eng
Выпуск #2/2023
Б. М. Позднеев, Д. В. Никитин, Е. В. Бабенко
Перспективы развития и интеграции станкостроения в экосистему цифровой промышленности
Перспективы развития и интеграции станкостроения в экосистему цифровой промышленности
Просмотры: 651
DOI: 10.22184/2499-9407.2023.31.2.88.94
Рассмотрены перспективы развития и интеграции предприятий и продукции станкостроительной отрасли в формирующуюся экосистему цифровой промышленности. Аспекты обеспечения конкурентоспособности станкостроения рассмотрены во взаимосвязи с развитием процессов цифровой трансформации, интеграции и интероперабельности систем управления, формирования кооперационных связей и цепей добавленной стоимости на основе нового комплекса национальных стандартов «Цифровая промышленность».
Рассмотрены перспективы развития и интеграции предприятий и продукции станкостроительной отрасли в формирующуюся экосистему цифровой промышленности. Аспекты обеспечения конкурентоспособности станкостроения рассмотрены во взаимосвязи с развитием процессов цифровой трансформации, интеграции и интероперабельности систем управления, формирования кооперационных связей и цепей добавленной стоимости на основе нового комплекса национальных стандартов «Цифровая промышленность».
Теги: digital enterprise ecosystem industry integration machine tool industry mechanical engineering smart manufacturing standards value chains интеграция машиностроение промышленность стандарты станкостроение умное производство цепи добавленной стоимости цифровое предприятие экосистема
Перспективы развития и интеграции станкостроения в экосистему цифровой промышленности
Б. М. Позднеев, Д. В. Никитин, Е. В. Бабенко
Рассмотрены перспективы развития и интеграции предприятий и продукции станкостроительной отрасли в формирующуюся экосистему цифровой промышленности. Аспекты обеспечения конкурентоспособности станкостроения рассмотрены во взаимосвязи с развитием процессов цифровой трансформации, интеграции и интероперабельности систем управления, формирования кооперационных связей и цепей добавленной стоимости на основе нового комплекса национальных стандартов «Цифровая промышленность».
Введение
Отрасль станкостроения традиционно считается «сердцевиной машиностроения» и относится к ключевым отраслям отечественного машиностроительного комплекса. История развития станкостроения в советский период достаточно хорошо освещена в многочисленных публикациях, в которых отражены этапы становления отрасли в годы первых пятилеток (30‑е годы прошлого века), включая создание новых станкостроительных предприятий, освоение выпуска новых моделей станков, прессов и других видов технологического оборудования, организацию отраслевых научно-исследовательских институтов и КБ, специализированных вузов, а также подготовку конструкторских, технологических и управленческих кадров для отрасли [1].
Следует особо отметить, что развитие станкостроения в этот период осуществлялось в приоритетном порядке по отношению к другим важным отраслям (тяжелое машиностроение, металлургия и др.), поскольку обеспечивало средствами производства промышленность и влияло на становление смежных отраслей.
Отрасль станкостроения внесла неоценимый вклад в укрепление обороноспособности СССР в предвоенный период и обеспечение выпуска огромного количества вооружения и боеприпасов во время Великой Отечественной войны. В послевоенный период руководство СССР уделяло исключительно важное внимание развитию станкостроения: в 1947 году было создано Министерство станкостроения СССР (в последующем до 1991 года оно существовало как Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности СССР), построено значительное число новых предприятий, расширена номенклатура выпускаемой продукции, развит экспорт высококачественного оборудования и комплектующих.
Постсоветский период, связанный не только с распадом СССР, но и нарушением сложившихся десятилетиями межотраслевых и межрегиональных связей, жесткими рыночными условиями и разрушением системы управления, обернулся для отрасли катастрофическими последствиями [1].
Целью настоящей статьи является не выявление причин нынешнего состояния отрасли, а попытка обосновать и сформулировать предложения по наиболее актуальным направлениям развития станкостроения с учетом перспективных потребностей машиностроения и смежных отраслей промышленности в инновационном технологическом оборудовании, необходимом для технологического перевооружения, кратного повышения производительности труда, выпуска высококачественной и конкурентоспособной продукции для внутреннего рынка и создания экспортного потенциала.
В этой связи важное значение имеет повышение конкурентоспособности ключевых предприятий станкостроения, обеспечивающих выпуск конечной продукции, формирование новых логистических цепочек на основе форм цифрового взаимодействия с поставщиками, цифровой трансформации и автоматизации процессов управления предприятиями на основе лучших отечественных ИТ-продуктов и платформ.
Особую актуальность приобретает необходимость обновления существующих и разработка новых стандартов, содержащих требования к высококачественной и конкурентоспособной продукции для создания умных производств и интеграции станкостроения в формирующуюся экосистему цифровой промышленности [2–6].
