ПУТИ РАЗВИТИЯ АВИАЦИОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ

В трудные дни, которые переживает сегодня наш авиапром, регулярно звучат вопросы: что делать, как возродить школы советских авиа- и двигателестроителей, как поднять престиж и улучшить работу российских авиаинженеров? Полемика по данным вопросам ведется давно. Прежде чем принять собственное решение и приступить к его реализации есть возможность ознакомиться с еще одним взглядом на данную проблему. Свои выводы автор данной статьи делает исходя из анализа организации инженерной деятельности за рубежом. Редакция считает, что его взгляд на наши проблемы, значительно отличающийся от того, что мы обычно подаём, был бы весьма полезен.

Виктор Юрьевич Николенко, член общества системных инженеров INCOSE

 

Хорошо забытое старое

Сегодня в западных фирмах широко внедряются подходы Systems engineering "Системной инженерии" (неточный русский перевод - "системотехника"). Профессия в 2009 г. признана в США самой популярной. Когда-то такая дисциплина преподавалась в СССР. Академик Н.Н. Моисеев в семидесятые годы читал в Физтехе курс "Математические задачи системного анализа", значительная часть которого была посвящена развитию систем автоматизированного проектирования в авиастроении. Системотехника широко преподавалась у нас в 70-80-х годах прошлого века, сегодня только в трех ВУЗах РФ.

Несколько строк из Википедии:

"Системная инженерия - междисциплинарная область инженерии, посвященная тому, как должны быть спроектированы и управляться сложные инженерные проекты… Системная инженерия имеет дело с рабочими процессами и инструментами для работы в таких проектах, она перекрывает как технические, так и ориентированные на человека дисциплины: АСУ ТП машиностроения, мехатроника, промышленное строительство, организационные исследования, а также управление проектами…Системная инженерия использует целый ряд инструментов, включая моделирование и виртуальные объекты, анализ требований и планирование для управления сложными системами… В 1990 г. представителями ряда американских корпораций и организаций было основано профессиональное сообщество системных инженеров для удовлетворения потребностей по совершенствованию системы инженерного опыта и образования. В 1995 г. название организации было изменено на Международный совет по системной инженерии (INCOSE)."

В 2009 г. начало функционировать Российское отделение INCOSE (фактически РФ и СНГ). Осенью 2010 г. в Москве проведена первая международная конференция по Системной инженерии RuSec 2010.

Российские ученые и инженеры активно работают над средствами поддержки жизненного цикла продукции (CALS -системы), однако имеется явный перекос в сторону ИТ специалистов, хотя оптимальная последовательность должна выстраиваться с постановки задачи инженерами, внедрения регламентов системной инженерии инженерами, и только потом оформления программной поддержки решений ИТ службами.

Организация процессов

В 90-е годы цикл создания коммерческого авиадвигателя в General Electric составлял 57-58 месяцев. На рубеже веков компания осуществила революционный переход на программу разработки гражданских авиадвигателей за 36 месяцев от замысла до завершения сертификации. Для этого, на основе подходов системной инженерии (рис.) была создана команда для разработки программы такого снижения времени, с определением способов снижения рисков при разработке, с надежными планами доводочных работ и шаблоны отслеживания, которые бы облегчили и ускорили разработку продукта. По графику предлагалось: 12 месяцев на проект, далее за 14 месяцев изготовить первый двигатель для испытаний, а сертификацию продукции провести за последующие 10 месяцев. Сформулированные процедуры, процессы и руководящие принципы, разработанные целевой группой, были объединены с "GE гейт подход", 10-шаговой системой контроля движения проекта (аналог был применён в отечественной практике при работе ГСС и Boeing над SSJ), через которую каждая из новых программ должна пройти перед запуском серии.

Ключевые пункты данной стратегии следующие.

- Все технологии и материалы, необходимые для коммерческого продукта, должны быть разработаны и опробованы до старта программы.

