Производственные инновации для профессионалов

Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

 Январь 2021 г. 

Объединённый совет по оборонному производству 

Офис заместителя начальника службы по защите и эксплуатации стратегических технологий 

Офис заместителя министра обороны по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам 

Вашингтон, округ Колумбия

Заместитель начальника службы по защите и эксплуатации стратегических технологий

Офис заместителя министра обороны по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам

3030 Defense Pentagon

Вашингтон, округ Колумбия 20301

Эл. почта: osd.mc-alex.ousd-r-e.mbx.defenseam@mail.mil

Содержание

  1. Введение. 4
  2. Соответствие миссии Министерства обороны.. 5
  3. Модернизация систем национальной обороны.. 5
  4. Повышение готовности материальной части. 6
  5. Укрепление инновационной деятельности и расширение возможностей войск США.. 6

III. Цель. 7

  1. Концепция. 8
  2. Краткое изложение целей. 8
  3. Интеграция АП в сферы Министерства обороны и военно-промышленной базы.. 8
  4. Согласование деятельности АП между Министерством обороны и внешними партнерами 8
  5. Развитие и продвижение гибкого применения AП.. 8
  6. Расширение уровня квалификации в области AП: обучение, получение практических навыков и обмен знаниями. 9
  7. Обеспечение безопасности технологического процесса AП.. 9
  8. Цели и приоритетные направления. 9

Цель 1: Интеграция АП в сферы Министерства обороны и военно-промышленной базы.. 9

1.1 Разработка политики и руководства, позволяющих максимально широко использовать AП на практике. 9

1.2 Пересмотр планов реализации AП на уровне вооруженных сил или управлений. 9

1.3 Разработка контрольных показателей и параметров достижения целей. 10

1.4 Разработка и обмен новыми бизнес-моделями АП в отношении подряда и закупок  11

1.5 Применение надежных практик управления риском.. 11

Цель 2: Согласование деятельности АП между Министерством обороны и внешними партнерами  12

2.1 Сотрудничество военных служб в отношении материально-технического и ресурсного обеспечения. 12

2.2 Пересмотр совместных программ и согласование ресурсов. 13

2.3 Сотрудничество с федеральным правительством и внешними заинтересованными сторонами. 13

Цель 3: Развитие и продвижение гибкого применения АП.. 14

3.1 Разработка новых подходов к сертификации и квалификации и их применение в различных областях. 15

3.2 Передовые технологии как основа для проектирования. 16

3.3 Поддержка передового развертывания и применения AП на местах. 17

Цель 4: Расширение уровня квалификации в области AП: обучение, получение практических навыков и обмен знаниями. 18

4.1 Изучение производственных процессов и наилучших практик. 18

4.2 Практическое применение дисциплины производства деталей. 19

4.3 Обмен знаниями. 20

Цель 5. Обеспечение безопасности технологического процесса АП.. 20

5.1 Защита, контроль и управление передачей данных и доступом к ним.. 21

5.2 Обеспечение прямого и безопасного сетевого подключения АП-оборудования. 21

5.3 Применение практик обеспечения качества для валидации деталей. 21

VII. Ключевые дальнейшие действия. 23

VIII. Заключение. 23

Приложение 1. Краткое содержание целей и основных направлений аддитивного производства  24

Ссылки. 25

Сокращения. 26

 

I. Введение

Технология производства систем и управления информацией и данными о продукции меняется. Цифровая революция производства имеет далеко идущие последствия для Министерства обороны (МО) и военно-промышленной базы. Аддитивное производство (АП), также известное как трехмерная (3D) печать, представляет собой «процесс соединения материалов для изготовления деталей на основе данных 3D-модели, обычно послойно»[1]. АП одновременно создает и деталь, и материал. Это повышает скорость и гибкость производства, но требует тщательного контроля процесса АП. АП можно использовать для: изготовления деталей, которые нельзя изготовить никаким другим способом; уникальной комбинации материалов; производства устаревших деталей; быстрой разработки прототипов; создания инструментов и специализированных вспомогательных средств. АП – это мощный инструмент, позволяющий внедрять инновации и модернизировать системы обороны, поддерживать и повышать боевую готовность.

AП – это форма цифрового производства, основанная на 3D-моделях и симуляциях для создания индивидуальных решений. Чтобы занять лидирующие позиции в области цифрового производства, Соединенные Штаты разработают стандарты для продуктов и процессов цифрового производства, а также для цифровой среды, необходимой для управления ими и их защиты, как указано в Стратегии цифрового проектирования Министерства обороны[2]. Трансформация технологического процесса от методологии проектирования-сборки-испытаний до методологии моделирования-анализа-сборки обеспечивается быстрой разработкой прототипов и уникальными производственными возможностями AП.

Некогда Американское общество по испытанию материалов (известное как ASTM International), организация по разработке стандартов, описывает семь обширных категорий АП, которые комбинируют сырьевой материал и энергию по-разному, что представлено в общем виде на Рисунке 1. Эти процессы АП и соответствующие нетермические методики, такие как холодное напыление[3], позволяют осуществлять ремонт и производство различного набора материалов, соответствующих требованиям Министерства обороны. AП используется для создания полимерных, металлических, керамических, композитных деталей и/или электронных элементов (например, датчиков, антенн) от наземных до воздушных систем. Оно также используется в новейших областях применения, таких как производство биологических материалов (например, тканей, органов, одобренных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA)), энергетика, электроника, производство бетонных и других строительных материалов. 

  Стратегия аддитивного производства Министерства обороны 

Рисунок 1: Семь признанных промышленных типов аддитивных производственных процессов (рисунок любезно предоставлен ASTM International)

 

II. Соответствие миссии Министерства обороны

AП – это универсальная технология, которая обеспечивает технические преимущества в ряде оборонных сфер применения для повышения уровня боеготовности и поражающей способности вооруженных сил. AП можно использовать с более традиционными материалами, такими как металлы, керамика и полимеры; а также в новейших областях, таких как электроника, энергетика, химические и биологические области применения. Это быстрый, адаптируемый под требования заказчика технологический инструмент, который способствует логистическим и эксплуатационным улучшениям, описанным в «Кратком изложении Стратегии национальной обороны» (NDS) 2018 г., по трем основным направлениям.

 

1. Модернизация систем национальной обороны

AП – это мощный инструмент «для повышения уровня поражающей способности совместных вооруженных сил», что является основной целью NDS 2018 г.[4] AП коренным образом меняет способ проектирования компонентов путем интеграции материала, оборудования и процесса проектирования, чтобы обеспечить геометрию деталей, которую невозможно создать в ходе традиционного производства. Эти инновационные конструкции могут достичь более высоких эксплуатационных характеристик. Производительность систем также может быть улучшена за счет интеграции печатного материала в прочие компоненты датчиков и электронных устройств.

Другие усовершенствования конструкции, реализованные с помощью AП, включают возможность объединения множества деталей в один узел. Эта возможность устраняет необходимость в сборке, уменьшает количество деталей, стоимость производства и вес, повышая при этом надежность системы. Возможность комбинировать детали, смешивать материалы, создавать инновационные легковесные конструкции и улучшать внутренние характеристики, способствует созданию более эффективных систем. AП поддерживает быстрые циклы проектирования и разработки прототипов, что может значительно сократить сроки производства и увеличить скорость разработки новых систем для войск США.