Станкостроение в аспекте инновационного развития и обеспечения технологического суверенитета машиностроения и промышленности
Для повышения конкурентоспособности и восстановления утраченных позиций российской станкоинструментальной промышленностью, а также для последующего наращивания экспортного потенциала в 2020 году была разработана «Стратегия развития станкоинструментальной отрасли на период до 2035 года» (утверждена распоряжением правительства Российской Федерации от 5 ноября 2020 года № 2869‑р) (далее – Стратегия).
В соответствии с определенными в Стратегии целями, в 2020–2035 годах в отрасли должен осуществляться рост производства продукции со средним темпом на уровне 5,7% в год, а общее потребление станкоинструментальной продукции гражданскими отраслями должно возрасти соответственно с 18 до 38–40%.
В Стратегии особо отмечено, что в условиях смены технологического уклада и индустриальной парадигмы в сторону комплексной автоматизации и цифровизации производства растет спрос отечественной промышленности на высокотехнологичное современное оборудование.
Станкостроение является ключевым компонентом технологического суверенитета национальной экономики и создает основу для развития технологической среды металлообработки, ключевых отраслей машиностроения и других обрабатывающих отраслей, активно включившихся в процессы создания цифровой экономики.
В свою очередь машиностроение относится к группе обрабатывающих отраслей промышленности и является важной составляющей хозяйственного комплекса и промышленности Российской Федерации. Предприятия машиностроения производят широкую номенклатуру продукции (технологическое оборудование, машины и механизмы, детали и полуфабрикаты) и оказывают услуги по ремонту продукции в соответствии с потребностями хозяйственного комплекса страны, включая внешнюю экономическую деятельность. Машиностроение имеет важное значение для устойчивого развития и обеспечения конкурентоспособности отечественной промышленности на внутреннем и внешнем рынке продукции и услуг.
В своей основе отечественное машиностроение представляет крупный отраслевой комплекс, в котором объединены более 100 отраслей и подотраслей с различным профилем деятельности и ряд отдельных специализированных предприятий.
Ассортимент продукции машиностроения отличается большим разнообразием, что обусловливает глубокую дифференциацию его отраслей, подотраслей и отдельных предприятий. Традиционно, в зависимости от потребления материала, энергоресурсов и трудозатрат, в структуре машиностроительного комплекса выделяют сектора: тяжелое машиностроение; общее машиностроение; среднее машиностроение; точное машиностроение; производство металлических изделий и заготовок. Очевидно, что в ближайшие 10–15 лет станкостроение будет развиваться с учетом перспективных потребностей машиностроения и процессов цифровой трансформации в промышленности и экономике [7–12].
Формирование экосистемы цифровой промышленности на основе стандартов
Концепция четвертой промышленной революции, которая получила свое название от инициативы 2011 года, возглавляемой бизнесменами, политиками и учеными, определившими ее как средство повышения конкурентоспособности обрабатывающей промышленности Германии через усиленную интеграцию «киберфизических систем» (CPS) в заводские процессы (собственно Industry 4.0), получила широкую поддержку на международном уровне и стала основой для развития международной кооперации в области Industry 4.0 [9–12]. В этой кооперации принимают активное участие Китай, Япония, США, Италия, Франция, Нидерланды, Австралия, Чехия, Швейцария, Австрия, Мексика и др. Взаимодействие осуществляется в рамках двухсторонних и многосторонних программ сотрудничества. В широком смысле, концепция Industry 4.0 характеризует новый этап индустриального развития, на котором материальный мир соединяется с виртуальным, в результате чего рождаются новые киберфизические компоненты, объединенные в цифровую экосистему [8]. На рис. 2 представлена структура четырех промышленных революций с учетом исторического аспекта и характерных признаков.
Необходимо указать, что практическая реализация этого нового подхода, основанного на процессах цифровой трансформации, потребует обеспечения интеграции и интероперабельности широкого класса информационных систем и телекоммуникационных сетей, взаимодействующих на региональном, национальном, отраслевом и нормативном уровнях. В этой связи деятельность в рамках международной кооперации в доминирующей степени ориентирована на унификацию и стандартизацию основополагающей терминологии, модели эталонной архитектуры, административной оболочки, семантической интероперабельности, совместимости, защиты целостности [7].
Одним из приоритетных направлений Industry 4.0 является создание и апробация новой модели эталонной архитектуры умного производства, первоначально определенной в стандарте DIN SPEC 91345-2016 Reference Architecture Model Industrie 4.0 (RAMI4.0) (Модель эталонной архитектуры Индустрии 4.0 (RAMI 4.0)), а в последующем принятой в международном стандарте IEC PAS 63088:2017 Smart manufacturing. Reference Architecture Model Industry 4.0. (Умное производство. Модель эталонной архитектуры Индустрии 4.0).
