важно знать, что такое аддитивный эффект в лекарствах, от этого зависит успех лечения. Совокупное действие принятых препаратов во время лечения должно быть синергичным (взаимодополняющим и усиливающим), но не всегда это так. Все зависит от индивидуальной непереносимости, состояния организма. Аддитивные технологии приходят на помощь и здесь. Уже тестируются напечатанные 3d таблетки Spritam от эпилепсии, в которых заложена информация о пациенте: пол, вес, возраст, состояние печени, индивидуальная дозировка.
Аддитивные технологии в образовании
Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию Фонда «Сколково». Фото: Sk.ru
Аддитивные технологии в школе уже активно внедряются, если еще недавно школьники изучали 3d моделирование в специализированных компьютерных программах, то сейчас уже стала возможной печать смоделированного изображения в объеме. Учащиеся наглядно видят свои изобретения, допущенные ошибки и как механизм работает. К 2018 году Министерство образования планирует обучить аддитивным технологиям в учебных заведениях 3000 педагогов.
Программу «Завтра в мире» ведёт Лариса Катышева.
С ним мы обсуждили, что такое «Индустрия 4.0», что такое новейшие технологии и как они реализуются в мире и в России, в частности.
А. Фертман: Не могу не сказать о том, что, конечно, не зря в массовом сознании информационные технологии занимают существенное место. Точно так же и в рамках передовых производственных технологий без информационных технологий, без цифровизации программ, которые сейчас разрабатываются в стране, никуда не деться. И они занимают в них существенное место.
Однако, безусловно, кроме мира виртуального, мира цифр, мы с вами едим и потребляем самые разные физические продукты. И вот как производить их быстрее, качественнее, с более высокой точностью, с меньшим количеством отходов, с лучшей энергоэффективностью, вот об этом всём заботятся передовые производственные технологии, формируя новый промышленный уклад. Когда сегодня говорят о новой промышленной революции, во многом это речь о передовых производственных технологиях (это наш вольный или невольный перевод английского термина «advanced manufacturing»).
А можно какой-нибудь пример, чтобы ощутить это?
И этот проект весь целиком был сначала сделан в цифре. То есть, все испытания, все краш-тесты были сначала промоделированы. Не было натурных испытаний. Первое натурное испытание прошло в начале лета 2016 года в Берлине. Ну, так как всегда хочется проверить созданное на международной арене, на известных полигонах, которые уже проверяли не один подобный автомобиль. И с первого раза этот автомобиль получил высшую оценку по шкале безопасности.
Понятно, что его надо было сделать максимально лёгким, чтобы можно было на него навесить как можно больше защиты. Возникли новые производственные процессы, которые тоже сначала были протестированы в цифре. В общем, даже наши зарубежные партнёры были удивлены тем, как нам удалось быстро и эффектно создать новый автомобиль.
А. Фертман: Безусловно. Материалы являются вторым ключевым элементом передовых производственных технологий. Создание новых материалов является для любой отрасли корневым делом. Без новых материалов переходить к производству новых продуктов сегодня очень тяжело. Мы в какой-то момент даже в Сколково предполагали создавать новый кластер материалов, потому что во всех наших пяти направлениях материалы играют ключевую роль.
Но сегодня материалы должны разрабатываться так же, как разрабатываются конструкции. То есть, во многом в цифровой форме должна существовать возможность развивать материалы и конструкцию одновременно. Такая возможность сегодня в американских нормативах уже заложена, когда 30 процентов времени проекта продукт развивается без фиксации материала. Не так, когда взял из справочника материал наш конструктор, зафиксировал его и из него уже делает конструкцию. Нет. Вы выставляете требования к материалу, и только после этого разрабатываете его вместе с конструкцией. У вас получается единый инженерный объект.
Не придумываете, а что же можно сделать из этой деревяшечки, которая дана, а сначала решаете задачу, а потом приспосабливаете, через какой материал вы можете её реализовать?
А. Фертман: Да. Это очень важная особенность. И, конечно, здесь придётся работать и с нормативной базой, изменять сам процесс сертификации, проводить цифровую сертификацию материалов, сначала проверяя их на кодах и сверяя с теми данными о материалах, которые у нас есть. Такой проект цифровой сертификации запускает сейчас Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) в рамках Национальной технологической инициативы.
