Прогресс не остановить

Современный инжиниринг — это не только чертежи и расчеты, но и эффективная бизнес-модель. «ТМХ — Инжиниринг» прошел путь от разрозненных подразделений, привязанных к заводам в разных регионах страны, до единого центра кросс-функциональных компетенций. Сегодня его цель — не просто создавать новые образцы техники, но и выстраивать жизненный цикл продукции, в котором унификация узлов удешевляет сервис, а резервирование систем минимизирует простои, при этом обеспечивается безусловная безопасность и экономическая эффективность эксплуатации подвижного состава. О том, как компания совершает технологический рывок, рассказал генеральный директор «ТМХ — Инжиниринга» Дмитрий Петраков.

В споре рождается истина

— Дмитрий Иванович, давайте начнем с общего взгляда. Что сегодня представляет собой «ТМХ — Инжиниринг»? Он создавался из инжиниринговых подразделений разных предприятий. Как проходил этот процесс и с какими вызовами пришлось столкнуться при формировании единой структуры? 

— Вопрос не в бровь, а в глаз. Выстраивать «ТМХ — Инжиниринг» начинал Юрий Алексеевич Орлов, который сейчас продолжает свою деятельность в должности генерального конструктора. На тот момент я работал главным конструктором Брянского машиностроительного завода, а впоследствии продолжил следовать уже выверенной концепции.

Если оперировать цифрами, то сегодня «ТМХ — Инжиниринг» представлен в десяти городах. Процесс формирования компании, конечно же, не самый простой. Прежде всего, нашей особенностью является то, что мы территориально рассредоточены. Отдельные инженерные подразделения изначально были привязаны к бизнес-процессам своих огромных площадок — исходя из этого понимания и выстраивалась их деятельность. Соответственно, когда они начали вливаться в состав «ТМХ — Инжиниринга», потребовалось на­учить людей работать по-другому.

Суть инжиниринга в том, что мы можем в моменте привлекать наиболее сильные ресурсы для решения самых разных задач. Так, например, электроаппаратчики или электромашинники из Новочеркасска и экипажники из Твери спокойно могут работать над одним проектом — допустим, тепловоза для Брянского завода. Это требует, чтобы все подразделения действовали в рамках одних и тех же процедур, единых установочных документов.

Выстраиванием этих процедур компания занимается все последние годы. Даже сейчас этот процесс окончательно еще не завершен. Более того, никогда и не будет завершен, потому что в нашей работе постоянно что-то меняется, оптимизируется и улучшается. Но если говорить о степени зрелости единых документированных процедур, методик, подходов для всех подразделений, то я бы оценил ее в 95%.

Среди других вызовов, с которыми пришлось столкнуться в процессе становления «ТМХ — Инжиниринга», могу назвать необходимость учитывать особенности регионального менталитета. Возьмем, например, подразделение в культурной столице, Санкт-Петербурге, и в Новочеркасске, столице казачества. Это два разных типа культуры и норм поведения людей, выполняющих одни и те же функции. Соответственно, не только задачу, но и критику они воспринимают абсолютно по-разному. Задействовать в одном масштабном проекте конструкторов из разных подразделений — не самая тривиаль­ная задача. Но мы справляемся и поступательно идем вперед. Завершить этот процесс, наверное, невозможно, потому что мы, как и ТМХ в целом, живем в логике непрерывных улучшений.

— В работе с людьми из разных школ, с разным менталитетом неизбежно должны возникать профессиональные коллизии, расхождения в принципиальных вопросах. Как вы управляете такими ситуациями? 

— Такие коллизии на самом деле возникают постоянно. Более того, они происходят не только между разными школами, но и в рамках одного подразделения, когда два конструктора могут не сойтись во мнении.