Благодаря определению модели эталонной архитектуры умного производства стало возможным обеспечить унификацию и взаимодействие различных компонентов цифровой экосистемы Industry 4.0:
цифровые фабрики;
цифровые двойники продукции и производственных площадок;
промышленный Интернет вещей;
киберфизические системы;
искусственный интеллект и др.
Дальнейшее активное развитие стандартизации в этой области осуществляется с учетом результатов реализации пилотных проектов и целевых программ отраслевого, национального, межгосударственного и регионального уровня. На рис. 3 изображена эталонная архитектура для создания умного производства. В 2021 году введен в действие национальный стандарт ГОСТ Р 59799:2021 «Умное производство. Модель эталонной архитектуры Индустрии 4.0 (RAMI 4.0)», разработанный ТК 461 «Информационно-коммуникационные технологии в образовании (ИКТО)» [7–10].
Для обеспечения системного развития процессов цифровой трансформации и поэтапного формирования экосистемы цифровой промышленности по инициативе Росстандарта и при активной поддержке руководства РСПП в 2020 году был создан Координационный Совет председателей национальных и межгосударственных технических комитетов по стандартизации в области цифрового развития (КССЦР), в который в настоящее время входят 15 ключевых комитетов: ТК 005, ТК 022, ТК 032, ТК 058, ТК 100, ТК 141, ТК 142, ТК 164, ТК 165, ТК 182, ТК 306, ТК 459, ТК 461, ТК 480, ПТК 711.
В результате консолидации и активного взаимодействия технических комитетов в рамках КССЦР к настоящему моменту разработано более 35 национальных стандартов, гармонизированных с основополагающими международными стандартами и учитывающих состояние и перспективное развитие отечественной промышленности. Эта работа проводится при активном участии Экспертного совета Ассоциации «Цифровые инновации в машиностроении» (АЦИМ).
Опираясь на эти разработки и участие в работе ИСО и МЭК, экспертам КССЦР удалось создать и частично реализовать перспективную программу стандартизации в области развития цифровой промышленности на период 2021–2026 годов, в которую включены более 120 первоочередных стандартов. Поэтапная разработка и внедрение комплекса национальных стандартов под общим названием «Цифровая промышленность» должна стать не только катализатором развития процессов цифровой трансформации, но и создать методологическую базу для системного решения практических задач по созданию умных производств и цифровых предприятий на основе лучших отечественных решений [13–20].
Следует отметить, что в 2023 году в рамках указанной программы будет завершена разработка нескольких стандартов, имеющих важное значение для управления цифровизации промышленности. В их числе:
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Основные положения. Общие требования к системе»;
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Классификация и структура стандартов»;
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Термины и определения»;
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Руководство по применению модели эталонной архитектуры RAMI 4.0»;
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Интеграция и интероперабельность систем. Термины и определения».
Стратегическое планирование развития и перспективы цифровой трансформации в станкостроении
В условиях беспрецедентного давления на Россию со стороны запада и обострения политической и экономической ситуации в мире, вопросы обеспечения технологического суверенитета и укрепления обороноспособности страны напрямую связаны с необходимостью ускоренной модернизации и развития ключевых отраслей отечественной промышленности [15, 17]. В этой связи приоритетное развитие станкостроения можно рассматривать как один из действенных инструментов для обеспечения технологического суверенитета в условиях модернизации и цифровой трансформации промышленности.
В настоящее время существует целый ряд документов в области развития и цифровой трансформации различных отраслей отечественной промышленности, среди которых, в первую очередь, следует отметить «Стратегическое направление в области цифровой трансформации обрабатывающих отраслей промышленности» (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 6 ноября 2021 года № 3142) и «Стратегию развития станкоинструментальной промышленности на период до 2035 года».
В марте 2022 года Президент Российской Федерации издал Указ «О мерах по обеспечению технологической независимости и безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации», наложивший запрет на использование иностранного программного обеспечения и ускоривший процесс импортозамещения. При этом необходимо отметить, что в сфере станкостроения наблюдается очень высокий уровень зависимости от поставок зарубежных комплектующих, и в первую очередь в отношении электронной компонентной базы (ЭКБ).
Исключительно позитивное значение имеет подготовка нового Федерального проекта по развитию станкоинструментальной промышленности на период до 2030 года, начатая в конце 2022 года и предусматривающая начало реализации проекта в первом полугодии 2023 года. Важно отметить, что в проект включены важные направления:
разработка и производство основных групп металлообрабатывающего оборудования;
разработка и производство критических комплектующих;
создание новых производственных технологий, инструмента и оснастки;
отраслевые и региональные меры поддержки;
научное и кадровое обеспечение отрасли.