Но ведь это будет способствовать появлению всё новых и новых материалов?
А. Фертман: Да. Но это есть всё-таки и некая оптимизационная схема, когда вы улучшаете качество материала, делаете его всё подходящим под те функциональные задачи, которые перед вами стоят. Мы надеемся, что удастся разрабатывать материалы не со скоростью материал в 15-20 лет, а чуть побыстрее. Рынок требует сегодня этого.
Раньше действительно материалы разрабатывались с такой уважаемой скоростью, так солидно? К примеру, тот же самый пластик. Сколько над ним бились?
А. Фертман: Разные виды полимеров разрабатывались и по 15, и по 20 лет. Если говорить о металлах, о новых сплавах, то бывали и ещё более длительные циклы. Но сегодня рынок не терпит так долго. Материаловеды, физики, химики, нанотехнологи фактически достают задачи и решения этих задач из наработанного материала. Очень многое было наработано и не использовано за последние 50 лет. Они пытаются оптимизировать существующие материалы. И кое-что из этого удаётся сделать.
То есть, что-то достаётся буквально из столов?
А. Фертман: Я бы не сказал, что буквально достаётся из столов. Идеи достаются из столов. Ведь магистральный путь, как в Советском Союзе, так и в США, в то время сильно конкурировавших, не позволял отвлекаться на мелочи. А вокруг магистрального пути всегда существовало много интересных идей. И эти идеи откладывались в сторону, не всегда развивались. В Штатах больше развивались, в нашей стране меньше развивались. И сейчас на новом витке технологий, когда мы можем работать уже лучше с материалом в проектной форме, я думаю, нам удастся какие-то идеи реализовать из предыдущего поколения.
То есть, вы обращаетесь сейчас к учёным предыдущего поколения?
А. Фертман: Очень важный вопрос. Европейская и американская программы, безусловно, похожи. Они обе опираются на новый цифровой мир, на новый цифровой уклад.
Европейская программа нацелена на лидерство Германии во внедрении и разработке киберфизических систем. Здесь на сегодняшний день, сфокусировавшись только на киберфизических системах, нам будет чрезвычайно сложно догонять.
Где сейчас в России есть такие точки, где происходит это кипение, где создаётся будущее?
Ну и про Сколково. Что в Сколково в этом направлении сейчас происходит?
Конечно, никуда не денутся и те направления, которыми мы занимались последние шесть лет. Однако сборка и в какой-то степени инжиниринг всех компаний, которые разрабатывают передовые производственные технологии, технологии цифрового моделирования, технологии автоматизации и роботизации, технологии создания новых материалов, технологии контроля и промышленного Интернета, это их объединение и предложение российской индустрии является, наверное, ключевой вещью для нового кластера.
Есть примеры и в области цифрового проектирования и моделирования. Есть очень интересные решения и в области аддитивных технологий.
Что такое аддитивные технологии?
Аналоги этого в мире есть?
А. Фертман: Конечно, есть те, кто стараются делать то же самое, но, на наш взгляд, «ВГТ» продвинулась дальше остальных.
Это как раз про то, что развитие этого направления современных технологий оказывает влияние на экономику прямо уже сейчас?
Полностью беседу с гостем программы слушайте в аудиофайле.
Небольшие по размерам изделия, не требующие самой передовой технологии для производства (например, кино-и фотоаппараты, а также часы среднего качества), подходят как для экспорта, так и для производства на зарубежных филиалах. В этом случае осуществлять производ-контроль легко, поэтому такие товары могут
Японские производители импортируют передовую технологию не только с целью ее освоения и производства товаров на экспорт, но и с целью изучения зарубежного рынка. Эта возможность должна полностью использоваться в современных условиях.
При таком подходе очевидно, что современная передовая технология, которая получит широкое практическое применение на протяжении 80-х годов и постепенно станет сердцевиной технического развития текущего десятилетия, это в первую очередь электронная технология, достигшая вершины своей зрелости.
Сложилось представление, будто переход на рельсы высокоразвитой технологии ставит Японию в трудное положение. Но передовые технологии 80-х годов, которые сейчас находятся на стадии промышленного освоения, в действительности полностью отвечают возможностям Японии.
