CC BY
61
УДК 339.545
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-9-203-207
ПРОБЛЕМА ЗАВИСИМОСТИ ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ ОТ ИМПОРТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
А.А. Зеленский, М.С. Морозкин, А.Н. Панфилов, В.Р. Купцов, А.А. Грибков
В статье рассказывается о значении для оборонно-промышленного комплекса России поставок технологического оборудования, текущих проблемах с высокой импортной зависимостью в данной области, а также критической для национальной безопасности России ситуации с использованием иностранных систем ЧПУ, систем управления технологическими процессами и производствами, иностранной микроэлектронной и радиоэлектронной продукции.
Ключевые слова: ОПК, оборудование, импорт, информационная безопасность.
Одной из ключевых составляющих национальной безопасности страны является обеспечение устойчивого функционирования и развития оборонно-промышленного комплекса (ОПК), выполняющего разработку, производство, хранение, постановку военной и специальной техники, амуниции, боеприпасов и т. п. для оснащения отечественных вооруженных сил или на экспорт. Также к ОПК обычно относят высокотехнологичные отрасли, выпускающие как военную, так и гражданскую продукцию: судостроение, авиастроение, атомную промышленность, часть (около половины) радиоэлектронной промышленность и др. [1].
ОПК России - достаточно крупная отрасль обрабатывающей промышленности с суммарным объемом производства (2019 г., согласно оценке Промсвязьбанка) около 5 трлн. руб. [2]. Для сравнения, объем производства в металлургии - 6 трлн. руб., в автомобилестроении -2,1 трлн. руб., в производстве компьютеров и периферийного оборудования - 1,1 трлн. руб. Доля производства гражданской продукции в общем объеме производства ОПК России неуклонно повышается и в 2019 г. достигла 24%. В 2019 г. объемы расходов по статье «Национальная оборона» составили 3,21 трлн. руб., в 2020 г. — 3,10 трлн. руб., дальнейший рост расходов не будет иметь высоких темпов [3]: в 2021 - 3,11 трлн. руб., в 2022 г. - 3,23 трлн. руб., в 2023 г. — 3,26 трлн. руб. В настоящее время ОПК России объединяет около 1500 предприятий, на которых работает около 2 млн. чел.
Для успешного функционирования и развития ОПК России необходимо активное обновление его основных фондов, в том числе машин и оборудования, на долю которых приходится более 2/3 стоимости основных фондов.
Основная часть машин и оборудования, составляющих основные фонды, являются станкоинструментальной продукцией. К станкоинструментальной продукции относятся [4]: станки, машины и оборудование для обработки металлов и прочих твердых материалов; оборудование для обработки резины и пластмасс и для производства продукции из этих материалов; ручные инструменты с механизированным приводом; оборудование и инструменты для пайки, сварки и газотермического напыления; инструментальная продукция; абразивные изделия; машины для литейного производства; промышленные роботы.
Согласно данным ФТС России суммарный объем импорта станкоинструментальной продукции в 2020 году составил 5,24 млрд. долл., в том числе металлообрабатывающего оборудования — 1,16 млрд. долл. Объем российского рынка (согласно данным ФТС России и Росстат за 2020 г.) — 430 млрд. руб., большую часть которого (более 60%) формирует потребление оборонно-промышленного комплекса. Недостаточные объемы отечественного производства (около 77 млрд. руб.) обуславливают высокую импортную зависимость. В среднем она составляет 89%, в том числе (по сегментам рынка): металлообрабатывающее оборудование — 89%, оборудование для обработки прочих твердых материалов — 98%, оборудование для обработки резины и пластмасс - 100%, сварочное оборудование - 78%, инструмент - 86%, машины для литейного производства - 15%, промышленные роботы — 94%. Также одним из наиболее проблемных сегментов рынка является оборудование аддитивных технологий. В 2019 году суммарный объем российского производства 3D-принтеров составил около 1,4 млрд. руб. (в том числе, для изготовления изделий из металла — около 25%), объем потребления — 5,4 млрд. руб., импортная зависимость — 80% [5].
Значимым сегментом обрабатывающего оборудования (особенно для оборонно-промышленного комплекса) является оборудование для полупроводниковой промышленности. Объем потребления такого оборудования радиоэлектронной промышленностью России в 2020 г. составил 4,6 млрд. руб., из которых около половины потребления приходится на предприятия ОПК. Практически все потребляемое в России оборудование для полупроводниковой промышленности — импортное: объем отечественного производства оборудования и аппаратуры для производства полупроводниковых слитков или пластин, полупроводниковых устройств, электронных интегральных микросхем или плоскопанельных дисплеев, согласно данным Росстат, составляет всего 5,0 млн. руб.