Также включены такие важные темы, как «Стандартизация и оценка соответствия» и «Цифровая трансформация производства».
В рамках выполнения мероприятий по указанным двум направлениям нового Федерального проекта может быть обеспечен значительный инновационный эффект в развитии станкостроения. Прежде всего, необходимо радикально обновить базу стандартов в сфере станкостроения, которая в настоящее время включает около 3000 национальных и межгосударственных стандартов (средний возраст более 25 лет). В перспективе до 2030 года планируется разработка около 1000 стандартов, что потребует не только координации деятельности существующих ТК, но и создание новых комитетов по стандартизации.
В приоритетном порядке необходима разработка стандартов по следующим важным направлениям:
цифровая инфраструктура отрасли и станкостроительного предприятия;
эталонная архитектура процессов проектирования и производства продукции станкостроения;
эталонная архитектура и интеграция системы ЧПУ в умном производстве;
система сбора и обработки данных о технологическом оборудовании в реальном времени;
создание цепей добавочной стоимости и кооперация в станкостроении;
обеспечение кибербезопасности при эксплуатации металлообрабатывающего оборудования.
Литература
Юденков Н. П. Догнать и перегнать. Станкостроение СССР в условиях санкций // Станкоинструмент. 2022. № 3 (028). С. 86–91.
Кузнецов А. П. Основные задачи формирования импортонезависимой станкоинструментальной отрасли в России // Станкоинструмент. 2016. № 2. С. 16–25.
Кузнецов А. П. От состояния локализации к развитию станкостроения // Станкоинструмент. 2018. № 4 (013). С. 1–12.
Кузнецов А. П. Направления развития металлорежущих станков: системные принципы. Ч. 1 // Станкоинструмент. 2020. № 3 (020). С. 30–41.
Пантюхин О., Васин С. Цифровой двойник технологического процесса изготовления изделий специального назначения // Станкоинструмент. 2021. № 1 (022).
С. 56–58.
Серков Н. А., Пась О. В. Перспективы повышения точности прецизионных многокоординатных машин с ЧПУ методами цифровой коррекции // Станкоинструмент. 2022. № 4 (029). С. 42–49.
German Standardization Roadmap Industrie 4.0. Version 4 [Электронный ресурс] – Режим доступа:
https://www.din.de/en/innovation-and-research/industry‑4-0/german-standardization-roadmap-on-industry‑4-0-77392, свободный.
Мошелла Д. Путеводитель по цифровому будущему:
Отрасли, организации и профессии. М.: Альпина Паблишер, 2020. 215 с.
Внедрение и развитие Индустрии 4.0. Основы, моделирование и примеры из практики. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2020. 302 с.
Шваб К. Четвертая промышленная революция. М.: Эксмо, 2016. 138 с.
Цифровая трансформация: ожидания и реальность:
докл. к XXIII Ясинской (Апрельской) междунар. науч. конф. по проблемам развития экономики и общества, Москва, 2022 г. [Текст] / Г. И. Абдрахманова, С. А. Васильковский, К. О. Вишневский, М. А. Гершман, Л. М. Гохберг и др.; рук. авт. кол. П. Б. Рудник; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики». М.: Изд. дом Высшей школы экономики, 2022. 221 с.
Броницкий Т. Л. , Вишневский К. О. , Гохберг Л. М. , и др. Развитие отдельных высокотехнологичных направлений. Белая книга. ООО «Типография ИРМ‑1».
Шалаев А. П. Цифровому производству нужны умные стандарты // Connect. Мир информационных технологий. № 1–2, 2021. С. 4–10.
Лоцманов А. Н. Нужен межведомственный штаб по продвижению платформы «Промышленность РФ 4.0» // Connect. Мир информационных технологий. 2020. № 5–6. С. 4–10.
Позднеев Б. М. Цифровые инновации – основа формирования нового облика отечественного машиностроения // Стандарты и качество. 2021. № 3 (1005). С. 50–52.
Головин С. А., Лоцманов А. Н., Позднеев Б. М. Российско-германское сотрудничество и области Индустрии 4.0 // Стандарты и качество. 2020. № 8 (998). С. 26–29.
Головин С. А., Лоцманов А. Н., Позднеев Б. М. Стратегия информационного обеспечения эффективного вхождения промышленности России в современные условия // Стандарты и качество. 2020. № 7 (997). С. 68–73.
Позднеев Б. М., Бушина Ф., Левченко А. Н., Шароватов В. И., Бабенко Е. В. Интеграция и интероперабельность информационных систем в промышленности на основе стандартов // Сб.Ы трудов X Международной научной конференции «ИТ – СТАНДАРТ 2020». М.: Издательство «Проспект», 2020. С. 66–76.
