CC BY
56УДК 622.002.5
Опыт участия Юргинского технологического института (филиала) НИ ТПУ в проекте по организации высокотехнологичного
производства (ППРФ №218)
Аксенов В.В., Бегляков В.Ю., Вальтер А.В, Ефременков А.Б., Казанцев А.А.
Юргинский технологический институт Национального исследовательского Томского политехнического университета 652055 Россия, Кемеровская область, г. Юрга, ул. Ленинградская д.26
a vwalter@rambler.ru
В статье описывается опыт участия Юргинского технологического института в проекте по организации высокотехнологичного производства. Рассмотрены все этапы анализа, проектирования и организации производства. Ключевые слова: инновационное производство, геоход.
Experience of participation Yurga Institute of Technology (Branch) of TPU in the project for the organization of high tech
production-tion (PPRF №218)
Aksenov V.V., Beglajkov V.U., WalterA.V., EfremenkovA.B., KazancevA.A.
Yurga Institute of Technology, TPU affiliate. Russia, Yurga, Leningradskaya str., 26
avwalter@tpu.ru
The article describes the experience of Yurga Institute of Technology in the project on the Organization's high-tech manufacturing. We consider all stages of analysis, design and production. Keywords: innovative production geohod.
Основополагающий документ по реализации комплексных проектов по кооперации ВУЗов, научных учреждений и реального сектора экономики (инициатора проекта) - это постановление Правительства РФ от 09.04.2010 г. № 218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства» (далее ППРФ №218).
Реализация и само появление ППРФ №218, как инструмента для развития науки и инноваций - событие не рядовое, но вполне закономерное, так как во всем мире наука уже давно существует и развивается благодаря грантовой поддержке различных фондов и организаций. ППРФ №218 достаточно лояльно к организациям-инициаторам проекта в плане возможности их участия в открытом конкурсе [1], однако организация-инициатор несет определенные риски, связанные с выполнением или невыполнением НИОКТР и результативностью проекта. Это обстоятельство резко сокращает число потенциальных участников и состоявшихся победителей конкурсов - не все руководители предприятий готовы идти на риски, но такие - есть.
Здесь возможны не менее двух вариантов.
Первый - организация-инициатор хочет развивать линейку выпуска имеющейся (производимой) высокотехнологичной продукции, знает, как это сделать, с кем вступить в кооперацию, имеет бизнес-план и готовит заявку на участие самостоятельно.
Второй - организация-инициатор хочет получить конечный результат в виде новой продукции (или ноу-хау), которая будет востребована определенному кругу потребителей и конкурентна по цене. Именно такой опыт мы получили от участия в проекте по созданию высокотехнологичного производства.
Во втором варианте почти все затраты времени и сил на подготовку заявки несет головной исполнитель, организация-инициатор, при правильном планировании работ, не несет никаких рисков до момента приемки результатов первого этапа реализации комплексного проекта, а шансы на попадание в число победителей конкурса полностью зависят от компетенции команды, подготавливающей заявку, оригинальности научной разработки и степени ее технической проработанности. Последнее очень важно для реализации проекта по созданию конструктивно законченных изделий, так как, не смотря на присутствие в конкурсной документации понятия НИОКТР, научно-исследовательские работы как таковые при выполнении проекта не предусматриваются, по крайней мере, за счет средств субсидии. Предполагается, что уже все готово для коммерциализации научной разработки.
На основании ряда проведенных нами исследований (1983-1993; 2007-н.в.) был предложен отличный от традиционного новационный подход к процессу проведения горных выработок, революционная идея которого - рассматривать проходку выработок, как процесс движения твердого тела (проходческого оборудования) в твердой среде (геосреде). Данный подход лежит в основе геоходной технологии проведения горных выработок, базовым функциональным элементом которой является геоход. Геоход (рис. 1) - проходческий щитовой агрегат, формирующий тяговое и напорное усилие на исполнительном органе разрушения забоя за счет взаимодействия внешнего движителя геохода с геосредой законтурного массива проводимой выработки. Тяговое и напорное усилия, развиваемые геоходом, пропорционально зависят от физико-технических характеристик геосреды в которой он движется [2].