- Все проектные цели - в том числе вес, стоимость, уровень эмиссионных выбросов, удельный расход топлива, даже графики работ - должны быть очевидно достижимы до запуска программы (опора на существующий научно-технический задел, демонстраторы и др.).

- Все участники и поставщики должны быть определены перед запуском программы, и каждый из них должен быть полностью осведомлен о том, что им необходимо сделать для успеха программы.

- Технический проект конструкции двигателя будет начат только после того, когда все требования самолетчиков определены и точно известны.

- Сертифицируемый двигатель должен быть идентичен запланированному к серийному производству и сделан на серийной технологической оснастке в производственном цеху.

- Планы сертификационных испытаний двигателя должны быть унифицированы во всех программах, при этом для полной программы испытаний используется шесть двигателей (ранее - более 10). Каждый из тестовых двигателей имеет конкретные цели и четко определенное препарирование.

- Двигатели будут нарабатывать 14000-15000 циклов до вступления в эксплуатацию в целях раннего выявления и коррекции проблем. Ранее обычно в сертификации нарабатывали 4000-6000 циклов, прежде чем новый двигатель поступит в серию.

- Все отчеты оформляются в стандартном формате.

Первым двигателем, разработанным по данной схеме, был CF34-10, выпущенный в коммерческую эксплуатацию в 2005 г. Двигатель не является продолжением успешных CF34-3, CF34-8. Он разработан практически заново (по образцу масштабированного CFM56-7 с использованием всех перспективных наработок) и создан за 40 месяцев - от первой линии на чертеже до конца сертификации. Несмотря на большой объем загрузки по программам, инженерные силы General Electric в настоящее время насчитывают чуть более 4000 человек (против 8500, работавших в начале 1990 годов). По оценкам, производительность сотрудников увеличилась в четыре раза. Также в компании добились снижения на 36% соотношения непроизводственных сотрудников к общему числу занятых (субподрядчики не учитываются). Конкуренты GE Rolls-Royce и Pratt&Whitney также работают над ускорением цикла проектирования/разработки/сертификации, рассчитывая сократить время цикла для новых двигателей до 30 месяцев в течение ближайших трех-четырех лет.

Процесс исполнения программы углубленно разработан и досконально документирован. После определения основных целей программы и этапа "завязки" объекта (аналог нашего ТП - Технического Предложения) в дальнейшем процессе четко расписаны сроки этапов, рабочие процессы и процедуры, примерная численность исполнителей, исходные данные и ожидаемые результаты. Разработанные рабочие процессы дублируются по уровням для организации итераций на тех точках проекта, где возможны ошибочные или уводящие в сторону решения. Так именуемые "проектные решения" имеют три "уровня зрелости", переходя от большого количества упрощенных проработок к минимальному количеству детальных расчетов и конструирования.

Особое внимание уделяется интерфейсам (выделен специальный сотрудник-менеджер контроля интерфейсов), т.е. местам стыковки и совместного функционирования элементов изделия, где соединяются либо части, спроектированные в разных отделах компании, либо части изделия, выполненные внутри и вне компании (на аутсорсинге). По каждому интерфейсу выпускается отдельный документ проекта, где расписаны все детали соединения слева и справа, функции, требования и особенности контроля.

Управление проектом

Компьютеризация, параллельный инжиниринг, работа в режиме удаленного доступа становятся сегодня реальностью инжиниринга в РФ. Хотя экономика явно хромает. Одним из парадоксов является продолжение функционирования многочисленных КБ как самостоятельных юридических лиц при их убыточности, при хронической недогрузке, отсутствии перспективных проектов. У инофирм программы разработки четко нормируются, известно, сколько стоит труд инженеров, и он позволяет инженерным центрам в Российских условиях работать безубыточно с хорошим уровнем зарплат всех инженеров. Эта экономическая сторона российских инженерных центров Airbus, Boeing, GE, Alstom, Pratt-Whitney никому не интересна, а в дискуссиях конкуренты из России предпочитают риторику о грабеже кадров Российского авиапрома.

