Динамика развития аддитивной отрасли в мире демонстрирует поступательный рост. Почему же темпы развития аддитивной индустрии в России ниже? Анализ уровня выполнения мероприятий по развитию аддитивной отрасли в России позволит получить ответ на этот вопрос.
 |
 |
|
Денис Хайретдинов, Руководитель проектов SBS Consulting |
Максим Третьяков, Аналитик SBS Consulting |
В середине 2015 года в рамках исследования российской отрасли аддитивных технологий компания SBS Consulting провела опрос отраслевых экспертов с целью получить актуальную на тот момент оценку парка промышленных аддитивных систем. Эксперты ведущих российских центров компетенций – НИАТ, НАМИ, ВИАМ, ВИЛС, УрФУ – оценили парк промышленных аддитивных систем, работающих с металлическими порошками, в 40 единиц. Любопытно, что разброс оценок был достаточно сильным – от 20 до 60 единиц. Отсутствие точной информации о количестве и объеме использования аддитивных машин, работающих с металлическими порошками отрасли можно объяснить высокой концентрацией таких промышленных систем на предприятиях ОПК – по сути, единственных в стране, кто может себе позволить приобретать дорогостоящие металлические 3D-принтеры при условии ожидаемой низкой загрузки. Действительно, из-за технологических ограничений, ассортимент металлической продукции, для производства[1] которой целесообразно применять аддитивные технологии, достаточно узкий – это одна из причин низкой загрузки аддитивных машин в 2015 году (для всех аддитивных систем – 15%[2], для систем, работающих с металлическими порошками – не выше 10%, по мнению опрошенных нами экспертов).
Два года спустя, уже в середине 2017 года, Минпромторг России оценивал парк аддитивных машин в размере 600-650 единиц, 10% из которых (т.е. 60-65) – это аддитивные машины, работающие с металлическими порошками[3]. По нашим собственным прогнозам, выполненным в 2015 году, а также свежим оценкам отраслевых специалистов, парк металлических аддитивных систем в России в 2018 году составляет 50 единиц. Разброс в оценках по-прежнему следует объяснять разной степенью осведомленности о положении дел на предприятиях оборонно-промышленного комплекса. Тем не менее, можно с уверенностью сказать, что парк металлических аддитивных систем в России в последние 3 года рос с ежегодным темпом 8-22% (Рисунок 1).
Рисунок 1. Динамика развития аддитивной отрасли в России в 2015-2018 гг.
Для сравнения ежегодный темп роста парка металлических аддитивных машин в мире в период 2001-2015 гг. рос составил 35% в год (Рисунок 2). Парк рос стабильно на протяжении всех 15 лет наблюдений[4], а не только в первые годы за счет эффекта низкой базы. Подобное сравнение российской и мировой динамики выглядит возможным в силу сопоставимого размера парка в точках отсчета, поскольку российский парк в 2015 году насчитывал 40 единиц техники, мировой парк техники в 2001 году – 43 единицы.
Рисунок 2. Динамика развития аддитивной отрасли в мире в 2001-2015 гг.
Почему же темпы развития аддитивной индустрии в России отстают от мировых в несколько раз? Для ответа на этот вопрос снова обратимся к нашему исследованию 2015 года, а конкретно к сделанным тогда рекомендациям относительно возможных контуров государственной политики в области аддитивных технологий. Сегодня у нас есть возможность постфактум посмотреть, какие из предложенных в 2015 году мероприятий были воплощены в жизнь и с каким результатом, а что остается в ближайших планах участников отрасли. Важно также критически посмотреть и на те рекомендации, реализация которых выглядит слишком
оптимистично с учетом текущего уровня развития аддитивных технологий. Поэтому для дальнейшего анализа разделим предложения, сделанные в 2015 году на три следующих категории и коротко очертим статус по каждому из них:
1. Разработка национальных и отраслевых стандартов на материалы и конечную продукцию, изготовленную аддитивным способом.
По итогам трехлетней работы Технического комитета №182 было подготовлено десять стандартов, восемь из которых вступили в действие с 01.12.2017, а два – с 01.07.2018. Разработанные стандарты охватывают как базовые принципы и общую терминологию, так и отдельные звенья производственной цепочки.
2. Привлечение компаний, получающих значительные объемы государственного финансирования, к поддержанию исследований в области аддитивных технологий (по аналогии с опытом США).
На сегодняшний день значительная часть проектов развития аддитивных технологий осуществляется с привлечением государственных структур, таких как Ростех, Роскосмос и Росатом. С этим же дочерними организациями этих структур связаны и основные достижения аддитивной отрасли – например, наиболее высокий уровень оснащенности аддитивным оборудованием (ОДК), имеющий наибольшие на сегодняшний день рыночные перспективы 3D-принтер для послойного наращивания методом селективного лазерного плавления из металлических порошковых материалов (НПО «ЦНИИТМАШ»).