Эксплуатационный парк технологического оборудования в ОПК России в настоящее время в основном формируется импортным оборудованием. Его доля в общем объеме эксплуатационного парка составляет 72% [6], что примерно соответствует среднему показателю по промышленности. Проведенное в 2019 году МГТУ «СТАНКИН» исследование эксплуатационного парка металлообрабатывающего оборудования в обрабатывающей промышленности России показало, что его численность составляет 483 тыс. ед., в том числе металлорежущих станков 313 тыс. ед., кузнечно-прессового оборудования — 171 тыс. ед. Доля импортного оборудования — 75%, в том числе металлорежущих станков — 67%, кузнечнопрессового оборудования
— 85%. Доля импортной продукции в эксплуатационном парке высокотехнологичного оборудования (металлорежущие станки и кузнечнопрессовое оборудование с ЧПУ, оборудование для немеханической обработки, обрабатывающие центры; всего 132 тыс. ед.) — 92%, в том числе обрабатывающих центров — 93%, оборудования для немеханической обработки (электроэрозионные, лазерные, электрохимические, плазменные и др.) — 98%. При этом даже оборудование, номинально учитываемое как российское, в действительно часто производится в российских филиалах иностранных компаний. В частности, ведущий российский производитель станков с ЧПУ — «Ульяновский станкостроительный завод», является филиалом международной станкостроительной компании DMG MORI (Германия, Япония).
Производимое в России технологическое оборудование оснащается преимущественно иностранными системами ЧПУ. Проведенные МГТУ «СТАНКИН» исследования российского рынка систем ЧПУ показали, что в 2017-2020 гг. лишь 9% произведенных в России станков с ЧПУ были оснащены ЧПУ отечественного производства. Основной причиной такого низкого уровня использования отечественных систем ЧПУ является ограниченность их функциональных возможностей.
Сравнение технических характеристик лучших отечественных и иностранных систем ЧПУ показывает существенное отставание отечественной продукции по возможности одновременного управления несколькими осями, диалоговому программированию и другим ключевым техническим характеристикам. Можно констатировать, что в настоящее время серийно выпускаемые отечественные системы ЧПУ не могут конкурировать с системами ЧПУ ведущих мировых производителей.
Существенная часть импорта технологического оборудования по данным ФТС поступает в Россию из США и стран, аффилированных США (страны НАТО, ЕС, НАФТА, Австралия, Новая Зеландия, Япония, Южная Корея, Тайвань). Импорт металлообрабатывающего оборудования из этих стран в 2020 г. составил 72% от общего объема поставок (830 из 1157 млн. долл.), в том числе из Германии — 18%, Италии — 12%, Тайваня — 8%, Японии — 4%, США
— 3%, Турции — 3%, прочих стран ЕС — 17%. Импорт высокотехнологичного металлообрабатывающего оборудования из США и стран, аффилированных США, в 2020 г. составил 76% от общего объема поставок (568 из 746 млн. долл.), в том числе из Германии — 20%, Италии — 11%, Японии — 6%, США — 3%, Турции — 3%, прочих стран ЕС — 15%.
Поставки из США и стран, аффилированных США, могут быть в любой момент остановлены. Кроме того, поставляемое из этих стран оборудование может иметь недекларирован-ные возможности.
Недекларированные возможности технологического оборудования — функциональные возможности или возможности использования оборудования, не описанные или не соответствующие описанным в документации на оборудование. В случае использования технологического оборудования иностранного производства наиболее значимыми являются угрозы информационной безопасности, связанные с использованием аппаратного и программного обеспечения технологического оборудования для несанкционированного внешнего доступа к информации о производимой на оборудовании продукции, геолокации оборудования, для нарушения работы оборудования и др.
Основным каналом реализации угроз информационной безопасности в технологическом оборудовании являются системы числового программного управления. Системы ЧПУ, используемые в России, почти исключительно импортного производства. Это либо системы, установленные на иностранном оборудовании, либо импортные системы, устанавливаемые на оборудование российского производства. В 2020 году в Россию было поставлено свыше 10 тысяч комплектов систем ЧПУ, из которых более 85% в составе оборудования и 15% — в качестве самостоятельного товара.
Цифровая трансформация производства, реализуемая в мире и в России в ходе 4-ой промышленной революции, в ближайшие годы потребует более широкого использования на предприятиях (в том числе предприятиях ОПК) автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) и производством (АСУП) [7]. В настоящее время такие системы на предприятиях России — импортные. Согласно данным аналитического агентства TAdviser доля (в стоимостном выражении) отечественных АСУ ТП — менее 1% [8], АСУП — 5-10% [9] (для производств, не относящихся к высокотехнологичным). Увеличение масштабов использования импортных систем управления технологическими процессами и производством повлечет за собой рост угроз информационной безопасности.
