Как руководителю предприятия оценить эффективность внедрения 3D-технологий

Что нужно знать топ-менеджерам, ведущим специалистам предприятия или владельцу бизнеса, чтобы повысить конкурентоспособность за счет применения 3D-печати и 3D-сканирования? Как решаются вопросы сертификации 3D-оборудования и материалов? Каковы тренды отечественного рынка 3D-решений? Честный взгляд на проблему – в интервью директора по стратегическому планированию компании iQB Technologies Андрея Трофимова.

– Прежде всего: что из себя представляют предприятия, которые определенно смогут извлечь выгоду из применения 3D-технологий? 

– Главный признак того, что предприятие потенциально готово к внедрению аддитивного производства, – наличие в его составе структуры, занимающейся разработками. На сегодня 3D-технологии – и 3D-печать, и 3D-сканирование – достаточно новы, они все еще являются революционными. Потребуется целый ряд принципиальных решений, которые смогут принимать предприятия, способные ставить эксперименты. Речь идет в принципе о возможности внедрения таких решений либо адаптации уже существующих. Если предприятие не обладает собственными интеллектуальными ресурсами – будь то конструкторское бюро, лаборатория или центр компетенций, отвечающий за разработку и адаптацию технологий, – скорее всего, такое предприятие пока к аддитивному производству не готово.

iQB Technologies предлагает вам заказать одну из следующих услуг: консультацию экспертов, обучение 3D-технологиям, тестовую 3D-печать/3D-сканирование, выезд специалистов на ваше предприятие, диагностику или заказ 3D-оборудования:

Заказать услугу

– В России есть компании с действующими исследовательскими структурами?

Практически все продвинутые, развитые компании, которые сейчас изучают вопрос внедрения аддитивного производства и 3D-сканирования, имеют собственное конструкторское бюро или лабораторию. Это, как правило, предприятия, относящиеся к авиакосмической индустрии и точному машиностроению. В большинстве своем они находятся на стадии изучения возможностей 3D-технологий в применении к собственным задачам, лишь некоторые из них уже сейчас способны получать выгоду от внедренных проектов. Прежде всего, они ищут те самые ниши в производственных процессах, которые позволят автоматизировать процесс производства с помощью новых технологий и вывести его на качественно новый уровень.

При этом компании, занятые исключительно производством, могут стать фолловерами, то есть будут дублировать готовые решения и их покупать. Пока российский рынок совершенно точно не достиг стадии, когда эти готовые решения есть.

Сейчас компаний, способных самостоятельно разобраться в теме без привлечения внешнего опыта, очень немного. Поэтому разумный путь – организовывать рабочие группы, включающие в себя специалистов не только одного предприятия, но и тех, кто уже имеет определенный опыт в области 3D-сканирования или 3D-печати.

– Кто из руководителей будет принимать решение о возможном применении инновационных технологий?

– Я бы выделил три таких группы. Во-первых, это CEO (если это нанятый директор), или собственник (если он сам руководит бизнесом), или директор как первое лицо государственного предприятия. Они принимают решения, связанные прежде всего с выявлением экономической выгоды от применения новой технологии, затем с финансированием изучения такой возможности, а потом и с внедрением непосредственно в производство. Во-вторых, специалисты, которые будут отвечать за это внедрение, находить возможность встраивания новых технологий в существующие. Это главные технологи предприятий.

Третья группа – главные инженеры, то есть люди, ответственные за разработку производимой продукции с учетом новых возможностей. И, наконец, есть специфическая категория профессионалов, чей труд не измеряется применяемыми новациями, – это руководители производств. Их обязанность – выполнять установленный план производства, обеспечивать необходимый уровень качества. Руководителя производства нужно убедить в целесообразности перехода на новые технологии, и это задача как внешнего партнера, который поставляет решения и оборудование, так и собственного руководства в лице главного технолога и главного инженера.

– Как руководителю определить, что его предприятию (бизнесу) выгодно применять 3D-технологии?

– В России оправдавших себя примеров внедрения крайне мало, а в некоторых отраслях они просто отсутствуют. Это, как уже было сказано, и есть область исследований, для которых необходимо конструкторское бюро или лаборатория у конечного заказчика. Применяя новую технологию, мы вносим довольно серьезные изменения во все или почти во все этапы жизненного цикла производства. Поэтому мы не можем точно указать тот самый момент, когда произойдет получение экономической выгоды от внедрения новой технологии. Оно может варьироваться в зависимости от того, как выглядит изделие и сколько способов обработки и иного технологического воздействия на изделие используется на данном производстве.

