Технологический суверенитет страны, очевидно, связан с развитием. При всём нынешнем увлечении, в частности, государевых служащих, программированием и его популяризацией, надо отдавать себе отчёт: технологического суверенитета России без «железа» не будет! Генеральный директор НИИМА «Прогресс» Захар Кондрашов на примере своего предприятия рассказывает, как в НИИ микроэлектронной аппаратуры «Прогресс» подходят к практической реализации задачи развития, как собственного, так и экономики страны в целом.

Почему НИИ — это не дизайн-центр

Модель работы дизайн-центра предполагает, что сотрудникам поступает задача с конкретным техническим заданием и набором ограничивающих параметров: необходимо создать в заданный срок изделие с конкретными параметрами, которое реализует определённый функционал и способно работать в некоторых заданных условиях, например климатических и т. д. Позиции сотрудника НИИ предполагают совершенно другой уровень кругозора: в ходе научно-исследовательских работ он должен гораздо шире смотреть на область, в которой идёт работа, по сравнению с исполнителем конкретной прикладной задачи. А для того чтобы эта научно-исследовательская работа не превращалась в реализацию неких личных фантазий, сотрудник НИИ должен ещё и выступать в роли технологического предпринимателя. Нужно понимать, нужен ли кому-то вообще результат той исследовательской работы, которая идёт в НИИ? Есть ли вообще шансы, что оно «взлетит»?

Научно-исследовательский поиск — это всегда выход за некие сложившиеся рамки. Поэтому работа НИИ микроэлектронной аппаратуры «Прогресс» подразумевает формирование изделия, которое реализует некоторые новые функции, возможно, даже с применением иных физических принципов либо с применением новых технологий. Собственно, здесь и проходит водораздел между обычным дизайн-центром и НИИ, подобным НИИМА «Прогресс»: работа с освоенными технологиями или режим поиска новых технологических методов решения поставленных задач.

Мы видим границы возможностей освоенных технологий, понимаем функциональные ограничения соответствующих изделий: что мы можем, например, «вытянуть» по частотам на технологии кремний — германий (SiGe), а что можно получить для похожих изделий на основе арсенида галлия (GaAs). Наши технологические заделы и соответствующие знания помогают нам найти наиболее эффективный способ реализации нужного изделия в тех или иных технологических переделах.

Творческие задачи НИИМА «Прогресс»

Точка приложения наших научно-исследовательских сил — это один из самых перспективных сегментов рынка высокотехнологичных продуктов — область роботизации и систем интеллектуального управления. Почему именно роботизация? Потому что это высококонцентрированная индустрия, в которой решаются задачи как микроэлектроники по нашему профилю (связь, навигация, микроконтроллеры, компьютинг, различного рода радары, сенсоры), так и интеллектуальной обработки данных (например, обработка видеоизображений, данных различной телеметрии) для того, чтобы робототехнический комплекс мог двигаться в пространстве, причём в любой стихии: на земле, в воздухе, на воде, под водой. Есть ряд работ, где мы исследуем распространение навигационных и связных сигналов под землёй. В этой части возникают реальные прорывные технологии, которые могут и будут применяться для развития сопутствующих отраслей. Например, в части управления высокоавтоматизированными транспортными средствами (ВАТС) мы будем обеспечивать нашими решениями беспилотные автомобильные, морские, авиационные системы.

Например, известна проблема современных глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС): их сигнал можно заглушить или подделать, и такие попытки уже бывали. У нас есть свой амбициозный проект — создание комплексированной навигационной системы услуг локации «КОНСУЛ» (рис. 1).

По сути, к тем российским космическим технологиям, которые есть в России, добавляется доверенная наземная коммуникационная инфраструктура — локальная система навигации «КОНСУЛ», работающая в комплексе с ГНСС, как с инерциальными, так и с безинерциальными системами, а также глобальной спутниковой системой «Сфера», которую в настоящее время создаёт «Роскосмос».

Интеграция систем «КОНСУЛ» и «Сфера», в числе прочего, даёт возможность существенно повысить точность и надёжность навигации в ряде приложений, например, за счёт того, что система «КОНСУЛ» учитывает поправки (PPP, RTK), которые передаются буквально и с земли, и с неба (рис. 2).

