Аддитивные технологии: новые возможности и риски

110
Андрей Трофимов
Андрей Трофимов

На протяжении относительно короткой истории аддитивных технологий – с середины 70‑х годов XX века – произошли изменения, определившие облик современных способов этого типа производства. Практически не находят применения бумажные технологии, сокращается спектр задач, где оказывается экономически и функционально оправданным производство из гипса. С другой стороны, каждый год появляются новые материалы для существующих технологий, расширяющие перечень задач, решаемых с помощью этих процессов. Поэтому в целом можно утверждать, что почти все разработанные аддитивные технологии находят свои ниши в современном производстве. В первую очередь, это процессы с использованием металлов (SLM, DED, EBM), фотополимерной смолы (SLA), полимерных нитей и гранул (FDM), полимерных порошков (SLS), воска или фотополимера (MJP) и многие другие. Об особенностях внедрения таких решений, вероятных рисках и о том, как их избежать, журналу «Риск-менеджмент. Практика» рассказал директор по стратегическому планированию компании iQB Technologies Андрей Трофимов.

 

Копии и прототипы

Отставание России от экономически передовых стран заложено в способе организации управления разработкой и производством и является системным. Промышленность Российской Федерации представлена на внутреннем рынке, как правило, копиями или прототипами западных изделий. А на международном – продукцией, обладающей низкой себестоимостью по сравнению с зарубежными аналогами, зачастую не превосходя последние по потребительским свойствам. То есть участие в конкуренции на глобальном рынке – весьма фрагментарное, а если добавить неуклонно снижающуюся в последние годы международную производственную интеграцию и доступ к современным технологиям, получаем картину обособленной экономики, поставленной перед выбором изобретения повторно того, что уже применяется в развитых странах или копирования иностранных образцов. Единственным, пожалуй, исключением являются технологии напыления металлов, унаследованные от СССР и базирующиеся на разработках 60–70‑х годов прошлого века. Они находят в настоящий момент применение для изготовления крупномасштабных (от полуметра) изделий из металла.

 

Предприятиям нужно готовиться

Подготовка необходима при внедрении любой новой технологии, и аддитивное производство не является исключением. Ключевое изменение, которое нужно учитывать при внедрении нового способа производства, – изменение требований к процессу разработки. Теперь результатом работы инженера-проектировщика становится цифровая модель изделия, пригодная для использования аддитивным станком. Повышается значение связки инженера и технолога при изменении типового сценария взаимодействия: теперь роль технолога – не только в формировании списка граничных условий проекта на основе ограничений производственного процесса, но и помощь в технологической оценке целесообразности применения нового способа производства для проектируемого изделия.

К тому же на предприятии необходимо появление специалистов, способных эксплуатировать аддитивные установки, настраивать их, обслуживать и ремонтировать. Еще на предыдущем поколении производственного оборудования – автоматизированных обрабатывающих комплексах – стала заметна тенденция вытеснения из производственных цехов специалистов со средним специальным образованием специалистами с высшим техническим образованием. Внедрение аддитивных технологий ускоряет этот процесс.

 

Пример фотополимерной 3D-печати выжигаемых моделей: сегмент турбины, изготовленный на SLA-принтере ProtoFab / Фото: ProtoFab
Пример фотополимерной 3D-печати выжигаемых моделей: сегмент турбины, изготовленный на SLA-принтере ProtoFab / Фото: ProtoFab

 

Риски есть

Основной риск – недостаточная оценка экономической целесообразности внедрения аддитивного производства на конкретном предприятии. Это обуславливается, прежде всего, отсутствием или ошибками в оценке себестоимости продукции, производимой новым способом.

Вторым по значимости источником рисков является неготовность предприятия к проведению НИОР и ОКР на базе новых технологий, обусловленная, как правило, недостаточной компетенцией имеющихся специалистов и недостаточными инвестициями в процесс опытного внедрения.

На третье место можно поставить необходимость собственно внедрения аддитивного производства в технологический производственный процесс, возможно, связанную с отказом от части применявшихся ранее составляющих этого технологического процесса и необходимости новых.

И, наконец, новый способ производства диктует свои требования к охране труда. Поскольку большинство аддитивных процессов имеют дело с мелкодисперсными летучими фракциями расходных материалов, необходимо выполнение требований по защите работников от их воздействия.

 

Успех во внедрении практически всех сложных технологий напрямую зависит от компетенций и квалификации специалистов, привлекаемых к решению этой задачи.

 

Можно ли их предотвратить?

Есть два способа предотвращения подобных рисков. Первый – обретение сотрудниками предприятия компетенций в области аддитивного производства и самостоятельное преодоление пути от первых экспериментов до осознанного определения тех изделий, производство которых целесообразно с применением аддитивных технологий. Причем нужно заранее планировать время и бюджет для решения этих задач.

Второй путь – партнерство с предприятиями – поставщиками решений с применением аддитивных технологий. В этом случае на стадии первичного внедрения можно опереться на опыт и компетенции специалистов, знакомых с особенностями соответствующей технологии. Ряд задач, связанных с постановкой экспериментов, а также НИОКР может быть решен в сотрудничестве с таким партнером, что сократит время опытного внедрения и позволит избежать ряда уже известных ошибок. Однако важно понимать, что в любом случае ключевой составляющей успеха является процесс планирования на самом предприятии с учетом стоящих перед ним производственных задач.

 

Кадры решают всё

Что обязательно нужно учесть при внедрении таких решений? Как ни парадоксально, но здесь уместна фраза человека, приложившего руку к системному технологическому отставанию СССР и носившая в момент ее произнесения скорее циничный смысл: «Кадры решают всё». Абстрагируясь от исторического контекста, можно утверждать, что успех во внедрении практически всех сложных технологий напрямую зависит от компетенций и квалификации специалистов, привлекаемых к решению этой задачи.

К сожалению, российские вузы готовят мало требуемых промышленностью специалистов современного уровня, это касается практически всех – от проектировщиков до технологов, к тому же их материально-техническая база зачастую не содержит образцов современного оборудования. Поэтому перед предприятием встает важная задача определения своей кадровой политики: учить собственных специалистов или привлекать готовые кадры на рынке труда.

Подготовила Елена ВОСКАНЯН