3. Организация консорциумов, в т.ч. включение условия обязательного привлечения индустриального партнера для получения субсидии на исследования.
Развитие отрасли в России в последние годы шло во многом через организацию консорциумов двух типов – состоящих из независимых организаций и внутри государственных холдингов. Здесь стоит отметить, что ни один из известных широкой общественности консорциумов не включал иностранных игроков – поэтому любой прорыв в аддитивной области будет исключительно «российским».
1. Координация деятельности предприятий и организаций в области аддитивных технологий, в т.ч. определение приоритетных направлений по выполнению НИР и НИОКР.
Разработка стратегического документа («комплексного плана», «дорожной карты», «программы», «стратегии» и т.п.), определяющего контур единой политики развития отрасли и поддерживаемого большинством ее участников – один из наиболее актуальных вопросов сегодня. На данный момент наиболее активными участниками отрасли предложены либо разрабатываются собственные варианты таких документов. Большим шагом в направлении к созданию единого стратегического документа видится формирование в 2018 году Межведомственной рабочей группы (МРГ) по вопросам развития аддитивных технологий, одна из основных задач которой – определение вектора развития отрасли, направлений и инструментов поддержки, приоритетных технологий и необходимой инфраструктуры отрасли.
2. Организация государственного субсидирования передачи порошков на пробу пользователям аддитивных машин.
3. Организация функционирующей на постоянной основе системы испытаний создаваемых материалов, технологий, оборудования и производимых изделий, разработка системы их сертификации.
4. Организация централизованного производства расходных материалов, а также обеспечение его наиболее полной загрузки, в т.ч. на основе максимальной кооперации.
5. Проведение ревизии поставленного в Россию промышленного аддитивного оборудования и формирование базы данных по регионам и/или отраслям.[5]
Наверное, ключевым практическим результатом работы МРГ станет организация и запуск отдельных элементов инфраструктуры отрасли, в основе которых лежат коллективное пользование и продвинутая кооперация. Положительных эффектов в данной ситуации несколько. Во-первых, следует ожидать, что стоимость использования технологии должна снизиться. Во-вторых, центры коллективного пользования, прозрачная система сертификации, субсидирование сырья для опытных партий должны снять финансовые и организационные барьеры, с которыми сталкиваются компании, только-только знакомящиеся с аддитивными технологиями.
6. Организация системы подготовки кадров и повышения квалификации сотрудников, работающих в области аддитивных технологий.
Внедрением аддитивных технологий в массовое производство будет заниматься производственный персонал заводов. Причем речь идет не только о технологах, но и конструкторах, поскольку уже на этапе конструирования критично определить именно те детали и узлы, где аддитивное производство наиболее выгодно. Таким образом, можно предвидеть значительный спрос на профессиональные образовательные услуги в сфере аддитивных технологий. Однако, большой проблемой является то, что в тех немногих образовательных центрах (Сколтех, МИСиС) обучение происходит лишь на имеющемся у ВУЗа парке оборудовании. Узкая специализация существенно девальвирует ценность такого образования, поскольку значительно усложняется поиск работы для выпускаемых специалистов. На данном этапе, возможно, эффективным решением была бы межвузовская образовательная программа, благодаря которой у учащихся появится возможность познакомиться с разным аддитивным оборудованием. Несколько позже, по мере распространения аддитивных технологий, было бы правильным шагом со стороны уже предприятий запускать совместные с ВУЗами корпоративные программы обучения.
7. Стимулирование разработки новых материалов.
Анализ доступной информации, подтвержденный отраслевыми экспертами, показал, что одним из существенных ограничений аддитивной отрасли в России является узкий ассортимент производимых металлических порошков, подходящих для 3D-печати. Принято выделять несколько причин. Во-первых, капиталоемкость процесса разработки и апробации порошков, из-за чего лишь ограниченному числу крупных компаний по силам сделать необходимые инвестиции. Отсюда следует вторая причина – для металлургических гигантов, таких как РУСАЛ, Северсталь, ВСМПО-Ависма, рынки аддитивных технологий пока не представляют существенного интереса в силу своего размера, поэтому финансирование исследований в этой сфере ведется достаточно скромное.
1. Разработка системы лизинга отечественного оборудования с целью снижения налоговой нагрузки предприятий-потребителей и ускорения внедрения аддитивных технологий в производство.
2. Введение требования по минимальному уровню использования аддитивных технологий в разработке и изготовлении инновационной продукции.