Рис. 1. Опытный образец геохода 2016 г.
Принцип перемещения диктует новый подход к проектированию и облику щитовых проходческих агрегатов, не известных в мировой практике. Первые шаги были сделаны коллективом авторов [3-4] Эллер А.Ф., Аксенов В.В., Нагорный В.Д., Горбунов В.Ф., которым удалось создать два экспериментальных образца проходческого агрегата, названных в честь создателей (ЭЛАНГ), но, при всем известных событиях 1991-1995 гг. в России, работы и испытания были прекращены. Но сама идея создания нового вида щитовых проходческих агрегатов «класса геоход» актуальности не теряла [5-7].
Новый импульс развития тематики был получен в 2007 году с началом коопе-
рации Института угля и углехимии СО РАН (ИУУ СО РАН) и Томского политехнического университета (ТПУ), что определило основной состав коллектива, развивающего данную тематику. Тематика заинтересовала Юргинский технологический институт (ЮТИ ТПУ) - структурное подразделение Томского политехнического университета, представляющее интересы ТПУ на Кузбасской земле. В 2007-2008 гг. коллективом ЮТИ ТПУ совместно с коллективом ИУУ СО РАН был выполнен государственный контракт на тему «Разработка специальной технологии проходки аварийно-спасательных выработок в завалах при ликвидации техногенных катастроф», в ходе выполнения которого были определены основные направления научных исследований коллектива ЮТИ ТПУ - обоснование параметров трансмиссии геохода и обоснование параметров взаимодействия исполнительного органа геохода с породой забоя с последующей защитой диссертаций в начале 2012 года [7-10]. Сегодня при создании нового экспериментального образца, имея качественно иной уровень современной техники и технологии производства, новую научно-техническую основу к проектированию и сплоченную команду руководителей, инженеров, конструкторов, специалистов и научных работников мы можем уловить лишь некоторое сходство внешнего вида геохода 2016 года с ЭЛАНГом 4 1993 года. Именно поэтому мы вышли с заявкой на открытый конкурс Министерства образования и науки РФ в рамках ППРФ №218.
Рис. 2. Юргинский технологический институт (6-й корпус)
Новшевства, определяющие характеристики и облик щитового проходческого агрегата «класса геоход»:
- Разборный корпус, быстросъемность конструктивных элементов.
- Формирование поверхности забоя с уступом, обеспечение разрушения пород с коэффициентом крепости М...5 ед.
- Работа на углах проводимой выработки ±25° к горизонту.
- Непрерывное перемещение агрегата на забой. Вращающий момент 1,54 МНм.
- Возможность реверсивного движения агрегата.
Подача заявки возможна только при наличии и согласии организации (предприятия) реального сектора экономики, считающейся в соответствии с условиями конкурсной документации организацией-инициатором проекта. Однако, найти бизнес-партнера не простая задача - большинство генеральных директоров предприятий не являются собственниками и, следовательно, не могут принимать самостоятельного решения об участии в данном конкурсе. Нужно заинтересовать собственника, что
само по себе - огромный труд, состоящий из множества этапов, которые мы последовательно и постепенно преодолели и вышли с конкретной тематикой и описанием проекта к бизнес-партнеру, а бизнес-партнер предложил участие в конкурсе по ППРФ №218.
Одним из множества этапов выхода тематики на новый уровень являлся этап подготовки технико-экономического обоснования по созданию и постановке на производство геоходов, которое было представлено бизнес-партнером в Министерстве промышленности и торговли РФ в 2009 г. - за три года до начала формирования заявки по ППРФ №218. Однако, не имея достаточной научно-технической базы и такой команды как сейчас, предложение и ТЭО было отправлено на доработку. С того самого момента началось формирование команды проекта.
Министерство образования
ФЭС
ЮТИТПУ Ефременков А.Б
ТПУ
ОК
ОМТС
ФЭС
ИУ СО РАН Клишин В.И.
Руководитель Хорешок А.А. (ИО)
Научно-метод. обесп. Герике Б.Л.
РЕЗЕРВ
Кафедра ГШО
Кафедра ТМС
Кафедра Сварки
Кафедра ЭАСУ
СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫМ ПРОЕКТОМ
УПРАВЛЕНИЕ
I
ИНВЕСТОР - КОРМЗ Ген. директор Сляднев А.В.
