вторник, 3 апреля 2018 г.

Третье десятилетие ИПМТ ДВО РАН – от экспериментальных образцов – к серийным изделиям подводной робототехники

 или кое-что об особенностях и приоритетах внебюджетной деятельности института


Несколько десятков образцов подводной робототехники, созданных в ИПМТ ДВО РАН и далее успешно применённых в различных реальных морских работах, к началу 2000-х годов сформировали устойчивую репутацию института как одного из лидеров отечественной (а по некоторым позициям и мировой) подводной робототехники. Эти результаты были достигнуты не только за счёт ранее накопленного опыта и фундаментального научного задела, созданного в первые десятилетия существования института. Большое значение в этих достижениях имела организация работ, основанная на понимании того, что основной объём разработок по отдельным системам и устройствам каждого подводного робота целесообразно выполнять собственными силами с минимальным привлечением сторонних соисполнителей. Поэтому структура подразделений института поддерживала модель организации в виде узкопрофилированных лабораторий, в штате которых были свои исследователи, программисты, электронщики, специалисты по механике. Такая организация позволяла не очень обременять себя проблемами, связанными с созданием технической документации и методическим обеспечением выполнения испытаний и проведения реальных работ, поскольку идеологами, разработчиками, изготовителями, испытателями и лицами, эксплуатирующими создаваемую технику, фактически были одни и те же люди. Ярким примером разумности такого подхода может быть создание комплекса «Лортодромия» (1985-1990 годы). Этот комплекс имел статус экспериментального образца, т.е. образца, созданного в рамках выполнения НИР с упрощённым технической документацией и минимальным объёмом предшествующих испытаний, подтверждающих его качественные и надежностные характеристики. До сих пор АНПА «Л-2», входящий в этот комплекс, является одним из рекордсменов по объёму проведённых практических работ. «Л-2» выполнил более 150 миссий в глубоководных погружениях и в настоящее время украшает музей института.

В дальнейшем, в связи со значительным ростом интереса к робототехнике, круг разработчиков подводной роботов стал расширяться. Разрастался объём требований и задач по назначению, стремительно росло число работающих подводных роботов. При этом чисто научное направление, в рамках которого академический институт с небольшими опытно-экспериментальными подразделениями мог создавать экспериментальные образцы и выполнять отдельные резонансные работы, приобретало иной статус. Это фактически означало его превращение в полноценное промышленное направление со всеми атрибутами проектирования, производства, эксплуатации и ответственности за изделия, передаваемые в руки сторонним пользователям, когда опыт и иногда квалификация персонала, которому передавалась новая техника, оказывались недостаточными.

АНПА «Лортодромия»: атрибуты модульной технологии, АНПА «Л-2» в работе в Северной Атлантике 
и в Филиппинском море


Для сохранения своих позиций в новых условиях институту пришлось серьёзно заняться изменением внутренней структуры, научиться работать с учётом требований многих десятков государственных стандартов, разработать и согласовать с заказчиками собственные стандарты предприятия, регламентирующие все стадии жизненного цикла создания технических средств и порядок подготовки выпуска и управления технической документацией. ИПМТ ДВО РАН одним из первых в академической среде разработал, ввёл в действие систему менеджмента качества в соответствии с действующими международными нормами и ежегодно поддерживает её на должном уровне, проходя сертификацию. Кроме того, все процессы и стадии создания оборудования и программного обеспечения сопровождаются активным контролем со стороны представителей заказчика, которые на постоянной основе размещены в институте.

Переход на ГОСТ-ированную технологию разработки подводных роботов от схемы: идея – модель – макет – экспериментальный образец – выполнение отдельных работ к схеме: научно-технический задел – эскизный проект – технический проект – рабочая конструкторская и эксплуатационная документация – опытный образец – серийное производство – сопровождение работ по применению изделия по назначению привёл к явному перекосу деятельности в сторону прикладных работ. Всё меньше ресурсов и времени оставалось на подготовку задела и всё больше времени уходило на подготовку конструкторской документации, в том числе технологической и эксплуатационной, решение производственных вопросов. Этот процес сказался на объёме академических исследований и привёл к переформатированию лабораторий, изменению задач и целей всего комплекса работ.