 

2. Повышение готовности материальной части

Использование AП в масштабах предприятия повысит готовность к выполнению задачи. Как указано в Кратком изложении NDS, «быстрый итеративный подход к наращиванию возможностей снизит затраты, технологическое устаревание и риск поглощения проекта»[5]. AП может сократить время перед использованием, гарантируя, что войска США получат критически важные средства обеспечения военной мощи, когда это необходимо. Это позволяет быстро производить прототипы, что приводит к сокращению времени разработки и ускорению итераций. Система AП функционально представляет собой «завод в коробке», производственную линию с цифровым управлением, которую можно легко включать и отключать. AП может расширить нашу традиционную базу поставщиков, предоставив альтернативным производителям экономически выгодные условия. Переналаживаемое производство оборудования AП способствует снижению риска устаревания деталей и является частью упреждающего планирования для смягчения последствий сокращения производственных источников и нехватки сырья (DMSMS).

Продукция AП может быть распределена масштабно между разными локациями с учетом различного оборудования. AП также позволяет изготавливать детали по мере необходимости и ближе к пунктам материально-технического обеспечения. Это может сократить время простоя оборудования, повысить эффективность технического обслуживания и ремонта, а также снизить затраты, необходимые для обеспечения «отказоустойчивой и гибкой логистики»[6]. Там, где детали не могут быть приобретены, а данные недоступны, воспроизведение изделия по образцу и производство деталей AП – это подход к поддержке наследуемых систем и ударной готовности.

 

3. Укрепление инновационной деятельности и расширение возможностей войск США

AП позволяет тактическим подразделениям разрабатывать инновационные решения на ТВД. AП помогает нам сместить баланс в сторону мощи наших войск. «Креативность и талант американских военных – наша несокрушимая сила, чью значимость нельзя недооценивать»[7]. Уже есть много примеров: Корпус морской пехоты США внедряет инновации в полевых условиях, печатая корпус датчика для обеспечения безопасности преграды в периметре базы; Армейские полевые ремонтные подразделения печатают недорогую крышку для защиты объектива на танке стоимостью в миллион долларов, а ВВС США используют AП для замены устаревших деталей для C-5 за пять процентов от стоимости. Несмотря на то, что AП обеспечивает войска наращенными возможностями, для поддержки надлежащего использования необходимы следование указаниям по технике безопасности, обучение и систематизация.

Соответствующий цифровой подход является основополагающим элементом этой стратегии. Цифровой поток обеспечивает интеграцию цифрового процесса с полными, безопасными и надежными данными, необходимыми для безопасного и эффективного использования AП. Это помогает войскам за счет предоставления тактическим подразделениям безопасного доступа к утвержденным данным, способа делиться инновационными решениями и возможности направлять свои идеи обратно в инженерно-технические центры и менеджерам по срокам службы.

 

III. Цель

Цель настоящей стратегии АП Министерства обороны состоит в том, чтобы предоставить многопользовательский набор руководящих принципов и основы для разработки технологии АП и перехода к ней для поддержки модернизации и готовности войск США в контексте Министерства обороны, вооруженных сил и военных управлений. Стратегия позволяет Аппарату министра обороны (OSD), вооруженным силам и соответствующим агентствам Министерства обороны осуществлять текущую или запланированную деятельность, сокращать избыточность, согласовывать возможности финансирования и повышать эффективность усилий по внедрению/производственным циклам AП.

Настоящая стратегия определяет пути преодоления оставшихся преград для перехода AП в область общепринятых технологий, таких как механическая обработка на станке и литье, чтобы использовать возможности этой технологии. Чтобы внедрить AП в Министерство обороны, необходимо выполнить пять основных требований: (1) быстрые и стандартизированные подходы к квалификации материалов и процессов и сертификации деталей АП, (2) новые бизнес-модели для заключения контрактов и получения цифровых технических данных AП, (3) логистическая модель для производства деталей AП на передовых производственных площадках, (4) стандартное содержание технических данных AП и (5) функционально совместимый безопасный цифровой поток AП для связи и управления данными.

 Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Рисунок 2: Напечатанный на 3D-принтере бетонный мост

Концепция использования аддитивного производства Министерства обороны

Аддитивное производство обеспечивает более гибкую, адаптируемую и согласованную базу оборонных поставок, чтобы обходить угрозы противника.

 

IV. Концепция

В будущем AП обеспечит более гибкую, адаптируемую и согласованную базу оборонных поставок, чтобы обходить угрозы противника. AП станет широко распространенной производственной технологией, используемой в Министерстве обороны и военно-промышленной базе. Оно получит широкое применение в отношении инновационных разработок, повышая поражающую способность и надежность боевых комплексов и войск. Новые технологии будут быстрее переходить от исследований и разработок к полевым возможностям для поддержки модернизации и технического обеспечения.  

Цифровой поток, экосистема взаимосвязанных систем, программного обеспечения и данных, ускорит использование AП за счет более эффективной связи информации и физических процессов. Применение передовых технологий, таких как моделирование и симуляция, искусственный интеллект и машинное обучение, улучшит разработку и производство более эффективных новых возможностей. Министерство обороны будет внедрять новые бизнес-модели для доступа и лицензирования прав на цифровые данные, чтобы с помощью AП снизить затраты и улучшить обслуживание средств обеспечения вооруженных сил.

Стандарты, спецификации и наборы данных будут доступны для быстрой квалификации оборудования и материалов AП, а также для сертификации деталей AП. Персонал будет обучен в соответствии с выполняемыми функциями. Военнослужащие будут уметь использовать AП для решения полевых задач. Военнослужащие инженерно-технического состава будут должным образом обучены проектированию в сфере AП. Производственные операторы будут сертифицированы для использования оборудования AП. Сотрудники отдела закупок и ведущие специалисты отрасли будут обучены тому, как правильно использовать AП для разработки, производства и технического обеспечения.

 

V. Краткое изложение целей

Чтобы осуществить данную концепцию, Министерство обороны обеспечит следующее:

1. Интеграция АП в сферы Министерства обороны и военно-промышленной базы

Министерство обороны будет интегрировать и продвигать использование аддитивного производства для модернизации боевых комплексов, повышения готовности материальной части и расширения возможностей войск за счет политики, руководств и планов реализации на уровне вооруженных сил или управлений.

2. Согласование деятельности АП между Министерством обороны и внешними партнерами

Министерство обороны будет продолжать сотрудничать и объединять заинтересованные стороны из сфер вооруженных сил, оборонной промышленности и научно-исследовательской деятельности, чтобы преодолеть преграды на пути внедрения AП и интегрировать AП в канал поставок посредством разнообразных площадок.

3. Развитие и продвижение гибкого применения AП

Министерство обороны модифицирует и внедрит политики АП в технические и бизнес-процессы, в том числе подходы к квалификации и сертификации, которые повышают гибкость и продвигают новые разработки в отношении оборудования, материалов и технологий АП.