Контроль прохождения проекта путем актуализации различных планов и графиков работ также не развит на большинстве предприятий, совещания отвлекают много людей, затянуты по времени, слабо используется электронный документооборот. Мало найдется предприятий, где ответ на запрос должен быть дан в течение 72 часов (практика США).

Повышение производительности труда, доведение четких планов каждому сотруднику отсутствуют на большинстве предприятий, нет матричной организации проектов, при которой хорошие работники нарасхват, а нерадивые на премию не наработают. От узкой специализации давно ушли все иностранные конкуренты. Например, инженер-механик, проектирующий турбину, должен быть конструктором, прочнистом-расчетчиком, уметь работать и с теплогидравликой. Как это достигается, покажем ниже. На фирме есть эксперты узкого профиля, но они обслуживают несколько отделов одновременно в объеме обоснования выходного комплекта рабочей документации. У нас же на аналогичной задаче будут заняты три разных инженера, с очень неравномерной загрузкой (что ведет к удорожанию работ).

У инофирм налажен жесткий контроль управления графиком работ, бюджетом, планированием загрузки сотрудника. Например, сотрудник, после нажатия клавиши компьютера на запуск решения задачи, должен начать делать другую работу, так как "ожидание завершения" расчета не оплачивается. При досрочном завершении этапа работ сотрудник должен немедленно (!) прекратить расходование бюджета данной работы и требовать у руководителя другое задание с новым бюджетом.

Каждую сложную авиационную программу (или ее часть) ведут два руководителя: технический лидер и менеджер - управляющий программы. Первый отвечает за технический процесс достижения цели, второй - за график, сроки и результаты исполнения этапов и программы, бюджет и организацию работ (ресурсы людские, компьютерные и др.). В Европе, Азии и США приоритеты в дуэте разные (у европейцев - техника, у американцев и азиатов - управление), но и там и там решения принимаются в консенсусе. Любые изменения оцениваются перед их утверждением с точки зрения влияния на сроки и бюджет.

Никто не говорит, что менеджеры будут проектировать самолеты и двигатели. Конструкторы предлагают решения и доказывают их пригодность, однако в условиях ограничений в финансах и времени, при воздействии рынка менеджеру необходимо найти баланс между затратами и результатом. Увлекающиеся технические специалисты часто не видят того, что видят менеджеры: когда овчинка не стоит выделки.

При этом в инофирмах широко используется ротация менеджеров по горизонтали примерно раз в 2 года. С одной стороны, поддерживается интерес к работе, с другой менеджер, поработавший в разных направлениях, проникается корпоративной культурой и при повышении в должности уже имеет большой опыт работ с разнородными подразделениями. Нюансами же конструкции должны владеть технические специалисты по направлениям - аэродинамика, прочность, авионика, конструкция, системы и т.д.

Большинство решений принимается коллективно, и в редких случаях при наличии равнозначных развилок решения нужно "власть употребить". У нас же в ряде КБ начали появляться многочисленные руководители без конкретной ответственности, что ведет к размыву процессов принятия решений и управленческим ошибкам. Поэтому введение управления дуэтом в командах, широкая ротация кадров могут стать полезным нововведением в российском авиастроении.

Дефицит на хороших управленцев существует не только в России. В компании Airbus в рамках антикризисного плана реструктуризации Power 8 в 2007 г. заменили всех основных руководителей на выходцев… из автопрома (Даймлер-Крайслер) и немного из Еврокоптера. Логика была в том, что автопромышленность лучше справляется с прессингом сроков и жестких бюджетов из-за сильнейшей конкуренции.

