25.06.2019

Звено Орлова

С чего начиналась отечественная история машиностроения? Конечно, с ЦНИИТМАШа, которому в этом году исполнится 90 лет. Огромное количество материалов, сплавов, сталей, созданных в институте, пожалуй, сложно подсчитать даже с калькулятором. Но сегодня цель государственного научного центра несколько иная. Комплексное решение проблем создания новых материалов и прогрессивных технологических процессов при изготовлении оборудования нового поколения для энергетики, металлургического, химического и нефтехимического производства, транспорта, газовой и горнодобывающей промышленности. Обо всех изменениях перед почти вековой чертой центра «Вестнику Атомпрома» рассказал генеральный директор АО «НПО «ЦНИИТМАШ» Виктор Орлов.

Виктор Валериевич, каким образом прикладная наука в своём привычном понимании связана с жизненным циклом атомной продукции? Насколько вообще в процесс создания продукта сегодня включена наука? Термин «прикладная наука», в моём понимании, не имеет однозначной трактовки. Это знания, опыт и вид деятельности, которые обеспечивают конкретный результат в виде материала, технологии, оснастки для получения конечного изделия. Отличие прикладной науки от фундаментальной состоит в том, что на выходе она должна давать экономический эффект. Именно прикладная наука является связующим звеном между фундаментальным заделом, научной идеей, интуицией технолога и уверенностью заказчика в том, что произведённая продукция обеспечивает требуемые технические характеристики, и при этом её производство экономически эффективно. Поэтому инженер-технолог в прикладной науке – это человек, который слышит и понимает всех. Он знает, что может дать фунда ментальная наука и разбирается в текущей потребности отрасли и заказчика. К сожалению, начиная с 90-х годов о необходимости подобного связующего звена забыли. Сейчас об этом вспоминают всё чаще, поскольку за годы перестройки, повлекшей потерю кадров, количество специалистов, способных активно работать с заводами, машиностроительными и строительными площадками и при этом имеющих достаточный жизненный опыт и квалификацию, катастрофически сократилось. А тем, кто остались, в силу возраста уже сложно отвечать современным требованиям к работоспособности. У нас есть специалисты с колоссальным опытом, с уникальными знаниями, но выдерживать современный режим работы им становится тяжело. И такое положение вещей диктует необходимость быстро воспитывать новое поколение грамотных технологов. Я не случайно перешёл от темы прикладной науки к кадрам: это неотъемлемые составляющие нашей деятельности. Прикладная наука сегодня в сложном положении, поскольку она должна постоянно накапливать знания и опыт. А для этого необходимо решать новые комплексные задачи, которых долгое время у нас не было. Глобальные приоритеты и значимые задачи перед отраслью всегда ставит государство. И лишь затем наиболее успешные из разработок коммерциализируются и выводятся в рыночный сектор. Мы надеемся, что система нацпроектов даст новое дыхание предприятиям отрасли в целом и прикладной науке – в частности.

Получается, что ЦНИИТМАШ сегодня выступает в качестве связующего звена между прикладной наукой и реализацией реальных проектов в атомной отрасли? Сегодня есть понимание, в том числе и на уровне руководства отрасли, что ЦНИИТМАШ в качестве связующего звена должен участвовать на всех стадиях создания атомной станции, начиная от проектирования и заканчивая технологиями, применяемыми непосредственно при монтаже. Наиболее известные наши предприятия, выполняющие функции генерального конструктора, это Гидропресс, создавший ВВЭР-1000 и 1200, и ОКБМ им. Африкантова, проектирующее реакторы для новых ледоколов и плавучей атомной станции. Соответственно, вместе с генеральным конструктором мы определяем, какие материалы будут применяться или должны быть разработаны, если поступили новые требования. Следующий шаг – вместе с заводами-производителями, металлургами мы изготавливаем полупродукт, из которого на следующей стадии передела производится конечное изделие. После чего вместе с конструктором и надзорным органом в лице Ростехнадзора мы определяем, какие виды испытаний и в каком объёме необходимо провести. Ведь те же атомные станции строятся в самых разных регионах. В северо-западной части России, Финляндии проектная сейсмичность при самых худших оценках может достигать 4 баллов, а в Китае и Индии – 9 баллов. Отсюда совершенно разные требования к конструкционным материалам, к надёжности сварных соединений. Соответственно, должны применяться и разные технологии – в том числе сварки, наплавки и контроля изделия. И дальше вместе с атомными станциями и с основным научным центром в области ядерного материаловедения – это Курчатовский институт – мы проводим мониторинг работы изделия. Вот почему я говорю, что мы являемся связующим предприятием на всём жизненном цикле. Раньше атомные станции строились на 25 лет, потом выходили на 40, на 50, а сейчас проектов со сроком работы меньше чем 60 лет нет в принципе. И мы уже говорим о том, что новые атомные станции должны обеспечивать ресурс в 100 лет. А для этого необходимы новые научные разработки. Прикладную науку долгое время воспринимали как пожарную команду: где-то что-то случилось – давайте, помогите понять, что произошло. Но сегодня приходит понимание, что необходима системная научная работа по совершенствованию подходов, которые применяются на всех этапах создания атомной станции.