4. Расширение уровня квалификации в области AП: обучение, получение практических навыков и обмен знаниями

Службы вооруженных сил будут обучать и готовить технические и производственно-хозяйственные трудовые ресурсы, необходимые для интеграции и использования AП.

5. Обеспечение безопасности технологического процесса AП

Министерство обороны выявит проблемы, рекомендует решения и реализует возможности цифрового потока, которые интегрируют процессы AП, защищают и контролируют системы AП, а также предоставляют доступ к достоверным цифровым данным AП.

 

VI. Цели и приоритетные направления

Цель 1: Интеграция АП в сферы Министерства обороны и военно-промышленной базы

Настоящая цель направлена на то, чтобы позволить Министерству реализовать преимущества и масштабное влияние AП на операции Министерства обороны и промышленный канал поставок от проектирования и закупок до технического обслуживания и оснащения. С этой целью Министерство разработает внутреннюю политику и расширит руководство по надлежащему использованию AП военно-промышленной базой. Министерство обороны будет способствовать обмену данными о сроке службы и производительности деталей AП с производителями оригинального оборудования, чтобы поддерживать анализ жизненного цикла для дальнейшего повышения надежности и улучшения технического обеспечения. 

1.1 Разработка политики и руководства, позволяющих максимально широко использовать AП на практике

Политику и руководство необходимо усовершенствовать с целью расширения внедрения AП в канал поставок. По мере развития данной производственной технологии политика и руководство должны обеспечивать гибкость, позволяющую не только в ближайшей перспективе внедрить АП, что обеспечит потребности в повышении боеготовности, но и в долгосрочной перспективе способствовать технической модернизации с целью улучшения систем. Выявление критических факторов боеготовности в боевых комплексах позволит Министерству обороны оценить краткосрочные возможности обеспечения этих потребностей посредством AП.

Политика и руководство должны быть сосредоточены на технических аспектах AП, а также на бизнес-практиках и стратегиях для решения таких задач, как интеллектуальная собственность и кибербезопасность, которые имеют первостепенное значение для применения данного цифрового производства. Политика будет касаться процесса закупок с целью обеспечения надлежащего учета необходимых прав на данные для поддержки обслуживания, анализа затрат и прочих соображений, вытекающих из соизмеряемых интересов промышленности и правительства. Общая политика Министерства будет служить всеобъемлющим руководством для продвижения AП. 

1.2 Пересмотр планов реализации AП на уровне вооруженных сил или управлений 

Вооруженные силы и соответствующие управления Министерства обороны официально разработают и обновят планы реализации для внедрения AП в свои соответствующие организации, а также улучшения и расширения каналов поставок. Вооруженные силы и соответствующие управления Министерства обороны уже приступили к разработке первоначальных схем и планов внедрения/производственных циклов AП, направленных на разработку и реализацию AП в своих организациях. В основе этих планов лежат следующие основные положения, общие для всего Министерства обороны: 

  • Повышение опыта за счет разработки руководств по квалификации и сертификации для обеспечения передовых возможностей АП применительно к вооруженным силам и способам обмена информацией между правительственной, промышленной и научно-исследовательской сферами.
  • Обеспечение повсеместного обмена идеями с целью содействия развитию инноваций и новых разработок и скорого достижения необходимых возможностей.
  • Предоставление руководства в экспедиционные части и пункты материально-технического обеспечения.
  • Развитие первоклассных трудовых ресурсов, в том числе исполнителей, проектировщиков, техников и специалистов по закупкам.
  • Определение руководства и политик интеграции бизнес-практик, логистики, моделирования стоимости и канала поставок.

 

1.3 Разработка контрольных показателей и параметров достижения целей

Министерство обороны будет использовать контрольные показатели для оценки реализации AП посредством цифровых инструментов (например, Обмен моделями совместного аддитивного производства (JAMMEX), Хранилище аддитивных деталей для тактической и боевой готовности (RAPTOR)). По мере развития технологии AП Министерство обороны будет корректировать текущий набор контрольных показателей с целью оценки AП в отношении готовности и затрат. Речь идет о таких показателях, как последовательность и точность производства изделий АП как маленьких, так и больших производственных партий. Параметры производительности (т. е. количество изготовленных деталей, тип и т. д.) и параметры эффективности (т. е. систематическое качество, повышение готовности системы и снижение затрат) будут согласованы и представлены в отчетах в единообразной форме в Министерстве обороны. Будет важно обеспечить поддержание контрольных показателей производительности и надежности системы на том же уровне при использовании AП.

 

ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ РУКОВОДСТВА

Руководство по закупкам AП: Министерство разрабатывает эффективные бизнес-практики и руководство по подрядным работам в отношении АП, в которых учитываются аспекты интеллектуальной собственности наряду с прочими правовыми и финансовыми обязательствами. Текущие традиционные или промышленные бизнес-модели максимизации прибыли, возможно, потребуется изменить для более повсеместных реализации и использования возможностей AП. За счет АП могут появиться потенциал и пути для материального стимулирования поставщиков, что также выгодно соотносится с интересами Министерства обороны в области снижения затрат и повышения производительности.

Для достижения этой цели Офис заместителя министра обороны по вопросам закупок и оснащения в сотрудничестве с военно-морскими силами и оборонной промышленностью разработал руководство по закупкам, в котором излагаются аспекты приобретения деталей AП и прав на данные.

 

1.4 Разработка и обмен новыми бизнес-моделями АП в отношении подряда и закупок

В то время как AП обеспечивает гибкость проектирования и скорость изготовления сложных компонентов, которые невозможно было производить ранее, в отношении внедрения AП существует множество важных аспектов, в том числе правовые подходы и стратегии в области подрядной деятельности. Разработчикам необходимы бизнес-модели и руководство по подрядным работам, чтобы, по необходимости, масштабировать и стимулировать использование деталей AП в боевых комплексах Министерства обороны.

Чтобы быть эффективными, руководства или инструкции должны охватывать все этапы цикла закупок от первоначального проектирования до материально-технического оснащения. В случае любых изменений в конструкции, например, от поставщиков, должен производиться надлежащий контроль конфигурации деталей АП в системе. Возникают вопросы и серьезные опасения, связанные с правами на интеллектуальную собственность, а именно, какие пути развития остаются открытыми в отношении воспроизведения по образцу деталей конечных изделий для ограниченного и кратковременного производства. Министерство обороны будет рассматривать доступ к техническим данным как часть процесса подрядной деятельности и вместо присвоения данных включать альтернативные бизнес-модели, такие как лицензирование. Рассматриваемые аспекты включают в себя сценарии традиционных правительственных закупок, устаревание деталей и недостаток материалов, усовершенствование конструкции, подрядную логистическую поддержку и печать по требованию для пунктов материально-технического обеспечения.