Другой составляющей, характеризующей переход ИПМТ ДВО РАН в новое технологическое качество, следует признать осознание того, что нельзя объять необъятное. Создание современных конкурентоспособных подводных роботов с десятками систем в составе, улучшение их потребительских характеристик невозможно без широкой кооперации. Это касается как уровня применения уже отработанных систем, которыми занимаются специализированные предприятия, так и уровня постановки в качестве заказчика новых работ по созданию уникальных систем, способных существенно изменить функциональные характеристики проектируемых нами роботов в целом. Из опыта создания наиболее продвинутых зарубежных аппаратов известно, что хороший аппарат – это результат кооперации десятков различных фирм из многих стран мира. ИПМТ ДВО РАН в настоящее время работает и как головной исполнитель, и как исполнитель составных частей, и как заказчик со многими ведущими российскими предприятиями из Москвы, Санкт-Петербурга, Волгограда. Нижнего Новгорода, Владивостока и др. Вместе с резким расширением кооперации необходимо было также определить свои позиции по ключевым научным направлениям, развивая которые институт и далее мог бы сохранять свою роль ведущей организации. Такие направления были выделены в рамках государственного бюджетного задания. В их число вошли технологии конструирования аппаратов различного назначения на основе модульных принципов, разработка унифицированных бортовых систем управления, систем энергообеспечения, комплексированных систем навигации, ряда поисковых систем. По отдельным устройствам, таким как доплеровский лаг, эхолокационная система, результаты разработок были доведены до уровня выпуска технических условий – фактически коммерческих предложений потенциальным потребителям.

С увеличением числа реально работающих роботов важной стала проблема их эффективного применения по назначению. Фактически заказчика интересует результат применения робота в конкретной ситуации, оформленный в виде достоверного документа, выполненного по установленным или согласованным с заказчиком правилам. Большие усилия институт приложил для создания методик оценки основных характеристик и систем роботов, а также методическому обеспечению планирования работ, получения данных, их обработки и отображения. Для отработки этих методик был создан специальный измерительный полигон в одной из бухт в окрестности Владивостока.

Новые технологические возможности позволили ИПМТ ДВО РАН войти в Реестр предприятий ОПК Российской Федерации и выполнить ряд новых проектов в качестве головного исполнителя на совершенно ином уровне. В первую очередь следует отметить создание робототехнического комплекса мониторинга морского дна «Галтель». «Галтель» – один из первых в мировой практике комплексов, объединивших как  автономные подводные роботы, так и телеуправляемые с кабельной линией, с целью увеличения эффективности поисково-обследовательских работ. Ключевой особенностью комплекса стала возможность совместной работы автономного и телеуправляемого робота. Автономный аппарат-робот осуществляет скоростной поиск на большой площади с использованием производительной гидролокационной техники. Телеуправляемый робот выполняет оперативное дообследование артефактов, обнаруженных гидролокатором, фото и видео средствами, в одном навигационном пространстве с использованием идентичных систем бортовой навигации и управления для автоматического выхода к объектам допоиска, что значительно упрощает работу оператора. Комплекс был успешно применен по назначению в условиях Сирийской Арабской Республики летом 2017 года. В настоящее время завершается его опытная эксплуатация и запланировано серийное производство.

Подводный робототехнический комплекс «Галтель»
Новое десятилетие истории института открывается началом работы Центра по проектированию и производству подводных роботов, строительство которого продолжалось более десяти лет. Потенциальные возможности центра велики, и это позволяет надеяться, что при сохранении и наращивании темпов прикладных работ в интересах конкретных заказчиков институту удастся поддерживать свои позиции и в области фундаментальных исследований  подводной робототехники. 

Юрий МАТВИЕНКО, 
главный научный сотрудник ИПМТ ДВО РАН, 
доктор технических наук


Комментариев нет:

Отправить комментарий