Насколько эффективно взаимодействие вашего предприятия с предприятиями-изготовителями и что можно сделать, чтобы его улучшить и сделать ещё более эффективным? И в госкорпорации, и внутри дивизиона горизонтальное взаимодействие выстроено очень хорошо, это один из приоритетов отрасли в целом. У нас регулярно проводятся стратегические сессии, где мы ориентируем наших сотрудников на использование «вертикали власти» только в тех случаях, когда необходимо принимать финансово ответственные или критические ручные решения. Вся же основная работа должна выстраиваться по «горизонтали», на уровне начальников лаборатории, отделов, замначальников цехов. Так что на сегодняшний день проблем с коммуникацией нет. Вопрос совсем в другом. Мы, учёные, за несколько десятилетий в какой-то степени утратили понимание значимости своей роли. И это надо исправлять. Поэтому мы начали проводить соответствующую системную работу, частью которой стало решение формировать планы НИОКР с горизонтом в 5 лет. Чтобы наши предприятия могли понимать, с какими технологиями им придётся работать в обозримом будущем.
Что важно, предложения учёных «а давайте попробуем позаниматься» для прикладной науки категорически неприменимы. В Росатом входят коммерческие предприятия, задача которых – обеспечивать потребителей электроэнергией по цене, интересной заказчикам, в том числе зарубежным. В эту же цену электроэнергии закладывается стоимость НИОКР. Поэтому, с одной стороны, мы должны развивать отрасль, а с другой – не имеем права заниматься абстрактными научными изысканиями. Отсюда необходимость расставить приоритеты, и в этом тоже роль отраслевой науки. При этом важно продолжать менять отношение заводов-производителей к науке только как к средству, помогающему решать текущие проблемы. Надо приучать их видеть в НИОКР инструмент, формирующий будущий облик энергетики и машиностроения.

Мы уже затрагивали вопрос с кадрами, а как он решается на вашем предприятии? В кадровой политике мы перешли от формального подхода к комплексному использованию механизмов, которые нам предлагает отрасль. Это достаточно адекватная и интересная система оценки – как научных кадров, так и инженерных. Мы используем её для назначения специалистов и их перемещения как по горизонтали, так и по вертикали внутри предприятия. К тому же внутри института мы стараемся создавать дополнительную мотивационную систему. Ещё в прошлом году мы вернули в ЦНИИТМАШ квалификационные требования для руководителей научных подразделений: если раньше наличие учёной степени было обязательным только для генерального директора, то через определённый период и должности начальника лаборатории и начальника отдела смогут занимать только кандидаты наук. А стать заместителем генерального директора – руководителем подразделения или заместителем по науке – сможет только доктор наук, человек, способный выстроить комплексную работу, решать научно-технические проблемы в отрасли или в целом в ряде отраслей. В моём понимании, руководитель научного подразделения или научного предприятия должен уметь не только составлять сметы или испы тывать образцы, но и анализировать проблемы и формировать комплексные решения, связанные с возможностью привлечения целого ряда предприятий. А это и есть уровень доктора наук. Так что, с одной стороны, введением этих квалификационных требований мы мотивируем действующих руководителей, а с другой – создаём здоровую конкурентную среду для подрастающих специалистов. Хочешь карьерного роста? Занимайся научной работой, защищайся, выходи на конкурс, занимай интересную тебе должность. Никакого субъективизма.