Последнее десятилетие ознаменовалось известным ростом коэффициентов отдачи недр. Применение методов интенсификации разработки нефтяных месторождений позволило значительно повысить отдачу недр, однако даже при использовании передовой технологии в недрах остается не менее 50-60% всего запаса.
Во-вторых, ведущей компании необходимо чрезвычайно конкурентоспособной передовой технологией. Этот уровень технологии передается примыкающим к ведущей компании фирмам, что приводит к повышению и их конкурентоспособности. При этом должен возникать синер-гический эффект от обратного воздействия на ведущую компанию переноса передового технологического уровня. Например, Хитати и Ниппон электрик накопили большой технологический опыт и мастерство в электронике, что к повышению качества не только конечной про-I, но и интегральных схем. При этом в процессе вертикального интегрирования производства БИС компании не только получают высококачественные узлы, но и рас-базис своей технологии.
Поскольку внешняя экспансия способствует переносу передовой технологии, отношение объем исследований и разработок/объем продаж материнской компании но быть высоким. Это подтверждается многпмп вателями.
Среди них особое внимание в Японии и за рубежом привлекли Сравнительная технология техническая мощь Японии (1980 г.) Технологическая сверхдержава стратегия Японии (1981 г.) Война в сфере НИОКР между Японией, США и Западной Европой (1981 г.) Позиции Японии в области передовой технологии (1982 г.). Основные идеи названных работ достаточно полно отражены и развиты в переведенных на английский язык книгах, вышедших в Японии в последующие годы. Две из них переведены на русский язык и предлагаются вниманию читателей.
Конечно же, не вызывает сомнения мощь Соединенных Штатов в НИОКР, охватывающих высокотехнологичную продукцию. Непросто предвидеть, как развернется соревнование между этими двумя странами и насколько конкурентоспособной будет их продукция, когда начнется коммерческое использование передовых технологий. Тем не менее сопоставление уровня разработок и масштаба применения ведущих технологий в Японии и в Соединенных Штатах приводит к такому заключению
А вот и более свежие примеры. Именно в Великобритании родилась идея интегральной схемы. Добавим к этому, что принцип, положенный в основу контакта Джо-зефсона, так называемого элемента будущего, который привлекает сегодня большое внимание как преемник сверхбольших интегральных схем, сформулирован Б. Д. Джозефсоном, когда он был еще аспирантом Кембриджа. Наконец, сканер-компьютеризированная рентгеновская система, одна из передовых технологий современной медицинской электроники, разработан английским инженером Дж. Н. Хаундсфилдом. За эти достижения
Итак, для новых индустриальных и развивающихся стран тормозом на пути к овладению самыми передовыми технологиями и достижению наивысшей конкурентоспо-
Направления развития передовых производственных технологий, иногда их также называют «подрывными» или «прорывными», подчеркивая то, что они не совершенствуют, а принципиально меняют структуру производства стали активно обсуждаться в развитых и новых индустриальных странах. Внимание к ним неслучайно: передовые производственные технологии создают новые рынки и целые отрасли, способствуют росту производительности труда, повышению конкурентоспособности.
Более того, нередко их связывают с зарождением следующего экономического уклада: они ведут к сворачиванию массовых производств, индивидуализации товаров, снижению зависимости от дешевых трудовых ресурсов, а развивающиеся цифровые технологии обеспечивают связанность производственных процессов. С технической точки зрения новые производственные технологии ассоциируются в первую очередь с 3D-печатью, интернетом вещей, новыми материалами, робототехникой. Новые производственные технологии определяются скорее как сумма компетенций, нежели через перечень критических технологий. Именно поэтому они регулируются не только мерами промышленной, но и инновационной, научной и образовательной политики.
Однако хотя бы примерного согласованного перечня приоритетов в этой сфере в России нет, не говоря уже о краудсорсинге промышленных компаний, хотя интерес правительства к этому направлению растет. Пока передовые производственные технологии рассматриваются в узких рамках промышленной политики либо точечных мер. Так, в настоящее время гипертрофированное внимание стало уделяться развитию инжиниринга, однако с акцентом на создание таких центров при вузах. Это, по крайней мере, недостаточно, поскольку в вузах нет необходимых компетенций для того, чтобы организовать у себя центры полного цикла производства, от инжиниринга до продвижения готовых продуктов. Вне обсуждаемого контекста находятся и инструменты, связанные со стимулированием связей науки и ее практических приложений.
