Как «НПК МСА» встраивает современную судовую электронику в системы разных поколений

Новых судов в России строится немного, основная работа судоходства сейчас держится на ремонтируемом флоте, а не на новострое. И чем дольше судно в эксплуатации, тем больше на нем электроники, которую нужно поддерживать. Проблема в том, что требования к безопасности и качеству не стоят на месте, а часть оборудования на действующем флоте родом еще из прошлого века, и найти для него запчасти уже почти нереально.

Как в «НПК Морсвязьавтоматика» встраивают современную электронику в суда, где рядом соседствуют системы разных десятилетий и производителей, и почему это стало для компании отдельной инженерной задачей, рассказал технический директор направления радиоэлектронной аппаратуры Николай Матвеев.

От приборов связи до управления движителями

П: Николай, что выпускает ваше направление? Какие потребности рынка закрываете?

  — «НПК МСА» начиналась именно с радиоэлектронной аппаратуры. Сегодня нашу деятельность можно разделить на два блока: отдельные приборы радиоэлектроники и полноценные системы, которые комплексно закрывают определенные задачи на судне.

Одна из ключевых таких задач – обеспечение безопасности на борту. Если отключилось основное питание, должна остаться система, которая даст команду покинуть судно или провести экстренные работы. В любой нештатной ситуации у капитана должна остаться возможность передать рулевому задание – изменить курс, уклониться от препятствия. Весь этот контур, все датчики и системы, которые собирают информацию на судне, – наша зона ответственности.

Есть, например, аварийная связь со встроенным в каждый телефон генератором – как в старых полевых телефонах: покрутил ручку десять секунд, десять минут говоришь. Она работает даже тогда, когда источники питания недоступны. Такая система должна обеспечивать связь во всех ответственных судовых помещениях, включая машинное отделение.

Определенные приборы также применяются для внешнего взаимодействия. За это отвечает, в том числе, система приема внешних звуковых сигналов. Она позволяет судам в тумане, при нулевой видимости избегать опасных сближений и столкновений друг с другом. Некоторые суда работают без АИС-транспондеров – их не видно в электронном поле, увидеть такое судно можно только радаром. Но радар не всегда справляется в сильном тумане, и тогда риск столкновения остается. Все суда при движении в тумане обязаны подавать периодические сигналы тифоном. Именно эти сигналы улавливает система, определяет их направление и транслирует эту информацию в ходовую рубку для судоводителя.

Что касается производимых систем внутрисудовой связи, то здесь мы придерживаемся принципа модульности. У любой системы связи есть базовая структура – центральное устройство, объединяющее абонентов между собой. На крупных судах это обычно отдельная стойка, на небольших – один настенный блок; дальше конфигурация масштабируется под размер судна и число постов.

Также мы выпускаем системы управления движительным комплексом – винторулевыми колонками, подруливающим устройством и прочим, системы видеонаблюдения и обогрева антенн.

Из приборов отдельно отмечу вычислительную технику: компьютеры, моноблоки, блоки питания, стабилизаторы напряжения, мониторы.

Для производства мониторов мы освоили технологию оптического бондинга. Жидкокристаллическая матрица – вещь дорогая и хрупкая, поэтому ее обычно закрывают защитным стеклом. Но между стеклом и матрицей остается воздушная прослойка: в ней со временем скапливаются конденсат и пыль, падает контрастность изображения, ухудшается теплоотдача. Чтобы этого избежать, мы применяем технологию оптического бондинга: зазор между стеклом и матрицей заполняется прозрачным клеем, и слои по сути склеиваются в единую конструкцию. Это одновременно повышает контрастность, механическую прочность, полностью изолирует матрицу от внешней среды и улучшает отвод тепла.

После сборки мониторы проходят контроль: специальными приборами проверяем количество пыли и микрочастиц, попавших внутрь, проверяем работоспособность, углы обзора и другие параметры.

Сейчас растет спрос на большие экраны разной формы изгиба: с развитием систем обработки данных и увеличением количества приборов на борту заказчикам удобнее выводить информацию на один большой экран, а не на россыпь мелких. Мы делаем как прямые мониторы практически любого формата – вплоть до 108 дюймов для крупноформатных решений вроде видеостен, так и мониторы с различными радиусами кривизны экрана. К ним же выпускаем специальные промышленные манипуляторы с трекболами.