ЦНИИТМАШ занимается разработками по всему технологическому циклу: от выплавки и разливки стали до сварки и финишной обработки. Какие услуги из линейки предложений являются сегодня наиболее востребованными? Сегодня наиболее востребованны именно услуги – сопровождение строительства атомных станций, работа с документацией, согласование использования конструкционных, сварочных материалов. Наш основной заказчик – атомная отрасль. Но сейчас мы стараемся наращивать пакет научных и технологических работ за счёт выхода на новые рынки, например рынок строительных сталей. Мы также активно контактируем с предприятиями, работающими с топливно-энергетическим комплексом, производителями труб, машиностроением и другими отраслями. Мы транслируем действующим и потенциальным заказчикам мысль, что ЦНИИТМАШ может работать в большем диапазоне, чем они привыкли воспринимать. Исторически институт является создателем практически всей металлургической промышленности России. В советское время мы это делали вместе с ВНИИМЕТМАШем, основным конструктором, проектировщиком практически всего металлургического оборудования СССР (который в своё время был нашим подразделением) и ЦНИИчерметом. До 2000-х годов наши металлурги практически не обновляли производственные мощности, а в 2003–2005 годах началось переоснащение предприятий, но, к сожалению, на базе зарубежного оборудования: немецкого, итальянского, а в последние годы и китайского. В связи с этим российские машиностроители потеряли заказы и востребованность. Соответственно, нас, в лучшем случае, приглашают совершенствовать технологические процессы, зашитые в иностранное оборудование.

Сейчас предприятия отрасли, в том числе ЦНИИТМАШ, переходят на цифровизацию. Как это повлияет на работу института? Есть ли предварительные расчёты, насколько это повысит эффективность работы предприятия? Давайте определимся с термином, поскольку есть автоматизация и есть цифровизация. Автоматизация в институте внедрена на многих стадиях. Цифровизация – внедрение цифровых технологий, – только начало большого пути к искусственному интеллекту. ЦНИИТМАШ занимается цифровизацией технологических процессов производства. Как это применяется на предприятиях? Цифруются входящие объёмы заготовок, производственная программа, имеющиеся станки – и таким об разом, без метода проб и ошибок, на компьютере моделируется различная производственная загрузка, и под неё оптимизируются технологические процессы. Сейчас мы начинаем реализацию проекта по созданию системы, соединяющей технологов на разных переделах: выплавке, штамповке, ковке, прокате и так далее в единую цепочку, благодаря которой, с учётом информации о предыдущем переделе, можно выбрать оптимальный технологический маршрут на следующем. Последние 6–8 лет мы активно работали над моделированием различных стадий: отдельно выплавка, охлаждение в слитке, ковка, штамповка и прочие. Сейчас мы соединяем эти модели в единый интеллектуальный процесс. Какой эффект даст переход на цифру? Давайте для наглядности рассмотрим комплекс действий по внедрению научной разработки на металлургическом заводе. «Методом проб и ошибок» он обычно занимает от 1,5 до 3,5 года, в зависимости от сложности техпроцесса. При этом требуются как минимум 3–4 опытные выплавки с корректировкой химического состава, описанием первого неудачного опыта, брака и повторение следующего. Конвертерная плавка среднелегированной стали стоит от 3 миллионов рублей. Плюс стоимость последующей её обработки. Умножаем это на 3–4–5, накладываем экономику по утраченному рынку, ведь мы уже этим занимаемся от 1,5 до 3,5 года, а рынок не стоит и не ждёт, и вот уже получаем десятки и сотни миллионов рублей. При использовании цифровой модели адекватный срок внедрения такой же разработки мы оцениваем в полгода. То есть срок постановки научного результата на производство сократится минимум в три раза! Мы планируем выпустить первые подобные цифровые разработки в течение 3–3,5 лет.

Какие задачи сегодня ставят госкорпорация «Росатом» и машиностроительный дивизион перед ЦНИИТМАШем как головной материаловедческой организацией? Первая и основная задача – стопроцентное исполнение потребностей отрасли. Учитывая, что у Росатома сейчас большое количество заказов, мы внутри своего предприятия провели переформатирование оказания услуг по сопровождению атомных строек и повысили производительность почти в 1,5 раза. Для нас самое важное – неукоснительное исполнение потребностей отрасли в части использования основных и сварочных материалов, аттестации производств, лабораторий, поставщиков, персонала. Вторая задача – это международные рынки. Мы заключили два прямых контракта с индийским заказчиком: на создание технологий для индийских производителей и обучающей программы по металлургии и машиностроению. По этим же направлениям мы работаем и с другими потенциальными зарубежными заказчиками. Третье – это цифровизация, оптимизация технологических процессов, снижение издержек и выход на новый уровень технологий. Здесь мы работаем в первую очередь с металлургией и машиностроением, также ведём работы по автоматизации и применению роботизированных процессов сварки, наплавки, в том числе на предприятиях дивизиона, возможно, внешнего заказчика. Это наши основные приоритеты.

