Концепция инновационных «Пэйнт-технологий» и ее практическая реализация

Начнем с небольшого экскурса в историю. После резкого падения промышленного производства в России, последующего дефолта 1998 г. и резкого удешевления рубля появилась возможность сделать нашу продукцию конкурентоспособной и занять достойное место на внутреннем, а возможно, и внешнем рынке. Примерно в это же время на совместном заседании Международной ассоциации производителей и потребителей лакокрасочных материалов и пигментов (МАПП), Российского химического общества им. Д.И.Менделеева и представителей Миннауки была предложена концепция «пэйнт-технологий», обобщающая наукоемкие технологии в производстве и применении лакокрасочных материалов (ЛКМ) и характеризующая научно-технический прогресс в области окраски различных поверхностей и создания защитных покрытий.
Были выделены наиболее характерные направления «пэйнт-технологий»:

  • экологически безопасные ЛКМ (водные, порошковые, с высоким сухим остатком, радиационного отверждения);
  • современные технологии антикоррозионной защиты металлоизделий, газо- и нефтепроводов, хранилищ;
  • гибкие блочно-модульные малоотходные схемы производства ЛКМ;
  • эффективные безотходные системы нанесения ЛКМ;
  • ЛКМ для покрытий со специальными свойствами (судостроение, авиационная промышленность, космос и др.).

«Пэйнт-технологии» имеют непосредственное отношение к так называемым «критическим технологиям федерального уровня». Они носят межотраслевой характер и обеспечивают решение технологических, социальных, экологических проблем в машиностроении, строительстве, на транспорте и во многих других областях реального сектора экономики. Значение «пэйнт-технологий» определяется возможностью их использования для решения ряда важных социально-экономических проблем.

Эти направления «пэйнт-технологий» дают возможность лакокрасочной отрасли России, где имеется хороший научно-технический задел, позволяющий развивать отрасль на высоком уровне, находиться в русле мировых тенденций. К сожалению, эти предложения были востребованы далеко не всеми предприятиями — членами МАПП из-за , на мой взгляд, субъективных причин, связанных со сменой руководства ассоциации и конкурентными разногласиями.

Однако некоторые из них, особенно имеющие научные подразделения, стали развивать свои производства именно в этом русле (НПФ «Пигмент», СПб; ЯрНИИ, Ярославль; НИИ ЛКП «Хотьково»). Разработанная нами концепция инновационного развития лакокрасочной отрасли совпала с внедрением Основ политики РФ в развитии науки и технологии на период до 2010 г. и на дальнейшую перспективу», подписанных Президентом РФ В.В. Путиным 30 марта 2002 г., где указывалось, что «…целью государственной политики в области развития науки и технологий является переход к инновационному пути развития страны на основе избранных приоритетов».

Эти приоритеты для нашей отрасли мы и определили как «пэйнт-технологии», и надо сказать, что за 15 лет они не потеряли своей актуальности, хотя в направлении «ЛКМ для покрытий со специальными свойствами» добавились наноматериалы, а в направлении «экологически безопасные ЛКМ» — энергоресурсосберегающие. Особенно актуальными «пэйнт-технологии» оказались при развитии НПО «Лакокраспокрытие», (ранее НИИ ЛКП С ОМЗ «Виктория») который с 2005 г. приступил к модернизации своих производств и структуры по инновационному пути развития, хотя понятия «инновация» и «инновационная деятельность» были определены только в 2005 г. в соглашении ЕС в Осло, а российские определения появились только в 2011 г. (254-ФЗ). В соответствии с ними инновация — это введенный в употребление новый или значительно улучшенный продукт (товар, услуга) или процесс, новый метод продаж или новый организационный метод в деловой практике, организации рабочих мест или во внешних связях.

cbc702d9904943cc6419b1c6a3686dd8.png

Действительно, при развитии предприятия по инновационному пути пришлось не только заниматься новыми или улучшенными продуктами, значительно увеличив ассортимент, но и менять систему продаж, организационную структуру и систему мотивации персонала (все эти направления были описаны в трудах НИИ ЛКП с 2007 по 2013 г.). Рост доходов позволил инвестировать средства в модернизацию всего научно-производственного комплекса фирмы.