Решение проблемы обеспечения информационной безопасности предприятий ОПК России от угроз, связанных с использованием технологического оборудования иностранного производства, складывается из двух взаимосвязанных задач:
— совершенствование проверки технологического оборудования иностранного производства, выявления и устранение недекларированных возможностей, представляющих угрозу для информационной безопасности.
— замещение импорта: увеличение объемов производства отечественного технологического оборудования; освоение производства собственных систем ЧПУ и систем управления технологическими процессами; развитие отечественной микроэлектроники и радиоэлектроники.
Для решения обеих указанных задач необходимы центры компетенций в области программного и аппаратного обеспечения технологического оборудования. Существенную часть необходимых компетенций имеют: производители отечественных систем ЧПУ (Модмаш-Софт, Балт-Систем, НПП «Ижпрэст», МГТУ «Станкин» и др.); разработчики систем управления цифровым машиностроительным производством (ГК «КОРУС Консалтинг», АО «Аскон», ЗАО «Топ Системы» и др.), а также ведущие российские компании в области микроэлектроники (ГК «Микрон»).
Совершенствование проверки технологического оборудования иностранного производства — необходимое направление государственной политики в области обеспечения национальной безопасности. При этом не существует и никогда не будет создана система проверки и противодействия угрозам, которая гарантирует защиту от недекларированных возможностей технологического оборудования иностранного производства. Возможно лишь снижение уровня угроз, вероятно, — существенное снижение.
Качественное (на несколько порядков) снижение уровня угроз возможно только на основе импортозамещения. В краткосрочной перспективе (до 5 лет) это не представляется возможным ввиду существенного технологического отставания России от ведущих стран мира (Германия, Япония, США, Италия и др.), особенно в области разработки систем ЧПУ, систем управления производственными процессами и производством, а также в области микроэлектроники. В среднесрочной перспективе (5-10 лет) развитие в России указанных технологий должно стать приоритетом государственной политики в области обеспечения национальной безопасности и глобальной военной и экономической конкурентоспособности.
Благодарности. Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания (проект NoFSFS-2020-0031).
Список литературы
1. Гункин Е.М. Современное состояние российского оборонно-промышленного комплекса и особенности его функционирования // Известия Тульского государственного университета. Экономические и юридические науки. 2018. С. 94-102.
2. Оборонные предприятия не справляются с обслуживанием кредитов // Ведомости. [Электронный ресурс] URL: https://www.vedomosti.ru/business/articles/2019/10/17/813972-oboronnie-predprivativa (дата обращения: 13.09.2021).
3. Законопроект № 1027743-7 «О федеральном бюджете на 2021 год и на плановый период 2022 и 2023 годов» // Собрание законодательства Российской Федерации. 2020. №50. Ч. 13. Ст. 8030.
4. Грибков А.А., Пивкин П.М., Зеленский А.А. Определение станкоинструментальной отрасли в государственной промышленной политике // СТИН. 2021. № 1. С. 2-6.
5. Рынок 3D печати в России и мире (Аддитивное Производство, АП / Additive Manufacturing, АМ), 2018 / J'son & Partners Consulting. [Электронный ресурс] URL: https:/ /json.tv/ en/ ict telecom analytics view/ the-3d-printing-market-in-russia-and-in-the-world-in- 2018-additive-manufacturing-am (дата обращения: 13.09.2021).
6. Баурина С.Б., Назарова Е.В. Комплексный подход к выпуску продукции соответствующего качества на оборонных предприятиях // Азимут научных исследований: экономика и управление. 2019. Т. 8. №1(26). С. 75-79.
7. Грибков А.А., Морозкин М.С., Купцов В.Р., Пивкин П.М., Зеленский А.А. Индустрия 4.0 в станкостроении // СТИН. 2021. №4. С. 9-11.
8. АСУ ТП (рынок России) // TADVISER. [Электронный ресурс] URL: https://www. tadviser.ru/ index.php/Статья:АСУ ТП (рынок России) (дата обращения: 13.09.2021).
9. АСУ ТП (рынок России) // TADVISER [Электронный ресурс] URL: https:// www.tadviser.ru/index.php/ Статья:Системы_управления_предприятием_(ERP-рынок_ России) (дата обращения: 13.09.2021).
