Как устроено импортозамещение в судовой автоматике — от кристалла до датчика

Пассажирский катамаран пересекал Атлантику. Ночью, когда большинство пассажиров и членов экипажа спали, сработала аварийная сигнализация: датчик обнаружил поступление воды в один из отсеков. Благодаря системе автоматики удалось быстро определить, где сработал датчик, поднять экипаж по тревоге и устранить неисправность. После этого один из участников перехода, по его словам, стал гораздо больше ценить небольшие компоненты, которые обычно остаются незаметными, но в критический момент могут оказаться жизненно важными для судна.

Из выступления заместителя генерального директора по качеству компании «Валком» Ольги Одеговой на круглом столе SHIP TECH GLOBAL «Импортозамещение в судостроении – планы и реальность» (в рамках Рыбопромышленного форума). Цитата из программы «Военная приемка. Микротехнологии для большого флота»

Современная судовая автоматика объединяет десятки и сотни компонентов, которые отвечают за измерение параметров, управление оборудованием, передачу данных и контроль состояния различных систем. От надежности каждого из них зависит работа всей системы, а иногда и возможность продолжать эксплуатацию судна без серьезных ограничений. При этом для эксплуатанта сегодня важны не только характеристики оборудования, но и возможность обеспечить его сервис на протяжении всего жизненного цикла судна.

Заместитель генерального директора «Валком» Евгений Колмогорцев на полях Рыбопромышленного форума рассказал «Медиапалубе» о разработках компании, уровне локализации оборудования и новых уникальных контроллерах и датчиках, способных выдерживать многократные перегрузки.

П: Евгений, что сегодня входит в основную линейку продукции, выпускаемой компанией? 

— «Валком» самостоятельно разрабатывает и производит как комплексные системы автоматики, так и комплектующие, которые мы для этих систем производим.

Сегодняшняя тенденция в автоматизации заключается в необходимости применять оборудование российского производства, включенное в реестр по постановлению № 719, а программное обеспечение — включенное в реестр Минцифры. Мы все эти требования выполняем.

Более 25 лет «Валком» разрабатывает и производит системы автоматики в России на базе собственных комплектующих: датчиков, контроллеров, морских панельных компьютеров и программного обеспечения. Изначально мы все это делали самостоятельно и продолжаем этим заниматься уже в связи с новыми требованиями.

П: Из чего состоит комплексная система автоматики?

— В состав входят датчики, морские панельные компьютеры с программным обеспечением, с помощью которого оператор может управлять техническими средствами и видеть текущее состояние судна и оборудования: уровни в цистернах, положение клапанов, аварийную сигнализацию, состояние насосов, параметры двигателя и так далее.

Информация поступает от датчиков, которые подключаются к шкафам автоматики и контроллерам. Контроллеры мы также разрабатываем и производим самостоятельно. Они имеют двойное резервированное питание для повышения надежности и двойной цифровой интерфейс для передачи данных на верхний уровень.

Все оборудование, представленное на стенде, имеет типовое одобрение морского или речного регистра и включено в реестр по постановлению № 719. Для оборудования, которое поставляется на танкеры и газовозы, есть также соответствующие сертификаты по взрывозащите.

Кроме серийно выпускаемого оборудования, мы почти каждый год представляем новые разработки. Например, в рамках Рыбопромышленного форума был представлен новый контроллер управления судовой электроэнергетической системой и дизель-генераторами. Сейчас разработка проходит финальные стадии испытаний.

П: Что здесь нового по сравнению с предыдущими решениями?

— В России такие устройства практически не выпускаются. Контроллеры управления дизель-генераторными установками на сегодняшний день в основном имеют иностранное происхождение. Мы разработали собственное изделие, чтобы закрыть потребности как наших проектов, так и других компаний.

Кроме того, мы выпустили новую линейку промышленных и морских компьютеров с современной лицевой панелью и улучшенными характеристиками. Они построены на материнских платах собственной разработки с ARM-процессорами и работают под управлением операционной системы Linux. Таким образом, мы обеспечиваем технологическую независимость от иностранных решений.

П: Программное обеспечение вы тоже разрабатываете самостоятельно?

— Да, программное обеспечение мы изначально полностью разрабатываем сами. Это позволяет обеспечить независимость и для нас, и для наших заказчиков.

Мы уже неоднократно сталкивались с ситуациями, когда на судах установлено импортное оборудование, но его поставщики отказываются выполнять обязательства по сервисному обслуживанию или вводу в эксплуатацию. Из-за этого судостроительные предприятия не могут сдать суда заказчикам, а судовладельцы сталкиваются со сложностями при эксплуатации. Им приходится прибегать к параллельному импорту, что зачастую дорого, долго и не всегда надежно.

П: Если производитель отказывается от сервиса, что в таком случае происходит с оборудованием? Оно перестает работать?

