Краткая характеристика субтехнологий

1. Цифровое проектирование, математическое моделирование и управление жизненным циклом изделия или продукции (Smart Design); средний уровень готовности технологии (далее - УГТ) <5> в России оценивается как УГТ 6 - 9, в мире - УГТ 7 - 9. Элементы технологической карты субтехнологии/востребованные решения:

--------------------------------

<5> Здесь и далее в соответствии с ГОСТ Р 58048-2017.

- технологии разработки и сопровождения цифровых двойников (Digital Twin, DT);

- компьютерное проектирование (Computer-Aided Design, CAD);

- математическое моделирование, компьютерный и суперкомпьютерный инжиниринг (Computer-Aided Engineering, CAE и High Performance Technical Computing, HPTC)/имитационное моделирование;

- сервис, обеспечивающий доступ к облачным вычислительным мощностям, функционирующий по модели "on demand";

- сервис, предоставляющий доступ к цифровому профилю изделия, обеспечивающий прослеживаемость изделий как на этапе производства, так и на этапе его эксплуатации;

- технологии оптимизации (Computer-Aided Optimization, CAO);

- платформенные технологии управления процессами проектирования, моделирования и данными (Simulation Process & Data Management, SPDM), а также вычислительными ресурсами (Simulation Process, Data and Resources Management, SPDRM);

- цифровые платформы для проектирования и инжиниринга, разработки и сопровождения цифровых двойников и платформы "цифровой сертификации", использующие смежные "сквозные" цифровые технологии искусственного интеллекта, больших данных, распределенных реестров, обеспечивающие управление интеллектуальной собственностью, экспертное сопровождение и прохождение с первого раза физических и натурных испытаний;

- планирование производственных технологических процессов (Computer-Aided Process Planning, CAPP);

- технологическая подготовка производства (Computer-Aided Manufacturing, CAM);

- технологии управления данными о продукте (Product Data Management, PDM);

- технологии управления жизненным циклом (Product Lifecycle Management, PLM);

- интегрированная логистическая поддержка (Integrated Logistics Support, ILS);

- платформенные решения для правовой охраны и управления правами на цифровые модели и объекты;

- платформенные решения для эксплуатационного мониторинга, послепродажного/технического обслуживания продукции, предиктивной аналитики и ремонтов;

- платформенное решение, реализующее сервисный подход "база доступных технологий";

- платформенное решение, реализующее сервисный подход "база типовых изделий".

2. Технологии "умного" производства (Smart Manufacturing); средний УГТ для решений реализации концепции "безлюдного" производства <6> в России оценивается как УГТ 4 - 5, в мире - УГТ 6 - 7. Средний УГТ для решений операционное управление технологическими процессами, производством, предприятием в России оценивается как УГТ 9, в мире - УГТ 9. Средний УГТ для решений, обеспечивающих высокую гибкость производства, быструю переналадку и масштабирование в России оценивается как УГТ 6, в мире - УГТ 8 - 9. В части платформенных решений для производства, промышленного интернета и логистики средний УГТ в России оценивается как УГТ 7, в мире - УГТ 8 - 9. Элементы технологической карты субтехнологии/востребованные решения:

--------------------------------

<6> Под "безлюдным" понимается производство со сбалансированным соотношением персонала и технологий, обеспечивающих автоматизацию критической массы процессов.

- "умные" производственные линии (Smart Manufacturing);

- системы числового программного управления (ЧПУ) оборудованием;

- программное обеспечение для обучения и управления промышленными роботами;

- мобильные цифровые устройства, оснащенные модулями беспроводной связи для получения и передачи данных;

- программное обеспечение для получения, обработки и передачи информации, получаемой как от датчиков, встроенных в устройство, так и от сторонних источников, компоненты системы эксплуатируются в доверенной среде, устойчивы к отказам и попытками несанкционированного доступа;

- автоматизированные системы управления предприятием (Enterprise Resource Planning, ERP-системы планирования и управления);

- планирование материалов;

- планирование производства;

- управление производственными активами;

- автоматизированные системы управления производством (Manufacturing Execution System, MES-системы управления производственными процессами);

- системы управления технологическим процессом (АСУ ТП): человеко-машинный интерфейс (Human-Machine Interface, HMI), SCADA-системы (Supervisory Control And Data Acquisition), датчики, исполнительные устройства, приводные системы и роботизированные механизмы, системы идентификации (Radio Frequency IDentification, RFID, штрих-коды);

- платформенные решения для промышленного интернета;

- платформенные решения для производства;

- системы управления непрерывным производством;

- системы управления кооперационным производством, позволяющие в режиме реального времени вести планирование и учет по всей цепи кооперации;

- системы управления производственно-техническим потенциалом на уровне холдингов и государственных корпораций;

- платформенные решения для логистики;

- платформенные решения, использующие технологии машинного обучения в привязке к планированию и учету производственных процессов и управлению производственными активами предприятий;

- управление нормативно-справочной информацией (Master Data Management, MDM), системы бизнес-анализа (Business Intelligence, BI, Corporate Performance Management, CPM);

- системы управления лабораторной информацией (Laboratory Information Management System, LIMS);

- системы управления бизнес-процессами (Business Process Management, BPM);

- гибкие, реконфигурируемые и модульные машины, оборудование и робототехнические комплексы;

- неконвенциональные производственные технологии;

- прецизионные технологии, датчики измерения точности;

- вычислительные процессоры с высоким быстродействием и решающие многие задачи с заданной точностью;

- узлы и агрегаты станка, влияющие на исполнительную точность.