Технологические приоритеты превращаются в ориентир, не предполагая жесткого финансирования именно по выделенным темам. Они определяются не только на основе специально организованной экспертизы или прогнозных исследований, но и краудсорсинга. Такие приоритеты предназначены скорее для последующего мониторинга развития, а не для структурирования по ним программ или центров.
Одной из наиболее распространенных форм поддержки развития новых производственных технологий становятся консорциумы. В их состав входят компании, университеты, региональные органы власти, сервисные и консалтинговые организации. Финансирование обеспечивается, в том числе, из федерального бюджета, однако лидирующая роль принадлежит промышленности. Именно компании предоставляют софинансирование, которое составляет, как правило, более половины суммарного бюджета консорциумов.
Следует также отметить такие особенности консорциумов, как: Фокус на прототипирование и расширение производства. Сетевой тип взаимодействия. Обязательное партнерство с научными и образовательными учреждениями. Бессрочный характер деятельности: предполагается, что после прекращения бюджетного финансирования консорциумы продолжат работу.
В то же время пока проблемные аспекты доминируют, причем как в сфере науки, так и инноваций. Во-первых, согласно обзору компании Thomson Reuters, обнародованному в 2013 г., Россия не входит в группы лидеров ни по одному из ста наиболее перспективных научно-технологических направлений. Во-вторых, в мире происходит переход к трансдисциплинарным исследованиям, которые лежат в основе развития многих передовых технологий, а в России еще только обсуждают важность междисциплинарности.
Принципы бюджетной поддержки разработки технологий также требуют серьезной коррекции: пока практикуется финансирование выпуска новых образцов, а не системного обновления технологий. Кроме того, проводимая в настоящее время политика «принуждения к инновациям» в отсутствии на них экономического спроса также играет скорее отрицательную роль. Поэтому определяя стратегию и меры развития передовых производственных технологий, важно учитывать имеющиеся ограничения, включая кадровую ситуацию в российской науке.
Экономическая мощь любой страны определяется сегодня уже не столько объемом производимых товаров и услуг, сколько созданием принципиально новых продуктов и технологий.
Основной тренд происходящих на наших глазах изменений заключается в том, что промышленное производство становится цифровым, «безбумажным», интеллектуальным и кастомизированным.
Заводы и предприятия будущего будут существенно отличаться от тех, к которым мы привыкли. И эти изменения, которые приходят вместе с укладом, мы уже можем наблюдать.
Я предлагаю сегодня поговорить о том, какие именно передовые производственные технологии меняют облик мировой промышленности, и как эта «новая индустриализация» проводится в России.
Передовые производственные технологии часто называют «прорывными», подчеркивая тот факт, что они не просто совершенствуют, а принципиальным образом меняют структуру производства. Главная цель их внедрения – производить продукцию качественнее, быстрее и при этом дешевле.
Под передовыми технологиями мы имеем в виду комплекс технологических процессов, включающих различные машины, приборы, оборудование, которые управляются в той или иной мере с помощью компьютера.
Практически все эти технологии объединяет то, что они «оцифровывают» традиционную промышленность, а их ядром является.
Почему новым производственным технологиям уделяется сегодня такое большое внимание? Если традиционные рынки показывают ежегодный рост на 5-7%, то такие высокотехнологичные направления, как промышленный интернет или аддитивное производство, – от 30% и выше.
Приведу всего лишь несколько наглядных цифр, демонстрирующих бурный рост новых рынков, связанных с передовыми производственными технологиями.
По оценкам экспертов, мировой рынок промышленной автоматизации уже в 2019 году может составить почти 150 млрд долларов, а рынок «больших данных» может достичь через два года 187 млрд долларов.
Индустрия аддитивного производства должна вырасти с нынешних 6 млрд до 30 млрд долларов к 2022 году, а объем рынка всех «цифровых», «умных» и «виртуальных» фабрик превысит к 2035 году 1,5 трлн долларов. Это, конечно, прогнозные значения, но они отчетливо показывают то, как «завтра» будет выглядеть мировая промышленность.
Очень быстрыми темпами растет сегодня рынок новых материалов, в первую очередь благодаря спросу на них со стороны крупных отраслей промышленности. Без углепластиков уже сложно представить себе авиакосмическую сферу, или строительство крупных сооружений и мостов.