— По-разному. Если судно уже находится в эксплуатации, могут использовать параллельный импорт, искать бывшие в употреблении запчасти или специалистов, которые раньше работали с этим оборудованием и еще могут его обслужить.

Но это эпизодические, разовые решения, а не системный подход. Такие «заплатки» для серьезного бизнеса нельзя считать надежным вариантом, потому что результат непредсказуем: сегодня определенный канал поставки работает, а завтра может оказаться недоступным; сегодня есть нужный специалист, а завтра его уже не найти.

Мы можем выполнять свои обязательства на протяжении многих лет именно потому, что ключевые компоненты, которые определяют надежность и технологическую независимость системы, разрабатываем сами. В первую очередь, это датчики, контроллеры, программное обеспечение и компьютеры. Остальные элементы системы значительно проще заменить или подобрать из доступных аналогов.

П: Панельные компьютеры при этом универсальны? Их можно адаптировать под разные системы?

— Да, это универсальное решение, которое может применяться в разных системах автоматики. На стенде представлены как комплексные системы, так и отдельные локальные решения, например для измерения параметров балластной системы.

Кроме того, эти компьютеры могут использоваться не только в судовых системах, но и в промышленности. Изначально они разрабатывались именно с учетом требований к судовому оборудованию. Например, если компьютер устанавливается на ходовом мостике, должна быть возможность регулировать яркость подсветки непосредственно кнопками на лицевой панели, чтобы в темное время суток можно было приглушить экран. Это специфическое судовое требование, которое мы выполняем.

П: Какие именно датчики есть в вашей линейке?

— У нас представлен широкий спектр датчиков: сигнализаторы уровня (чего?), датчики температуры, преобразователи давления, расходомеры.

Изначально мы разрабатывали их под судовую тематику, но сегодня они также используются и в других отраслях. Мы поставляем датчики для атомной промышленности, оборонной отрасли, нефтегазового комплекса.

П: У них есть отдельные регистровые сертификаты?

— Да, на все оборудование есть соответствующие документы и типовые одобрения Морского и Речного регистра.

Сигнализаторы уровня обеспечивают работу при температурах от -200 до +450°C и могут иметь исполнения для работы при давлении до 1000 кгс/см² (верные ли единицы?).

На судах такие приборы используются для контроля верхнего и нижнего уровня в цистернах, обнаружения воды в сухих отсеках и других задач. Также широко измеряются давление и температура: давление масла, температура масла и охлаждающей жидкости, давление сжатого воздуха и другие параметры. В целом давление, температура и уровень — основные параметры, которые необходимо контролировать на судне, и все эти задачи закрываются нашими датчиками.

При этом степень локализации датчиков составляет порядка 90-95%. Мы самостоятельно разрабатываем электронные блоки и производим основные компоненты. В случае с датчиками давления полный цикл производства, вплоть до кристалла, организован на нашем предприятии.

П: В чем особенность ваших решений с точки зрения эксплуатации?

— Для датчиков давления мы разработали чувствительные элементы с полной защитой от перегрузки. Стандартные пьезорезистивные элементы отличаются высокой стабильностью и точностью, но плохо переносят значительные перегрузки: при превышении диапазона в два-три раза они могут выйти из строя.

Мы разработали элементы, которые выдерживают десятикратную перегрузку без потери метрологических характеристик и двадцатикратную — до выхода из строя. А чувствительные элементы датчиков разности давлений, рассчитанных на измерение в диапазоне нескольких кПа, способны выдерживать перегрузку до 40 МПа. То есть речь идет о перегрузке, которая может в тысячу раз превышать диапазон измерения.

П: На флоте есть такая потребность — выдерживать подобные высокие нагрузки?

— Да, это актуальное требование. Более того, именно с флота эти разработки и начались.

Мы столкнулись с ситуацией, когда устанавливали датчики давления на одной серии судов, а затем они стали часто выходить из строя. При разборе выяснилось, что при эксплуатации фактическое давление в системе при определенных условиях значительно превышает те параметры, которые были заложены при проектировании судна. То есть происходили перегрузки, превышавшие расчетные значения.

Понятно, что судно никто не будет перепроектировать из-за датчиков. Поэтому мы начали разрабатывать приборы с высокой стойкостью к перегрузкам и в итоге пришли к нынешним решениям.

П: Вы упомянули локализацию на уровне 90-95%. Что входит в оставшиеся 5%? Чего сегодня не хватает в России для полного цикла?

— В основном это радиоэлектронные компоненты. В России эта отрасль пока развита недостаточно. Есть отдельные компоненты микроэлектроники, которые у нас либо не производятся, либо выпускаются в характеристиках, не подходящих для нашей продукции.

