15 декабря 2018 00:37

Пятое поколение за пятилетку

Комплексный подход к разработке вагонов позволил создать технологическое преимущество в кратчайшие сроки

В этом году «Всесоюзному научно-исследовательскому центру транспортных технологий» (ООО «ВНИЦТТ» входит в железнодорожный холдинг НПК «Объединенная Вагонная Компания») исполнилось пять лет. Его первый руководитель Кирилл Кякк рассказал «Гудку», как создаётся инновационный подвижной состав, какие вагоны нужны грузоотправителям и в чём отечественные разработки опережают зарубежные.
– Как у производителя вагонов родилась сама идея создания отдельного научного и инжинирингового центра?
– В 2012 году на тихвинской промышленной площадке было запущено высокотехнологичное предприятие – Тихвинский вагоностроительный завод. Линейка выпускаемой продукции включала несколько моделей принципиально новых для рынка грузовых вагонов. Это был простой и не затратный путь: продавать имевшиеся модели вагонов, получать прибыль и ничего больше не делать. Но это решение работало бы лет пять. За это время конкуренты создали бы аналогичную продукцию. Поэтому в ОВК сразу приняли стратегическое решение: если в активе компании есть существенный инновационный отрыв на момент запуска завода, то он должен только увеличиваться. Для этого компании необходимо было в короткий срок разработать грузовые вагоны нового поколения всех основных типов.
Исследования, разработки, инжиниринг и подготовка технологий с привлечением аутсорсинга требуют значительных временных затрат и инвестиций. Именно поэтому ОВК пошла по пути создания собственного уникального технического центра, который сочетает функции научно-исследовательского института, конструкторского бюро и организации, разрабатывающей технологии производства.

– Разве передать конструкторскую работу на аутсорсинг не дешевле?
– Эффективность была бы значительно ниже как по затратам и результату, так и по времени. Если ваш проект запланирован на год или два, то привлечение нескольких сторонних специализированных организаций, наверное, возможно. Но чтобы свести воедино результаты их работы, нужен интегратор. Мы же сделали за пять лет более 50 моделей и модификаций грузовых вагонов, четыре конструкции ходовой части и несколько экспортных проектов. Если критерием является время реализации комплексного проекта, необходимо обогнать рынок, быстро и качественно сделать многое, то это нужно делать самим и своими руками. И ещё очень важно, что знания и опыт, полученные в ходе реализации проектов, остаются в компании и становятся её капиталом.

– Сейчас операторы часто говорят: зачем мы изобретаем велосипед? Нам от вагона важны универсальность и доступность по цене. Зачем нам некое пятое поколение, если третье выполняет свои функции? Что бы вы ответили на это?
– На мой взгляд, это всё-таки точка зрения «здесь и сейчас». В целом задача повышения эффективности грузовых перевозок, а в простом изложении – возить больше, тратить меньше, стоит перед всеми компаниями. Для каждого конкретного участника процесса перевозок эта задача стратегическая настолько, насколько у руководителя есть цель снижения расходов и увеличения доли, занимаемой компанией на рынке. Если эти задачи поставить, то решения лежат в плоскости использования вагонов новых поколений, предлагаемых нами. У ряда организаций, с которыми мы общались, стояли несколько другие задачи: получение максимальных показателей эффективности за текущий и за следующий годы. Тогда, конечно, нужно не инвестировать, а брать максимум из имеющегося в распоряжении парка, оптимизировать его. Мы работаем совершенно по другому принципу, стратегически. Наша задача – находить такие технические решения, которые будут востребованы как сегодня, так и через пять лет, и реализовывать их.

– Очень трудно оператору доказать, что современный вагон в понимании ОВК лучше, чем обычный.
– Пять лет работы с вагонами нового поколения на рынке уже всё расставили по своим местам. Те операторы, которые сделали ставку именно на них, сейчас в лидерах перевозок своих грузов, у них высокоэффективные транспортные средства, логистика и услуги. А другие, говорившие о рисках в течение пяти лет, сейчас видят, что на рынке они в роли догоняющих. Менеджмент самостоятельно принимает решения, но с теми, кто пять лет назад сделал ставку на вагоны с принципиально новыми эксплуатационными характеристиками, сейчас никто не может конкурировать.
Возить больше, то есть повысить пропускную способность сети, возможно несколькими путями. Можно увеличить скорости движения грузовых поездов, выровняв их с пассажирскими, имеется возможность оптимизировать грузопотоки для уменьшения потерь на сортировке, сократить простои и обгоны поездов на станциях. В крайнем случае можно пристроить дополнительный путь, но это самое дорогое решение. Но самый большой эффект может быть получен от повышения грузоподъёмности вагона. Вариант более простой, экономичный и проверенный, используемый в США, Китае, Австралии и других регионах мира.
Следующее – расходы, состоящие из затрат на покупку вагона и ремонт. По состоянию на 2012 год покупка и ремонты за жизненный цикл вагона обходились примерно одинаково. Существенно снизить стоимость нового вагона невозможно. Зато технически возможно сократить затраты на ремонт, что, собственно, и сделано нами. Вагоны стали несколько дороже, но при этом их полный жизненный цикл обходится в несколько раз дешевле.

