Как сделать самолет
05 Oct 2016 16:59 irkut-aviation-plant.jpg

Опыт ведущих мировых авиастроителей — Boeing и Airbus — показывает, что промышленная кооперация позволяет сократить издержки, но в то же время повышает риски снижения контроля над производственной программой. Формируя промышленную кооперацию по производству МС-21, корпорация "Иркут" и ОАК применили опыт западных компаний с учетом современных российских реалий.

История мирового самолетостроения показывает, что традиционно производство планера самолета и окончательная сборка проводились на одном предприятии, тогда как другие системы — прежде всего двигатели — выпускались специализированными поставщиками. Тем не менее тенденция к разделению производства и аутсорсингу (передаче части работ партнерам) играет все большую роль и при изготовлении планера самолета. Этому способствуют технические, экономические и политические факторы. Понятно, что специализированное предприятие, сосредоточив все свои усилия, может достичь высокого технического совершенства в выбранной области. Наращивание объема специализированного производства ведет к снижению удельных издержек и повышению конкурентоспособности как самих компонентов, так и всего самолета в целом. Перенос производства в другие страны, с меньшей стоимостью рабочей силы, не только способствует дальнейшему снижению издержек, но и позволяет самолетостроителю более активно продвигать свою продукцию на местном рынке — в этом заключается политический фактор аутсорсинга. По мере развития этих тенденций сам самолетостроитель все в большей степени превращается в системного интегратора, отвечающего за разработку самолета и его финальную сборку из готовых компонентов.

Однако реализация подобного подхода влечет дополнительные риски потери управляемости проекта. Кроме того, перенос высокотехнологичного производства на другие предприятия и тем более в другие страны создает риск утраты собственных компетенций и требует дополнительного контроля над распространением технологий.

Усложнение цепочек

На протяжении большей части своей столетней истории Boeing существовал, подобно подавляющему большинству других самолетостроительных фирм, как компания, самостоятельно выполняющая на собственных заводах производство компонентов планера и окончательную сборку. Однако по мере развития компании увеличивался и объем аутсорсинга, в том числе и для закрепления позиций на зарубежных рынках.

Производство семейства Boeing 737 — старейшая из действующих программ американского самолетостроителя. На ее примере видно, как росла доля работ, выполняемых в рамках кооперации. В конце 1960-х гг. завод в Рентоне (шт. Вашингтон) практически полностью изготавливал планеры самолетов Boeing 737 классического поколения. С 1983 г. производство фюзеляжей и ряда других компонентов было перенесено на собственный завод Boeing в Вичите (шт. Канзас). Сейчас в производстве планера Boeing 737NG задействованы кроме американских компаний фирмы в Европе, Китае, Японии, Индии, Корее, Турции и других странах. Более того, в 2005 г. Boeing продал свой завод в Вичите, выпускающий фюзеляжи, — сейчас это независимая компания Spirit AeroSystems. Это стало частью общей стратегии Boeing, направленной на повышение эффективности и сосредоточение на своем основном бизнесе — разработке и системной интеграции самолетов.

Переход к системной интеграции и переносу производства в другие страны был общей тенденцией экономики США на протяжении последней трети XX века, и в начале XXI века Boeing долгое время шел в русле этих процессов и расширял кооперационную базу. Однако негативным следствием нововведений стало сокращение количества работников, занятых в сфере промышленного производства — за этот период их число в США снизилось более чем на 30%.

Своей кульминации кооперационная схема американского самолетостроителя достигла в программе производства самолета Boeing 787. В программах 737 и 747 на долю сторонних подрядчиков приходилось 35–50% компонентов самолета, а в программе 787 аутсорсинг достиг примерно 70%. На своих собственных предприятиях Boeing выпускает только хвостовую часть фюзеляжа (шт. Южная Каролина), киль (шт. Вашингтон), обтекатели центроплана (Канада) и заднюю механизацию крыла (Австралия). Переднюю механизацию крыла, кабину экипажа и носовую секцию фюзеляжа изготавливает Spirit AeroSystems, переднюю среднюю секцию фюзеляжа — Kawasaki (Япония), центральную секцию и стабилизатор — Alenia Aeronautica (Италия). Центроплан выпускает компания Fuji Heavy Industries (Япония), консоли крыла — Mitsubishi (Япония), законцовки крыла — KAA (Корея), пассажирские двери — Latecoere (Франция). Полный список подрядчиков только по элементам планера включает 36 предприятий, из них лишь три — подразделения Boeing. Более того, Boeing делегировал своим поставщикам первого уровня и значительный объем конструкторских работ — например, крыло было спроектировано в Японии.