3. Поддержка отечественных производителей комплектующих деталей на этапе роста отрасли.
Рынок аддитивного производства слишком мал и неразвит для того, чтобы реализация государством перечисленных мер поддержки имело бы на данном этапе большое практическое значение.
4. Стимулирование разработки методов проектирования и программные средства на их базе для создания 3D-моделей изделий, предназначенных для изготовления на аддитивном оборудовании, в т.ч. с применением бионического дизайна и топологической оптимизации.
Российскими предприятиями предпринимаются попытки разработки собственного программного обеспечения. Тем не менее, отсутствие российского ПО видится пока что наименьшей проблемой аддитивной отрасли, или, по крайней мере, не такой критичной. Использование собственного ПО будет иметь положительный экономический эффект при значительных и стабильных объемах аддитивного производства – к сожалению, ни одно российское предприятие таковыми похвастать не может.
5. Создание библиотеки технологий и инженерных решений.
6. Организация базы данных необходимых деталей для перспективных разработок.
7. Создание практики патентной защиты и конкурентной борьбы.
Пункты 5-7 текущего раздела рассматриваются совместно неслучайно. Безусловно, создание библиотеки технологий и инженерных решений повысило бы эффективность предложения, а организация базы данных деталей для перспективных разработок дало бы разработчикам аддитивных технологий понимание, на какие изделия и конструкции будет существовать спрос. Существенным препятствием на пути реализации подобных инициатив является отсутствие доверия между игроками в отрасли, которое, в свою очередь, является следствием несформировавшихся «правил игры» (например, практики патентной защиты в этой сфере практически нет), монополизацией определенных ниш формирующегося рынка (это отражается в недовольстве отдельных компаний выпускаемыми немногочисленными стандартами) и отсутствием опыта создания успешных стратегических партнерств.
В данной статье была сделана попытка критически переосмыслить рекомендации по развитию в России аддитивной отрасли, разработанные три года назад, и через их призму оценить уже сегодняшнее ее состояние. Можно условно выделить три этапа развития аддитивной отрасли в России.
Первый этап как раз завершился в промежутке 2015-2018 гг. Результатом первого этапа стала критическая масса технологических разработок, включение аддитивной тематики в технологическую повестку государства, рост объемов государственной поддержки и всеобщее повышение осведомленности о возможностях аддитивных технологий.
Вступление во второй этап характеризуется сегодня необходимостью координации усилий многочисленных игроков отрасли, формированием эффективных кооперационных связей, утверждением «правил игры», созданием площадок для отраслевых дискуссий.
В ближайшее время наиболее востребованными инструментами государственной поддержки станут инвестиции в коллективную инфраструктуру отрасли (центры коллективного пользования, инжиниринговые центры, центры сертификации и т.п.) и точечная поддержка проблемных областей (например, расширение линейки производимых в России металлических порошков).
К третьему этапу аддитивная отрасль в России подойдет с достаточным для широкого применения технологическим уровнем освоения и достаточной для инвестиционной привлекательности проектов перевооружения себестоимостью аддитивных технологий. К тому моменту будет подготовлено достаточное количество квалифицированных специалистов, а система стандартов сделает аддитивные технологии нормой современного производства. Наступления этого момента в зависимости от интенсивности усилий придется ждать от 7 до 12 лет.
Компания SBS Consulting основана в 2006 г. Лидер российского рынка стратегического консалтинга в среднем ценовом сегменте. В настоящее время клиентами SBS Consulting являются более 30 крупнейших российских компаний, федеральные органы исполнительной власти и ряд регионов РФ. Специализация SBS Consulting: разработка стратегии и бизнес-плана развития компании; совершенствование системы управления и бизнес-процессов компании; повышение операционной эффективности; консультирование органов государственной власти. Компания оказывает услуги в следующих отраслевых направлениях: металлургия и машиностроение; нефть, газ, химия; строительство и недвижимость; государственный сектор; институты развития.
Адрес в соцсетях:
[1] Необходимо различать изготовление конечных металлических изделий аддитивным способом, использование аддитивных машин для изготовления форм для отливки металлических изделий и изготовление прототипов – последние два способа применения не предполагают предъявление высоких требований к напечатанной продукции.
[2] Опыт, потенциал и задачи ФГБОУ ВПО МГТУ «Станкин» в области развития аддитивных технологий, ФГБОУ ВПО МГТУ «Станкин».
[3] Журнал «Эксперт» №24, 12-18 июня 2017 г.
[4] Wohlers Report 2016.
[5] Наличие базы данных аддитивного оборудования может повысить качество принятия решений при закупках новых образцов из-за рубежа.