Сляднев А.В., Ефременков А.Б. I Масалитин Б.Г., Аксенов В.В. I
I
Зам по организации Казанцев А.А.
Зам. по КТО Бегляков В.Ю.
Зам. по технол обесп. Вальтер А.В.
Зам. по ТЭО и марк. Косовец А.В.
Отв. исп. по сист. Блащук М.Ю.
Отв. исп. по сист. Тимофеев В.Ю.
Отв. исп. по низ. КД Сапожков С.Б.
Отв. исп. по расч, 1Т Воробьев А.В.
Рис. 3. Схема управления комплексным проектом
Руководитель П-та Масалитин Б.Г.
Руководитель П-та Аксенов В.В.
Консультант
Конструкторско-технологическая группа
ГЕОХОД
Общая компоновка
Механич. изделия
Гидравлика
Электрика
Технология мех. обр-ки, сборки
Испытания
Ведущий конструктор
Редукторная группа
Гидравлика
Расчеты
Технолог
Сварщик
Испытания
РКД ИЗДЕЛИЕ
ФЭС
ОГМ
ОГТ
ЦЕХ, УЧАСТОК
В октябре 2012 года была объявлена III очередь открытого публичного конкурса по отбору организаций на право получения субсидий на реализацию комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства, срок подачи заявки - ровно 1 месяц. К этому моменту команда проекта состояла из сотрудников трех кафедр: горношахтного оборудования (ГШО), технологии машиностроения (ТМС), экономики и автоматизированных систем управления (ЭАСУ). После коллективного принятия решения о начале работ по формированию заявки, мы начали с детального плана работы на ближайший месяц. Четкое распределения ролей и зон ответственности, ежедневная 12-14 часовая работа и сильная воля коллектива сделали возможным формирование заявки и своевременную подачу ее на конкурс. Однако из-за расхождения данных в двух разных формах заявки она была снята с конкурса по формальным признакам, но через месяц была объявлена IV очередь. На этот раз у нас было почти два месяца, мы провели детальную работу над ошибками, собрали дополнительный материал, заключения организаций, обоснование экономических и технических параметров, провели консультации, в результате заявка стала технически и экономически более грамотной и в объеме выросла в полтора раза.
Когда в списках победителей оказался наш проект пришло понимание того объема работ, который был сделан и того объема, который еще нам предстояло сделать. Но прежде чем начать проект, необходимо было оценить имеющиеся ресурсы. В проекте два главных ресурса - время и люди, все остальные ресурсы были обозначены и зафиксированы в конкурсной заявке. И если время четко привязано к календарю и, изменить его невозможно, то нарастить людские (трудовые) ресурсы было посильной задачей.
Мы собрали лучших конструкторов России, имеющих опыт выпуска серийных образцов горных машин и оборудования, инженеров, специалистов, маркетологов, экономистов и ученых, объединенных одной целью - работой на конечный результат и одной идеей - впервые за 30...40 лет, сделать качественно новый образец горной машины российской инженерной мысли. Разумеется, была проведена большая предварительная работа со всеми членами команды, но одно дело договариваться, имея только намерения, другое - зная результаты конкурса. Потребовалось масса усилий, чтобы собрать дополнительные ресурсы и приблизительно 9 месяцев для их адаптации в команде. Однако этого оказалось недостаточно, чтобы убедить Заказчика работать с нами, мы провели совместную встречу, команда проекта - команда Заказчика, где было озвучено видение выполнения проекта, стадийность, ресурсы и где Заказчик смог выразить свою позицию и задать интересующие вопросы. Понадобилась схема управления проектом (рис. 3).
Командная стратегия позволила выработать и закрепить новшевства, нигде ранее нам не встречавшиеся (по крайней мере, в пределах Российской Федерации) в ходе выполнения проекта:
1. Методология работы и принятия решений - цель, задачи, варианты, решение. Цель - какого результата мы хотим добиться, задачи - что для этого необходимо, варианты - какие варианты были рассмотрены и их анализ (технический, смысловой, экономический), решение - только после полного анализа и согласования между руководителями направлений принимается то или иное решение.