Результативно организовано массовое внедрение системной инженерии в практику. Каждое крупное ведомство (в США Министерство энергетики, Министерство обороны, NASA, FAA и др.) имеет свой справочник по системной инженерии, адаптированный к особенностям отрасли. При этом фирмы-исполнители государственных контрактов должны использовать набор подходов и документов, приведенных в руководстве и доступных каждому в Интернете. С одной стороны, ведомство требует стандартизации подходов к ведению сложных проектов, с другой - занимается непрерывным обучением исполнителей деталям системной инженерии. Поэтому выпускник ВУЗа или курсов по системной инженерии сразу попадает в практическую среду командной работы над сложным проектом, а не уговаривает руководителей предприятия попробовать работать по современным лекалам.

Наиважнейшим элементом процесса является цепочка до сдачи готового изделия. За рубежом разработчик несет всю полноту ответственности за проданную документацию на продукт и финансово заинтересован, чтобы производитель выпускал бездефектную продукцию. Недавно GE авиадвигатели перешла на систему поузловых центров, где в одном месте концентрируется весь процесс от проекта до поставки на серийное изделие работающего узла (проблемы решаются в кругу единоначалия, по сравнению с ранее существовавшей неразберихой между конструкторами и производственниками, кто виноват).

В отличие от этого, традиционно российские КБ существуют как независимые юридические лица, слабо заинтересованные в процессе реализации продукции. Разработчик доводит полуфабрикаты до ума за деньги покупателей, при этом лишая их прибыли с продаж. Диктат разработчика - одна из ошибок новой эпохи авиастроения РФ. К сожалению, до сих пор эти губительные идеи зафиксированы в основных документах отрасли. По прежнему актуально объединение заводов и КБ в единые выпускающие компании.

Объединение двигателестроительных КБ в один центр на базе ОДК сегодня вполне возможно в режиме удаленного доступа. Компетенция небольшой группы по проектированию коробок привода агрегатов (например) вполне может быть достаточна на все программы. Проблема в наличии воли руководства, построении управления и мотивации.

Кадровая политика и Управление знаниями

Чем восполнить кадровый вопрос для российского авиаинженеринга? Руководители GE авиационные двигатели высказывали опасения еще в 2005 г., что количество инженеров, стаж работы которых на фирме составляет 5 лет и более (достаточное время для изучения менталитета и опыта компании), упало до 50%, что составляет критический порог начала утери технологий. У нас есть достаточное количество ВУЗов, талантливых молодых инженерных кадров, которые следует загружать интересными задачами и перспективой карьерного роста в рамках предприятия. Как пример, функционируют успешные инженерные центры иностранных компаний в России от Боинга до Шлюмберже.

Необходимо развивать вышеописанные современные компоненты организации инженерного труда. Важными являются мотивация, обучение и планирование карьеры для каждого сотрудника. При правильной системе подготовки кадров в лучшем случае сотрудник преодолеет все ступени продвижения вверх и полностью выразит себя в профессии, в худшем - несколько лет проработает с пользой для себя и компании (что тоже немаловажно). При экономически прибыльной модели можно обеспечить привлекательный уровень зарплаты, сравнимый с вышеупомянутыми инженерными центрами (все они самоокупаемы в рамках российских юридических лиц).

Время от времени ностальгически повторяется сожаление о потере советской школы проектирования авиатехники. Есть ли предмет для грусти?

Инженерные школы - понятие разностороннее. Традиции не всегда хороши при создании нового. Например, двигатели Д-20, Д-30, ПС-90 имеют общую базу, однако это не сказалось на сокращении времени доводочных работ. Двигатели CF34-3, CF34-8 похожи, а CF34-10 на них не похож. Отступление от школы - это правило или исключение? Проект Як-42 - это хорошая база для МС-21, или ничего общего не имеет? Инженерная школа должна подразумевать активно работающий коллектив (чего многим КБ сейчас не хватает), делающий реальную продукцию, исправляющий ошибки, набирающийся современного опыта, и достигающий позитивных результатов. Процесс передачи опыта и способов разработки проблем из поколения инженерной школы в поколение похож на развитие театров, которые появляются, живут и умирают за 20-30 летний период, удобряя почву для новых побегов. При этом важно принять во внимание, что процесс становления школ существенно трансформируется со временем.