Уже на раннем этапе программы B-787 в адрес Boeing прозвучали критические замечания о победе менеджеров над инженерами, которая может привести к нежелательным последствиям. Участие большого количества партнеров по схеме долевого финансирования и разделения рисков (Risk Sharing) позволило аккумулировать значительные средства, необходимые для реализации проекта. Однако инновационное распределение работ повлекло не только преимущества, но и проблемы. Были срывы сроков поставок комплектующих на ранних этапах программы, а также многочисленные доработки и исправления, поскольку компоненты от разных поставщиков иногда плохо стыковались между собой. В итоге первые поставки B-787 в авиакомпании были задержаны более чем на три года, а дополнительные расходы оцениваются в несколько миллиардов долларов. "Мы излишне соблазнились надеждами на то, что все сойдется без проблем, что во всех частях мира применяются единые правила проектирования, что все углы будут гладкими и что финансовые реалии не ударят ни по кому из наших партнеров", — комментировал ситуацию в сентябре 2012 г. тогдашний глава Boeing Джим Макнирни.

Этот опыт был учтен, и сейчас, при разработке модели 777X, Boeing в заметно большей степени ориентируется на собственные силы. "Мы верим в преимущества глобальной цепочки поставок, — говорит нынешний глава Boeing Деннис Мюленбург. — Но мы также уверены, что необходима избирательная вертикальная интеграция, чтобы полностью контролировать ключевые работы".

Кооперация как движущий стимул

В принципиально иной ситуации формировалась кооперационная схема при создании единого европейского самолетостроителя Airbus. Произошло это не от хорошей жизни — ко второй половине 1960-х гг. крупнейшие европейские самолетостроители (французская Sud Aviation и британские British Aircraft Corporation и Hawker Siddeley Aviation) стремительно проигрывали своим заокеанским конкурентам — Boeing и МсDonnell-Douglas, глобальная рыночная доля которых превысила 80% и продолжала расти. В результате в Европе сформировалось понимание того, что в одиночку европейским гражданским самолетостроителям не выжить — необходимо объединение усилий и создание принципиально новой продуктовой линейки.

Межправительственный меморандум о начале работ по самолету A300 был подписан в 1967 г. Франция и Великобритания взяли на себя по 37,5% финансирования, Германии досталось 25,0%. Для Германии участие в проекте давало возможность возродить гражданское самолетостроение, уничтоженное во время Второй мировой войны. Первым председателем наблюдательного совета Airbus стал известный немецкий политик Франц Йозеф Штраус, убежденный сторонник европейской интеграции, который в то время был министром финансов Западной Германии. И когда к моменту официального создания Airbus правительство Великобритании решило не участвовать в проекте, Германия с готовностью предложила взять на себя 50,0% финансирования, если Франция сделает то же самое.

Первичное распределение работ было сформировано сразу: французская Sud Aviation взяла на себя кабину пилотов, систему управления, центроплан и нижнюю часть центральной секции фюзеляжа, изготовление крыла поручили британской Hawker Siddeley, а немецким компаниям достались передние и задние секции фюзеляжа и верхняя часть центральной секции. Такой выбор был основан на имевшихся у участников компетенциях. "Я хотел максимально использовать все имеющиеся таланты и ресурсы, не обращая внимания, под каким флагом работают люди и на каком языке говорят", — вспоминал первый технический директор программы A300 Роже Бетэй.

В декабре 1970 г. был официально учрежден консорциум Airbus Industrie, его участники сохраняли полную финансовую независимость. В течение последующих 30 лет в Европе последовательно шла политическая и экономическая интеграция, которая привела в рамках Европейского союза к формированию, в частности, единого экономического и таможенного пространства. Это в значительной степени способствовало общеевропейской консолидации аэрокосмической отрасли на континенте, в результате которой была сформирована компания EADS. В 2015 г. в результате реорганизации и ребрендинга EADS превратилась в Airbus Group, причем на долю собственно Airbus приходится около 70% доходов Airbus Group.