Выстроена строгая иерархия. У нас есть генеральный конструктор, заместители по направлениям: по пассажирскому транспорту, по городскому транспорту и спецтехнике, по локомотивам, по сервису. Во взаимодействии с дивизионами они отвечают за продукты и имеют в подчинении главных конструкторов проектов, которые отвечают за свой продукт, за своевременный вывод его на рынок, за обеспечение технических характеристик и требований, которые предъявлялись заказчиком — как внутренним, так и внешним. Главные конструкторы по направлениям — лидеры компетенций — принимают решение, какие компоненты должны входить в конкретный продукт. Например, главный конструктор по тормозному оборудованию определяет, каким будет компрессор: безмасляным или масляным, винтовым или поршневым и так далее. Конечно, в рамках этих «вилок» часто и случаются разногласия. Но, во-первых, в споре всегда рождается истина, поэтому управляемый конфликт в определенном смысле полезен. Во-вторых, если на этом уровне вопрос не решается, то он передается выше, вплоть до генерального конструктора. А уже на высшем уровне любой вопрос обязательно разрешится. 

Еще есть профессиональная ревность, но она не только между площадками, но и в рамках каждого подразделения присутствует. Наверное, в этом отражается суть человеческой природы. Но мы стараемся выстраивать процессы так, чтобы расти над собой. Например, у нас реализованы принципы наставничества, когда за каждым уважаемым возрастным сотрудником закрепляем молодежь. Он не только передает технические компетенции, но и учит своих подопечных определенной модели поведения. Так мы пытаемся создать в компании отношения, когда личные амбиции уходят на второй план. Мы ведь инженеры — оперируем килоньютонами, амперами, вольтами и при объективном подходе должны принимать конструктивные решения.

Все гениальное просто

— Трансмашхолдинг отличается высокой степенью интеграции по всей цепочке: разработка, производство, сервис. Плюс тесная обратная связь с РЖД позволяет отслеживать реальную эксплуатацию. Как это влияет на вашу работу? Можете привести примеры проектов, которые благодаря этой связке были реализованы на более глубоком уровне?

— Могу уверенно сказать, что у нас уже на опытных локомотивах показатели надежности выше, чем у их предшественников. И улучшить их мы смогли ровно благодаря этой сквозной обратной связи. В первую очередь это касается локомотивов 3ТЭ28 и ТЭ26.

Сейчас мы пошли еще дальше. Например, совсем недавно совместно с локомотивным дивизионом провели комиссионный осмотр опытного локомотива ТЭ26 на ремонтопригодность. Раньше такого не было. В осмотре участвовали как инженеры, так и представители сервисных и других служб ТМХ. Вместе мы валидировали полученную обратную связь и увидели, что движемся в правильном направлении.

— А есть примеры конструктивных улучшений, которые вносились благодаря обратной связи из эксплуатации и сервиса?

— Да, есть пример, который на первый взгляд может показаться незначительным, но на самом деле он очень важен, — изменение механизма слива системы охлаждения дизельного двигателя на 3ТЭ28 и ТЭ26. Ранее обслуживающий персонал для выполнения этой операции носил с собой тяжелые многометровые шланги, подключал их, настраивал два часа. Только представьте, если все это надо делать зимой где-нибудь в Тынде, на морозе минус 50. Мы реализовали прямое подключение к пневматической системе, и теперь сервисный персонал, перекрывая два крана, может за считаные минуты продуть систему. Казалось бы, решение не архисложное, но почему-то до этого 40 лет проблема не решалась. В итоге двухчасовую процедуру мы превратили в двухминутную.

Среди других решений, упрощающих сервис, — переход на бестраверсную конструкцию щеточного узла электродвигателей, установка необслуживаемых аккумуляторных батарей, замена моторно-осевых подшипников скольжения в колесном моторном блоке на подшипники качения — теперь в узел не надо заливать масло каждые 120 часов. Для сервиса это огромное облегчение. И таких точечных изменений великое множество. 

«Скоро мы удивим общественность»

— Поговорим о науке. В периметре ТМХ работает Центр перспективных технологий (ЦПТ) под руководством Дениса Карасева. Как строится ваше взаимодействие, над какими проектами вместе работали?