Надо сказать, что к этому времени в литературе были описаны несколько моделей инновационного процесса. Первым структуризацию эволюционного развития инновационных моделей предложил Рой Росвелл*1. Классификация Росвелла, основанная на анализе инновационного развития 1950–1990-х гг., состоит из пяти моделей:

  • модель «технологический толчок» (technology push) (G1);
  • модель «рыночное притяжение» (market pull) (G2);
  • сопряженная инновационная модель (G3);
  • интегрированная инновационная модель (G4);
  • инновационная модель стратегических систем и сетей (G5).

В настоящее время ученые говорят о шестой модели — об инновационной модели информационных технологий (G6).

При модернизации производства и переходе к инновационному пути развития НИИ ЛКП в отдельных направлениях использовал эти модели, но наиболее целесообразными, как подтвердилось в практической деятельности, оказались модели G3 и G4.

Сопряженная инновационная модель, она же «coupling of R&D and marketing» или «feedback model», была разработана в 1970-х гг. (рис. 1). Эта модель сочетает в себе модели G1 и G2. Она учитывает весь спектр НИОКР, а также потребности и возможности рынка. Особенности модели заключаются в том, что в ней помимо линейности процесса есть обратные связи и сетевые взаимодействия. В 1980-х гг., после пережитого экономического кризиса в экономике развитых стран произошел подъем рынка, необходимо было и далее развивать эти инновационные модели.

Появилась японская интегрированная инновационная модель G4, в которой акцент был сделан на параллельную деятельность интегрированных групп, а наибольшее внимание уделялось объединению исследований и тесному сотрудничеству с покупателем. Наиболее выгодной и эффективной является та разработка, в процессе которой идет тесное сотрудничество между различными подразделения производства: исследовательскими центрами, техническими, маркетинговыми и финансовыми.

Покупатель заранее уведомляет о своих взглядах, отношении и пожеланиях, чтобы производители могли учитывать их при разработке, реализации и сбыте продукта. На рис. 2 представлен процесс разработки нового продукта в компании Nissan (пример интегрированного инновационного процесса G4).

Тесное взаимодействие научного и маркетингового подразделений позволяет формулировать перспективы развития рынка и обеспечить научно-технические разработки в соответствии с этими тенденциями. Причем общее направление было сформулировано именно в концепции «пэйнт-технологий». Использование этих моделей в развитии инновационного предприятия потребовало не только четко сформулировать миссию предприятия, но и изменить всю систему взаимодействия подразделения НИИ ЛКП, перейдя от дивизионной структуры управления к матричной. В соответствии с понятиями «инновации» и «пэйнт-технологии» была сформулирована миссия предприятия, причем акцент был сделан на диверсификацию продукции и создание комплексной фирмы, осуществляющей разработку и выпуск продукции от заявки заказчика через коммерческое предложение вариантов до промышленной реализации. Кроме того, была разработана система мотивации персонала, его карьерного роста с возможностью подготовки кадров, а также повышения их квалификации. Это было сделано в тесном сотрудничестве с РХТУ им. Д.И. Менделеева (открытие кафедры «Управление технологическими инновациями» в 2007 г., а затем организация кафедры «Инновационных материалов и защиты от коррозии», их филиалы были открыты в НПО «Лакокраспокрытие») и Ивановским химико-технологическим институтом. Их выпускники успешно работают в Хотьково, причем, учитывая мотивацию молодых специалистов, их обеспечили не только интересной работой и достойной зарплатой, но и жильем (сначала съемным, служебным, а затем и собственным). Такой комплексный подход позволил достичь определенного успеха как в научной, так и в производственной деятельности: в 2009 г. предприятие было признано лучшей научной инновационной организацией Московской области.

Эта статья не является рекламной, но о некоторых разработках, соответствующих концепции инновационных «пэйнт-технологий» необходимо рассказать подробнее, а некоторые из них подробно описаны в трудах НИИ ЛКП с 2007 по 2013 гг.