– Чем отличаются современные российские вагоны от зарубежных?
– Грузовые вагоны в разных странах очень сильно отличаются друг от друга. При этом ширина колеи практически не влияет на особенности конструкции. В Северной Америке на железных дорогах габариты подвижного состава очень похожи на наши. Они делают вагоны в 1,5–2 раза большего объёма за счёт большей длины, что упрощает задачу проектирования оптимальной конструкции.
Особенность американских железных дорог в том, что большие плечи перевозок являются устоявшимися и почти весь подвижной состав делается как специализированный. То есть он фактически завязан в технологическую цепочку промышленных предприятий. Например, путь от месторождения угля до потребителя – электростанции – может достигать 3 тыс. миль. Американцы знают, что в ближайшие 30 лет эта электростанция будет работать и надо ежегодно перевозить определённое количество угля, соответственно есть потребность в подвижном составе. Из-за протяжённости линии стоимость логистики высока, и есть эффект от затрат на оптимизацию конструкции вагонов. Фактически они делают вагоны под конкретную линию, а средства погрузки и разгрузки – под конкретные вагоны. В силу того что на маршруте большие объёмы перевозок и расстояния, очень важна эффективность. Поэтому применяются относительно дорогие технические решения, такие как алюминиевые или пластиковые конструкции кузова или автономные рефрижераторные установки.
В Европе другой принцип – там небольшие расстояния и объёмы перевозок. Вагоны работают в режиме конкуренции с автомобильным транспортом, поэтому важна скорость перевозки. К тому же в Европе нагрузка на ось составляет 22,5 тонны, что гораздо меньше, чем в России и США. Поэтому нужны лёгкие вагоны, и всё развитие парка заключается в том, что чем вагон легче, тем больше груза перевезёт. Поэтому европейцы пошли по пути высокооптимизированных конструкций – лёгких, но технологически очень сложных и с высокой себестоимостью.
В Австралии ситуация аналогична той, что сложилась в США, – грузовые вагоны задействованы в промышленном цикле рудник – порт. В Китае – нечто среднее между нашими железными дорогами с универсальными вагонами и американскими.
Наследием советских времён в России является ценность универсальности вагона, хотя и это понятие постепенно меняется. Сейчас уже не требуется универсальность вагона по конструкции ходовой части или тормоза, здесь произошёл переход на совместимость с железнодорожной инфраструктурой и другим эксплуатируемым подвижным составом. Однако универсальность в понятии совместимости с устройствами погрузки и выгрузки сохранилась, мы по-прежнему проектируем вагоны под эстакады и вагоноопрокидыватели, а не наоборот.

– Каковы для вас критерии современного вагона?
– Современный вагон позволяет всем участникам перевозочного процесса больше зарабатывать без принципиальных изменений технологий на конечных пунктах погрузки и разгрузки. Вагоны, которые мы разрабатываем и производим, будут эксплуатироваться 20–40 лет в зависимости от типа. Поэтому новая продукция должна оставаться современной и через десять лет. Конечно, в течение этого времени продолжится увеличение пропускной способности сети, наращивание объёма грузоперевозок по железным дорогам. Альтернативой дорогим инвестициям в строительство новых путей должно стать повышение объёма и грузоподъёмности вагона, осевой нагрузки и, соответственно, эффективности.