Эта универсальная система навигации и связи может успешно применяться на высокоавтоматизированных транспортных средствах без водителя. Ведь для этого нужна, во-первых, чётко работающая надёжная помехоустойчивая связь и, во-вторых, точная передача координат ВАТС в реальном масштабе времени. Мы создаём систему такого рода, которая позволяет управлять беспилотным транспортом на автодорогах, а также на море — безэкипажное судовождение (БАС).

Про научный прорыв

Думая о направлениях стратегического научно-технического развития НИИМА «Прогресс», мы постарались понять, как выглядит в консолидированном виде вся совокупность наших технологических заделов, которая может применяться во всех отраслях деятельности, которые точно будут активно развиваться в краткосрочной и среднесрочной перспективе. И поняли, что это робототехника — универсальная сквозная индустрия, продукты которой могут применяться везде. В русле сквозных задач робототехники года три назад мы сформулировали свою концепцию управления перемещением объектов X-to-X.

В отличие от зарубежных компаний, которые сегодня мыслят в категориях V-to-X (Vehicle-to-everything, V2X) или C-to-X (Car-to-X), что подразумевает связь между транспортным средством и любым объектом, который может повлиять на транспортное средство, мы говорим о том, что два неизвестных объекта могут общаться друг с другом, определять позиционирование в пространстве друг относительно друга с тем, чтобы либо сблизиться, либо, наоборот, удалиться, избежав аварийной ситуации. Один из вариантов реализации концепции X-to-X — межмашинное взаимодействие M-to-M, которое находит всё более широкое применение, в частности, на производственных предприятиях.

На уровне практической реализации концепции X-to-X возникает целый пласт технологий, связанных с электронной компонентной базой, то есть нашей основной специализацией: навигация (навигационная аппаратура), связь между объектами (телекоммуникационное оборудование, включая специализированные СВЧ-микросхемы, которые могут выполнять роль элементов приёмо-передающего тракта или самого тракта передачи данных по беспроводным технологиям Bluetooth или Wi-Fi и др.), обработка данных и управляющее воздействие (микроконтроллеры), обработка больших объёма информации (вычислительные микропроцессоры). Подразумевается, что мы создаём и специальные технические решения, которые могут работать в открытом космосе. Специализированные задачи всегда ставились перед нашим институтом с момента его создания в 1987 г.

Разработка прорывных технологий подразумевает создание устройств, ориентированных на новые рынки. Яркий пример — устройства нового класса ЭСИМ, то есть электронные средства индивидуальной мобильности. Ими стали самокаты. Это был ответ на актуальную проблему отсутствия учёта, превышения скоростного режима и связанного с этим травматизма с участием ЭСИМ. Мы создали устройство, в котором реализован функционал контроля местонахождения и ограничения скорости самоката. Оно работает вместе с системой «ЭРА-ГЛОНАСС», которая фактически ведёт мониторинг передвижения самоката и в зависимости от конкретной геозоны, например перемещения по пешеходному тротуару, снижает скорость девайса до 5 км/ч. Вместе с новым классом устройств ЭСИМ появился соответствующий ГОСТ. Вот так мы создаём рынки, на которых применяются передовые отечественные технологии, реализованные в виде отечественных электронных устройств.

Научно-технологической задел — основа для движения вперёд

Развивать научно-техническое направление можно только на базе уже созданного технологического задела, ведь полёт творческой мысли любого коллектива всегда ограничен теми ресурсами и знаниями, которые накоплены к текущему моменту. Это мы чётко осознали, когда прошли путь формирования стратегии своего развития до 2030 г. Тогда мы чётко сформулировали перечень самых сильных своих компетенций: навигация, связь, специализированные микросхемы, в том числе изделия сверхвысокочастотного диапазона. И всю последующую активность строим вокруг нашего технологического задела. Более того, мы перешли на следующую ступень развития наших продуктовых линеек, понимая, что на сегодняшнем рынке востребованы услуги высокотехнологичной отрасли. Теперь мы планируем наше бизнес-развитие по разным индустриям, исходя из того, какие услуги нужны потребителям, и из требований соответствующего регулятора.