— Начнем с того, что конструкторскую деятельность и научно-исследовательскую работу (НИР) разделять нельзя. Любой конструктор — это априори исследователь. Конструкторам очень важно заниматься НИР. Кстати, работа инженера на 80% состоит из рутины, и только около 20% приходится на творчество.  

Теперь НИР делим на две части. Есть научно-исследовательские работы с высокой степенью реализации. Они не являются новыми фундаментальными научными открытиями, но зато их можно оперативно внедрить — где-то своими силами, где-то с привлечением сторонних организаций. Это к нам. В качестве примера могу привести НИР по определению сложных конструктивных элементов для нашего перспективного тягового редуктора. Для решения задачи мы привлекали МГТУ имени Баумана.

А есть НИР, которые потенциально несут в себе технологический прорыв, но с меньшей степенью вероятности успеха. Вот это больше является зоной ответственности ЦПТ. Наша задача с Денисом Андреевичем Карасевым — четко разделить, кто где участвует, и совместно внедрять новые технологии.

Например, в рамках тепловоза ТЭ26 мы сейчас совместно отрабатываем новый тип конструкции крыши, внедряем композиционные материалы. Если получится эффект, то мы привнесем новое решение, которое потом сможем масштабировать. Задача ЦПТ — креативить, а наша — создавать жизнеспособную, эффективную технику.

Из успешных совместных проектов могу назвать контактно-аккумуляторный локомотив ЭМКА2. Он создан на новой платформе, которая изначально разрабатывалась для маневрового тепловоза ТЭМ23. Таким образом, мы впервые смогли «поженить» в рамках одной платформы тепловоз и электровоз. Создание тягового накопителя энергии для локомотива — как раз заслуга ЦПТ.   

— Сейчас у вас в работе много инновационных проектов: водородный поезд, новый электровоз, газотепловоз. Что находится в высокой степени готовности и что в них наиболее интересно с точки зрения инженера?

— Действительно, у нас в высокой степени готовности целый пул проектов, которые в хорошем смысле сильно удивят общественность. Из уже отчасти реализованного — маневровый тепловоз ТЭМ23 и контактный аккумуляторный электровоз ЭМКА2. Это первые в России маневровые локомотивы с асинхронным тяговым приводом и, главное, с модульным принципом построения. Причем унифицированные настолько, что обычный человек увидит только незначительное отличие: на одном торчат две выхлопные трубы, а на другом вместо них — токоприемник. Кстати, сейчас на ТЭМ23 отрабатывается система беспилотного управления «Автомашинист».

С точки зрения инженерии эти модули ­являются инструментом для ускоренного создания следующих серий техники. То есть мы получили компетенции, инструменты для ускоренного создания новых поколений локомотивов. И по мере насыщения этой платформы будем накапливать пул блоков-модулей, ускоряя и удешевляя с каждым шагом запуск производства каждого последующего исполнения. 

Далее, сейчас у нас полностью разработаны комплекты конструкторской документации на новую линейку магистральных локомотивов — тепловоза 3ТЭ30 и электровоза 2ЭС9, которые предназначены для вождения тяжеловесных грузовых поездов на Восточном полигоне. Процесс их создания уже запущен, идет заготовка элементов кузовов, в следующем году мы увидим опытные образцы. 

Что кардинально нового в этих локомотивах? Это не только асинхронный привод и более высокие тяговые свойства по сравнению со всеми предшественниками и нашими конкурентами, но и принципиально новый уровень живучести за счет исключения отказов на линии. Достичь его мы планируем благодаря высокому уровню резервирования базовых систем локомотивов и диагностики. Это кардинально новый шаг, который выводит нашу технику на иной уровень.

Локомотив 3ТЭ30 — мультитопливный. Он может работать в двух режимах: только на дизельном топливе и в газодизельном цикле, на смеси дизельного топлива и сжиженного природного газа (СПГ). Его внедрение может стать для нашего железнодорожного транспорта значительным шагом вперед.

— Не отразится ли негативно на ресурсе работа на СПГ?