Фотополимеры, металлические сплавы, порошковые и волоконные материалы все чаще заменяют традиционные металл или дерево. Главное преимущество композитов – это снижение веса конструкции, что приводит к существенному сокращению издержек.
Например, уменьшение массы искусственного спутника на околоземной орбите всего на 1 килограмм приводит к экономии 1 тысячи долларов. Снижение веса самолета на тот же 1 килограмм – сокращает издержки уже до 30 тысяч долларов ежегодно в течение всего срока эксплуатации воздушного судна.
Практически ежегодно появляются новые «умные» материалы, обладающие памятью возврата к своей исходной форме, способностью самовосстанавливаться и даже самоочищаться. Их активное внедрение также серьезно меняет саму экономику промышленного производства.
Многие из вас наверняка слышали о том, что в этом году прошли первые летные испытания нового флагмана российской гражданской авиации – самолета МС-21. Это проект, в котором воплощены самые передовые на сегодня инженерные и научные решения.
Одной из главных особенностей МС-21 является крыло из полимерных композиционных материалов, впервые в мире созданное для узкофюзеляжных самолетов. Доля композитных материалов в конструкции лайнера доходит до 35%, что делает его уникальным в своем классе. За счет применения передовых технологий и материалов МС-21 обладает высокими аэродинамическими качествами, потребляет меньше топлива и требует меньших затрат в ходе эксплуатации по сравнению со своими сегодняшними главными конкурентами – 737 и Airbus A320.
Одним из самых перспективных направлений является промышленная 3D-печать, или аддитивные технологии, которые меняют традиционно сложившиеся подходы к обработке материала.
На протяжении многих столетий технология оставалась, по большому счету, неизменной: человек резал металл, фрезеровал, обтачивал его. Иначе говоря, удалял всё лишнее, чтобы получить нужную деталь. Аддитивное производство, наоборот, построено на добавлении материала – металлического порошка, расплава или проволоки, что подчеркивается и в самом названии этих технологий.
3D-принтинг можно назвать одним из главных открытий последних десятилетий. Данная технология позволяет создавать методом послойной печати изделия различной формы и сложности на базе цифрового макета. Это совершенно новая концепция проектирования, значительно сокращающая временной отрезок между появлением в голове инженера идеи и ее материализации в конечный продукт.
Аддитивные технологии позволяют внести еще на стадии проектирования необходимые правки и корректировки, поменять объем выпускаемой партии в зависимости от спроса, сделать каждое изделие уникальным, адаптированным под конкретного потребителя, то есть производить кастомизированную продукцию.
Более того, уже началась разработка технологий 4D-печати. Речь идет о создании дополнительного измерения, позволяющего объекту меняться во времени. Если эти идеи удастся воплотить в жизнь, то появится новое поколение самоизменяющихся продуктов, способных реагировать на изменения окружающей среды.
Справочно. Под 4D-печатью имеется в виду добавление к трем измерениям для создания реальных объектов (длине, широте и высоте) четвертого параметра – фактора времени. Материалы приобретают способность адаптироваться к изменениям окружающей среды, но при этом обладают «памятью формы», что позволяет им возвращаться в исходное состояние. Пример: одежда или обувь меняют свою форму и функционал в зависимости от погодных условий – жары, ветра.
Уже сегодня аддитивные технологии получают всё более широкое распространение в машиностроении, аэрокосмической промышленности, двигателестроении, металлургии, биомедицине.
Например, наша Объединенная двигателестроительная корпорация планирует применять аддитивные технологии при производстве газотурбинных двигателей. До 20% деталей в массе двигателей, как ожидается, будут изготавливаться с помощью 3D-печати. И уже были с успехом внедрены при изготовлении деталей двигателя ПД-14 для гражданской авиации, а также в конструкции нового газотурбинного двигателя морского применения.
Аддитивным способом планируют печатать отдельные компоненты и «Вертолеты России» – в первую очередь несиловые детали и элементы рулевого управления.
Разработкой 3D-принтеров в нашей стране занимается целый ряд исследовательских центров – Московский центр лазерных технологий МГТУ имени Баумана, Санкт-Петербургский «Политех», Томский политехнический университет и другие. На базе НПО «Сатурн» в Рыбинске центр аддитивных технологий создает «Ростех».