В русле такого подхода появился, например, модем, необходимый для обеспечения связи мобильного или стационарного кассового аппарата с терминалом, который ведёт сбор платёжной информации. Второй пример — инициатива государства для помощи гражданам в экстренных ситуациях, которая получила воплощение в виде системы «ЭРА-ГЛОНАСС». Сегодня в каждом приборе «ЭРА-ГЛОНАСС» присутствует приёмник ГНСС, модем и контроллер — это всё продукция НИИМА «Прогресс».

Вот совсем свежий пример — по примеру зарубежной спутниковой сети создаётся наш аналог — низкоорбитальная передача данных в рамках спутникового проекта «Сфера». С одной стороны, наши изделия уже есть в конструкторской документации бортовых устройств. С другой стороны, мы понимаем, что абонентскому устройству, помимо собственно обмена данных, нужен достаточно широкий спектр возможностей. В частности, в какой точке находится это устройство? А оно наше или не наше? Кто этот потребитель? Можно ли ему доверять? Можно ли передавать ему тот объём данных, которые позволяют ему осуществлять те или иные функции, включая, возможно, некоторые специальные функции? Очевидно, что в этом контексте и полоса пропускания устройства должна быть несколько больше, и она должна быть закрытая, а абонентское устройство должно каким-то образом идентифицироваться. И связь должна быть доверенной, чтобы разговор нельзя было подслушать.

Не везде нужны прорывные технологии

В целом в экономике наблюдается достаточно существенный дефицит рабочих рук. С ним можно бороться только через роботизацию и автоматизацию рутинных процессов. Мы уже увидели, как в результате цифровизации и применения методов искусственного интеллекта удаётся исключать рутинные действия из бизнес-процессов, выполняемых людьми в офисах. А следующий этап развития связан с возможностью удалять рутинные операции в деятельности, связанной с физическими объектами, например, для перемещения грузов на складе по кратчайшим маршрутам или выполнения операций по сборке чего-либо (в идеале робот должен уметь собрать самого себя).

В этой части имеется неплохой методический задел, оставшийся ещё в наследство от Советского Союза, который связан с автоматизацией систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Для практической реализации этого направления в стране уже есть немало разработок. И вот что важно: это не требует особо высоких уровней реализации с точки зрения микроэлектроники. По большому счёту, в дополнение к тому, что сейчас происходит в этой области, достаточно создать ещё одну фабрику 40–65 нм. Там не нужны те тонкие процессы, о которых сегодня судачат в прессе! Доступных сегодня возможностей вполне хватит для того, чтобы оптимизировать, а затем автоматизировать производственные процессы. И эту активность можно закрутить достаточно быстро в масштабе всех производственных отраслей России. В результате высвободятся рабочие руки — тот трудовой потенциал, который можно направить на созидание нового, где требуется взаимодействие человека с человеком.

Так что нужно грамотно разделять две истории: развитие прорывных технологий и продуктов, без которых невозможно движение в будущее на уровне мировых лидеров, и массовая автоматизация, которая делает экономически целесообразной деятельность всех вовлечённых сторон — производителей микроэлектронных блоков и готовых систем, дистрибуторов и интеграторов, самих заказчиков.

Движение — в партнёрстве

Движение в сторону внедрения в российских компаниях и предприятиях нашей передовой продукции возможно только совместно с партнёрами. В этой части мы выбрали для себя участие в различных консорциумах, ассоциациях, других организациях, которые представляют интересы как конкретных заказчиков и общества в целом, так и вендоров в конкретных направлениях. В числе таких направлений — интеллектуализация сельского хозяйства, компоненты для автоэлектроники. НИИМА «Прогресс» является членом консорциума робототехники и систем интеллектуального управления, работает вместе с коллегами над созданием Национальной киберфизической платформы «Восток».

При этом важно, что у нас есть достаточно большой задел в виде спроектированных сложнофункциональных СФ-блоков. Ими мы можем поделиться с коллегами по цеху на определённых условиях, чтобы они могли быстрее сделать свою разработку, ведь эти СФ-блоки уже реализованы буквально в кремнии. За счёт обмена готовыми протестированными СФ-блоками происходит, в частности, унификация проектов, что ведёт в итоге к снижению себестоимости и сроков общих работ.