 

1.5 Применение надежных практик управления риском

Вооруженные силы в настоящее время используют подходы по снижению риска для решения проблем, связанных с готовностью, и обеспечения масштабирования технологических возможностей и внедрения технологии с помощью гибких инфраструктур. Практики управления риском должны учитывать последствия отказов в отношении специализированного процесса квалификации и сертификации с целью повышения скорости реализации AП, решения вопросов, связанных с внедрением технологии в конкретную военную службу, включая кибербезопасность и боевое применение. Подходы по снижению риска должны повсеместно учитывать применение некритичных деталей, используемых в таких сферах, как вспомогательное оборудование, транспортные средства, инструменты/принадлежности, а также некритичных компонентов/деталей, применяемых в боевых комплексах. По мере развития технологии более широкое использование AП, например, применение для целей создания металлоконструкций или строительства, будет достигнуто за счет усовершенствования материалов, процессов и процедуры оценки риска при использовании компонентов AП для конкретных областей применения. Министерство обороны будет продолжать использовать поэтапный подход для обеспечения надлежащего учета риска и последствий отказа при использовании AП с применением последовательных подходов. Министерство обороны также будет использовать передовые практики управления качеством деталей (контроль конфигурации и идентификация деталей) с целью защиты от подделки компонентов и обеспечения качества производства.

Цель 2: Согласование деятельности АП между Министерством обороны и внешними партнерами

Настоящая цель направлена на формальное согласование руководящих органов, ресурсов, руководств и процессов между Министерством обороны и прочими правительственными партнерами и промышленными секторами для достижения новых и усовершенствованных разработок, а также улучшения оснащения наших боевых комплексов. Оперативное развертывание технологий АП благодаря эффективным руководящим органам, политикам и ресурсам приведет к повышению поражающей способности, оперативности реагирования и результативности вооруженных сил Министерства обороны. Кроме того, AП включает в себя множество методов цифрового проектирования, которые также находятся в стадии разработки и по мере развития технологии требуют пристального внимания, чтобы задействовать их в полной мере. 

2.1 Сотрудничество военных служб в отношении материально-технического и ресурсного обеспечения

Объединенная рабочая группа по аддитивному производству (JAMWG) была создана в качестве площадки для обмена передовыми практиками, определения общих проблем и ключевых вопросов, связанных с дефицитом ресурсов, сотрудничества по совместным проектам и внесения на рассмотрение изменений в отношении политики или руководства. Такие площадки, как Обмен технологиями АП военно-морских сил (NAMTI), семинары АП, координируемые JAMWG, Конференция по обмену технологиями военно-воздушных сил (AFTIM) и Армейское сообщество специалистов-практиков, объединяют правительственных лидеров и представителей промышленного сектора для решения проблем, связанных с AП. Это еще и возможность корректировать задачи и уточнять общие интересы, а также благоприятным образом стимулировать коммуникацию и анализ технологических разработок в области AП. Опираясь на уже проделанную сообществом работу, JAMWG разработает план коммуникации и сотрудничества, чтобы позволить заинтересованным сторонам, задействованным в Министерстве, сосредоточиться на особо важных мероприятиях для совместной реализации данной стратегии и взаимодействия с внешними партнерами. 

СОВМЕСТНАЯ РАБОТА ПО ПРОИЗВОДСТВУ 

С признанием влияния производственного сектора на работу Министерства обороны в данный момент вводится официальная схема сотрудничества между различными министерствами обороны. Объединенный совет по оборонному производству (JDMC) позволит старшим руководителям Министерства обороны координировать ресурсы и обмениваться информацией, чтобы максимизировать выгоду от производства и сохранить стратегическое конкурентное преимущество Министерства обороны. JDMC согласует приоритеты модернизации и производственные усилия, чтобы повлиять на боеготовность Министерства в настоящий момент и на будущее национальной обороны. 

JDMC будет выполнять центральную координирующую роль для внутренних рабочих групп, таких как Объединенная рабочая группа по аддитивному производству, а также для внешних заинтересованных сторон, таких как отраслевые партнеры и Институты производственных инноваций Министерства обороны. 

2.2 Пересмотр совместных программ и согласование ресурсов

Министерство обороны будет продолжать разрабатывать и корректировать текущие программы AП для лучшей осведомленности различных военных служб в отношении планов реализации технологии и оценки ресурсов. В 2016 году была опубликована первая программа AП Министерства обороны с четырьмя приоритетными направлениями: проектирование, материалы, процесс и цепочка ценности[8]. Программа периодически обновляется, чтобы включить достижения в области технологии и текущую информацию из планов на уровне военных служб. Министерство обороны будет согласовывать внесение в программу информации о научных исследованиях и опытно-конструкторских разработках, закупках, логистике и инвестициях коммерческого сектора для восполнения недостающих сведений, чтобы достичь необходимых целей Министерства обороны в отношении AП и повысить эффективность усилий по внедрению данной технологии.

 

2.3 Сотрудничество с федеральным правительством и внешними заинтересованными сторонами

Министерство обороны стремится к укреплению партнерских отношений с федеральным правительством, работая с организациями, содействующими развитию АП. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), Министерство энергетики (DOE), Федеральное управление гражданской авиации (FAA), Министерство торговли (DOC) и прочие организации активно применяют программы и занимаются другой деятельностью, связанной с АП. Министерство обороны планирует внедрить в свою практику результаты их работы, и, по возможности, запустить совместные проекты и программы.

Министерству обороны необходимо наладить контакт с промышленностью, чтобы использовать новейшие данные, инструменты и опыт частного сектора экономики. Это позволит шире и эффективнее применять АП. Понимание потребностей отрасли при разработке политики и рекомендаций позволит получить более эффективные результаты. Министерство создало восемь государственно-частных партнерств, продемонстрированных на Рисунке 3. Деятельность Институтов производственных инноваций (MII) Министерства обороны сосредоточена на работе с ключевыми передовыми производственными технологиями. Институты производственных инноваций являются частью более крупной национальной сети и служат национальными центрами, объединяющими промышленность, науку и государственных партнеров для поддержания высокого уровня развития технологий и конкурентоспособности производства США. Министерство обороны будет инвестировать в данные институты на стратегическом и тактическом уровнях с целью развития АП и связанных с ним технологий, таких как цифровая инженерия.

Поскольку службы Министерства обороны продолжают умело внедрять технологии АП в свою работу, Министерство обороны также выиграет от сотрудничества с нашими союзниками и партнерами по Организации Североатлантического договора (НАТО). В будущем, в случае возможных конфликтов, коалиции будут иметь решающее значение для успеха Министерства обороны. Внедрение интегрированных технологий AП уже началось, и их эффективность была проверена и доказана в ходе двух недавних учений. В 2018 году в Польше проходили учения НАТО и стран-партнеров по отработке взаимосовместимости и проведению испытаний новых технических решений (CWIX). В ходе учений Корпусом морской пехотой США был применен беспилотный летательный аппарат (БПЛА). Он был напечатан в Норвегии, после чего совершил перелет в Польшу для участия в CWIX. Эта операция продемонстрировала возможность безопасной передачи данных между союзными странами. Во время учений НАТО «Единый трезубец» (Trident Juncture) в 2018 году, проводившихся в Норвегии, солдаты Корпуса морской пехоты США тренировались со своими норвежскими коллегами и провели обмен сотрудниками с Научно-исследовательским центром Министерства обороны Норвегии.

 Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Рисунок 3: Институты производственных инноваций Министерства обороны США, национальные центры исследований и разработок.