Может сложиться впечатление, будто на протяжении всей истории Airbus шел непрерывный интеграционный процесс. Однако потребности в снижении издержек стимулировали не только развитие промышленной кооперации со сторонними поставщиками, но и отделение ряда предприятий по производству элементов планера самолета.

Наиболее радикальные преобразования произошли в 2008–2009 гг. Именно тогда были созданы фирмы Aerolia (сейчас Stelia Aerospace) и Premium Aerotec, в которые отошли, соответственно, французские и немецкие предприятия Airbus, выпускающие, в частности, панели и секции фюзеляжа. Обе фирмы остаются дочерними предприятиями Airbus Group, но получили независимость от Airbus. Завод по производству компонентов крыла в Филтоне был продан британской GKN — независимому поставщику Airbus. Еще интереснее оказалась ситуация с американской компанией Spirit AeroSystems, которая получила от Airbus контракт на производство центральных секций фюзеляжа для новейшего Airbus A350XWB. Так что Spirit служит убедительным примером — независимая компания, поставляющая компоненты фюзеляжа двум непримиримым конкурентам, Boeing и Airbus, позволяет снизить издержки каждого из них.

Однако при реализации программы A380 компания Airbus, как и Boeing в программе B-787, столкнулась с понижением управляемости процесса при выполнении распределенных работ. В частности, задержка примерно на два года из-за проблем с электропроводкой в самолете была связана как с необходимостью согласования разнообразных требований авиакомпаний-заказчиков, так и с проблемой недостаточного взаимодействия между французскими и немецкими партнерами.

Учитывая свой опыт и опыт Boeing, компания Airbus в программе A350XWB несколько ограничила масштабы кооперации. Композитные элементы крыла выпускает немецкое подразделение Airbus, сборку крыла выполняет британское подразделение, кабину пилотов и панели для фюзеляжа изготавливает входящая в Airbus Group компания Stelia Aerospace, носовые секции фюзеляжа и панели хвостовой секции — тоже дочерняя Premium Aerotec. Из независимых поставщиков существенный объем работ приходится на американскую Spirit AeroSystems, которая выпускает центральную часть фюзеляжа.

Российский вариант

На протяжении советской истории развитие промышленного комплекса ориентировалось в первую очередь на решение оборонных задач. География расположения заводов также строилась с учетом военных угроз. Поэтому предприятия создавались не по кооперационному, а по изоляционному принципу, чтобы разрушение одного завода никак не повлияло на работу остальных. В результате большинство предприятий машиностроительного комплекса, в том числе и самолетостроительные, имели чрезвычайно высокую степень автономии. Зачастую они располагали даже собственным металлургическим производством.

В российских условиях концепция производственной кооперации для авиастроения только начинает обретать системный характер. Очевидно, что в новых реалиях нет ни возможности, ни необходимости пытаться реконструировать все предприятия, сохраняя их автономию. Поэтому при формировании новых программ было решено двигаться по пути расширения кооперации производства.

Первым российским кооперационным проектом можно назвать программу регионального самолета Sukhoi Superjet 100, — но только отчасти, поскольку производственная схема по планеру была выстроена в основном внутри предприятий АХК "Сухой".

Кардинально изменился подход к построению кооперации в рамках программы МС-21, которую в качестве головного исполнителя ведет корпорация "Иркут".

Конкурентоспособность самолету МС-21 должен обеспечить ряд технических новшеств, самые заметные из которых — композитные крыло и хвостовое оперение, фюзеляж увеличенного сечения и двигатели нового поколения.

При построении системы производственной кооперации учитывалось требование обеспечить необходимые темпы выпуска при минимальных издержках. На основе анализа существующих производственных мощностей были определены ключевые предприятия программы, разработан план их технологической модернизации. Большинство из участников кооперации по планеру вошли в сформированную в 2006 г. Объединенную авиастроительную корпорацию (ОАК). Также в рамках ОАК в интересах программы МС-21 и других перспективных проектов были созданы новые высокотехнологичные производства.