– Могли бы вы привести примеры факторов, ограничивающих развитие вагонов?
– Да, они есть. Яркий пример – наш новый полувагон с объёмом кузова 103 куб. м. Когда мы приступали к его проектированию, то обследовали практически все пункты массовой погрузки и разгрузки, выявили приоритетные направления перевозок, определили характеристики вагона, габаритные размеры вагоноопрокидывателей, нагрузки на кузов от грейферов и получили ряд ограничений. Когда поняли, что нам не хватает объёма, мы начали изыскивать его внутри конструкции вагона, применяя новые технические решения. У нас есть технологии, позволяющие делать массу брутто 108 тонн и, соответственно, возить 83 тонны груза. Существующие вагоноопрокидыватели ограничены по высоте, ширине и длине вагона. Мы можем сделать вагон выше, шире или длиннее, но его будет невозможно разгрузить. Поэтому нам пришлось сделать конструкцию сложнее, инвестировав в разработку новых решений, но мы нашли 11 дополнительных кубометров в конструкции вагона.
Мы используем методику системного проектирования, то есть рассматриваем вагон не как набор известных технических решений, а как одно решение, направленное на функционирование в каких-то условиях. В этом проекте мы опустили уровень пола для увеличения объёма и оптимизировали конструкцию боковых и торцевых стен, применили новую конструкцию рамы с литой консольной частью. Консольная часть хребтовой балки с упорами автосцепного устройства и пятником объединены в один блок, поскольку так он получается более компактным. Также создали новую автосцепку с увеличенными межремонтными интервалами. Нам потребовалось сделать мягкое подвешивание тележки, чтобы воздействие на путь вагона массой брутто 108 тонн соответствовало самым жёстким нормативам и было не больше, чем у существующих вагонов. Тормоза, которые мешали открывать разгрузочные люки, переместили на тележки и сделали моноблок, тем самым освободив дополнительное место для груза. Параллельно с этим увеличили надёжность и простоту обслуживания тормозной системы. Внеся изменения практически во все системы, мы решили задачу в целом – вагон перевозит больше груза.

– Чем отличается так называемое шестое поколение вагонов с нагрузкой 27 тонн на ось от пятого? Только грузоподъёмностью?
– С точки зрения конечных показателей – грузоподъёмностью, объёмом перевозимого груза и снижением расходов на ремонты. Но и это немало, в поезде из таких вагонов можно перевезти почти на 20% больше груза. Конструктивно же в шестом поколении новое всё: тележки, тормоза, автосцепки, кузова. А для седьмого поколения будут использованы цифровые технологий.

– Востребованы ли среди грузоотправителей датчики, контрольные системы на вагонах?
– Любой сервис становится востребованным, когда потребитель пользуется им, привыкает к нему, а он входит в стандартные процессы и без этого сервиса уже становится неудобно вести бизнес. Это следующий шаг. Конечно, вагоны эксплуатируются и без этих систем, но мы живём в XXI веке и видим на пунктах погрузки цистерн людей, контролирующих уровень налива груза, иногда опасного или вредного для человека, путём опускания в груз мерной линейки. Мы понимаем, что технологии несколько отстали. И надо предлагать и внедрять высокоэффективное решение, повышающее функционал без ощутимого увеличения стоимости всего вагона, которое позволит сделать сервис более удобным. Сейчас в разработке ВНИЦТТ целый комплекс и спектр электронных средств, задача – исследовать все возможные направления. У нас нет иллюзий, что они все будут востребованы, но большая часть из них, мы уверены, станет привычной для людей. Проект электронных помощников мы запустили недавно, и сейчас ещё рано говорить о его рыночном применении.

– Приходилось ли инжиниринговому центру ОВК выполнять проекты для завода при адаптации той или иной разработки к производству?
– С самого начала это было одно из направлений работы ВНИЦТТ – разработка технологий для новых производств. За пять лет вышел на проектную мощность Тихвинский вагоностроительный завод. Рядом с ним были построены ещё два завода: один по производству вагонов-цистерн, второй – специализированных грузовых вагонов.
При их строительстве и комплектации технологическим оборудованием удалось совместить несовместимое: гибкость и эффективность. Оба производства автоматизированы и оснащены так, чтобы обеспечить низкую себестоимость продукции, а также гибкие настолько, что можно за один год выпускать 6–7 разных моделей. Генерацией таких нестандартных решений занимался технологический блок нашего инжинирингового центра.

– Что мотивирует вас продолжать и сегодня развивать технологии? Желание оторваться от конкурентов?
– Если вернуться к истории, необходимость перехода к осевой нагрузке в 25 тонн в СССР была ещё в 1985 году, поскольку в этом виделось развитие отрасли. Планы были, но остались нереализованными из-за событий 90-х годов, поэтому отрасль сейчас отстаёт от своих естественных темпов развития. По грузоподъёмности вагонов железная дорога отстала в развитии от мирового уровня на 30 лет. Реально же этот переход состоялся лишь в 2013 году. Теперь за следующие пять лет нужно сделать ещё один шаг, чтобы к 2025 году наша отрасль стояла в одном ряду с ведущими железнодорожными транспортными системами.