Основная деятельность НИИ ЛКП в последние годы была направлена на разработку современного прогрессивного ассортимента ЛКМ промышленного назначения, обладающих высокими защитно-декоративными и другими специальными свойствами, эффективных средств подготовки поверхности перед окрашиванием, освоение новых и совершенствование существующих технологических процессов окрашивания. Большое внимание было уделено разработке и проектированию современного оборудования и автоматических окрасочных линий для применения ЛКМ. Следует заметить, что явным конкурентным преимуществом НПО «Лакокраспокрытие» являются разработки в области подготовки поверхностей.

Эта важная стадия технологического процесса окрашивания. Плохо подготовленная поверхность может свести на нет преимущества самых хороших ЛКМ. Разработка составов и технологических процессов подготовки поверхности ведется в направлении уменьшения удельного расхода состава, энергосбережения, повышения экологической безопасности технологических процессов. Разработка моющих составов направлена на повышение моющей способности и возможности формирования качественного фосфатного слоя. В результате был создан целый ряд композиций для обезжиривания различных металлов и их сочетаний методами окунания и/или распыления: КМ-17, КМ-18 М, КМ-19, КМ-22, КМ-25, КМ-26, КМ-28 и ХОС, а также кислый обезжиривающий состав КОС-6, предназначенный для обработки зажиренных поверхностей с целью удаления избыточных загрязнений и раскисления поверхности черных металлов перед горячим щелочным обезжириванием с последующим фосфатированием. Разработан ряд эффективных фосфатирующих составов, в том числе КФ-17, КФ-18 и КФ-19, обеспечивающих формирование качественного лакокрасочного покрытия (ЛКП).

Повышению износостойкости трущихся деталей способствуют концентраты для марганцевого фосфатирования КПФ-2 М и КПФ-3. В частности, они используются при производстве компрессоров к холодильникам. Производство активирующих, обезжиривающих и фосфатирующих составов освоено на ООО «Экохим» (г. Тольятти) и ЗАО «Экохиммаш» (г. Буй). Одно из новых направлений в области подготовки поверхности (при участии РХТУ им. Д.И. Менделеева) — создание новых конверсионных наноструктурированных покрытий на основе кремнийорганических соединений типа оксисиланов. В процессе подготовки поверхности с использованием оксисиланов не используются тяжелые металлы, фосфаты и нитриты, не образуется шлам, количество стадий сокращено, что уменьшает токсичность стоков, расходы на их обезвреживание и улучшает экологичность процесса. Процесс работает при комнатной температуре, он применим для любых типов металлических поверхностей. Разработаны экологически безопасные нанокомпозиции «Силанокс-1» и «Силанокс-2» для обработки металлов перед окрашиванием. Композиция формирует на поверхности наноструктурированное покрытие на основе кремнийорганики, по защитным свойствам не уступающее высокотоксичным хроматам и фосфатам. Это разработка также вписывается в направление «экологические и энергосберегающие материалы» — их применение вдвое улучшает экономику процесса. Разработаны также малоотходные технологические процессы с регенерацией рабочих растворов и утилизацией сточных вод с агрегатов подготовки поверхности. Результаты работ внедрены на ОАО «ГАЗ» (г. Нижний Новгород), ОАО «Павловский автобус», ЗАО «Группа компании ВАЗ-ИнтерСервис-Снаб» (г. Тольятти), НИЦЛ (г. Шатура), Тверской вагоностроительный завод, ОАО «Автоваз» (г. Тольятти), ОАО «Белагромаш-сервис», ОАО «Туймазинский завод автобетоновозов».

918b0668aa4244261001589fc807fa34.png

Что касается гибких схем производства ЛКМ, на своем дочернем предприятии СВК совместно с бельгийской фирмой «Сусмайер» мы выпускали диспергирующее оборудование, которое по качеству соответствует европейскому уровню, а по цене, естественно, имеет значительное преимущество. Мы оснастили этим оборудованием и свои цеха для производства ЛКМ. Ныне это направление стало менее актуально, так же как изготовление реакторов синтеза с индукционным обогревом. НИИ ЛКП является держателем патентов на системы индукционного обогрева и постоянно улучшает их качество (об этом также писалось в отечественных и зарубежных изданиях).