Получить экономический эффект можно не только на производстве детали, а на этапе ее проектирования. Скажем, внедряется изделие с новыми потребительскими свойствами – с оптимизированным соотношением массы и прочности. Поскольку подобные решения вырабатываются при проектировании – путем применения таких технологий, как топологическая оптимизация или функциональная оптимизация, – то экономию расходных материалов мы закладываем на стадии проектирования.

В производстве оптимизированная деталь может оказаться несколько дороже, чем исходная. Если применяется максимальная топологическая оптимизация, то, учитывая постобработку – полировку, шлифование, удаление поддержек, – стоимость изделия может быть выше, чем при производстве с помощью классического фрезерного станка. Но за счет того, что мы экономим на материале, мы снижаем общую себестоимость продукта.

Или такой пример: изготовление гребной лопатки на одном из отечественных предприятий удалось сократить с 24-х рабочих дней до 4-х. Но, повторю, примеров внедрения мало, и в каждом конкретном случае необходимо отвечать на вопрос, есть ли экономическая целесообразность производства того или иного узла или детали по новой технологии и будет ли выигрыш по сравнению с традиционной.

Сейчас компаний, способных самостоятельно разобраться в теме без привлечения внешнего опыта, очень немного. Поэтому разумный путь – организовывать рабочие группы, включающие в себя специалистов не только одного предприятия, но и тех, кто уже имеет определенный опыт в области 3D-сканирования или 3D-печати. Такие группы смогут находить принципиальные ответы – можно или нельзя производить ту или иную деталь аддитивным способом, какие требования предъявляются к постобработке (механической, химической и так далее), есть ли экономическая выгода в переходе на новую технологию, какие материалы следует применять…

– То есть это такой временный проект, заточенный под конкретные задачи?

– Да, и его участники ищут ответ на вопрос о целесообразности внедрения 3D-технологий на конкретном предприятии в зависимости от более эффективного, чем раньше, способа решения стоящей перед производством задачи. Эксперты компании iQB Technologies обладают необходимой квалификацией для поиска подобных решений.

– Когда речь заходит о внедрении 3D-технологий, многих руководителей компаний отпугивает необходимость крупных инвестиций. Как скоро можно получить отдачу и вернуть вложенные средства?

– Опять же, нужно пройти этап исследований. А на данный момент, когда у нас нет готовых, индустриально опробованных и гарантированных решений, – пройти этап тестирования. Он включает следующее:

• формулировка идеи, какие именно элементы, входящие в состав конечного изделия, могут быть улучшены с помощью новой технологии;
• выявление и описание технологического процесса изготовления детали новым способом – от этапа проектирования до этапа контроля качества;
• выявление тех этапов технологического процесса, на которых мы получим экономический эффект.

Имея на руках эти данные, мы можем посчитать экономику производства узла или детали, или конечного изделия в целом. И тогда, собственно, мы ответим на вопрос о целесообразности внедрения новой технологии производства. Если она есть, то следует рассчитать объем необходимых инвестиций и, в то же время, тот момент, когда инвестиции окупятся и начнут приносить прибыль предприятию.

– Оказывается ли предприятиям государственная поддержка в этой области?

– К сожалению, на настоящий момент целенаправленной господдержки аддитивного производства нет. Единственно, о чем можно говорить, – о точечном бюджетировании предприятий, выполняющих стратегически важные проекты. Если организации удается обосновать необходимость внедрения 3D-технологий, то оно может получить финансирование на модернизацию своей материально-технической базы.

Но это и правильно, до известной степени: целенаправленная поддержка внедрения станков с ЧПУ двадцать лет назад ни к чему хорошему не привела, потому что компании, которые отчитывались о закупке нового оборудования, зачастую были неспособны его применить. Отчасти то же самое наблюдалось с аддитивными технологиями в 2000-е годы. Финансирование тогда было на более высоком уровне, компании приобретали высокотехнологичное оборудование, а потом оказывались не в силах его не только внедрить в производство, но даже грамотно использовать на этапе предварительного исследования.

На мой взгляд, главная задача, которая сейчас стоит перед правительством и решается недостаточно, – это разработка подхода к сертификации и стандартизации 3D-оборудования в составе промышленных комплексов. К сожалению, у нас до сих пор нет стандартов, которые бы позволили, опираясь на уже готовые решения, внедрять в производстве оборудование и использовать расходные материалы. Количество сертифицированных материалов совершенно не соответствует той номенклатуре, которую использует российская промышленность.

– Будет ли проблема сертификации как-то решаться?

– Поскольку мы сами крайне заинтересованы в том, чтобы найти механизмы сертификации изделий, произведенных с помощью аддитивных методов, мы такой алгоритм разработали. В принципе, в вертикальных индустриях существуют специальные инстанции, которые могут сертифицировать конечную продукцию. Однако такой путь сертификации крайне затратен для производителя, потому что предполагает сертификацию любого узла или детали, произведенных с помощью новой технологии. Если в финальном изделии этих узлов и деталей немного, сертификат можно получить, скажем, за год. Но если их большое количество, то для конечного заказчика это будет и затратно, и долго.