2. Потребовалось выполнение массы задач:
- организация работы и контроль в отсутствие руководителя проекта;
- планирование работ на этап, год и проект, а также оперативное, тактическое и стратегическое;
- разработка проектов ТЗ на руководителей направлений;
- ведение переговоров различного уровня по различным темам прямо или косвенно касающихся проекта;
- информирование участников проекта по принятым техническим решениям;
- работа с Заказчиком: планирование и отчетность по месяцам, информирование о ходе выполнения работ;
- работа с Монитором: решение вопросов, связанных с отчетностью организации-инициатора проекта и головного исполнителя, согласование изменений в план-график и технические требования к результатам выполнения комплексного проекта.
- комплектование материалов отчетной документации для Заказчика и Министерства образования и науки РФ;
- размещение отчетных документов организации-инициатора проекта и головного исполнителя в системе вв1р;
- формирование стратегии проекта на среднесрочную и долгосрочную перспективу (параллельные заявки в Министерства и Фонды в развитие темы проекта);
- прочие организационно-технические мероприятия.
Поиск оптимальной структуры управления данными процессами в науке ни к чему не привел - традиционные организационные структуры не подходят для управления таким проектом, и мы нашли подходящую организационную структуру в армейском подходе. Поэтому ввели должность начальника штаба. Начальник штаба проекта - фигура, имеющая максимум информации о ходе выполнения проекта.
Рис. 4. Дорожная карта 1 года проекта по созданию геохода
Среди указанных функций начальника штаба следует обратить особое внимание на две из них: планирование работ на этап, год и проект и работа с Заказчиком. Планирование работ - один из самых важных аспектов при работе с Заказчиком. Пока нет детального плана, Заказчик не может принять решение начать выполнение проекта и подписать соответствующие документы с Министерством образования и науки РФ. Поэтому план в каком-то виде должен быть, наличие плана показывает насколько головной исполнитель готов к выполнению работ по проекту, детальность плана отражает квалификацию исполнителей. Но, по нашему мнению,
важно соблюсти баланс - чересчур детальный план помимо своей громоздкости дает возможность требовательному Заказчику в будущем спросить с головного исполнителя за каждую строку о готовности тех или иных работ, что отрывает массу времени от выполнения самой работы, а слишком простой план будет выглядеть неубедительно, что сыграет против старта проекта. Самостоятельно начальник штаба разработать план не может, это командная работа, но расставить приблизительный характер работ и ключевые точки - работа исключительно начальника штаба. Для этого подходит такой инструмент как «Дорожная карта» (рис. 4, рис. 5). Дальнейшая корректировка осуществляется вместе с руководителями направлений работ.
Дорожная карта является основой для детального планирования работ. Все пункты детального плана и характер работ по созданию и постановке на производство нового вида продукции приводятся в соответствии с ГОСТами и иными регламентирующими документами на эскизный проект, технический проект, разработку рабочей конструкторской документации, испытаниям, постановки на производство и патентное сопровождение. В особых случаях Заказчик требует провести планирование работ на весь проект. В этом случае план необходимо пересматривать не реже чем раз в полгода.
В нашем случае детальное планирование помогло принять решение в пользу старта проекта на этапе заключения контракта организации-инициатора и Министерства образования и науки РФ, а также оплаты работ на этапе приемки первого этапа выполнения проекта.
Рис. 5. Дорожная карта 2 года проекта по созданию геохода
При планировании работ очень важно предусмотреть непрерывность выполнения тех или иных процессов. Несмотря на четкую стадийность плана-графика, ожидание окончания предыдущего этапа не должно сдерживать начало выполне-
ния работ последующего. Это связано с тем, что отчетность и корректировка отчетных материалов по этапам работ перед Министерством может занять от трех до шести месяцев, поэтому если ждать утверждения результатов предыдущего этапа то результаты этапа последующего можно не получить в принципе.