75f9417b5811c56870e2cabcfbc357c8.png

Основное направление предприятия — создание технологий и оборудования для нанесения ЛКП (рис. 3–5). Комплексный подход к созданию окрасочного производства позволяет разрабатывать линии нанесения жидких и порошковых ЛКМ различного назначения. НИИ ЛКП конструирует и предлагает различное технологическое оборудование для типовых и оригинальных технологических процессов. В зависимости от проектной технологии линии окрашивания могут включать разное оборудование: агрегаты химической подготовки поверхности (АХПП) различной конструкции, камеры нанесения жидких ЛКМ пневматическим, безвоздушным или электростатическим методами распыления с комплексами оборудования нанесения, оборудование для нанесения ЛКП, сушильные камеры, туннели для стекания излишков ЛКМ и охлаждения, транспортные системы в различном исполнении.

В АХПП применяются передовые экологически чистые бессточные малоотходные процессы обезжиривания, фосфатирования, хроматирования, пассивации с правильно подобранными технологиями, использованием современных химических средств и специального оборудования при минимальном расходе воды и химикатов.

Для обезжиривания крупногабаритных металлических изделий разработаны АХПП, работающие по методу пароструйного обезжиривания с одновременным аморфным фосфатированием. Использование пароструйной установки позволяет подготовить поверхность к окрашиванию в одну стадию.

Линии окрашивания комплектуются дополнительным оборудованием, обеспечивающим высокое качество технологического процесса и выполнение требований законодательных актов. Сюда относятся станции очистки сточных вод, оборудование подачи и обработки воздуха, включая кондиционирование, установки производства деминерализированной воды, участки подготовки химикатов, а также комплексные системы управления и регулирования. В последние годы разработаны и внедрены линии окрашивания окунанием деталей автомобилей на ЗАО «Группа компаний ВАЗ-ИнтерСервис-Снаб» (г. Тольятти), окрашивания водно-дисперсионными ЛКМ деталей лифтов на предприятии ООО «Сиблифт» (г. Омск), железнодорожных колес на ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» (г. Нижний Тагил), деталей автомобилей на ООО «Туймазинский завод автобетоновозов» (г. Туймазы), порошкового окрашивания на ООО «Белагромашсервис», деталей экскаваторов на ООО «Эксмаш» (г. Тверь) и на других предприятиях; всего разработано, изготовлено и внедрено более 50 новых окрасочных линий.

НПО «Лакокраспокрытие» поставляет широкий ассортимент окрасочной техники для комплектования окрасочных постов и линий окрашивания: пневматические краскораспылители автоматические КА-20 и КА-20 HVLP, пневматические распылители ручные КРП-31 (HVLP), КРП-41, КРП-42 как с верхним красконаливным стаканом, так и с подачей ЛКМ от красконагнетательного бака, мешалки-насосы НПМ-7 и НПМ-9, красконагнетательные баки различной емкости.

Фирма разрабатывает и производит оборудование безвоздушного распыления ЛКМ. Заказчикам широко известна установка «Радуга-063». Применение установок безвоздушного распыления позволяет снизить потери распыляемого материала на туманообразование, уменьшить расход растворителей в связи с возможностью распыления более вязких материалов, снизить мощность вентиляции (приходится удалять только пары растворителей), уменьшить в ряде случаев трудоемкость окрасочных работ (за счет возможности нанесения утолщенных покрытий), улучшить санитарно-гигиенические условия работы. В настоящее время поставляются установки безвоздушного распыления «Радуга-4» для ЛКМ с низкой и средней рабочей вязкостью и «Радуга-12» со средней и высокой вязкостью.

Для комплектации установок безвоздушного распыления предлагаются краскораспылители КРБ-1 и шланги высокого давления ШВД-200. Специалисты предприятия выполняют работы по созданию новых производств по окрашиванию изделий порошковыми красками, а также занимаются реконструкцией и переоборудованием имеющихся цехов.

Особо стоит отметить автоматизированный комплекс для окраски контейнеров с радиоактивными отходами. Поскольку он предполагает отсутствие персонала на линии окраски из-за радиации, мы разработали блок автоматического дистанционного управления с программным обеспечением и элементами робототехники. Комплекс установлен и запущен на Воронежской АЭС.

Одно из новых направлений деятельности НПО «Лакокраспокрытие» — разработка проектной документации на сооружение и реконструкцию взрывопожароопасных производств и комплексных технологических объектов, на отдельные технологические установки и процессы: окрасочные производства для различных отраслей промышленности, производства ЛКМ, органических смол и лаков.

