25 февраля 2020 года РИА Новости сообщило о московском предпринимательском конкурсе «Прорыв года», где, как заявил глава Департамента предпринимательства и инновационного развития города (ДПИР) Алексей Фурсин появилась новая номинация «Цифровой предприниматель года», созданная для субъектов МСП, работающих в сфере высоких технологий, цифровизации, инноваций, включая искусственный интеллект. В тот же день Юрий Белов, выпускник физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, кафедры «Физика твердого тела», и Маркин Сергей Алексеевич, выпускник МИЭМ НИУ ВШЭ, кафедры «Электроника и наноэлектроника», представители ООО «Энергоэффективные технологии» сделали заявку на номинацию, выступив в МГТУ им. Н.Э. Баумана с лекцией «АТС Индустрия 4.0 – полноценный обрабатывающий центр на Вашем столе».

Уважаемый гости притопали без станка, но со своим руководителем, который сидел в первых рядах и радовался на своих питомцев. Сергей Кузнецов, модератор лекции, представляя гостей, сказал:

Сегодня у нас выступают очень интересные люди – Юрий Кириллович Белов и Сергей Алексеевич Маркин. Что меня сильно зацепило, так то, что в заголовке – ИНДУСТРИЯ 4.0. Кто-нибудь из студентов знаком с этим понятием?

Сергей Злобин дал такое определение:

ИНДУСТРИЯ 4.0 – это шаг в новое производство в основном связанный с полной цифровизацией, включая виртуальную реальность на производстве, цифровой двойник на производстве.

Кузнецов

В принципе да, долго я не буду мучить студентов. Есть известные многим индустрии 1.0, 2.0,3.0, 4.0. все они связаны с сильными изменениями – например, механизации производства, благодаря воде и пару, массовое производство и разделение труда. Индустрия – это концепция внедрения того, чего не было раньше. Я думаю, об этом расскажут наши спикеры, но пока такой вопрос всем: в каких направлениях Индустрия 4.0 развивается наиболее прогрессивно? На самом деле, всем дали небольшую подсказку – это и интернет вещей, и 3Д моделирование.

Техника так же стара, как свободно передвигающаяся в пространстве жизнь. Освальд Шпенглер

Высокий и рослый Юлий Белов стал обстоятельно сначала отвечать на вопрос, а потом представлять проект:

Развитие пойдет в области дополненной реальности, в области совмещения информатики с производством посредством сенсоров и датчиков – человек сидит в одном месте, а оборудование находится в другом и управляется дистанционно. Я сейчас говорю о своем детище, которое сегодня будем представлять.

Мы сегодня расскажем о нашем проекте, который длился ровно год – это проект малогабаритного обрабатывающего станка с функциями полноценного обрабатывающего центра с числовым программным управлением. Сначала об Индустрии 4.0.

Современное производство – это, во-первых, уменьшение трудозатрат на производство изделий, на прототипирование. Во-вторых, уменьшение времени на обучение персонала работе на оборудовании. Удешевление стоимости за счет времени на производстве. Наша концепция станка предполагает, что есть оборудование – то есть фрезерный центр, который может управляться через интернет, у которого есть полная автоматизация – периферийные системы, которые на нем установлены: это система обслуживания подвижных элементов, система охлаждения. Высокая точность при изготовлении изделий позволит продвинуться в области Индустрии 4.0, и данный обрабатывающий центр может быть установлен на мелком предприятии, в учебном центре или в инженерном классе. Преимущества нашего центра в том, что у него малые габариты и вес – размеры центра не превышают габаритов метр на метр на полтора метра; у него есть система смены инструмента – роботизированный комплекс, который вмещает шесть и более инструментальных оправок для непрерывной обработки; прецизионная механика – одна из основополагающих «фишек» нашего проекта, совместно с сервоприводами – электродвигатели, на которых установлены датчики высокого разрешения, которые позволяют достигнуть точности перемещения по осям. В совокупности с онлайн-работой и датчиками или камерами слежения, обрабатывающий центр позволяет проводить обработку в полностью автоматизированном цеху – устанавливается несколько станков, устанавливаются камеры, есть один оператор, который следит за всеми обрабатывающими центрами разом. И существует еще человек, который загружает заготовки для обработки. Это концепция компьютеризованного цеха. Наш обрабатывающий центр вместе с тумбой и кожухом весит не более 200 кг. Применение высокопрочных алюминиевых сплавов дало возможность изготовить довольно легкую машину. Система сменного инструмента – основополагающая наша система, которая была разработана для определенного вида станка. Малогабаритных обрабатывающих центров сейчас на рынке достаточно много, но быстродействующими системами смены инструмента обладают проекты, стоимость которых превышает 4 млн. рублей. Мы добились снижения стоимости продукта, который был разработан с учетом тех комплектующих, которые есть на рынке. Программное обеспечение было создано, в том числе, и нашим сотрудником, Маркиным Сергеем.

Сергей Маркин

Моей основной задачей на стадии разработки проекта было создание работоспособного алгоритма для контроля за всеми системами обрабатывающего центра. Принципы разработки алгоритма – любой алгоритм обладает массой критериев для выполнения заданной операции. Но какому главному критерию должен соответствовать алгоритм? – Алгоритм должен быть инвариантен.