Например, датчик по своему потреблению должен укладываться в 20 мА — это одновременно и его питание, и выходной сигнал. Микросхемы, которые позволяют обеспечить такие характеристики, в России практически не выпускаются либо производятся в очень небольших количествах.

Именно из-за таких проблем мы начали разрабатывать некоторые собственные цифровые решения. В частности, создаем аппаратные модемы, которые позволяют передавать цифровую информацию поверх аналогового сигнала от датчика до контроллера. То есть, занимаясь разработкой датчиков, мы постепенно начали двигаться и дальше в сторону собственных радиоэлектронных решений.

Все остальное мы производим самостоятельно.

П: Кристаллы, о которых вы рассказывали, тоже, насколько я понимаю, достаточно сложное производство?

— Да, это сложное наукоемкое производство. Такие компоненты в мире выпускает ограниченное число компаний.

П: Вы рассматриваете возможность поставлять такие компоненты другим производителям?

— Изначально мы разрабатываем их под собственные задачи. Но если наши решения интересны другим компаниям, мы всегда готовы сотрудничать.

Такой опыт уже есть. Контроллеры, компьютеры, преобразователи интерфейсов и другие компоненты, которые мы используем в собственной продукции, некоторые компании приобретают у нас отдельно для своих решений.

П: Вы упоминали, что ваше оборудование включено в реестр по постановлению №719. Насколько вообще сложна для производителя процедура подтверждения российского происхождения продукции?

— Процедура достаточно трудоемкая. Требования к промышленной продукции в постановлении №719 регулярно меняются, поэтому бывает ситуация, когда сама продукция, технология ее производства и используемые компоненты не изменились, но после окончания срока действия заключения при его продлении уже требуется предоставить дополнительный пакет документов.

При этом объем подтверждающей документации достаточно большой. В частности, необходимо предоставлять документы на используемые комплектующие — конструкторскую, технологическую и коммерческую документацию. Для производителя это может быть проблемой, поскольку часть такой информации относится к коммерческой тайне поставщиков, и они не всегда готовы ее раскрывать. Кроме того, подходящие по характеристикам компоненты с действующим подтверждением по ПП719 есть далеко не всегда.

Отдельный вопрос — работа с порталом ГИСП. При загрузке большого объема документов возникают технические сбои, из-за чего процедура может занимать дополнительное время.

На наш взгляд, для наукоемкой и высокотехнологичной продукции процедуру подтверждения российского происхождения стоило бы сделать более оперативной и предсказуемой, оптимизировать объем требуемых документов и критерии соответствия. Также были бы полезны подробные методические рекомендации по применению постановления, чтобы его требования одинаково трактовались всеми участниками процесса.

П: Если вернуться непосредственно к флоту, можно разделить ваши поставки на оборудование для новостроя и для судов в ремонте?

—  Безусловно. Но примерно 99% наших поставок приходится все-таки на новострой. Задачи модернизации тоже существуют, но это пока не такое массовое направление.

П: А в рамках модернизации речь идет о замене отдельных приборов или возможна полная замена системы?

— Возможны разные варианты. Меняются как отдельные системы и датчики, так и более крупные элементы оборудования — в зависимости от задачи.

П: Что можете рассказать о работе с рыбопромысловым флотом? Насколько широко ваше оборудование представлено на судах этого направления?

— Практически все новые российские промысловые суда так или иначе оснащены нашими решениями: мы поставляли либо комплексные системы автоматики, либо датчики, либо системы контроля и диагностики. Поэтому поставки есть практически по всему новому рыболовному флоту.

П: У рыбопромысловых судов есть какие-то специфические требования к автоматике и оборудованию?

— Определенные требования, конечно, есть, но в нашей части они не настолько сильно отличаются от требований к другим судам.

П: А что в вашем понимании есть автоматизация на флоте? В чем в глобальном смысле цель таких технологий?

— Автоматизация на флоте по своим целям и задачам мало чем отличается от других видов транспорта и отраслей промышленности. Это и повышение безопасности (в том числе снижение человеческого фактора), и повышение эффективности, и построение автономных систем и так далее.

Это только если описывать в двух словах, хотя вопрос достаточно обширный и включающий в себя и такие явления, как парадокс автоматизации, когда рост сложности и эффективности автоматизированных систем не снижает, а, наоборот, увеличивает роль человека в безопасности и эффективности автоматизированных процессов.

П: Какие планы есть на ближайшее врем? Каких еще разработок ждать от компании и в каких направлениях планируете развиваться?

— Наши планы постоянны уже на протяжении многих лет — постоянно совершенствовать выпускаемую продукцию, а также разрабатывать новые решения, в которых есть потребность у наших заказчиков. Например, об одном новом необходимом исполнении датчиков давления мы узнали от наших соседей по стенду на Рыбопромышленном форуме.