Конструктивные и объемно-планировочные решения разрабатываются с использованием лицензионного программного продукта комании РТС Pro/INGINEER Wildfi re 4.0. Сегодня Pro/INGINEER является общепризнанным стандартом трехмерного моделирования и лидером по функциональности и производительности среди CAD/CAM/CAE-систем верхнего уровня. Он позволяет проектировать объекты в минимальные сроки с максимальным качеством. При разработке мероприятий по охране окружающей среды проводятся расчеты загрязнений атмосферы от производства ЛКМ и окрасочных работ с использованием расчетных программ серии «Эколог» фирмы «Интеграл».

В 2007 г. совместно с ФГУП «Тагилтрансмашпроект» и чешской компанией АО «GALATEK a.s» мы разработали рабочий проект на окрасочное производство грузовых вагонов ФГУП «ПО Уралвагонзавод». 9 июня 2010 г. в Нижнем Тагиле состоялся запуск этой линии. Новая окрасочная линия является самой крупной в мире и позволяет окрашивать до 16 тысяч различных модификаций грузовых вагонов в год. Все смонтированное оборудование соответствует требованиям отечественных и зарубежных стандартов безопасности. Максимальная автоматизация и механизация трудоемких процессов, система очистки воздуха создают самые благоприятные условия труда работающих. С учетом экологической обстановки в таком металлургическом районе, как Нижний Тагил, была спроектирована система очистки выбрасываемого в атмосферу загрязненного воздуха. Именно на основе расчетов, выполненных нашими специалистами, была подобрана оптимальная система вентиляции окрасочных камер и установка очистки удаляемого из окрасочно-сушильных установок воздуха, загрязненного парами растворителя. Линия укомплектована установкой, работающей по принципу реверсивного улавливания органических веществ в ротационных адсорберах с последующей десорбцией горячим воздухом и термическим дожиганием. В настоящее время это самое современное очистное сооружение, обеспечивающее снижение концентрации загрязняющих веществ до предельно допустимых значений.

9c20947c9050aaa27eb253f46690106b.png

Особо надо отметить разработку ассортимента энергосберегающих ЛКМ для защиты и декоративной окраски изделий в промышленном производстве. Ранее это направление было не характерно для предприятия, и производство было создано практически заново. До 2005 г. выпускалось порядка 200 т, в основ- ном эпоксидных, материалов, а ныне за счет оснащения новым оборудованием, частично изготовленным самостоятельно, мощность производства возросла до 2–3 тыс. т в год. Причем ассортимент разрабатывался в следующих направлениях:

  • создание быстросохнущих ЛКМ с хорошими защитно-декоративными свойствами;
  • разработка универсальных композиций, не требующих тщательной очистки поверхности от продуктов коррозии перед их нанесением, так как они сочетают в себе одновременно три функции: преобразователя ржавчины, грунтовочного и покрывного материала;
  • разработка экологически безопасных водно-дисперсионных ЛКМ, в том числе для окрашивания металлических поверхностей.

Эти направления соответствуют изложенным в концепции пэйнт-технологий еще 15 лет назад, естественно согласуясь с требованиями сегодняшнего рынка и тенденциями его развития.

В НПО «Лакокраспокрытие» разработан ряд хорошо зарекомендовавших себя ЛКМ:

  • Универсальные грунт-эмалевые композиции и грунтовки, модификаторы и преобразователи ржавчины, не требующие тщательной очистки от продуктов коррозии перед их нанесением и сочетающие одновременно три функции: преобразователя ржавчины, грунтовочного и покрывного материала. Это материалы на эпоксидной, уретановой и алкидно-уретановой основах (табл. 1).
  • Уретановые и алкидно-уретановые ЛКМ, образующие покрытия с высокими декоративными и защитными свойствами для долговременной и надежной защиты наружных поверхностей нефте-бензиновых цистерн, хранилищ, резервуаров, нефтепромыслового оборудования, железнодорожного подвижного состава, минераловозов, платформ, эстакад, судов, транспортных средств и других конструкций. Полиуретановые покрытия обладают отличными декоративными и физико-механическими свойствами, обеспечивают идеальный баланс между твердостью и эластичностью и сочетают исключительную стойкость к растворителям, маслам и моющим средствам (табл. 2).
  • ЛКМ специального назначения на основе эпоксидных, кремний-органических и хлорсульфированных пленкообразователей, обеспечивающих химстойкость покрытий и длительную защиту изделий, эксплуатирующихся в агрессивных средах (табл. 3).
  • Экологически безопасные водно-дисперсионные ЛКМ для окрашивания черных и цветных металлов (табл. 4).