Во многих отраслях, в том числе в авиации, активно развивается управление знаниями, рецепт ускорения развития личности, противодействия потере научных школ, технологий и практик. "Управление знаниями" словари определяют как интегрированный, системный подход к процессу идентификации, приобретения, преобразования, развития, распространения, использования, разделения и сохранения знаний, значимых для достижения специфических целей.

Для определенности ограничимся использованием технологических знаний при целевой подготовке специалистов и формировании требований к средствам описания и представления фактографических знаний для обеспечения их достоверности при использовании. При этом принято выделять два фундаментальных класса знаний - неявные и явные. Первые скрыты в головах и профессиональных текстах; вторые представлены в виде специально организованных электронных объектов.

В западных фирмах корпоративные стандарты - основной способ перевода неявных знаний персонала в явные активы конкретной компании. К этой категории знаний, помимо ГОСТа ("национального стандарта" в современной терминологии закона "О техническом регулировании"), относят стандарт предприятия (СтП) и совсем новые объекты, для которых еще не устоялся термин "лучшие методики (практики)".

Последние по смыслу это корпоративные "know-how", то есть "знать, как делать" с тем, чтобы скорейшим образом ввести набор компетенций сотрудника в актив предприятия. Дополнительно к электронным программам обучения персонала (есть ли аналоги у наших предприятий?) в инофирмах были введены должности для пенсионеров (приглашение на год, не более одного по направлению) с целью организации передачи опыта.

Постепенно входят в практику комплексы поддержки корпоративной системы документооборота, средства поддержки жизненного цикла продукции (CALS -системы), средства дистанционного обучения по различным проблемам производства и т.п. Однако специализированные компьютерные коды, поддерживающие корпоративную культуру решения производственных задач, часто на предприятии содержатся в незавершенном виде, не позволяющем их использовать никому, кроме автора.

Редко документируется как набор регламентов оптимизированный и зафиксированный набор конкретных требований к определенному месту специалиста в системе производства (вплоть до перечня стандартов ISO или ГОСТов). По сути, это расширенный и детализированный раздел "Должен знать" старой должностной инструкции. Не пропагандируется использование международных стандартов ISO, многие из которых оформлены также как ГОСТы, например, основополагающий стандарт системной инженерии ISO 15288 и др.

В большинстве инофирм широко используется Интранет (локальная сеть), где кроме стандартов выложены детальные материалы для проектантов, записанные в виде того, что в СССР называлось РТМ (руководящие технические материалы). Управление знаниями служит цели ускоренной передачи опыта, обмена методиками, снижение зависимости организации от знаний конкретного человека и возможность вовлечь в процессы при необходимости новых сотрудников при кратком периоде обучения. Так же происходит определенная универсализация (расширение должностных обязанностей) сотрудников, что позволяет решить вопрос неравномерной загрузки сотрудников при небольшом количестве одновременно разрабатываемых проектов. При этом одним из условий допуска сотрудника к работе на новом проекте является сдача специального экзамена, которому предшествует тренинг.

К сожалению, вместо скрупулезной работы высшие руководители отрасли предпочитают причитать, что кадровый кризис в ближайшей перспективе преодолен не будет, и положение с научно-техническими персоналом в авиационных НИИ и КБ ухудшится. И чтобы слово не расходилось с делом, в ОАК просто отказались от участия в проектной стадии всех предлагаемых международных инженерных программ (конвертация А320, участие в программе А350), т.е. от уникальной возможности быстрой подготовки кадров на мировом уровне.

Мы опять строим свой особый путь...

Справка. В.Ю. Николенко имеет 40-летний опыт работы в инжиниринге (в авиации и в энергетике - МНПО "Союз", ЦИАМ, ММПП "Салют", 2001-2005), 25-летний опыт работы на руководящих должностях (возглавлял 4 авиационных инженерных центра), работал 19 лет как подрядчик и сотрудник с крупнейшими зарубежными фирмами в Европе, Азии и США.