 

Результатами проведенных учений стали обмен полученным опытом и обсуждение инженерно-технических данных, а также демонстрация безопасной передачи файлов между странами. Крайне важно, чтобы мероприятия такого рода продолжались, поскольку они имеют решающее значение для укрепления нашего партнерства, что необходимо для более полного использования возможностей технологий AП.

Цель 3: Развитие и продвижение гибкого применения АП

Эта цель направлена на то, чтобы позволить Министерству обороны более чутко реагировать на потребности войск и поддерживать технологическое превосходство за счет более глубокого научного понимания, инновационного дизайна и применения АП. Кроме того, эта цель заключает в себя направленность на масштабирование внедрения АП в службах Министерства, а также на промышленном уровне. АП обеспечит уровень реагирования, который согласует американскую военную мощь с развивающейся промышленной базой, которая будет инновационной, смелой и гибкой. AП характеризуется быстрым созданием прототипов, что позволяет ускорять разработку необходимых элементов, внедрять инновации без промедления, реагируя на потребности, возникающие в ходе боевых действий и предоставляет передовые возможности для их ведения. Применение AП для создания инструментов, оборудования, приспособлений и вспомогательных средств является краткосрочным вариантом применения, которое поддерживает традиционное производство и техническое обслуживание. Министерство начинает понимать, какую помощь может оказать АП. Например, ВВС используют АП для поддержки программы C-5 Galaxy, как показано на Рисунке 4.

 Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Рисунок 4: Расширение областей применения АП в рамках программы C-5 Galaxy.

Номер в реестре службы по связям с общественностью: 78ABW-2020-0016(20-02391)

Отчет о реализации носителей дистрибьютором A: Разрешено для информирования общественности.

 

3.1 Разработка новых подходов к сертификации и квалификации и их применение в различных областях

В настоящее время AП хорошо подходит для изготовления мелкосерийных, снятых с производства деталей или деталей с длительным сроком поставки. Однако необходимость квалифицировать и сертифицировать детали, включая конструктивные компоненты и связанные с ними процессы, является проблемой и препятствием для более широкого использования и возможности масштабирования производства конечных деталей. Операции процесса аддитивного производства влияют на качество конечной детали, исходный материал и геометрию детали. Эти сопутствующие факторы могут усложнить квалификацию и сертификацию, потенциально увеличивая стоимость. Основанный на методе оценки рисков подход к квалификации и сертификации позволит надлежащим образом регулировать уровень эффективности и затрат для производства деталей и процессов с наибольшим риском (например, критически важных элементов безопасности). 

Исследователи изучают факторы, влияющие на производительность деталей, изготовленных при помощи технологии АП, чтобы разработать инструменты для ускорения квалификации. Министерство обороны будет использовать данные, полученные знания и передовой опыт, уже применяемые вооруженными силами и промышленностью, для квалификации и сертификации компонентов AП. Это поможет разработать общие определения и стандарты, которые в будущем позволят ускорить процессы, делающие изделия, произведенные по технологии АП, доступными.

Министерство разрабатывает критерии для определения факторов, позволяющих расширить возможности AП и применять эти технологии для производства изделий (например, линейки деталей), таких как элементы системы охлаждения авионики для C-17 Galaxy, как показано на Рисунке 5. Скорость и адаптивность АП будет определять масштабы и возможности применения АП в военной сфере.

 Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Рисунок 5: Линейка элементов системы охлаждения авионики C-17 Galaxy, одобренная для изготовления по технологии АП.

Номер в реестре службы по связям с общественностью: 88ABW-2018-1788

Отчет о реализации носителей дистрибьютором A: Разрешено для информирования общественности.

 

3.2 Передовые технологии как основа для проектирования

Гибкость AП требует разработки новых технологических подходов для ускорения процессов проектирования, квалификации и сертификации. В настоящее время вооруженными силами оцениваются инструменты моделирования и симуляции (M&S). Применение подобных инструментов необходимо для обеспечения уверенности в надежности и экономической эффективности конструкционных металлических деталей. На Рисунке 6 представлена краткая информация о программе Quality Made, выполняемой в настоящее время Управлением военно-морских исследований, которое поделится результатами этого исследования со всеми службами Министерства обороны. Это один из примеров обновленного подхода к квалификации, улучшенного за счет включения процессов моделирования и симуляции с элементами управления технологическими процессами и механизмами обратной связи. Министерство обороны продолжит исследования и разработки в этих важных областях, поскольку технология все еще находится на ранних стадиях внедрения.

Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Рисунок 6: Краткое описание программы ВМС США Quality Made, предназначенной для улучшения процессов квалификации и укрепления позиций АП посредством применения передовых технологий.

(Отчет о реализации носителей дистрибьютором A: Разрешено для информирования общественности; DCN 43-2411-17.)

3.3 Поддержка передового развертывания и применения AП на местах

Использование виртуальных сред, создание производственного «цифрового двойника» для улучшения производственных операций и ведения соответствующих баз данных в рамках модели предприятия, будет способствовать обеспечению применимости материалов в будущем. Крайне важно, чтобы вооруженные силы предоставляли своим подразделениям на земле и воде, а также командирам инструкции и возможность упрощенной сортировки запросов на детали, предоставляли информацию по согласованию деталей и обратную связь от инженеров, что требует расширенного анализа, а также сводили к минимуму риск, который подразделения передового развертывания принимают на себя при принятии решений о применении технологии 3D-печати. Этот процесс будет поддерживаться вооруженными силами, Министерством обороны и промышленностью посредством расширения цифрового потока для получения полных, надежно защищенных и достоверных данных для безопасного и эффективного применения АП.

Поскольку в вооруженных силах используются машины AП и соответствующее оборудование для последующей обработки, в дальнейшем будет необходимо уделить внимание состоянию оборудования, безопасности и стандартам оценки рисков, основанным на понимании технологии. Применение АП для производства сменных деталей с ограниченным сроком службы должно надлежащим образом регулироваться посредством надлежащих инструкций и обучения. При применении АП для нужд экспедиционных сил будут учитываться логистика материалов, машин и персонала. Эти стандарты будут включать в себя базы передового развертывания, расположенные как на земле, так и на воде. На Рисунке 7 продемонстрированы примеры технологий, применяющихся для экспедиционных войск США (см. изображения по часовой стрелке): мобильная мастерская X-Fab Корпуса морской пехоты, лаборатория АП на авианосце USS Stennis ВМС США и станция быстрого производства по технологии АП (R-FAB) на поле боя.

  Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Рисунок 7: Примеры возможностей применения АП Министерством обороны для экспедиционных войск и флота.

 

Цель 4: Расширение уровня квалификации в области AП: обучение, получение практических навыков и обмен знаниями

Данная цель направлена на развитие и поддержание компетенций в применении АП по всему спектру военно-промышленной базы, что является ключом к реализации ценностного предложения, которое делает возможным эта новая технология. Благодаря широкому диапазону областей применения АП и его сравнительно малой развитости в области производства деталей для конечного использования наборы навыков, необходимые для надлежащего определения всех материальных и технологических требований, а также требований к физической печати деталей, мало различаются.