– Центру, вашему коллективу и в целом отрасли в РФ нужно ещё что-то или кого-то догонять?
– Конечно, какая бы высокая ни была квалификация разработчиков, техника новая, и эксплуатация даёт по ней обратную связь. Чем больше новизна конструкции, тем больше обратной связи, не всегда позитивной, приходит к разработчику. Поскольку пятое поколение уже работает, пять лет мы занимались усовершенствованием конструкций по результатам эксплуатации. Сейчас с учётом накопленного опыта предстоит внедрять вагоны с нагрузкой 27 тонн на ось. Мы также с интересом смотрим на экспортные проекты, ведь созданные на тихвинском заводе технологии уникальны не только для России, но и для всего мира.

– Есть что-то у вашего инженерного коллектива такое, чего нет за рубежом?
– Да, например, автосцепка с увеличенным диапазоном сцепления. Во всём мире развитие сцепных устройств отстаёт от прогресса в области ходовых частей грузовых вагонов. Возможности автосцепок лимитируют увеличение прогиба рессорного подвешивания и сопутствующее ему снижение воздействия на путь от вагона.
Наш коллектив создал дружественную к пути тележку одновременно с новой автосцепкой с увеличенным контуром зацепления, чего не удалось реализовать нигде в мире. При своей грузоподъёмности тележка уникальна тем, что обеспечивает хорошую динамику вагона во всём диапазоне эксплуатационных скоростей и низкое воздействие на путь. При этом у тележки исключены износы трущихся деталей, то есть ремонт необходимо делать почти через один миллион километров при сохранении динамических характеристик на протяжении всего жизненного цикла.

– В каком направлении инженеры будут вести дальнейшие поиски?
– Наш центр будет искать новые ниши экономической эффективности, удобства и уровня сервиса. А в техническом отношении мы рассматриваем и увеличение осевой нагрузки, и многоосные вагоны, то есть оптимизацию размеров вагона исходя из функционального назначения. Также это новые материалы, которые позволяют повысить грузоподъёмность и улучшить условия перевозки груза, увеличить межремонтные сроки обслуживания вагона. Помимо этого, цифровые технологии, которые позволяют улучшить сервис и характеристики вагона.

– Работаете ли вы над скоростными характеристиками своего подвижного состава?
– Да, они являются важным критерием для нас, но следует отметить, что для пропускной способности железных дорог важна не столько максимальная конструкционная скорость вагона или локомотива, сколько повышение средней эксплуатационной скорости движения составов. Для вагона это прежде всего ходовые части, которые на высоких скоростях не оказывают повышенного повреждающего воздействия на путь и обеспечивают устойчивость от схода с рельсов. Второе – тормозные системы, обеспечивающие остановку поезда с заданным тормозным путём и без перегрева не только со скорости 90 км/ч, но и 120 км/ч. В этих направлениях ВНИЦТТ также работает.

– Что нового у вас сейчас в разработке?
– Сейчас в разработке ВНИЦТТ несколько моделей вагонов с осевой нагрузкой 27 тонн, но для начала мы запустили и отслеживаем наиболее массовые универсальные полувагоны на замкнутом маршруте перевозок. Основной целью этих испытаний являются испытания поездов во всех эксплуатационных режимах, мониторинг изменения состояния инфраструктуры.
Мы создаём новое средство перевозок – многоосные сочленённые вагоны-платформы со съёмными кузовами, которые сочетают в себе удобство универсального вагона и экономическую эффективность специализированного. Они могут возить любые контейнеры, в том числе и тяжеловесные, а также зерно, минеральные удобрения, сталь, лесные и другие грузы в съёмных кузовах. Это принципиально новая технология железнодорожных перевозок, при которой для груза специализируется только ёмкость, а платформа, включая раму, ходовые части, оборудование, остаётся универсальной. Это очень гибкое решение, которое позволяет в эксплуатации получить все преимущества по минимизации простоев и оборота вагонов за счёт ускорения разгрузки и при необходимости складирования груза в съёмных кузовах.

Беседовал Сергей Черешнев

Полную версию статьи читайте на сайте http://www.gudok.ru/first_person/


Оставить комментарий

Защита от автоматических сообщений:

Защита от автоматических сообщений

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30

Выбор редакции

Летний призыв