Позднеев Б. М., Бушина Ф., Бабенко Е. В. и др. Международная и национальная стандартизация в сфере информатизации, информационных технологий и цифрового развития: учеб. пособие. М.: ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», 2020. 159 с.
Позднеев Б. М., Бушина Ф., Бабенко Е. В. и др.
Цифровая промышленность и умное производство (концепция, стандарты, модели, основные понятия): учеб. пособие. М.: ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», 2022. 116 с.
Авторы
Позднеев Борис Михайлович – доктор технических наук, профессор, председатель Правления Ассоциации «Цифровые инновации в машиностроении»
Никитин Дмитрий Владимирович – председатель экспертного совета Ассоциации «Цифровые инновации в машиностроении»
Бабенко Евгения Васильевна – исполнительный директор Ассоциации «Цифровые инновации в машиностроении»
Б. М. Позднеев, Д. В. Никитин, Е. В. Бабенко
Рассмотрены перспективы развития и интеграции предприятий и продукции станкостроительной отрасли в формирующуюся экосистему цифровой промышленности. Аспекты обеспечения конкурентоспособности станкостроения рассмотрены во взаимосвязи с развитием процессов цифровой трансформации, интеграции и интероперабельности систем управления, формирования кооперационных связей и цепей добавленной стоимости на основе нового комплекса национальных стандартов «Цифровая промышленность».
Введение
Отрасль станкостроения традиционно считается «сердцевиной машиностроения» и относится к ключевым отраслям отечественного машиностроительного комплекса. История развития станкостроения в советский период достаточно хорошо освещена в многочисленных публикациях, в которых отражены этапы становления отрасли в годы первых пятилеток (30‑е годы прошлого века), включая создание новых станкостроительных предприятий, освоение выпуска новых моделей станков, прессов и других видов технологического оборудования, организацию отраслевых научно-исследовательских институтов и КБ, специализированных вузов, а также подготовку конструкторских, технологических и управленческих кадров для отрасли [1].
Следует особо отметить, что развитие станкостроения в этот период осуществлялось в приоритетном порядке по отношению к другим важным отраслям (тяжелое машиностроение, металлургия и др.), поскольку обеспечивало средствами производства промышленность и влияло на становление смежных отраслей.
Отрасль станкостроения внесла неоценимый вклад в укрепление обороноспособности СССР в предвоенный период и обеспечение выпуска огромного количества вооружения и боеприпасов во время Великой Отечественной войны. В послевоенный период руководство СССР уделяло исключительно важное внимание развитию станкостроения: в 1947 году было создано Министерство станкостроения СССР (в последующем до 1991 года оно существовало как Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности СССР), построено значительное число новых предприятий, расширена номенклатура выпускаемой продукции, развит экспорт высококачественного оборудования и комплектующих.
Постсоветский период, связанный не только с распадом СССР, но и нарушением сложившихся десятилетиями межотраслевых и межрегиональных связей, жесткими рыночными условиями и разрушением системы управления, обернулся для отрасли катастрофическими последствиями [1].
Целью настоящей статьи является не выявление причин нынешнего состояния отрасли, а попытка обосновать и сформулировать предложения по наиболее актуальным направлениям развития станкостроения с учетом перспективных потребностей машиностроения и смежных отраслей промышленности в инновационном технологическом оборудовании, необходимом для технологического перевооружения, кратного повышения производительности труда, выпуска высококачественной и конкурентоспособной продукции для внутреннего рынка и создания экспортного потенциала.
В этой связи важное значение имеет повышение конкурентоспособности ключевых предприятий станкостроения, обеспечивающих выпуск конечной продукции, формирование новых логистических цепочек на основе форм цифрового взаимодействия с поставщиками, цифровой трансформации и автоматизации процессов управления предприятиями на основе лучших отечественных ИТ-продуктов и платформ.
Особую актуальность приобретает необходимость обновления существующих и разработка новых стандартов, содержащих требования к высококачественной и конкурентоспособной продукции для создания умных производств и интеграции станкостроения в формирующуюся экосистему цифровой промышленности [2–6].
Станкостроение в аспекте инновационного развития и обеспечения технологического суверенитета машиностроения и промышленности
Для повышения конкурентоспособности и восстановления утраченных позиций российской станкоинструментальной промышленностью, а также для последующего наращивания экспортного потенциала в 2020 году была разработана «Стратегия развития станкоинструментальной отрасли на период до 2035 года» (утверждена распоряжением правительства Российской Федерации от 5 ноября 2020 года № 2869‑р) (далее – Стратегия).
В соответствии с определенными в Стратегии целями, в 2020–2035 годах в отрасли должен осуществляться рост производства продукции со средним темпом на уровне 5,7% в год, а общее потребление станкоинструментальной продукции гражданскими отраслями должно возрасти соответственно с 18 до 38–40%.