Существуют общенациональные тенденции спроса на более квалифицированную рабочую силу в производственном секторе, поскольку продвинутые технологии становятся основой для промышленности. Министерство обороны разрабатывает генеральную стратегию, направленную на решение проблем с рабочей силой в производственной отрасли США, чтобы поддержать национальный оборонный сектор. Институты производственных инноваций (MII) Министерства обороны играют ключевую роль в обеспечении образования и практических навыков для нового поколения производственных работников, включая персонал Министерства обороны.

При этом Министерство столкнулось с рядом специфических проблем в области развития рабочей силы, требующих дополнительного рассмотрения. На традиционное принятие решений о производстве или приобретении снятых с производства деталей влияет использование АП и доступность достаточного объема внутренних знаний и возможностей. Высокий уровень доверия к АП и его технического развития повышает гибкость Министерства при принятии решений и укрепляет его позицию в переговорах.

На протяжении следующих 10 лет развитию и поддержанию компетенций АП потребуется повышенная поддержка, чтобы компенсировать пробелы в навыках, недостаток сертифицированных программ обучения и отсутствие консенсуса в отрасли в отношении производственных стандартов. Три ключевых основы для развития и поддержания квалификации в области АП: (1) изучение производственных процессов и наилучших практик; (2) практическое применение дисциплины производства деталей; и (3) обмен знаниями.

Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

4.1 Изучение производственных процессов и наилучших практик

Персоналу Министерства обороны требуется дополнительное техническое и нетехническое образование, чтобы поддерживать внутренние навыки применения АП. Для запуска АП требуется разработка наилучших практик для понимания коммерческих последствий малого размера партий и длительного подготовительного периода производства, построения модели затрат и проведения сравнительного анализа затрат и преимуществ, а также воздействия политики и практики работы с интеллектуальной собственностью. Хотя многие затруднения с подготовительным периодом проекта и доступностью материалов можно решить при помощи АП, значительная доля истинной ценности техники проявится вместе с адаптацией геометрии детали к возможностям процесса. Министерство обороны идентифицирует, установит и применит наилучшие практики в отношении проектирования для аддитивного производства (ПАП). 

 «Креативность и талант американских военных – наша несокрушимая сила, чью значимость нельзя недооценивать.»

Краткое изложение Стратегии национальной обороны 2018 г. 

Министерство должно прийти к консенсусу в отношении функциональных возможностей, чтобы знать на уровне предприятия, в чем заключается АП, и как им лучше всего воспользоваться, имея базовый уровень подготовки в области АП. План по привлечению профильных специалистов должен получить поддержку в виде инвестиций в поддержание и расширение технических знаний в области АП. Персоналу требуется сочетание формального обучения, производственной практики и квалификационных проверок до того, как он приступит к эксплуатации и применению оборудования и процессов АП с учетом своих ролей. Привлеченных профильных специалистов требуется удерживать посредством регулярного повышения квалификации и возможностей технического развития. Вооруженные силы и оборонные агентства будут согласовывать, разрабатывать и применять планы технической аккредитации и сертификации, связанные с существующими профессиональными ролями, которые можно будет перенести в промышленность и научную отрасль. Министерство обороны также включит обучение, связанное с АП, в существующие планы подготовки и развития персонала по закупкам. 

4.2 Практическое применение дисциплины производства деталей

Чтобы создать и поддерживать органичный базовый уровень функциональных возможностей, персонал должен постоянно демонстрировать, использовать и укреплять компетенции и навыки АП. Процесс обучения АП основан на искусстве создания. Программы ученичества с практическим обучением без отрыва от производства запускаются в масштабах всего Министерства обороны. Министерство намерено запустить партнерский проект с промышленностью для установления стандартов и наилучших практик обучения и сертификации инженеров и техников в области АП. Повышение квалификации и перепрофилирование являются важными аспектами в поддержании готовности рабочей силы. Ключевой элемент преодоления проблем и полномасштабного внедрения АП – это обеспечение наличия специалистов в любой ключевой области знаний.

Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Рисунок 8. Солдаты, использующие армейскую установку R-Fab для АП

 

4.3 Обмен знаниями

Ключом к ускоренному достижению профессиональной квалификации и поддержанию основной компетенции является оперативное доведение важной информации до лиц, ответственных за принятие решений, на всех уровнях, как за пределами, так и внутри Министерства обороны. Подразделения Министерства обороны будут делиться лучшими практиками и сделанными выводами в частном порядке, а также по мере необходимости с внешними партнерами. Аддитивные процессы в значительной степени задействуют цифровую инфраструктуру, которая дает доступ к большим объемам технологических и эксплуатационных данных.

Цифровое направление в рамках каждой службы играет ключевую роль в обеспечении контроля и управления конфигурацией для утвержденных данных АП. Взаимосвязь данных в масштабах Министерства обороны в целом может быть обеспечена посредством таких инструментов, как Обмен моделями совместного аддитивного производства (JAMMEX), который служит в качестве портала цифровых данных АП для операционных пользователей.

Ключевые области, на которых сконцентрируется обмен и поддержание актуальности данных АП:

  • Стандарты и руководящие указания. Министерство обороны продолжит поддерживать развитие отраслевых и военных стандартов, технических рабочих заданий или инструкций и иных практических руководящих указаний во всех службах, а также обмен ими, при этом поощряя их принятие и адаптацию по мере необходимости.
  • Управление цифровыми данными. Обмен данными и наличие общих стандартов сократит срок, необходимый для разработки и сертификации новых материалов и процессов. Руководящие указания по сохранению данных – еще один аспект общего управления цифровыми данными, который получит поддержку.
  • Поддержание связи с промышленностью и научной отраслью. Министерство обороны будет участвовать в обмене технической информацией, делиться сделанными выводами и информацией с внутренними и внешними заинтересованными сторонами, чтобы нарастить объем знаний. Данные по квалификации и сертификации являются одновременно и ключевым проблемным вопросом, и возможностью для сотрудничества. 

Цель 5. Обеспечение безопасности технологического процесса АП

Данная цель заключается в обеспечении кибербезопасности на протяжении всего технологического процесса АП, чтобы защитить цифровой поток, включающий создание и передачу данных, а также в защите производственных и испытательных процессов АП.

Чтобы реализовать ценностные характеристики АП, мы должны расширить военно-промышленную базу и включить в нее нетрадиционных поставщиков и операционных пользователей. По мере расширения производственной базы АП, нарастает и количество угроз кибербезопасности, включая потенциальную кражу данных, изменение данных и подделку оборудования, что может привести к низкому качеству производимых деталей.

В настоящее время большинство установок АП не связано в единую сеть именно по причине вышеупомянутых угроз кибербезопасности. Организации Министерства обороны ввели безопасные системы данных с контролируемым доступом, чтобы позволить утвержденным пользователям загружать, а затем выгружать данные в оборудование. Хотя этот процесс и компенсирует угрозу кибербезопасности, он отличается низкой скоростью и трудозатратностью.

Чтобы реализовать ценностные характеристики АП в рамках Министерства в целом и поддерживать безопасность, необходимо расширить инструменты, руководящие указания и стандарты таким образом, чтобы обеспечить: (1) контролируемый доступ и использование актуальных, авторитетных цифровых данных со стороны квалифицированного оборудования и персонала; (2) прямое и безопасное соединение АП-оборудования с сетью в рамках одобренных цифровых структур и протоколов; и (3) процессы обеспечения качества, начиная с исходного сырья и заканчивая валидацией готовых деталей. 