3. Манипуляторы и технологии манипулирования; средний УГТ в России - 6, УГТ в мире - 9. Элементы технологической карты субтехнологии/востребованные решения:

- методы математического моделирования робототехнических систем как пространственных механических систем с голономными и неголономными связями и, как более передовое решение - методы прямого динамического моделирования нелинейных пространственных механических систем с контактными взаимодействиями;

- программное обеспечение для управления роботами-манипуляторами;

- программно-аппаратные средства взаимодействия с окружающей средой и объектами.

Оценка УГТ в России на основе конкретных единичных примеров позволяет сделать выводы о наличии решений с уровнем готовности от 6 до 9. Оценка среднего УГТ в России на основе результатов экспертного опроса свидетельствует о недостаточном (низком) количестве российских решений на высоких (6 - 9) уровнях готовности. Экспертное сообщество определяет отставание в развитии большинства субтехнологий СЦТ НПТ, в том числе в части технических характеристик, в России на 5 - 10 лет в сравнении с мировым уровнем.

Приоритетные отрасли для внедрения субтехнологий СЦТ НПТ:

1. автомобилестроение (ОКВЭД: производство автотранспортных средств, прицепов и полуприцепов, включая производство двигателей для автотранспортных средств);

2. авиастроение и ракетно-космическая техника (ОКВЭД: производство летательных аппаратов, включая космические, и соответствующего оборудования);

3. двигателестроение (ОКВЭД: производство силовых установок и двигателей для летательных аппаратов, включая космические);

4. машиностроение, включая атомное, нефтегазовое, тяжелое, специальное машиностроение, железнодорожный транспорт (ОКВЭД: производство машин и оборудования общего назначения);

5. судостроение и кораблестроение (ОКВЭД: строительство кораблей, судов и лодок);

6. непрерывное/процессное производство (ОКВЭД: добыча полезных ископаемых; обрабатывающие производства: производство металлургическое, производство кокса и нефтепродуктов; производство химических веществ и химических продуктов).

Эффекты от развития СЦТ (технологическое лидерство, экономическое развитие, социальный прогресс). Цели реализации мероприятий ДК СЦТ НПТ:

1. Разработка и развитие прорывных технологий СЦТ НПТ как основы для технологического лидерства.

2. Разработка и развитие отечественных технологий мирового уровня, реализация их полного потенциала.

3. Внедрение и апробация производственных технологий, стимулирование спроса на СЦТ НПТ для достижения промышленного лидерства в будущем, в первую очередь, в высокотехнологичных отраслях промышленности.

4. Устранение барьеров (нормативно-технических, научных, технологических, кадровых, финансовых и др.).

Реализация целей соответствует следующим приоритетным направлениям развития:

1. Повышение глобальной конкурентоспособности России на мировых высокотехнологичных рынках.

2. Создание высокопроизводительного экспортно-ориентированного сектора обрабатывающих производств, развивающегося на основе новых производственных технологий.

3. Создание экосистемы цифровой экономики Российской Федерации, в которой данные в цифровой форме являются ключевым фактором производства во всех сферах социально-экономической деятельности.

4. Подготовка специалистов высококвалифицированных кадров, обладающих компетенциями мирового уровня в сфере исследований и разработок; для разработки, развития и применения передовых технологий, как правило, наукоемких и мультидисциплинарных, нужны специалисты нового типа.

5. Переход к новым бизнес-моделям на базе Цифровых платформ <7>/Цифровых двойников и к Фабрикам будущего <8> ("цифровым"/"умным"/"виртуальным") <9> как основе современной экономики.

--------------------------------

<7> Межотраслевая цифровая платформа для проектирования и производства глобально конкурентоспособных продуктов нового поколения, проведения виртуальных испытаний, создания виртуальных полигонов и стендов, "цифровых двойников" (Digital Twin) изделий (DT1) и процессов их производства (DT2) с применением передовых производственных технологий.

<8> Фабрики Будущего - это определенный тип системы бизнес-процессов, способ комбинирования бизнес-процессов, который имеет следующие характеристики: создание цифровых платформ, своеобразных экосистем передовых цифровых технологий; разработка системы цифровых моделей как новых проектируемых изделий, так и производственных процессов; цифровизация всего жизненного цикла изделий (от концепт-идеи, проектирования, производства, эксплуатации, сервисного обслуживания и до утилизации).

<9> Подробнее см.: https://technet-nti.ru/article/fabriki-buducshego.

Наиболее эффективно развитие по указанным приоритетным направлениям реализуется при выполнении комплексных проектов по созданию высокотехнологичных продуктов с принципиально новыми потребительскими свойствами, что отразится в достижении следующих эффектов (в порядке приоритетности):

1. Сокращение времени на разработку/производство продукции.

2. Сокращение затрат на разработку/производство продукции.

3. Достижение принципиально новых потребительских свойств.

4. Улучшение качества продукции.

5. Гибкость производства: возможность быстрой переналадки производства.

6. Возможность внедрения новых бизнес-моделей.

7. Увеличение ресурса/срока эксплуатации оборудования и инфраструктуры.

8. Увеличение ресурса/срока эксплуатации изделия.