В Стратегии особо отмечено, что в условиях смены технологического уклада и индустриальной парадигмы в сторону комплексной автоматизации и цифровизации производства растет спрос отечественной промышленности на высокотехнологичное современное оборудование.
Станкостроение является ключевым компонентом технологического суверенитета национальной экономики и создает основу для развития технологической среды металлообработки, ключевых отраслей машиностроения и других обрабатывающих отраслей, активно включившихся в процессы создания цифровой экономики.
В свою очередь машиностроение относится к группе обрабатывающих отраслей промышленности и является важной составляющей хозяйственного комплекса и промышленности Российской Федерации. Предприятия машиностроения производят широкую номенклатуру продукции (технологическое оборудование, машины и механизмы, детали и полуфабрикаты) и оказывают услуги по ремонту продукции в соответствии с потребностями хозяйственного комплекса страны, включая внешнюю экономическую деятельность. Машиностроение имеет важное значение для устойчивого развития и обеспечения конкурентоспособности отечественной промышленности на внутреннем и внешнем рынке продукции и услуг.
В своей основе отечественное машиностроение представляет крупный отраслевой комплекс, в котором объединены более 100 отраслей и подотраслей с различным профилем деятельности и ряд отдельных специализированных предприятий.
Ассортимент продукции машиностроения отличается большим разнообразием, что обусловливает глубокую дифференциацию его отраслей, подотраслей и отдельных предприятий. Традиционно, в зависимости от потребления материала, энергоресурсов и трудозатрат, в структуре машиностроительного комплекса выделяют сектора: тяжелое машиностроение; общее машиностроение; среднее машиностроение; точное машиностроение; производство металлических изделий и заготовок. Очевидно, что в ближайшие 10–15 лет станкостроение будет развиваться с учетом перспективных потребностей машиностроения и процессов цифровой трансформации в промышленности и экономике [7–12].
Формирование экосистемы цифровой промышленности на основе стандартов
Концепция четвертой промышленной революции, которая получила свое название от инициативы 2011 года, возглавляемой бизнесменами, политиками и учеными, определившими ее как средство повышения конкурентоспособности обрабатывающей промышленности Германии через усиленную интеграцию «киберфизических систем» (CPS) в заводские процессы (собственно Industry 4.0), получила широкую поддержку на международном уровне и стала основой для развития международной кооперации в области Industry 4.0 [9–12]. В этой кооперации принимают активное участие Китай, Япония, США, Италия, Франция, Нидерланды, Австралия, Чехия, Швейцария, Австрия, Мексика и др. Взаимодействие осуществляется в рамках двухсторонних и многосторонних программ сотрудничества. В широком смысле, концепция Industry 4.0 характеризует новый этап индустриального развития, на котором материальный мир соединяется с виртуальным, в результате чего рождаются новые киберфизические компоненты, объединенные в цифровую экосистему [8]. На рис. 2 представлена структура четырех промышленных революций с учетом исторического аспекта и характерных признаков.
Необходимо указать, что практическая реализация этого нового подхода, основанного на процессах цифровой трансформации, потребует обеспечения интеграции и интероперабельности широкого класса информационных систем и телекоммуникационных сетей, взаимодействующих на региональном, национальном, отраслевом и нормативном уровнях. В этой связи деятельность в рамках международной кооперации в доминирующей степени ориентирована на унификацию и стандартизацию основополагающей терминологии, модели эталонной архитектуры, административной оболочки, семантической интероперабельности, совместимости, защиты целостности [7].
Одним из приоритетных направлений Industry 4.0 является создание и апробация новой модели эталонной архитектуры умного производства, первоначально определенной в стандарте DIN SPEC 91345-2016 Reference Architecture Model Industrie 4.0 (RAMI4.0) (Модель эталонной архитектуры Индустрии 4.0 (RAMI 4.0)), а в последующем принятой в международном стандарте IEC PAS 63088:2017 Smart manufacturing. Reference Architecture Model Industry 4.0. (Умное производство. Модель эталонной архитектуры Индустрии 4.0).
Благодаря определению модели эталонной архитектуры умного производства стало возможным обеспечить унификацию и взаимодействие различных компонентов цифровой экосистемы Industry 4.0:
цифровые фабрики;
цифровые двойники продукции и производственных площадок;
промышленный Интернет вещей;
киберфизические системы;
искусственный интеллект и др.
Дальнейшее активное развитие стандартизации в этой области осуществляется с учетом результатов реализации пилотных проектов и целевых программ отраслевого, национального, межгосударственного и регионального уровня. На рис. 3 изображена эталонная архитектура для создания умного производства. В 2021 году введен в действие национальный стандарт ГОСТ Р 59799:2021 «Умное производство. Модель эталонной архитектуры Индустрии 4.0 (RAMI 4.0)», разработанный ТК 461 «Информационно-коммуникационные технологии в образовании (ИКТО)» [7–10].