Очень сильные позиции в сфере трехмерной печати у предприятий «Росатома». Например, первый российский 3D-принтер металлической печати был сделан в «ЦНИИТмаше» (Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения, г. Москва). На выходе получаются сложнопрофильные изделия, которые на 10-15% прочнее тех, что изготавливаются традиционным литьём.
Аддитивные технологии – настоящий образец «новой» промышленности, переживающей цифровую трансформацию. Данные, необходимые для запуска производства и создания изделий, теперь могут храниться в цифровом виде, буквально на «флешке», что существенно экономит издержки предприятия.
Пожалуй, самым важным этапом производства промышленной продукции является процесс перехода от идеи ее создания к реальному воплощению в жизнь.
Как выглядит традиционная цепочка разработки нового продукта? Конструкторы проектируют, инженер-расчетчик делает расчетные проверки, затем проводится большое количество натурных испытаний. В итоге на всех этапах жизненного цикла вносится множество изменений, каждое из которых приводит к росту себестоимости и сроков.
Цифровизация промышленности меняет эту систему – проектирование ведется уже на базе проведенных сложных математических расчетов. Иными словами, конструктор начинает работать не с чистого белого листа, а с конкретной цифровой моделью.
Высокотехнологичные компании в аэрокосмической сфере, автомобилестроении или нефтегазовом машиностроении создают «цифровых двойников», то есть точную виртуальную копию объекта. Для чего это делается? Чтобы заранее выявить любые ошибки в конструкции, оптимальным образом задействовать все имеющиеся ресурсы, улучшить совместную работу конструкторов и технологов.
По такому принципу создается, к примеру, отечественный цифровой подводно-добычной комплекс для разработки шельфовых месторождений в Арктике.
Цифровое проектирование ускоряет подготовку производства, сокращает издержки и устраняет возможные риски на самых первых этапах разработки продукта. Эти принципы успешно применялись, например, в проекте «Кортеж» по созданию линейки отечественных автомобилей на единой модульной платформе. Всего лишь за два года были изготовлены прототипы машин в четырех вариантах кузовов. Столь коротких сроков удалось достичь за счет использования самых передовых технологий проектирования.
Но любой завод начинает кардинальным образом меняться, когда внедряется автоматизация. В среднем автоматика быстрее человека в 3-4 раза. Там, где раньше применялся рутинный ручной труд, работу выполняет робот-автомат, который не ошибается, не устает и действует по заранее установленной программе.
В этом и заключается главный положительный эффект от роботизации за счет повышения скорости и эффективности работы и снижения риска ошибок, вызванных человеческим фактором. Причем особую ценность промышленные роботы представляют на тех участках, которые связаны с тяжелыми или опасными для человека условиями работы.
Массовое внедрение роботизированных технологий является главным фактором перехода к безлюдной промышленности. И эти перемены ощущают на себе даже самые консервативные отрасли.
Более того, роботы уже обучают конструкторов, технологов и дизайнеров. Машина, получившая флешку с будущей моделью обуви, всего за несколько секунд успевает отсканировать информацию, перенести ее на фрезерный станок, который быстро вырезает из кожи заготовку, а затем сам сшивает детали.
Самый важный эффект от внедрения таких сетей – это практически полное исключение человека из части производственных процессов и операций. Наряду с робототехникой, именно индустриальный интернет является главным драйвером перехода к безлюдной промышленности.
Вся поступающая информация с большого количества датчиков и оборудования объединяется в единую сеть. Человеку остается только осуществлять мониторинг этих данных, анализировать их и вносить при необходимости определенные коррективы.
«Интернет вещей» – это, пожалуй, самое яркое проявление симбиоза физических объектов и цифровых технологий. По разным оценкам, количество подключенных устройств увеличится с 6 млрд в 2015 году до 25-50 млрд к 2025 году. Так же, как «умный» холодильник может сообщить об истечении срока годности продуктов, так и промышленное оборудование само «расскажет» инженеру о состоянии своей работы и передаст все необходимые данные по сети.
Экономический эффект от объединения производственных систем в единую сеть ожидается колоссальный. К примеру, эксперты международной консалтинговой компании «Аксенчер» оценивают общий вклад промышленного интернета в мировую экономику к 2030 году
в 14,2 трлн долларов.