– Как работает алгоритм сертификации в других странах?

– Если говорить о мировом опыте, то правительства и сертифицирующие органы пошли по пути максимального сокращения времени. Сначала формулируются требования к конечному изделию по прочности, геометрии, потребительским свойствам. Дальше выполняется система тестов, включая разрушающий и неразрушающий контроль, который проводится специальным сертифицирующим органом. Как правило, для каждой вертикальной индустрии он свой. Для авиации это один профильный институт, для точного машиностроения – другой, и если по набору тестов это изделие соответствует предъявляемым требованиям, оно сертифицируется. Объектом сертификации является сразу несколько параметров:

1. материал;
2. оборудование, на котором это изделие произведено;
3. настройки оборудования, которые применялись при производстве изделия.

Все участники российского рынка ждут того момента, когда будет принято решение о сертификации финального продукта, произведенного с помощью аддитивных методов и 3D-сканирования. Это приведет к лавинообразному росту спроса со стороны конечных предприятий.

– Насколько важно предприятию ощущать себя инновационным, с точки зрения руководителя?

– Ответ двоякий. С одной стороны, чем выше уровень технологической компетенции предприятия, тем больше вероятность того, что оно получит эффект от внедрения новых технологий. С другой, как только определенная критическая масса компаний, освоивших новую технологию, будет достигнута, то предприятиям, обладающим меньшим инженерным, технологическим и интеллектуальным потенциалом, будет проще копировать опыт пионеров. Всегда на первом этапе эффект от внедрения получают те, кто обладает наивысшими компетенциями, а остальные копируют их опыт.

– Можете ли Вы назвать тенденцию, которая будет доминировать на российском рынке 3D-решений в ближайшие годы?

– Все участники российского рынка ждут того момента, когда будет принято решение о сертификации финального продукта, произведенного с помощью аддитивных методов. Это приведет к лавинообразному росту спроса со стороны конечных предприятий.

То же самое произойдет после сертификации 3D-сканеров в качестве измерительных устройств. Впрочем, этот процесс будет не таким сложным, потому что многие устройства уже сертифицированы. Опять же, 3D-сканер – не исключительный инструмент измерений, он будет применяться на предприятиях вместе с теми способами и методами контроля геометрии, которые уже себя хорошо зарекомендовали и применяются. Вопрос только в том, что произойдет перераспределение задач контроля геометрии, которые сейчас решаются с помощью ограниченного количества технологий, и часть этих задач будет отдана 3D-сканированию.

Как показывает весь предыдущий опыт, у человечества еще не было ни одной технологии, от которой бы оно отказалось. Просто при появлении новых методов происходит перераспределение задач с учетом существующих возможностей, и так технология доказывает свою жизнеспособность.

– Андрей Николаевич, какие рекомендации Вы могли бы дать руководителям, нацеленным на освоение новых технологий?

– Процесс изучения возможностей 3D-технологий ничем не отличается от знакомства с новой областью знаний. Первоисточник ценной информации – это авторы нововведений, компании и конкретные специалисты, разработавшие новые подходы. Вокруг них формируется сообщество тех их партнеров и энтузиастов, которые начинают опробовать новинки на практике в поисках технического или экономического эффекта.

Так начинает формироваться передовой практический опыт. Затем наиболее удачные решения фиксируются в виде готовых рекомендаций с примерами внедрения. Так исторически сложилось, что авторы как базовых идей, так и первых примеров их практической реализации – компании из технологически передовых стран. Изучение их опыта, знакомство с уже опробованными подходами позволит значительно сэкономить время и усилия на изучение перспектив возможного применения 3D-технологий. Накопление собственного опыта, вплоть до создания собственных ноу-хау – это работа, требующая серьезного научного, теоретического и экспериментального, фундамента.

Учитывая текущие реалии, перспективным представляется формирование рабочих групп, объединяющих специалистов, чьи компетенции могут оказаться полезны для решения задачи производства. Например, ключевыми областями знаний для формирования такой рабочей группы могут быть:

• проектирование (знание подходов к современным способам оптимизации);
• материаловедение (выбор или разработка материала, чьи физические или химические свойства будут определять потребительские свойства конечного продукта);
• инжиниринговые компетенции (определение роли и места новых технологий в производственном цикле);
• контроль качества (подтверждение соответствия продукции предъявляемым к ней требованиям).

Статья опубликована 20.12.2017 , обновлена 04.03.2022