5.1 Защита, контроль и управление передачей данных и доступом к ним

Министерство обороны отлаживает существующие политики и протоколы кибербезопасности, чтобы разработать политику и руководящие указания по безопасной передаче данных АП на авторизованное оборудование и уполномоченному персоналу. Министерство намеревается организовать процессы валидации данных по деталям АП и использовать цифровых близнецов для валидации и предотвращения вмешательства, которые защитят цифровую цепочку поставки.

Министерство обороны воспользуется наилучшими практиками менеджмента данных и контролем конфигурации для технических данных АП. Руководящие указания для цифровых цепочек задач для подключенного оборудования АП будут учитывать потребность в незашифрованных данных после завершения печати, чтобы предотвратить утечку данных между сборками. Также будут предоставлены руководящие указания для отключенного оборудования АП, применимые к среде экспедиционных операций. Процесс АП вырабатывает большие массивы данных и применяет ряд разновидностей файлов в процессе проектирования и построения. Также будут разработаны наилучшие практики менеджмента и сохранения этого промежуточного вида данных, чтобы обеспечить надлежащее обращение с частными и секретными данными. 

5.2 Обеспечение прямого и безопасного сетевого подключения АП-оборудования

Министерство обороны отлаживает существующие структуры кибербезопасности, чтобы организовать безопасное подключение АП-оборудования к сети. Оно также введет наилучшие практики для ведения подрядной деятельности и сотрудничества с производителями, чтобы учитывать кибер-физические требования, применяемые к безопасности оборудования в процессах АП. Министерство обороны намеревается сотрудничать с промышленностью, чтобы идентифицировать и ввести наилучшие практики в рамках подходов к управлению рисками с позиций информационной безопасности (компьютеры, сети, ПО для управления цифровыми данными, цифровые близнецы и модели) и операционных технологий (аппаратное и программное обеспечение для управления физическими устройствами, оборудованием и событиями), чтобы повысить кибер-физическую безопасность АП.

Как только оборудование подключено, ключевую роль начинает играть поддержание конфигурации оборудования и обеспечение его пригодности для предусмотренного применения. Министерство обороны намеревается разработать руководящие указания по возможностям цифровых цепочек задач, чтобы валидировать квалификационные характеристики и конфигурацию оборудования АП для машин, объединенных в сеть. 

5.3 Применение практик обеспечения качества для валидации деталей

Компоненты АП уязвимы к изменениям, вносимым в конфигурацию оборудования, материалы и параметры технологического процесса. В рамках кибербезопасности следует учитывать и защиту технологических параметров в подключенном к сети оборудовании. Управление материалами и оборудованием является ключевым элементом обеспечения качества готовой детали. Процессы обеспечения качества (ОК) были разработаны подразделениями Министерства обороны и специально подобраны с учетом оценки рисков для детали. Данные ОК входят в состав цифровой цепочки задач АП и также должны быть защищены и находиться под надлежащим управлением. Министерство обороны намеревается отладить процессы для компонентов, чтобы разработать политику и руководящие указания для квалификации оборудования и материалов АП и менеджмента материалов. 

Быстрая оценка деталей, произведенных посредством АП, на соответствие техническим требованиям обязательна, чтобы подтвердить надежность проектирования, производства, кибер-физической безопасности и цехового производства и гарантировать качество. По мере разработки подходов к быстрой валидации оборудования и материалов, включая наилучшие цеховые практики, в рамках одной службы, к ним будет предоставлен общий доступ, и они будут приняты в масштабах всего Министерства.

 

Подходы к решению вопроса инспектирования и валидации деталей АП описаны ниже.

 

  • Стандартизация инспекционных и метрологических практик для АП. Диапазон сложных геометрий, инновационных материалов и уникальных микроструктур, создавать которые позволяет АП, может создать ряд проблем для традиционных подходов к неразрушающим испытаниям (НРИ). Инвестиции в стандартизацию и разработку валидации НРИ будут оставаться приоритетом для Министерства обороны с целью повышения уровня развития технологий в сфере испытаний в соответствии с потребностями АП.
  • Разработка технологий считывания данных на месте в рамках валидации безопасности деталей. Послойный процесс АП прекрасно пригоден для внесения исправлений и точного контроля. Функционирование оборудования АП можно отслеживать в реальном времени, а именно, считывать данные по месту проведения работ. Эта информация может быть загружена назад в систему управления оборудования, чтобы внести исправления (так называемый контроль по замкнутому циклу). Считывание данных и контроль могут помочь повысить уверенность в качестве и использоваться для верификации надлежащего производства. Министерство обороны продолжит вести исследования и разработки датчиков и систем управления, чтобы усовершенствовать контроль над процессами АП, и будет поддерживать переход этих технологий на коммерческую продукцию.
  • Предоставление данных и программного обеспечения в поддержку валидации. Менеджмент данных распространяется и на этапы обеспечения качества и валидации. Он играет ключевую роль в предоставлении инженерам по контролю качества правильных данных для оценки деталей, произведенных посредством АП. Министерство обороны намеревается идентифицировать возможности для партнерства в отрасли и инвестировать в оценку полезности информации в составе цифровой цепочки задач и пакетов технических данных с точки зрения валидации качества деталей, произведенных посредством АП.

 

VII. Ключевые дальнейшие действия

Аппарат министра обороны (OSD) и службы Министерства обороны намереваются совместно работать над ускорением принятия настоящей стратегии АП посредством ее применения. OSD будет поддерживать доработку планов осуществления на уровне индивидуальных служб Министерства обороны, скоординированных со стратегией аддитивного производства. На протяжении всего данного документа обсуждались надлежащие меры, и в числе ключевых дальнейших действий будут следующие:

1) Сотрудничество по совместным мероприятиям в области АП. OSD продолжит сотрудничество со службами и агентствами Министерства обороны через Объединенный совет по оборонному производству и Объединенную рабочую группу по аддитивному производству (JAMWG). Они обеспечат высочайший возможный уровень координации между службами, Министерством обороны, Оборонным логистическим агентством (DLA) и прочими организациями, делая упор на мероприятия, которые направлены на коллективное внедрение данной стратегии. JAMWG установит систему показателей, которую должны будут ввести службы и агентства Министерства обороны и отслеживать использование, управление и оценку АП.

2) Доработка планов осуществления, составленных Министерством обороны. Службы и агентства Министерства обороны при сотрудничестве с OSD будут по мере необходимости дорабатывать или создавать планы по осуществлению/планы кампаний и дорожные карты АП, чтобы скоординировать их с настоящей cтратегией АП.

3) Реализация программ и сотрудничество с промышленностью. OSD и службы и агентства Министерства обороны будут отвечать на операционные и коммерческие упущения, запуская пилотные программы. OSD и службы и агентства Министерства обороны будут сотрудничать с промышленностью и организациями по разработке стандартов с целью разработки и внедрения единых стандартов АП. Министерство обороны проведет оценку и обеспечит наличие достаточных ресурсов в поддержку этой деятельности.