Эта сумма складывается из экономии на издержках за счет оптимизации производства, цифровизации всех технологических и бизнес-процессов, перехода на сервисную модель использования традиционной продукции, повышения производительности и безопасности труда.
Отдельное место в списке прорывных производственных технологий занимают
«большие данные». Они используются для достижения максимальной продуктивности и эффективности промышленности на основе анализа огромного массива собранной информации. Аналитика «big data» позволяет в отдельных случаях снижать издержки предприятий на 5-10%.
Компания General Electric применяет «большие данные» с целью минимизации времени простоев производства. Apple – для улучшения дизайна и удобства использования своих продуктов, а корпорация Intel снижает себестоимость за счет сокращения числа проверок и тестов перед выводом на рынок новых микропроцессоров.
В России технологии «big data» активно используются в банковской и телекоммуникационной сфере. Например, Сбербанк анализирует с помощью них данные, касающиеся 135 млн частных и более 1,5 млн корпоративных клиентов. Ростелеком благодаря новым аналитическим инструментам обрабатывает 20 млн документов в сутки, с минимальным участием человека в этом процессе. Сотовый оператор МТС использует «большие данные» при выборе формата и места размещения новых салонов связи, а также для оптимизации рабочего дня сотрудников.
Навыки обращения с огромными массивами данных необходимо прививать уже со школьной скамьи. Так, в московском лицее при ядерном университете «МИФИ» (№ 000) установлен суперкомпьютер производительностью 18 терафлопс, то есть 18 триллионов операций в секунду. Он объединен в единую сеть суперкомпьютеров России и подключен к сети обмена данных экспериментальных установок мира. Таких, как CERN («ЦЕРН», Европейская организация по ядерным исследованиям).
Технологии «больших данных» очень эффективны и в промышленности. В частности, в нефтегазовой отрасли они помогают выбрать наиболее оптимальные способы извлечения недр, позволяют отслеживать процессы бурения и анализировать качество сырья.
К примеру, компания «Газпром нефть» решила, благодаря «большим данным», проблему сбоя автоматического перезапуска насосов после аварийного отключения электропитания. Справиться с этой задачей традиционными аналитическими инструментами было бы невозможно.
В этом году «Газпром нефть» начала сотрудничать со специальным подразделением компании «Яндекс» – Yandex Data Factory. Применение технологий машинного обучения и искусственного интеллекта поможет нефтяникам оптимизировать процессы бурения и освоения скважин.
Успешный опыт совместной работы с Yandex Data Factory уже имеет Магнитогорский металлургический комбинат. После каждой плавки сохраняются статистические данные – о химических замерах, массе лома и чугуна, расходе ферросплавов.
Полученная информация накапливается, и, исходя из нее, можно сделать вывод о том, как эффективнее осуществлять данный процесс. Это позволяет при заданном качестве уменьшить затраты и максимально оптимизировать процесс плавки.
Таким образом, технологии «больших данных» – это набор решений, позволяющих оптимизировать производство. А опыт взаимодействия «Яндекса» и металлургов подчеркивает, насколько современная промышленность тесно связана с IT-индустрией.
Показательным примером стала прошедшая минувшим летом в Екатеринбурге международная промышленная выставка «Иннопром». В этом году было особенно заметно, насколько существенно выросла доля представителей IT-индустрии в общем составе участников выставки.
Если все эти передовые технологии собрать на одной производственной площадке, мы получим завод нового поколения. На такой «фабрике будущего» можно будет выпускать современную, кастомизированную продукцию в разы быстрее и дешевле, чем на традиционных производствах.
«Фабрики будущего» можно условно разделить на три основные этапа формирования. На первом этапе, при переводе всех основных производственных процессов в «цифру», появляется «цифровая фабрика». На следующем, более сложном этапе, появятся «умные фабрики», где технологический процесс будет проходить с минимальным вмешательством человека.
И, наконец, в результате объединения цифровых и умных предприятий в единую сеть создается «виртуальная фабрика». Учитывая высочайшую скорость передачи информации, строить такие «заводы будущего» можно будет в любой географической точке.
На первый взгляд, «фабрики будущего» могут показаться чем-то очень далеким, из области научной фантастики. Однако первую «умную фабрику» в России уже до конца этого года планирует запустить госкорпорация «Ростех» – на базе рыбинского «ОДК-Сатурн».