83fcb55bc7811bb80ddaadc9d8714120.png

Надо еще выделить разработку транспарентного антикоррозионного водного нанолака для окраски труб, обладающего высокими защитными свойствами, включая возможность применения в морском климате, который был разработан и изготовлен по заявке наших чешских партнеров из Остравского региона Чехии, прошедшего испытания в Остравском техническом университете и на предприятии (была поставлена опытно-промышленная партия 500 кг).

Еще одна инновационная разработка в разделе материалов специального назначения — противообрастающее нетоксичное покрытие с нанодобавками для подводной части морских судов — получила положительный отзыв научных подразделений ВМФ (разработка выполнялась Минобрнауки РФ).

Конечно, качество продукции невозможно обеспечить без лаборатории испытаний лакокрасочных материалов и покрытий. В ОАО «НИИ ЛКП с ОМЗ «Виктория» работает аккредитованная испытательная лаборатория «ЛКП-Хотьково-Тест». Лаборатория осуществляет все виды испытаний ЛКМ и ЛКП, в том числе для целей сертификации.

Лаборатория проводит тестирование ЛКМ и ЛКП по показателям качества, ускоренные климатические испытания ЛКП, испытания по воздействию на покрытия нефтепродуктов, сертификационные испытания ЛКМ на соответствие требованиям по безопасности.

Надежность и достоверность результатов испытаний гарантируется высоким профессиональным уровнем специалистов. Сертификат соответствия, выданный органом по сертификации на основании протокола испытаний, проведенных нашей лабораторией, поможет успешно реализовать свою продукцию на российском рынке!

Для успешного продвижения выпускаемой продукции на рынок в 2008 г. на базе отдела сбыта был образован Торговый дом (ТД ЛКП) «Лакокраспокрытие». Система менеджмента качества сертифицирована на соответствие международному стандарту ИСО 9001:2008.

Совместно с Московским химическим обществом им. Д.И. Менделеева мы регулярно проводим семинары для технологов окрасочных производств, приезжающих со всех концов России. Наши специалисты могут ответить на любые вопросы потребителей по применению ЛКМ, техники и технологии окрашивания, ознакомить их с инновациями в этой области.

9a32cbb58d96dba7838fc895eb4fcdaa.png

Однако все рассуждения об инновациях голословны, если они не подкреплены экономическими результатами. На рис. 3 приведен рост объемов реализиции и размера заработной платы в последние годы. За начало отсчета (100%) принят 2002 г., когда на предприятие пришел новый менеджмент. А с 2005 г. началась плановая модернизация фирмы по всем основным направлениям в соответствии с концепцией «пэйнт-технологий» и понятием «инновации». Замедление развития во время пиков кризиса соответствует теории цикличности, а быстрая реализация мероприятий по структурной реорганизации фирмы и технической модернизации производств позволили безболезненно выйти из сложившейся ситуации. Сегодня, как видно из графика, оборот увеличился более чем в 14 раз при значительном росте заработной платы, но и производительность труда выросла более чем в 20 раз — до 5 млн рублей в год на человека.

Основной вывод, который можно сделать из данного материала, — при развитии фирмы наиболее перспективной моделью является инновационная модель. Анализ путей развития мирового рынка создания ЛКМ и покрытий позволил выработать концепцию инновационных «пэйнт-технологий», что помогло не только удержать НПО «Лакокраспокрытие» на плаву, но и резко, в короткие сроки, улучшить его экономические и социальные показатели.


Ссылка на источник: Концепция инновационных "пэйнт-технологий" и ее практическая реализация / В. В. Меньшиков, В. А. Рыбкин // Лакокрасочные материалы и их применение. - 2016. - № 5. - С. 49-55

Вернуться в список