Организация работы с Заказчиком - самый сложный аспект реализации проекта. Несмотря на наличие протоколов технических совещаний, детально плана, получения каких-либо результатов и поскольку работа ведется не на территории Заказчика, он, как правило, не видит, чем занимается команда. Оценить труд команды проекта он может только в случае совместной личной встречи, когда он задает вопросы по принятым решениям, т.к. наличие отчетной документации - не всегда аргумент. Поскольку отчетная документация появляется постепенно, как правило, в конце отчетного периода, то у Заказчика не всегда есть возможность заранее ознакомиться с материалами проекта. Это вызывает трудности при оплате работ по этапу. Выходом из такой ситуации служит назначение наблюдателя из числа сотрудников организации-инициатора проекта, выполняющего роль третейского судьи при разборе результатов и выступающего от лица Заказчика. От степени взаимодействия Заказчика, наблюдателя и команды проекта зависит «валентность» - степень удовлетворения результатами проекта для всех сторон. Чем чаще наблюдатель будет присутствовать на технических совещаниях по принятию технических решений, тем проще ему информировать Заказчика о ходе выполнения работ по проекту и понимать позиции головного исполнителя в сути вопросов, связанных с принятием того или иного решения, и обратное взаимодействие в доведении до разработчика сути ведения проекта Заказчиком также не менее важно. Так наш опыт показал - стратегия реализации проекта Заказчиком (установки) может меняться неоднократно. Важно вовремя довести ее до исполнителя.
Рис. 6. Презентация проекта на выставке «ВУЗПРОМЭКСПО»
Первые результаты реализации проекта были представлены в декабре 2013 года на выставке «ВУЗПРОМЭКСПО». Наш Заказчик лично презентовал проект по
созданию геоходов министру образования и науки РФ [11] и продолжает работать в продвижении нашей тематики. Это ставит нам задачи на перспективу, ведь сам по себе геоход - это только результат проекта по ППРФ №218. А весь комплекс работ это несколько направлений, которые необходимо развивать уже сейчас:
1) Новый класс щитовых проходческих агрегатов - класс ГЕОХОДЫ. Необходимо расширить типоразмерный ряд геоходов и решить новые технические задачи в конструировании и компоновке систем геоходов.
2) Новое научно-методическое обеспечение - взаимодействие систем геохода с геосредой. В состав геохода входят 10 систем, взаимодействующих с геосредой, исследование взаимодействия которых, критически важно для формирования нового подхода к движению твердых тел (проходческих машин) в твердой среде (геосреде). Это предпосылки для возникновения новой науки - ГЕОДИНАМИКА ПОДЗЕМНЫХ АППАРАТОВ.
3) Новый класс крепей и обделок подземных сооружений - АРМИРУЮЩАЯ ЗАКОНТУРНАЯ КРЕПЬ [12-16]. В процессе проведения подземной выработки геоходом, за контуром выработки формируется система каналов. Использование системы винтовых и продольных каналов создает предпосылки к формированию нового подхода к креплению подземных выработок и разработке нового класса крепи горных выработок.
4) Новые технологии проведения горных выработок и формирования подземного пространства - ГЕОХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. Новый подход к проведению горных выработок и научно-техническое обеспечение обуславливают и создание новой технологии проведения горных выработок.
Выводы
1. Постановление Правительства РФ от 09.04.2010 г. № 218 - работающий инструмент в сфере создания высокотехнологичного производства, дающий импульс развития науки техники.
2. Реальный сектор экономики (бизнес) готов идти на риски, если оценка потенциала научной разработки и команды, реализующей проект, соответствует уровню предприятия Заказчика или превосходит его.
3. Работа на конечный результат - основное и наиболее полно отражающее суть проекта требование бизнес-партнера.
4. Формирование основного состава команды - проекта процесс, занимающий длительное время. Адаптация новых членов для работы в команде может занять до 1 года.
5. У каждой команды своя стратегия работы, но согласованное принятие решений позволяет снизить вероятность ошибок проектирования и экономит время.
6. Планирование работ - один из самых важных аспектов при работе с Заказчиком. План проекта позволяет оценить квалификацию команды проекта.
7. Работа с Заказчиком - самый сложный аспект реализации проекта. От степени взаимодействия Заказчика, наблюдателя и команды проекта зависит «валентность» - степень удовлетворения результатами проекта для всех сторон.