Один пример эффективной совместной работы с партнёрами связан с навигационным приёмником, который мы сделали совместно с компанией НАВИА (он находится в реестре российского радиоэлектронного оборудования). В прошлом году исполнителям госпрограммы «ПЛАТОН», занимающимся оснащением устройств контроля перемещений большегрузного транспорта по федеральным трассам, было отгружено 600 тыс. единиц оборудования. Выпуск партии свыше полумиллиона штук — это значимое событие для российских поставщиков микроэлектроники.

Интересен также проект, связанный с высокоточным позиционированием. Он выполняется в настоящее время. У нас есть решение субсантиметровой точности, которое пока лучше всего подходит для задач геодезии. Оно уже было продемонстрировано специалистам Росреестра и главе Правительства РФ М. В. Мишустину. Речь идёт о том, что в нашей стране появится классный геодезический приёмники можно будет полностью заменить весь парк точного геодезического оборудования в стране, которое сегодня полностью импортного производства. Мы готовимся и к этому рывку на нашем рынке, а также, думаю, сможем достойно конкурировать и на мировом уровне.

Где нужна дополнительная поддержка государства

Государство сделало очень много полезного в части поддержки научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Например, меры поддержки в рамках постановления Правительства РФ № 1252 от 30.10.2021, когда разработчику ЭКБ возмещается 90% затрат на её создание, — это реальная мера поддержки, потому что без неё очень тяжело «поднять» микросхему (ввиду высокой стоимости подготовки производства и самого пуска в «печь») и вывести на рынок.

А вот где хотелось бы увидеть более развитые меры поддержки, так это в части стимулирования спроса и компенсирования заказчику части средств на внедрение отечественных технологий в виде аппаратуры либо систем. Решение такого рода было принято в рамках постановления Правительства РФ № 1619 от 27.09. 2021 «Об утверждении Правил предоставления субсидий из федерального бюджета российским компаниям на финансовое обеспечение части затрат, связанных с внедрением российской продукции радиоэлектронной промышленности». Однако оно не заработало. По крайней мере, я не знаю ни одного проекта, который был бы таким образом реализован.

На мой взгляд, действенной мерой стала бы также компенсация затрат заказчиков на консалтинг, то есть на работу внешних консультантов по оценке реальных технологических процессов и предложений по автоматизации и роботизации с расчётом экономических параметров. Тогда при наборе «критической массы» таких проектов можно запускать крупную программу поддержки финансирования производств для приобретения средств роботизации, автоматизации, для запуска лизинговых схем или других бизнес-моделей. В любом случае сам владелец производства увидит реальные цифры, которые позволят ему оценить тот экономический эффект, который он получит от процесса автоматизации либо роботизации своего производства.

В целом здесь нужна активная позиция государства. Дело в том, что некоторое время назад в среде российских заказчиков произошла первая «революция» — она связана с автоматизацией хозяйственного учёта и других базовых функций автоматизации бизнес-процессов. Те, кто сделал это первыми, в числе первых вышли на новый уровень эффективности своего бизнеса. Следующий такой вызов будет связан с автоматизацией механического труда. И там будет достигнут подобный эффект в повышении эффективности производства. Думаю, что государству пора подумать о запуске национального верхнеуровневого проекта роботизации, в котором будут разделы, призванные обучать корпоративных потребителей тому, что роботизация и автоматизация — это не роскошь, а нормальный путь развития, который приносит предприятию дополнительные блага и выгоду.

Речь идёт о массовой роботизации/автоматизации производственных предприятий, не только самых крупных, но и среднего уровня, которые даже базовой автоматизацией, может быть, особо и не занимались. А значит, предприятиям нужно предложить унифицированные решения для определённых технологических процессов: для автомобильных конвейеров, для вагоноремонтных депо и т. д. Сейчас такую просветительскую работу с отраслями, в частности, РЖД ведут консорциумы производителей техники и интеграторов. Но их силы ограничены. А для того, чтобы эти интеграторы смогли пойти во все условные вагоноремонтные цеха страны, нужна поддерживающая государственная программа.

И ещё стоит добавить высшей школе задачу подготовку специалистов, которые умеют управлять высокотехнологичными проектами. Российской электронной отрасли, которая «встаёт на крыло», остро нужны классические руководители проектов, имеющие наряду с познаниями в управлении также большой технологический кругозор. 

Источник

Фото: НИИМА «Прогресс»; Kandinsky