На предприятии будет создан испытательный полигон для отработки передовых производственных технологий на практике. Эти решения могут применяться в дальнейшем для изготовления, например, сложных деталей нового поколения для авиадвигателей.
На базе передовых производственных технологий в России уже реализуются проекты по созданию мощнейшего в мире атомного ледокола «Арктика», новой линейки автомобилей « Патриот».
«КамАЗ» в этом году впервые представил уникальный беспилотный автобус «Шатл»
это совместный проект в кооперации с НАМИ и «Яндексом». Сейчас проводятся испытания автобусов, а их тестовые образцы будут использоваться уже в следующем году во время чемпионата мира по футболу.
Каждая новая технологическая эпоха несет за собой не только производственные, но и социальные изменения.
Безлюдная промышленность, с одной стороны, высвобождает с предприятий большое количество сотрудников. С другой, возникает потребность в новых специалистах для цифрового производства. Обеспечить работоспособность новых систем сможет только высококвалифицированная рабочая сила.
Все эти изменения будут происходить плавно, эволюционным путем. Современное оборудование, станки – это еще и эволюция сознания работников. Новые технологии и компьютеризация производства привлекают в промышленность молодое поколение, что благотворно сказывается на процессе омоложения кадрового состава предприятий.
К примеру, еще в 2013 году средний возраст сотрудников концерна «Калашников» составлял 47 лет, а сегодня этот показатель – 35-36 лет. Причем спрос на рабочие профессии растет по всей стране в целом. В этом году к обучению по программам среднего профобразования приступят 976 тысяч учащихся, что на 66 тысяч больше,
чем по итогам 2016-го.
Любая передовая технология по отдельности не несет за собой «революцию», но все вместе, в комплексе, они меняют саму идеологию промышленного производства. Например, исчезает потребность строить крупные заводы конвейерного типа, производящие огромное количество деталей.
«Фабрика будущего» – это, скорее, инжиниринговый центр с компактным цифровым оборудованием, аддитивными машинами и большим количеством компьютеров, где оперативно создаются изделия нужной формы с требуемыми характеристиками. Меняются и подходы к логистике. «Умные фабрики» смогут обмениваться друг с другом информацией, независимо от своего местонахождения.
Еще совсем недавно искусственный интеллект, беспилотные автомобили, роботы и «умные фабрики» фигурировали только в фантастических фильмах и книгах. Сегодня – это наша реальность. По разным прогнозам, доля автоматизации процессов в производстве и логистике достигнет к 2035 году 90-95%, а по дорогам мира будут перемещаться более 20 млн беспилотных автомобилей.
Важную роль в популяризации рабочих профессий играет движение World Skills. Только в этом году свыше 15 тысяч российских выпускников сдали демонстрационный экзамен в соответствии со стандартами World Skills по 74 компетенциям – от мобильной робототехники до многоосевой обработки на станках с ЧПУ. По результатам экзаменов выдаются «Skills-паспорта» (паспорта компетенций), которые признаются такими работодателями, как госкорпорация Росатом, ОАК, группа «СТАН», ЧТПЗ и другими.
Эра цифровых технологий предоставляет больше возможностей для личностного и карьерного роста. Среди экспертов бытует даже мнение о том, что более половины представителей вашего поколения займут должности, которые сейчас еще просто не существуют.
Вполне вероятно, что востребованной профессией станет аналитик данных «интернета-вещей», проектировщик «умного дома» или, например, биофармаколог.
С появлением новых профессий неизбежно будут исчезать старые. В первую очередь те специальности, которые окажутся ненужными из-за развития искусственного интеллекта, беспилотного транспорта и робототехники. Но этот процесс может пройти без каких-либо социальных волнений. Например, в Сбербанке когда-то работало 33 тысячи бухгалтеров, а сегодня их 1,5 тысячи, и никакой глобальной катастрофы при этом не случилось.
Дальнейшее развитие технологий во многом зависит от вас самих. Ваше поколение выросло в «компьютерную» эпоху, поэтому вы уже хорошо адаптированы к цифровым технологиям и способны легко воспринимать и усваивать всё новое.
Новая промышленная революция открывает для вас новые, захватывающие возможности. Не упустите их, ребята!