4) Поддержание цифрового информационного потока АП. Министерство обороны введет политику, руководящие указания и обучающие инициативы по АП, чтобы превратить АП в общепринятую и понятную технологию производства. Министерство обороны будет вводить политику и руководящие указания по АП, чтобы обеспечить переход к полностью цифровому проектированию для нового оборудования. OSD и службы и агентства Министерства обороны будут оказывать поддержку программам исследований и разработок, чтобы интегрировать продвинутые технологии (например, искусственный интеллект, машинное обучение, мониторинг технологических процессов и др.) в цифровую цепочку задач АП и цифровую производственную среду. 

VIII. Заключение

Предполагаемые преимущества широкого принятия АП при поддержке настоящей стратегии включают (1) более смертоносные системы, работающие на базе инновационных конструкций; (2) повышенную готовность материально-технического обеспечения; и (3) войска с расширенными возможностями, которые будут решать проблемы в театре военных действий в реальном времени. Чтобы добиться этих преимуществ, вложения в АП должны быть произведены в рамках Министерства обороны в целом. Как и в случае любых новых технологий, для внедрения АП существуют препятствия. Старение технологии, уровень подготовки людей и доступность данных, материалов и оборудования влияют на возможность воспользоваться преимуществами новой технологии. 

Цели, идентифицированные в рамках настоящей стратегии, прокладывают путь, благодаря которому Министерство обороны сможет преодолеть эти препятствия и реализовать возможности АП для модернизации национальной обороны, а также повысить готовность материально-технического обеспечения. Для исполнения настоящей стратегии требуется сотрудничество множества заинтересованных лиц в рамках Министерства при содействии других государственных агентств, промышленности, науки и союзников США.

 

Приложение 1. Краткое содержание целей и основных направлений аддитивного производства  

Стратегия аддитивного производства Министерства обороны

Ссылки

Филдинг, Дженнифер (Fielding, Jennifer) и соавт. Программа аддитивного производства Министерства обороны, отчет 88ABW-2016-5841. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны, 20 ноября 2016 г. https://www.americamakes.us/wp-content/uploads/sites/2/2017/05/Final-Report-DoDRoadmapping-FINAL120216.pdf  

Администрация заместителя помощника министра обороны по проектированию систем (ODASD(SE)). Стратегия цифрового проектирования Министерства обороны. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны США, 2018 г. https://ac.cto.mil/wp-content/uploads/2019/06/2018-Digital-Engineering-Strategy_Approved_PrintVersion.pdf 

ISO/ASTM52900-15, Стандартная терминология аддитивного производства – Основные принципы – Терминология, ASTM International, Уэст Коншохокен, Пенсильвания, 2015 г. http://www.astm.org/cgi-bin/resolver.cgi?ISOASTM52900

Аппарат министра обороны. Краткое изложение Стратегии национальной обороны 2018 г. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны США, 2018 г. https://dod.defense.gov/Portals/1/Documents/pubs/2018-National-Defense-Strategy-Summary.pdf

Процесс осаждения материалов методом холодного напыления: Основные положения и области применения, Виктор Шампань (Victor Champagne), редактор. Кембридж, Соединенное Королевство, Woodhead Publishing, 2007 г. https://www.amazon.com/Cold-Spray-Materials-Deposition-Process/dp/1845691814    

  

Сокращения

Сокращение

Термин

3D

Трехмерный

AFTIM

Конференция по обмену технологиями военно-воздушных сил

АП

Аддитивное производство

ASTM International

Американское общество по испытанию материалов

CWIX

Учения НАТО и стран-партнеров по отработке взаимосовместимости и проведению испытаний новых технических решений

DED

Осаждение направленным энергетическим воздействием

DLA

Оборонное логистическое агентство

DMSMS

Сокращение производственных источников и нехватки сырья

DOC

Министерство торговли

МО

Министерство обороны

DOE

Министерство энергетики

FAA

Федеральное управление гражданской авиации

FDA

Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США

ICME

Интегрированная вычислительная проработка материальных потоков

JAMMEX

Обмен моделями совместного аддитивного производства

JAMWG

Объединенная рабочая группа по аддитивному производству

JDMC

Объединенный совет по оборонному производству

M&S

Моделирование и симуляция

MII

Институты производственных инноваций

NAMTI

Обмен технологиями аддитивного производства ВМС

NASA

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства

НATO

Организация Североатлантического договора

НРИ

Неразрушающие испытания

NDS

Стратегия национальной обороны

ODASD(SE)

Администрация заместителя помощника министра обороны по проектированию систем

OSD

Аппарат министра обороны

PBF

Спекание или плавление порошков на подложке

R-FAB

Быстрое производство (см. армия США и АП на поле боя)

RAPTOR

Хранилище аддитивных деталей для тактической и боевой готовности

БПЛА

Беспилотный летательный аппарат

 

 

[1] ISO/ASTM52900-15, Стандартная терминология аддитивного производства – Основные принципы – Терминология, ASTM International, Уэст Коншохокен, Пенсильвания, 2015 г. http://www.astm.org/cgi-bin/resolver.cgi?ISOASTM52900

[2] Администрация заместителя помощника министра обороны по проектированию систем (ODASD(SE)). Стратегия цифрового проектирования Министерства обороны. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны США, 2018 г. https://ac.cto.mil/wp-content/uploads/2019/06/2018-Digital-Engineering-Strategy_Approved_PrintVersion.pdf    

[3] Процесс осаждения материалов методом холодного напыления: Основные положения и области применения, Виктор Шампань, редактор. Кембридж, Соединенное Королевство, Woodhead Publishing, 2007 г. https://www.amazon.com/Cold-Spray-Materials-Deposition-Process/dp/1845691814  

[4] Аппарат министра обороны. Краткое изложение Стратегии национальной обороны 2018 г. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны США, 2018 г. С. 5. https://dod.defense.gov/Portals/1/Documents/pubs/2018-National-Defense-Strategy-Summary.pdf  

[5] Аппарат министра обороны. Краткое изложение Стратегии национальной обороны 2018 г. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны США, 2018 г. С. 11. https://dod.defense.gov/Portals/1/Documents/pubs/2018-National-Defense-Strategy-Summary.pdf 

[6] Аппарат министра обороны. Краткое изложение Стратегии национальной обороны 2018 г. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны США, 2018 г. С. 7. https://dod.defense.gov/Portals/1/Documents/pubs/2018-National-Defense-Strategy-Summary.pdf 

[7] Аппарат министра обороны. Краткое изложение Стратегии национальной обороны 2018 г. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны США, 2018 г. С. 8. https://dod.defense.gov/Portals/1/Documents/pubs/2018-National-Defense-Strategy-Summary.pdf 

[8] Филдинг, Дженнифер и соавт. Программа аддитивного производства Министерства обороны, отчет 88ABW-2016-5841. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны, 20 ноября 2016 г. https://www.americamakes.us/wp-content/uploads/sites/2/2017/05/Final-Report-DoDRoadmapping-FINAL120216.pdf

Поделиться

Заметили ошибку? Сообщите нам: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy andTerms of Service apply.