Вопросы аудитории

На фабрике будущего всего два работника: человек и собака. Работа человека — кормить собаку. А собака следит за тем, чтобы человек не трогал оборудование. Уоррен Беннис

Артем Калаев, Модульная механика

У вас трехкоординатный фрезерный станок с ЧПУ, какое это отношение имеет к Индустрии 4.0?

Юрий Белов

Пункт первый – за счет применения современной электроники мы можем добиться того, что управление этим станком осуществляется удаленно, то есть у нас практически полная автоматизация и управление как можно меньшим количеством операторов, которые могут контролировать процесс обработки на одном станке. Мы, за счет нашей системы смены инструментов, которая является частью автоматизации, за счет электроники, за счет габаритов, добились того, что можем поставить наш станок и проводить обработку, не участвуя непосредственно в работе станка.

Есов Валерий Балахметович

Это сейчас стандартная функция у большинства станков с ЧПУ. Обратная связь контроля процесса резания у вас осуществляется?

Юрий Белов

Да, Сергей затронул эту тему с технической точки зрения — об измерениях изделий и заготовок. Эта система у нас была разработана в том числе, чтобы, например, в качестве одного из инструментов использовался щуп, который можно было бы применять при автоматическом позиционировании координат и проверки точности изготовления после обработки.

Далее, стандартные датчики касания, которые используются у нас в станке, позволяют автоматически программировать выставление неизвестного инструмента без участия оператора – ставится неизвестный инструмент, автоматически производится касание, записывается значение длины инструмента, инструмент известен системе. Мы проводим обработку без участия оператора.

Известно ли вам, что газонокосилки относятся к травоядным механизмам, а мясорубки – к плотоядным?

Леонид Гевелинг

Есов Валерий Балахметович

Вы анализировали рынок? В чем уникальность вашего станка?

Юрий Белов

Во-первых, уникальность в электромеханической части – современная электроника. Уникальность в том, что цена в несколько раз ниже конкурентов, самый ближайший конкурент, который есть на рынке – это Roland серии MDX. У Roland станок с автосменой стоит два миллиона, у нас в два раза меньше. Мы можем  посмотреть на Haas , на Fanuc – фирмы выпускают малогабаритные обрабатывающие центры, но цены начинаются от четырех миллионов.

Артем Калаев, Модульная механика

В Зеленограде есть фирма, выпускающая станки с такой же ценовой категорией, при этом она на рынке уже почти 20 лет.

Вопрос: кто у вас основные заказчики?

Юрий Белов

Мы в основном делали «прицел» на мелкосерийное производство, на прототипирование. Например, это фирмы, которые занимаются медициной, производством биосенсоров. И наноиндустрия – это понятие обширное, производство каких-то моделей опытных микроскопов, производство биочипов для обнаружения вирусов. Если говорим об обучении, то подобные центры могут использоваться в центрах коллективного пользования, в центрах молодежного инновационного творчества, как наглядные пособия. У нас подготовлена документация, учебно-методические материалы на обрабатывающие центры.

Вопрос: как вы искали тех, кому это нужно реализовывать?

Юрий Белов

Зная немного ситуацию на рынке учебного оборудования, наша компания сотрудничает с несколькими ЦМИТами. Мы можем сказать, что им такая разработка была бы интересной и полезной. Есть партнеры – компании, которые разрабатывают и изготавливают матрицы для исследования клеток.

Вопрос: как у вас в компании проходят совещания?

Юлий Белов

Совещания у нас бывают большие и маленькие. Маленькие совещания –совещания между тремя людьми, которые непосредственно занимаются разработкой и производством, находятся вместе, то есть обсуждают список задач. У нас есть доска, на которой мы пишем то, что надо сделать за день, то, что надо сделать быстро, то, что нам надо сделать за неделю. Результаты совещания оформляем в блокноте. А если совещания с руководством, то на них ставятся глобальные задачи. 

Вопрос: как вы попали в этот проект?

Юрий Белов

Я закончил физический факультет. Начал работать на пятом курсе, первой моей разработкой был малогабаритный станок. Сделал его в течение двух с половиной месяцев. Тогда я ничего не знал ни о станкостроении, ни об промышленной автоматизации, но мне было страшно интересно. Меня станки интересовали, можно сказать, всю жизнь, потому что дома у меня был фрезерный станок. После разработки и производства трехкоординатных станков была идея — фикс: сделать станок, который не будет много времени тратить и на цикл смены, будет соответствовать промышленному образцу, у которого будет интуитивно понятный интерфейс программного обеспечения.

Вопрос: стоит ли молодым да юным заниматься тем же самым, чем вы занимаетесь?

Юрий Белов

Если интересно, то конечно, только нужно помнить, что придется приложить очень много сил. Гигантское количество.

Хорошо сказал Юрий, добавим только максиму В.О. Ключевского о том, что дело несделанное лучше дела испорченного, потому что первое можно сделать, а второго нельзя поправить.

фото Николай Демчук и Сергей Злобин