Вы – организация-лидер по критериям Миннауки. Расскажите о новых исследованиях и разработках, которые могут быть эффективно использованы в отрасли. Это исследования, связанные как с существующими, так и с новыми конструкционными материалами и сплавами. Мы работаем с большинством материалов, используемых в атомной и тепловой энергетике, занимаясь улучшением характеристик, оптимизацией химического состава и снижением их стоимости. Если говорить о перспективных направлениях, мы разрабатываем и предлагаем как внутриотраслевым заказчикам, так и предприятиям вне отрасли новые материалы для тепловой энергетики – стали, которые могут работать в турбинах со сверхкритическими параметрами пара. Эти материалы разработаны, сейчас мы готовим их к аттестации и продвигаем на рынок.

К перспективным направлениям относятся и материалы для шестигранных нейтронно-поглощающих труб, которые используются в стеллажах уплотнённого хранения отработанных материалов, и техпроцессы изготовления гигантских слитков массой 400 и более тонн. Это как раз тот тип продукции, который ранее закупался за рубежом. Но последний тихоходный ротор, изготовленный в России, делался уже из отечественной заготовки, которая выплавлялась и упаковывалась по технологии ЦНИИТМАШа. Роторы массой 400 тонн и более до определённого момента в России не изготавливались, а сейчас делаются у нас. Мы также работаем над созданием нового поколения сварочных материалов, например порошковой проволоки. 5 лет назад мы восстановили в России производство наплавочной ленты, которая используется для наплавки как в атомном машиностроении, так и в других отраслях. До конца текущего года мы планируем сертифицировать ещё одну нашу новую разработку: автоматизированный дефектоскоп на фазированных решётках. Они используются на ряде предприятий, в том числе оборонных, и все зарубежного производства. Мы будем первыми, кто сделает их в России. Стоимость нашего дефектоскопа конкурентоспособна, хотя он и не дешевле зарубежных. Но помимо достаточно высокой точности, в нём заложены исследовательские функции, позволяющие анализировать внутренний дефект в металле со всех сторон, чего не могут делать существующие дефектоскопы. Уже сейчас мы начинаем работать над следующим поколением таких приборов, ещё более точных, способных работать с большим количеством датчиков, приспособленных под постановку на роботизированную платформу. Следующее направление – это аддитивные технологии (АТ). В контуре Росатома 2 года назад был создан единый интегратор – РусАТ, который реализует интересы атомной отрасли в области АТ. И на сегодняшний день мы являемся неотъемлемой частью стратегии интегратора. ЦНИИТМАШ – единственное предприятие, которое полностью самостоятельно спроектировало и представило отечественный 3D-принтер для печати металлических изделий. Конструкция 3D-принтера и его программное обеспечение запатентованы. В головном образце использовался зарубежный лазер и сканатор. В тех образцах, которые мы сейчас изготавливаем по заказу единого отраслевого интегратора и ряда прямых заказчиков, мы используем отечественные лазеры, и как раз к моменту досборки этих систем должны подоспеть отечественные сканаторы. С конца 2019 года мы ожидаем полную локализацию всех комплектующих на территории России. Совместно с другими предприятиями мы разрабатываем практически все виды оборудования для АТ. Мы много говорим об использовании порошков для АТ, но давайте не забывать, что пока всё оборудование для изготовления высококачественных и легированных порошков – зарубежное. В этом году мы изготавливаем первый отечественный атомайзер для производства алюминиевых порошков. Надеемся, что этот опыт будет востребован отраслью и конечными заказчиками. Мы готовы это оборудование производить, оптимизировать под потребности заказчика и обеспечивать его сервисное обслуживание. Мы прекрасно понимаем, что купить разовый образец сейчас, в условиях санкций, можно, но любое оборудование требует ремонта, модернизации, и именно с сервисом зарубежных машин у многих предприятий возникают серьёзные проблемы. Собственно, в этих разработках – вся уникальность ЦНИИТМАШа. Мы не просто научная организация, которая занимается технологиями металлургии, машиностроения и сварки, но и полноценное конструкторское бюро в области высокотехнологичного оборудования. Мы его сами проектируем, делаем, предоставляем гарантию и сервис.

Могут ли аддитивные технологии в обозримом будущем заменить традиционную металлургию? Думаю, ближайшие 20–25 лет мы никуда не уйдём от традиционной базовой металлургии, ведь её основное достоинство – унификация. Если мы имеем конвертор, электросталеплавильную печь, агрегаты специальной металлургии, сталеразливочный ковш, внепечную обработку, вакууматор и прочее, мы можем использовать это оборудование для любого типа стали. Когда мы имеем дело с 3D-печатью, некая унификация в изделиях, конечно, тоже присутствует. Достоинство аддитивных технологий в том, что мы на одном принтере можем делать разные конфигурации, уходить от механической обработки, но механическая часть принтера всё равно должна быть оптимизирована для определённой номенклатуры изделий или параметров используемых порошков и сплавов. Потому что в ином случае установка или будет работать нестабильно, или не даст требуемую шероховатость, или будет слишком дорога. Если мы поставим лазер, который может работать с жаропрочными тугоплавкими порошками, за счёт стоимости лазера она станет экономически неэффективной при производстве алюминиевых изделий. А конечный потребитель всегда считает экономику.