— На ресурсе локомотива в теории это никак не должно отразиться. На физическом уровне СПГ имеет более высокую теплотворную способность, и температурное напряжение ДВС будет выше. Но этим сейчас и занимаются наши разработчики двигателя, чтобы это влияние не было заметно в эксплуатации. 

Надежность с запасом

— Можно ли утверждать, что вы делаете упор на внедрение технологий, масштабируемых для разных классов техники?

— Абсолютно верно. Любое повышение серийности — это всегда хорошо для себестоимости, управления надежностью и сервиса. Более того, мы стремимся к тому, чтобы все органы управления, как тепловозом, так электровозом, в рамках одной линейки были идентичны, и мы очень близки к этому. Так, если зайти в кабину ЭМКА2 и ТЭМ23, то не сразу угадаешь, в каком именно локомотиве находишься, если не заметил при входе наличие или отсутствие пантографа.

Это делается в том числе для того, чтобы упростить обучение обслуживающего и эксплуатирующего персонала. ОАО «РЖД» в случае необходимости беспрепятственно сможет перебрасывать машинистов с одного направления на другое. Упростятся задачи по обслуживанию локомотивов для сервисных компаний.

— Вы упомянули о задаче минимизировать отказы на линии. Какие именно решения позволят достичь этой цели и можно ли их масштабировать на другой подвижной состав?

— Решение состоит из нескольких блоков. Основные принципы — резервирование и дублирование жизненно необходимых систем. Для каждого продукта мы знаем перечень компонентов, отказ которых приведет к сходу с линии. Чтобы этого не произошло, мы хеджируем риски, работаем с каждым из компонентов. В частности, применяем дублирование — используем разные полукомплекты в системе управления. Вышел из строя один — включился другой.

А есть резервирование — это когда, например, при управлении таким оборудованием, как компрессор или мотор вентилятора охлаждения, применяются вспомогательные преобразователи, чтобы более гибко управлять энергетическими ресурсами. В случае выхода из строя этого преобразователя происходит автоматическое переключение вспомогательных машин на другой преобразователь, как резервная система всегда остается прямое включение. То есть, грубо говоря, подвижной состав сам автоматически обеспечивает живучесть, и работа подвижного состава будет продолжена. 

Еще пример — тепловоз 3ТЭ30. Мы впервые обеспечили резервирование главной силовой установки — двигателя внутреннего сгорания. Две секции объединены в единый электрический промежуточный контур. Если один двигатель отказал, мы на втором двигателе все равно доведем поезд до пункта назначения. Да, несколько медленнее, но не остановимся, не закупорим магистраль на время вызова резервного локомотива. Такое решение является нашим ноу-хау, неизвестно, чтобы такие решения использовались другими производителями.

Дополнительно в новые локомотивы закладывается резерв по силе тяги. Например, для вождения тяжеловесного поезда массой 7100 тонн требуется сила тяги на уровне 85 тс. Соответственно, делаем локомотивы с силой тяги длительного режима 100 тс. То есть при выходе из строя одной оси локомотив все равно выводит состав, потому что имеет определенный резерв по тяге и мощности.

И еще одна составляющая — предиктивная диагностика. Мы учимся расшифровывать те десятки тысяч параметров, которые фиксирует система управления. Делается это в том числе с применением нейромоделирования, искусственного интеллекта. Правильная и своевременная оценка поступающих данных позволяет прогнозировать будущий отказ. Как только мы отработаем эти процедуры на новом парке, сможем масштабировать их и на ранее экспортируемый.

— Приводит ли резервирование и дублирование из-за усложнения конструкции к удорожанию производства и сервиса?

— Не совсем. Дублирование — да, это всегда удорожание за счет дополнительных конструкций и узлов. Резервирование, конечно, предполагает определенное удорожание: где-то лишние провода проложить и дополнительную коммутационную аппаратуру поставить. Но в масштабе всей конструкции эти затраты теряются на фоне эффективности. Однозначно могу сказать, что, идя на дублирование и резервирование, мы просчитываем экономические эффекты и понимаем, что они выше, чем некоторое удорожание конструкции и ее обслуживание.