Такой подход обеспечил хорошую координацию и позволил найти необходимый баланс между минимизацией издержек и сохранением гибкой управляемости проекта. В результате было сформировано производство с наиболее высоким уровнем кооперации за всю историю советско-российского самолетостроения. Можно сказать, что российский подход во многом схож с интеграционным процессом формирования Airbus.

Иркутск

Окончательную сборку было решено развернуть на Иркутском авиационном заводе (ИАЗ) — филиале ПАО "Корпорация “Иркут”". На момент принятия решения этот завод уже был лидером в отрасли по уровню своего технологического оснащения. Выполняя прибыльные экспортные контракты по производству истребителей семейства Су-30МК для Индии, Алжира и Малайзии, предприятие инвестировало значительные средства в модернизацию производства. Переоснащение прошло механообрабатывающее, механосборочное и гальваническое производство. В ходе работ по учебно-боевому самолету Як-130 корпорация "Иркут" перешла на цифровые технологии на всех стадиях — от разработки до серийного производства.

ИАЗ располагает высококвалифицированным персоналом, реализованная на предприятии с 2005 г. реформа системы подготовки кадров сейчас позволяет быстро увеличивать число квалифицированных инженеров и рабочих. В частности, в 2016 г. коллектив завода вырос примерно на тысячу человек.

Можно также отметить, что ИАЗ получил хороший опыт создания современного серийного производства, соответствующего всем западным требованиям, в рамках программы по изготовлению компонентов для самолетов семейства Airbus A320. Поставки начались в 2008 г. и продолжаются сейчас. "Это был неоценимый опыт, — говорит главный технолог корпорации "Иркут" Андрей Филипенок. — Завод прошел всю цепочку, от подготовки документации до поставки готовой продукции и сертификации. При этом Airbus подходил к нам очень придирчиво, никаких поблажек от него не было, самые жесткие требования. Но мы справились, и в программе МС-21 сейчас занято много сотрудников с этим опытом".

Несмотря на высокий технологический уровень завода, запуск программы МС-21 потребовал серьезной перестройки агрегатного и сборочного производства. Чтобы снизить расходы и сократить сроки, модернизацию ИАЗ для сборки самолета МС-21 было решено проводить без расширения производственных площадей

В реконструированных цехах размещена линия сборки секций фюзеляжа и окончательной сборки самолетов. В агрегатных цехах, перемещаясь по сборочным станциям, панели фюзеляжа превращаются в секции и далее в готовые полуфюзеляжи. Затем они на дистанционно управляемых транспортных тележках доставляются в цех окончательной сборки. Сюда же поступают агрегаты от предприятий-кооперантов (крыло, оперение, пилоны, мотогондолы, элементы систем, двигатели и т. д.).

При стыковке секций фюзеляжа и крыла в цеху окончательной сборки применяются специальные подвижные позиционеры, управляемые лазерными измерительными системами. Примерно такая же технология сборки применяется и при изготовлении SSJ 100, но в Иркутске пошли на шаг дальше: вся предварительная сборка также производится с позиционированием агрегатов при помощи лазерных средств измерения — высокоточные детали стыкуются по сборочным и координатно-фиксирующим отверстиям без использования обводообразующей оснастки. "Если сравнивать с современным мировым уровнем, нам удалось создать одно из самых передовых на сегодняшний день производств, — считает главный технолог "Иркута". — Совместно с нашими зарубежными партнерами мы внедрили все самое новое".

На четырех автоматизированных станциях цеха окончательной сборки завершается процесс постройки самолета, конечная стадия которого — контроль и отработка систем. В существующем виде линия позволяет выпускать до 20 самолетов в год с возможностью расширения производства до 72 машин ежегодно. "Может показаться, что четырех станций недостаточно, — поясняет Андрей Филипенок, — однако новые сборочные линии Airbus в Гамбурге и Тяньцзине устроены точно так же, с четырьмя основными станциями. Так что это не какая-нибудь авантюра, а осознанное, рассчитанное решение".

Ульяновск, Казань, Воронеж, Обнинск

При всех достоинствах Иркутского авиазавода пытаться организовать на нем полный цикл производства МС-21 было нерационально — потребовалось бы существенное расширение производственных площадей и освоение дополнительных компетенций. Поэтому в качестве ключевого партнера был выбран ульяновский "Авиастар-СП" — по состоянию на 1991 г. это был самый большой и современный авиазавод в стране.