Для обеспечения системного развития процессов цифровой трансформации и поэтапного формирования экосистемы цифровой промышленности по инициативе Росстандарта и при активной поддержке руководства РСПП в 2020 году был создан Координационный Совет председателей национальных и межгосударственных технических комитетов по стандартизации в области цифрового развития (КССЦР), в который в настоящее время входят 15 ключевых комитетов: ТК 005, ТК 022, ТК 032, ТК 058, ТК 100, ТК 141, ТК 142, ТК 164, ТК 165, ТК 182, ТК 306, ТК 459, ТК 461, ТК 480, ПТК 711.
В результате консолидации и активного взаимодействия технических комитетов в рамках КССЦР к настоящему моменту разработано более 35 национальных стандартов, гармонизированных с основополагающими международными стандартами и учитывающих состояние и перспективное развитие отечественной промышленности. Эта работа проводится при активном участии Экспертного совета Ассоциации «Цифровые инновации в машиностроении» (АЦИМ).
Опираясь на эти разработки и участие в работе ИСО и МЭК, экспертам КССЦР удалось создать и частично реализовать перспективную программу стандартизации в области развития цифровой промышленности на период 2021–2026 годов, в которую включены более 120 первоочередных стандартов. Поэтапная разработка и внедрение комплекса национальных стандартов под общим названием «Цифровая промышленность» должна стать не только катализатором развития процессов цифровой трансформации, но и создать методологическую базу для системного решения практических задач по созданию умных производств и цифровых предприятий на основе лучших отечественных решений [13–20].
Следует отметить, что в 2023 году в рамках указанной программы будет завершена разработка нескольких стандартов, имеющих важное значение для управления цифровизации промышленности. В их числе:
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Основные положения. Общие требования к системе»;
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Классификация и структура стандартов»;
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Термины и определения»;
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Руководство по применению модели эталонной архитектуры RAMI 4.0»;
ГОСТ Р ХХХХ «Цифровая промышленность. Интеграция и интероперабельность систем. Термины и определения».
Стратегическое планирование развития и перспективы цифровой трансформации в станкостроении
В условиях беспрецедентного давления на Россию со стороны запада и обострения политической и экономической ситуации в мире, вопросы обеспечения технологического суверенитета и укрепления обороноспособности страны напрямую связаны с необходимостью ускоренной модернизации и развития ключевых отраслей отечественной промышленности [15, 17]. В этой связи приоритетное развитие станкостроения можно рассматривать как один из действенных инструментов для обеспечения технологического суверенитета в условиях модернизации и цифровой трансформации промышленности.
В настоящее время существует целый ряд документов в области развития и цифровой трансформации различных отраслей отечественной промышленности, среди которых, в первую очередь, следует отметить «Стратегическое направление в области цифровой трансформации обрабатывающих отраслей промышленности» (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 6 ноября 2021 года № 3142) и «Стратегию развития станкоинструментальной промышленности на период до 2035 года».
В марте 2022 года Президент Российской Федерации издал Указ «О мерах по обеспечению технологической независимости и безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации», наложивший запрет на использование иностранного программного обеспечения и ускоривший процесс импортозамещения. При этом необходимо отметить, что в сфере станкостроения наблюдается очень высокий уровень зависимости от поставок зарубежных комплектующих, и в первую очередь в отношении электронной компонентной базы (ЭКБ).
Исключительно позитивное значение имеет подготовка нового Федерального проекта по развитию станкоинструментальной промышленности на период до 2030 года, начатая в конце 2022 года и предусматривающая начало реализации проекта в первом полугодии 2023 года. Важно отметить, что в проект включены важные направления:
разработка и производство основных групп металлообрабатывающего оборудования;
разработка и производство критических комплектующих;
создание новых производственных технологий, инструмента и оснастки;
отраслевые и региональные меры поддержки;
научное и кадровое обеспечение отрасли.
Также включены такие важные темы, как «Стандартизация и оценка соответствия» и «Цифровая трансформация производства».
В рамках выполнения мероприятий по указанным двум направлениям нового Федерального проекта может быть обеспечен значительный инновационный эффект в развитии станкостроения. Прежде всего, необходимо радикально обновить базу стандартов в сфере станкостроения, которая в настоящее время включает около 3000 национальных и межгосударственных стандартов (средний возраст более 25 лет). В перспективе до 2030 года планируется разработка около 1000 стандартов, что потребует не только координации деятельности существующих ТК, но и создание новых комитетов по стандартизации.