Поэтому, когда мы говорим о направлении аддитивных технологий, надо понимать, что в нём одновременно с рядом преимуществ есть и проблемы. Например, сейчас мы делаем установку для изготовления алюминиевых порошков. Чтобы потребитель был доволен, она гарантированно должна давать алюминиевый порошок требуемой размерности, с определённой дисперсностью и однородностью. Следующий заказчик приходит и говорит, что ему нужна установка для производства иного диапазона порошков. Конструкцию придётся оптимизировать под новые требования. А это экономически не всегда эффективно. Если же мы покупаем или заказываем некое средневзвешенное оборудование, нам нужно чётко понимать, что и результат будет некий средневзвешенный, с соответствующим качеством и экономикой использования этой установки. Аддитивные технологии – это не только порошки и 3D-принтеры, которые их селективно спекают лазером. Аддитивные технологии – это всё, что строится «снизу вверх». В качестве сырья для печати можно использовать что угодно: бетон, сварочную проволоку, порошок, нить. Есть ряд публикаций, предлагающих нитевое плетение, когда делаются крайне тонкие, возможно, даже с аморфной структурой, нити, а дальше 3D-принтер их сплетает, как паутину. Таким образом, мы можем создавать уникальные свойства не только за счёт спецструктуры этой нити, но за счёт технологии плетения, формируя целевую анизотропию свойств. Такой метод используется уже достаточно давно при экранировании аморфными сплавами. Это технологии защиты от электромагнитного излучения, они активно применяются при сварочных работах, чтобы сварщик не подвергался интенсивному воздействию. Другой вариант применения – создание специальных переговорных комнат для защиты от прослушивания или утечки информации.

ЦНИИТМАШ находится на пороге 90-летнего юбилея. Какие планы на будущее он строит, к чему стремится, как будет развиваться? Научные планы я уже озвучил. Мы можем строить красивые перспективы на 15–20 лет вперёд, но чтобы добиться их исполнения, необходимо начинать с постановки четких задач на период до 5 лет. Если говорить о металлургии и машиностроении – это выход на рынок с цифровыми техническими процессами. Оборудование наших заводов полностью автоматизировано и готово к переводу на цифровые технологии. Если говорить о сварке, то это в первую очередь роботизация сварки, причём во всех пространственных положениях. Во вторую очередь – это новые сварочные материалы. Сейчас мы работаем над высокопрочными хладостойкими сварочными про волоками, которые смогут заменить дорогостоящие аустенитные. Ещё одна важная задача – это автоматизация и увеличение точности неразрушающего контроля. У ЦНИИТМАШа, наверное, сильнейшая в России школа специалистов-прикладников по неразрушающему контролю. Мы будем двигаться вперёд и в традиционных для себя сферах. Также уже больше 15 лет мы являемся постоянным поставщиком для ряда отраслевых и неотраслевых заказчиков специального оборудования для нанесения покрытий. Для нас это постоянно действующий бизнес, по сути, мелкосерийное производство инновационной продукции: обычно такие установки не выпускаются серийно, а делаются только по спецзаказу. В заключение, пользуясь случаем, хочу поздравить сотрудников ЦНИИТМАШа с приближающимся 90-летием нашего предприятия. Мы планируем мероприятия, приуроченные к юбилею, в первую очередь именно для коллектива института. Здесь работает не менее пяти поколений специалистов, если считать, что средний профессиональный возраст поколения – 10 лет: как люди, восстанавливавшие страну после войны, так и совсем молодые студенты, пришедшие к нам из МИФИ, МИСиС, МГТУ им. Н.Э. Баумана и других вузов. Самое главное, что я хочу сказать коллективу: в 91-й год, на дорогу к столетию предприятия, мы входим уверенно стоящими на ногах, мы не теряем кадры, а растим их и наращиваем свой потенциал. У нас есть уверенность в будущем и полное понимание, какими научными работами и технологическими разработками мы будем заниматься следующие как минимум пять лет. И я рад, что коллектив понимает, что у ЦНИИТМАШа есть полная уверенность в последующих не только пяти годах, но и десятилетиях, и мы понимаем, что надо делать!