1D-революция

— Насколько глубоко искусственный интеллект проник в вашу работу, какие вы видите риски и эффекты?

— На текущем этапе ИИ — это исключительно инструмент для обработки больших массивов данных с поиском аномалий. В обозримом будущем инженера никто не заменит.

В настоящее время видны ошибки со стороны искусственного интеллекта, и, конечно, мы можем им пользоваться только с осторожностью. При этом мы, как и все, проводим работы по подготовке к внедрению ИИ при повышении зрелости этого продукта.

Для нас техника — это не просто красивые фотографии на обложке или картинки с выставки. Для нас это экономика страны, потому что РЖД обслуживают транспортную систему огромного государства, и это человеческие жизни. Я хочу, чтобы люди, которые садятся в пункте А в наш вагон, благополучно выходили в пункте Б — максимально довольные и здоровые. Цена ошибки в этом вопросе в пределе — это жизни людей и подрыв экономики. Я не готов брать на себя ответственность за ошибки искусственного интеллекта, поэтому пока вижу возможность использования ИИ лишь в некоторых направлениях. В частности, для поддержания типовых бизнес-процессов компании, в качестве помощи делопроизводству, а также при обработке больших массивов данных.

Если же говорить о цифровых решениях, то настоящим революционным прорывом для нас является активное внедрение 1D-моделирования. 

— Сейчас все проектирование идет исключительно в трехмерной плоскости. В чем особенности 1D-моделирования и его революционность?

— Особенность 1D-моделирования в том, что мы на начальных этапах проекта более точно можем предсказать характеристики продукта. Фактически получаем цифровой двойник изделия. Эффективность такого подхода мы видим в ходе пилотного проекта, который сейчас реализуется, поэтому принято решение до конца текущего года внедрить 1D-моделирование в «ТМХ — Инжиниринге» в полном объеме.

Как только мы сформируем и внедрим цифровой двойник изделия в упрощенном виде начальных этапов проекта, сможем более тонко управлять характеристиками, в том числе надежностью. На начальных этапах этот метод позволяет допустить меньше ошибок и сократить количество промежуточных инженерных итераций при взаимодействии с поставщиками оборудования. То есть мы, еще не начертив фактически ни одной линии на чертеже, уже посредством внедрения 1D-моделирования можем формулировать точные технические требования к компонентам.

На завершающих этапах проекта, когда мы сможем действительно получить полноценный цифровой двойник, будем понимать, как изменение тех или иных комплектующих, а также условий эксплуатации скажется на характеристиках изделия, включая его надежность, а также проводить своеобразный деградационный анализ продукта. Фактически мы сможем управлять всеми характеристиками жизненного цикла.

Плюс 1D позволит выполнять автоматическую генерацию программного кода. Таким образом, мы заметно упростим процесс, сократим время и трудоемкость написания любого ПО. На самом деле это очень большое подспорье по повышению производительности нашего труда.

Это будет прорывом. Подчеркиваю, пилотный проект внедрения 1D-моделирования мы завершаем к концу декабря. С января 2026 года включаем этот метод в свою стандартную операционную деятельность в каждом проекте. Это действительно новая история.

— На что, как вам кажется, нужно делать упор: на уникальные разработки или масштабируемые технологии?

— Я бы так сказал: любая конструкторская, инженерная деятельность — это некий баланс. Никогда нет идеального варианта, любой конструктор всегда находится в поиске баланса между себестоимостью узла, его технологичностью, долговечностью и надежностью. И это будет постоянно, причем разные специалисты видят баланс совершенно по-разному.

С точки зрения управления надежностью, себестоимостью, жизненным циклом оптимальным решением представляется модульность и платформенность. Весь мир пошел по этому пути, и мы не исключение. Но это не значит, что от уникальных продуктов следует отказываться. Достойные внеплатформенные решения всегда найдут свое место на рынке. И лучшее тому доказательство — наш новый уникальный тепловоз ТЭ26.

Опубликовано в журнале "Вектор ТМХ"