П: Вы упомянули системы управления движителями. Они рассчитаны только на оборудование, которое выпускает «НПК МСА», или работают и со сторонними производителями?

 — Системы управления появились у нас еще до того, как мы сами начали делать движители. Поэтому эта продукция изначально была рассчитана на разных производителей.

Сейчас таких случаев меньше, но периодически на верфях бывают ситуации, когда движитель успели закупить, а систему управления к нему уже не купить. Или при модернизации: старый движитель остается, а мы меняем устаревшую или вышедшую из строя систему управления на современную.

П: Что за последнее время было разработано в рамках отдела? 

 — Одна из важных новинок – обновленный блок управления поворотом и скоростью с возможностью синхронизации. Раньше при передаче управления с одного поста на другой – например, с главного поста мостика на крыло при швартовке – если рукоятки стояли в разном положении, происходила резкая смена параметров. Это плохо влияло и на ресурс двигателя, и на весь процесс управления.

Теперь, если в ходовой рубке задали 70% оборотов вперед, рукоятка в машинном отделении автоматически встает в то же положение. Все рукоятки синхронизированы, поэтому передача управления происходит без рывков.

Мы также добавили сюда небольшой экран, который показывает, в каком режиме движется судно, какие параметры идут на двигатель и рулевую машину. На монитор выводятся обороты, заданный угол поворота и практически вся информация о движении. Набор параметров и то, что считать ошибкой, можно настраивать произвольно.

Есть и индивидуальная настройка усилия на рукоятке – оно у каждого судоводителя свое, как посадка в машине. Можно сохранить до пяти профилей: переключился – и рукоятка подстроилась под конкретного человека. Это одновременно вопрос безопасности и удобства: скорость исполнения операции растет, а ресурс техники расходуется бережнее.

Глобально такое обновление облегчает судовождение, экономит ресурс техники и устраняет ошибки, возможные при ручном управлении. Особенно это важно там, где требуется точное динамическое позиционирование, – на земснарядах, судах ледового класса.

Мы уже прошли стадию первых образцов, поставили их заказчикам, и сейчас запущено серийное производство.

Ремонт как главный рынок

П: Бо́льшую часть заказов сейчас составляют поставки на новострой или модернизация действующих судов?

— И то и другое. В больших объемах сейчас ремонтируется флот класса «река-море».

По части судоремонта у нас есть практика, когда свои новинки мы даем заказчикам на апробацию. В отрасли все новое воспринимается инертно, поэтому у нас есть программы, по которым мы даем технику в опытную эксплуатацию и получаем отзывы от экипажей. После этого ее проще внедрять серийно на коммерческой основе.

В России я не знаю ни одного судна, на котором не стояло бы наше оборудование: за последние 20 лет большинство судов в том или ином виде им оснащено.

Ремонтный рынок вообще во многом определяет то, как устроена наша продукция. Флот у нас очень разнородный: в свое время, например, немало судового оборудования поставлялось из ГДР. Такие системы до сих пор эксплуатируются, но найти для них комплектующие уже почти нереально – производств, которые их выпускали, больше не существует. Поэтому для нас принципиально важно, чтобы новое оборудование могло работать вместе с уже установленным на судне.

В том числе поэтому наша аппаратура построена по модульному принципу. Двух одинаковых судов не бывает, зачастую даже в рамках одного проекта. Компания заточена на кастомизированные, индивидуальные решения для больших систем, но собираем мы их из серийных модулей. Это позволяет одновременно закрывать требования заказчика и оставаться рентабельными: чисто индивидуальное исполнение всегда дорого и долго.

У российских судовладельцев сейчас не так много денег на строительство судов, поэтому основной объем работы приходится на ремонт. Часто заказчик может позволить себе заменить только один узел: либо он вышел из строя, либо истекает срок сертификации и дешевле поставить новый. Поэтому, как уже упоминал, мы выпускаем и отдельные приборы: например, можно заменить только блок питания или конвертер сигналов и встроить его в существующую систему, даже если остального нашего оборудования на судне нет. Это как раз и позволяет постепенно обновлять оборудование, не меняя всю систему целиком.