В приоритетном порядке необходима разработка стандартов по следующим важным направлениям:
цифровая инфраструктура отрасли и станкостроительного предприятия;
эталонная архитектура процессов проектирования и производства продукции станкостроения;
эталонная архитектура и интеграция системы ЧПУ в умном производстве;
система сбора и обработки данных о технологическом оборудовании в реальном времени;
создание цепей добавочной стоимости и кооперация в станкостроении;
обеспечение кибербезопасности при эксплуатации металлообрабатывающего оборудования.
Литература
Юденков Н. П. Догнать и перегнать. Станкостроение СССР в условиях санкций // Станкоинструмент. 2022. № 3 (028). С. 86–91.
Кузнецов А. П. Основные задачи формирования импортонезависимой станкоинструментальной отрасли в России // Станкоинструмент. 2016. № 2. С. 16–25.
Кузнецов А. П. От состояния локализации к развитию станкостроения // Станкоинструмент. 2018. № 4 (013). С. 1–12.
Кузнецов А. П. Направления развития металлорежущих станков: системные принципы. Ч. 1 // Станкоинструмент. 2020. № 3 (020). С. 30–41.
Пантюхин О., Васин С. Цифровой двойник технологического процесса изготовления изделий специального назначения // Станкоинструмент. 2021. № 1 (022).
С. 56–58.
Серков Н. А., Пась О. В. Перспективы повышения точности прецизионных многокоординатных машин с ЧПУ методами цифровой коррекции // Станкоинструмент. 2022. № 4 (029). С. 42–49.
German Standardization Roadmap Industrie 4.0. Version 4 [Электронный ресурс] – Режим доступа:
https://www.din.de/en/innovation-and-research/industry‑4-0/german-standardization-roadmap-on-industry‑4-0-77392, свободный.
Мошелла Д. Путеводитель по цифровому будущему:
Отрасли, организации и профессии. М.: Альпина Паблишер, 2020. 215 с.
Внедрение и развитие Индустрии 4.0. Основы, моделирование и примеры из практики. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2020. 302 с.
Шваб К. Четвертая промышленная революция. М.: Эксмо, 2016. 138 с.
Цифровая трансформация: ожидания и реальность:
докл. к XXIII Ясинской (Апрельской) междунар. науч. конф. по проблемам развития экономики и общества, Москва, 2022 г. [Текст] / Г. И. Абдрахманова, С. А. Васильковский, К. О. Вишневский, М. А. Гершман, Л. М. Гохберг и др.; рук. авт. кол. П. Б. Рудник; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики». М.: Изд. дом Высшей школы экономики, 2022. 221 с.
Броницкий Т. Л. , Вишневский К. О. , Гохберг Л. М. , и др. Развитие отдельных высокотехнологичных направлений. Белая книга. ООО «Типография ИРМ‑1».
Шалаев А. П. Цифровому производству нужны умные стандарты // Connect. Мир информационных технологий. № 1–2, 2021. С. 4–10.
Лоцманов А. Н. Нужен межведомственный штаб по продвижению платформы «Промышленность РФ 4.0» // Connect. Мир информационных технологий. 2020. № 5–6. С. 4–10.
Позднеев Б. М. Цифровые инновации – основа формирования нового облика отечественного машиностроения // Стандарты и качество. 2021. № 3 (1005). С. 50–52.
Головин С. А., Лоцманов А. Н., Позднеев Б. М. Российско-германское сотрудничество и области Индустрии 4.0 // Стандарты и качество. 2020. № 8 (998). С. 26–29.
Головин С. А., Лоцманов А. Н., Позднеев Б. М. Стратегия информационного обеспечения эффективного вхождения промышленности России в современные условия // Стандарты и качество. 2020. № 7 (997). С. 68–73.
Позднеев Б. М., Бушина Ф., Левченко А. Н., Шароватов В. И., Бабенко Е. В. Интеграция и интероперабельность информационных систем в промышленности на основе стандартов // Сб.Ы трудов X Международной научной конференции «ИТ – СТАНДАРТ 2020». М.: Издательство «Проспект», 2020. С. 66–76.
Позднеев Б. М., Бушина Ф., Бабенко Е. В. и др. Международная и национальная стандартизация в сфере информатизации, информационных технологий и цифрового развития: учеб. пособие. М.: ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», 2020. 159 с.
Позднеев Б. М., Бушина Ф., Бабенко Е. В. и др.
Цифровая промышленность и умное производство (концепция, стандарты, модели, основные понятия): учеб. пособие. М.: ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», 2022. 116 с.
Авторы
Позднеев Борис Михайлович – доктор технических наук, профессор, председатель Правления Ассоциации «Цифровые инновации в машиностроении»
Никитин Дмитрий Владимирович – председатель экспертного совета Ассоциации «Цифровые инновации в машиностроении»
Бабенко Евгения Васильевна – исполнительный директор Ассоциации «Цифровые инновации в машиностроении»
Отзывы читателей