Зеленский Александр Александрович, канд. техн. наук, директор института цифровых интеллектуальных систем, zelenskyaa@gmail.com, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»,
Морозкин Марьян Сергеевич, директор центра менеджмента качества, m.morozkin@sstankin.ru, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»,
Панфилов Антон Николаевич, ведущий специалист, a.panfilov@,stankin. ru, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»,
Купцов Владимир Романович, директор инжинирингового центра, v.kuptsov@stankin.ru, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»,
Грибков Андрей Армович, д-р техн. наук, директор аналитического центра, andarmo@yandex.ru, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»
RUSSIAN HIGH-PRECISION TECHNOLOGICAL EQUIPMENT IMPORT ANALYSIS A.A. Zelensky, M.S. Morozkin, A.N. Panfilov, V.R. Kuptsov, A.A. Gribkov
The article analyzes imports of high-precision technological equipment to Russia, as well as the dependence on the use of foreign CNC systems, control systems of technological processes and production, foreign microelectronic and radioelectronic products.
Key words: equipment, imports, information security.
Zelensky Alexandr Alexandrovich, candidate of technical sciences, head of the institute of digital intelligent systems, zelenskyaa@gmail.com, Russia, Moscow, Moscow State University of Technology «STANKIN»,
Morozkin Marian Sergeevich, heaf of the quality management center, m.morozkin@stankin.ru, Moscow, Moscow State University of Technology «STANKIN»,
Panfilov Anton Nikolaevich, leading specialist, a.panfilov@stankin.ru, Russia, Moscow, Moscow State University of Technology «STANKIN»,
206
Kuptsov Vladimir Romanovich, head of the engineering center, v. kuptsov@stankin. ru, Russia, Moscow, Moscow State University of Technology «STANKIN»,
Gribkov Andrey Armovich, doctor of technical sciences, analysis center director, andar-mo@yandex. ru, Russia, Moscow, Moscow State University of Technology «STANKIN»
УДК 623.55.025
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-9-207-212
СИНХРОНИЗАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
П.Н. Мельников
Работа посвящена решению задачи синхронизации обработки входных данных, поступающих в вычислительную систему из независимых внешних систем комплекса. Задача синхронизации решается для вычислительной системы на примере, в котором реализован алгоритм оценки параметров траектории движения физического объекта.
Ключевые слова: синхронизация вычислительного процесса цифровой системы управления.
Предметом рассмотрения настоящей работы является цифровая система управления, в которой центральное место занимает алгоритм, оценивающий параметры траектории движения физического объекта (координаты, скорости, ускорения). Данные от систем обнаружения, сопровождения объекта, систем позиционирования и ориентации комплекса поступают в центральную вычислительную систему (ВС) с различными частотами обновления информации. ВС решает задачу оценки параметров периодически, всякий раз, заново вычисляя координаты, скорости и ускорения объекта.
Рассмотрим вариант построения управляющего комплекса, когда моменты начала цикла решения задачи в ВС и моменты приема данных от внешних систем не связаны между собой. Вычислительные процессы отдельных систем в рассматриваемом комплексе являются асинхронными. Простейшим вариантом для анализа асинхронной работы ВС и системы, поставляющей входные данные, является работа на одинаковой частоте решения задач для каждой из них. При этом внешняя система управляет процессом передачи данных в ВС. Информационное взаимодействие систем характеризуется не только случайным изначальным временным сдвигом между циклами приема и обработки данных, но и медленным односторонним изменением этого сдвига (дрейфом) в процессе работы. Эффект дрейфа циклов обработки объясняется различной точностью представления временного интервала в асинхронных системах. Например, пусть длительность цикла решения задач составляет 10[мс], а расхождение в цифровом представлении этого временного интервала для систем - 50[нс], тогда периодичность процесса дрейфа составит 2000[с]=33.3[мин].
Для придания последующему анализу большей конкретики сделаем следующее допущение: временной интервал поступления данных в вычислительную систему равен заявленной величине Тв , а временной интервал выдачи результатов расчетов равен Тв ± АГ , где AT -погрешность представления заявленного временного интервала. Если изначально временные сетки приема данных и выдачи результатов расчетов совпадали, то с течением времени работы комплекса они будут расходиться. Смещение временной сетки выдачи результатов относительно сетки приема данных будет производиться вправо, если интервал приема ГВХ меньше интервала выдачи ГВС . Смещение временной сетки выдачи результатов относительно сетки приема данных будет производиться влево, если интервал приема ГВХ больше интервала выдачи ГВС . Закон изменения величины временного сдвига является периодическим и представляет собой линейно возрастающую (ГВХ < ГВС ) либо убывающую (ГВХ > ГВС ) функцию с разрывом первого рода. При этом величина разрыва равна длительности цикла приема входных данных.