При этом каждое судно работает со своей системой сигналов – она зависит и от страны постройки, и от возраста судна. Наши устройства умеют конвертировать старые сигналы, поэтому новое оборудование может взаимодействовать со старым.

П: Получается, большинство новых разработок рождается в компании в инициативном порядке?

— Соотношение примерно 50 на 50. В половине случаев мы сами приходим к заказчику с идеей, в половине – заказчик приходит к нам. Причем не всегда с готовой идеей, а скорее с болью, которую им хотелось бы устранить с нашей помощью.

В этом случае мы всегда открыты к переговорам: либо делаем что-то новое с нуля, либо – а линейка продукции у нас уже широкая – выясняется, что его проблема уже решена, просто заказчик об этом не знал. Либо дорабатываем существующее оборудование под его задачу.

У нас много инициативных идей, но на их реализацию нужно время. Особенно с учетом ситуации с электронной компонентной базой в России: много времени уходит на подбор и замену компонентов.

Отечественная электроника физически производится не в тех объемах и не в те сроки, которые нам нужны. Поэтому часть электронных компонентов мы вынуждены закупать – некоторые элементы физически не производятся ни у нас, ни в дружественных нам странах. Это значительно стопорит направление.

Импортозамещение и электронная компонентная база

П: К теме возможностей отечественного производства: текущая программа импортозамещения как-то подтолкнула вашу работу? Есть продукты, которые появились именно после 2022 года?

— Компания осознанно и по своей воле начала работу по импортозамещению еще 20 лет назад. Она начиналась с того, что разрабатывала оборудование связи на замену норвежской. То, через что сейчас проходит страна, мы прошли давно и с тех пор технологически ушли гораздо дальше. Импортные компоненты у нас есть исключительно потому, что в России либо это не производится вообще, либо производится слишком дорого и не в том качестве, которое нам требуется.

Наша первая задача – сделать судно максимально надежным. Это требование необходимо выполнять вне зависимости от происхождения компонентов. Вторая задача, поскольку мы коммерческая организация, – максимально удовлетворить заказчика и при этом извлечь прибыль. Если что-то невыгодно, мы этого не делаем.

Государственную программу мы приветствуем – мы российская компания и вписываемся в общий тренд. Но привязывать нашу работу именно к ней мы бы не стали.

Компоненты мы сейчас меняем либо потому, что появляется более новая и качественная альтернатива и мы можем улучшить продукцию, либо потому, что часть западных компонентов, которые раньше входили в нашу компонентную базу, недоступна. Тогда мы заменяем ее на компоненты из дружественных стран.

П: Какие компоненты пока не получается заменить на российские?

— В России не производят процессоры — по крайней мере необходимого нам технологического уровня.

П: В отрасли сейчас активно обсуждаются технологии автономного судоходства, появляются пилотные проекты. Ваша сфера это как-то затрагивает?

— У нас есть наработки по кооперации с другими направлениями в рамках «НПК МСА», в том числе в части устройств управления такими судами. Но в этой сфере для полноценной реализации сначала нужно решить несколько вопросов.

Чтобы убрать судоводителя, судно должно уметь понимать, куда оно движется, и обрабатывать информацию в реальном времени. Проложить курс из точки А в точку Б и держаться его – задача несложная. Гораздо сложнее и важнее – отслеживать любые нештатные ситуации, изменения обстановки и в нужном режиме и формате передавать информацию в диспетчерскую.

Вся беспилотная история в итоге все равно кем-то контролируется. Для этого закладывается одновременно система передачи данных и система отслеживания обстановки вокруг судна. У нас есть наработки и в том, и в другом.

Но все это требует инфраструктуры на маршрутах движения, которая позволяет судну держать связь с пунктом управления. Например, бывают условия, при которых определение позиции по GPS невозможно, и тогда нужна инерциальная система управления. У нас есть такие наработки, но мы их сейчас не используем, потому что пока нет запроса от рынка.

П: А в целом как вы видите развитие вашего направления в ближайшие годы?

— У нас есть программа развития – мы понимаем, куда хотим прийти и как наше оборудование должно выглядеть через 5-10 лет. Так что даже там, где рынок пока не созрел для конкретного решения, мы стараемся быть готовы к моменту, когда спрос появится.