В рамках программы МС-21 на "Авиастар-СП" была проведена модернизация. В частности, на участке автоклавной склейки крупногабаритных панелей фюзеляжа внедрена принципиально новая система управления. Также был усовершенствован участок нанесения гальванических покрытий.

Заново на "Авиастар-СП" развернуты современная линия сборки и клепки панелей фюзеляжа, а также станции сборки хвостовой части. Для самолета МС-21 здесь собирается отсек вспомогательной силовой установки со всеми системами, трубопроводами и жгутами. Подкилевой отсек поступает из Ульяновска частично оснащенный системами, он достраивается и дооснащается в Иркутске.

Окраску самолета и его кастомизацию в соответствии со спецификацией конкретного заказчика также запланировано выполнять в Ульяновске.

Один из важных участников кооперации в производстве планера — Воронежское акционерное самолетостроительное общество (ВАСО). Это предприятие обладает практически уникальным опытом по изготовлению пилонов двигателей для самолетов Ил-76, Ил-86, Ил-96, Ан-148. Неудивительно, что аналогичные работы для МС-21 были поручены ВАСО. Кроме того, в Воронеже выпускают часть трубопроводных систем и широкую номенклатуру малонагруженных композитных конструкций: обтекатели, законцовки и др. Там же, кстати, выпускаются аналогичные компоненты для самолета SSJ 100, так что особых инвестиций в модернизацию производства не потребуется.

А вот для производства высоконагруженных композитных конструкций из углепластика в рамках ОАК было создано новое предприятие — "АэроКомпозит". В его составе развернуты производственные площадки в Ульяновске и Казани.

На ульяновской площадке освоены принципиально новые (причем не только для российского, но и для мирового авиастроения) инфузионные технологии, которые применяются для изготовления крупногабаритных деталей кессона крыла. Здесь же консоли крыла собирают и монтируют его системы, а также изготавливают центроплан. Очень важно, что возможности предприятия "АэроКомпозит-Ульяновск" будут использованы не только для МС-21, но и для других программ ОАК.

Несколько иной подход "АэроКомопозит" использовал на Казанском авиационном производственном объединении (КАПО), где уже имелись автоклавы для производства силовых углепластиковых композитов по традиционной технологии. В настоящее время "КАПО-Композит" выпускает для самолета МС-21 механизацию (подвижные агрегаты) крыла, а также рули высоты и направления.

Наряду с предприятиями ОАК в программе МС-21 задействовано Обнинское научно-производственное предприятие "Технология", которое входит в корпорацию "Ростех". Оно изготавливает силовые конструкции кессона киля и стабилизатора из углепластика (панели, лонжероны, нервюры), которые затем собираются в единую конструкцию на "Авиастар-СП". При выборе этого партнера программы МС-21 тоже работала логика минимизации инвестиций. ОНПП "Технология" задействовано в ракетно-космических программах и располагает технологическим оборудованием (автоклав, выкладочная машина и т. д.), габариты которого позволяют изготовить детали кессона.

Построенная между предприятиями кооперация неизбежно ставит вопросы о контроле качества продукции. "Это сложная задача, особенно при изготовлении первого опытного образца, когда в качестве отягчающего обстоятельства по ходу дела возникает большое количество изменений и доработок", — признает Андрей Филипенок. Каждый из участников кооперации сам отвечает за качество производимой продукции, но есть и приемка независимой инспекцией на всех уровнях, а в Иркутске все агрегаты проходят дополнительный входной контроль.

Гибкая система промышленной кооперации позволяет перенастраивать ее в зависимости от потребностей рынка. В случае появления в программе зарубежного партнера возможно внесение соответствующей корректировки в кооперационную схему.

В целом можно сделать вывод о том, что российские самолетостроители, как и их зарубежные коллеги, двигаются примерно по одному пути в поисках оптимального баланса между сохранением уровня управляемости программы, развитием собственных компетенций, повышением эффективности производства и привлечением партнеров.

Источник: http://www.ato.ru/content/kak-sdelat-samolet


рейтинг: +6+x
Поделиться в социальных сетях: Facebook vk16.png twitter-16x16.png livejournal.gif mailru-share-16.png odklsmall.gif
Пока не указано иное, содержимое этой страницы распространяется по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License