Список источников
1. Каверн И.В. Участие образовательных и научных учреждений в высокотехнологичных производствах // Советник в сфере образования №1, 2013. - С. 7278.
2. Аксенов В.В., Ефременков А.Б., Садовец В.Ю., Тимофеев В.Ю., Блащук М.Ю., Бегляков В.Ю. Формирование требований к основным системам геохода // Горный информационный аналитический бюллетень (научно-технический журнал) Mining informational and analytical bulletin (Scientific and technical journal). Перспекти-
вы развития горно-транспортных машин и оборудования / М.: издательство «Горная книга» - 2009. - ОВ №10. С. 107-11 В.
3. Горбунов В.Ф., Аксенов В.В., Эллер А.Ф. и др. Проектирование и расчет проходческих комплексов. - Новосибирск: Наука, 19В7. - 192 с.
4. Эллер А. Ф., Горбунов В. Ф., Аксенов В. В. Винтоповоротные проходческие агрегаты - Новосибирск: ВО «Наука», 1992. - 192 с.
б. Аксенов В.В. Научные основы геовинчестерной технологии проведения горных выработок и создания винтоповоротных агрегатов. Рук. Дисс. доктора техн. наук. Кемерово: ИУУ СО РАН. 2004. - 306 с.
6. Горбунов В.Ф., Аксенов В.В., Садовец В.Ю. Экспертная оценка влияния особенностей нового класса горнопроходческой техники на методику расчета его параметров // Вестник КузГТУ/ Кемерово, 2004. - № 6.1, С. 43-45.
7. Садовец В.Ю. Обоснование конструктивных и силовых параметров ножевых исполнительных органов геоходов: автореф. дисс. канд. техн. наук. - Кемерово: Кузбасс. гос. техн. ун-т. - 2007. - 19 с.
В. Блащук М.Ю. Обоснование параметров трансмиссии геохода с гидроприводом: автореф. дисс. канд. техн. наук. - Кемерово: ЮТИ ТПУ. - 2012. - 19 с.
9. Бегляков В.Ю. Обоснование параметров поверхности взаимодействия исполнительного органа геохода с породой забоя: автореф. дис. канд. техн. наук. -Кемерово: ЮТИ ТПУ. - 2012. - 19 с.
10. Тимофеев В.Ю. Обоснование параметров трансмиссии геохода с волновой передачей с промежуточными телами качения: автореф. дис. канд. техн. наук. -Кемерово: ЮТИ ТПУ. - 2012. - 19 с.
11. Вперед геоход! Городская газета «Кемерово». №51 (12бб). - 2013 г. - С.3.
12. Аксенов В.В., Казанцев А.А., Дортман А.А.Обоснование необходимости создания систем крепи горных выработок при проходке по геовинчестерной технологии / Горное машиностроение: Сборник материалов. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня (научно-технического журнала) Mining Informational and analytical Bulletin (scientific and technical journal). - 2012. - № ОВ3. -С. 138-144.
13. Аксенов В.В., Казанцев А.А. Армирующая законтурная крепь горных выработок - новый подход к строительству подземных сооружений / Институт угля Сибирского отделения РАН: Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня (научно-технического журнала) Mining Informational and analytical Bulletin (scientific and technical journal). - 2013. - № ОВ6. - С. 411 -419.
14. Revuzhenko A.F., Kazantsev A.A., Glazkov Y.F., Dortman A.A. Influence of the longitudinal excavations layout on stress concentration value in the peripheral rock mass II Applied Mechanics and Materials Vol. бВ2 (2014) pp 19б-201.
15. Aksenov V.V., Glazkov Yu.F., Kazantsev A.A. Determination of load performance of two-bar girder lining to support the contour zone II Applied Mechanics and Materials. 2015. Т. 770. С. 551-бб0.
16. Казанцев А.А., Дортман А.А., Гановичев С.И. Обзор винтовых рамных крепей горных выработок // Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности сборник трудов XVI Международной научно-практической конференции, научное электронное издание. редакционная коллегия: В.И. Клишин, З.Р. Исмагилов, С.И. Протасов, Г.П. Дубинин; Институт угля СО РАН. - 2014. С. 132-134.
