Наша космическая промышленность. Взгляд на проблемы рядового разработчика
Я работал в нашей космической промышленности достаточно долго (1983–1995, 2008–2012 годы). Когда читаешь статьи о наших неудачах, в них часто не видны основные действующие механизмы создания проблем.
Итак, я хотел бы начать это рассмотрение с принципа «фактической негативной селекции». Кому интересно — прошу под кат (много букв и никаких картинок).
Фактическая Негативная селекция
Где-то в далекие 60-е годы создавалась куча всяких КБ, НИИ, и среди них одно создавалось в Пензе как филиал НИИ Измерительной Техники (Подлипки Дачные, сейчас это Королев).
Цель была достаточно простая: НИИ ИТ был перегружен широтой космической тематикой и они хотели кому-то передать на сопровождение и продолжение часть своих проектов. Короче и по-русски говоря, требовались «мальчики на подхвате». Незадолго до этого в Пензе был создан местный политехнический институт. Очень удачно и к этому времени были подготовлены первые выпуски их «специалистов», о которых можно сказать стереотипами из анекдотов — «может держать свечку» и работать «мальчиком на подхвате». Для них все было чудесно — эти «мальчики» были первыми на этой чудесной поляне… И они оценили прелесть этой ситуации… В середине 60-х из них был выдвинут молодой директор, а на ключевые должности вокруг него назначены друзья из его «призыва». И как это бывает часто у посредственных людей — они были болезненно самолюбивы и хорошо понимали свои шкурные личные и групповые интересы.
Где-то в 1967–68 году молодой директор делает «зачистку» верха от умников — своих потенциальных конкурентов. Все это было сделано очень гуманно. Они были выдавлены в местный политех, и там же им помогли и с финансированием и созданием новой кафедры…
Понятно, что для устойчивости такого «НИИ» было принципиально важно, чтобы кто-то очень грамотный делал начальную проработку проектов, выполнял создание неких макетных образцов и демонстрировал технику тестирования и отладки. На начальном этапе в этом плане важную роль сыграли передача проектов, идей и патронаж со стороны НИИИТ-а.
В дальнейшем большинство теоретических проработок проектов, начальное макетирование, подготовка обзоров и рекомендаций стало делаться силами кафедр ВУЗ-ов. В то время кафедры ВУЗ-ов выделялись как «островки» некоей свободы, в том числе и в плане самореализации. Очень интересные начальные разработки были предложены аспирантами и преподавателями ЛЭТИ, работы велись с Бауманкой, ХАИ (Украина).
Эта схема безусловно работала, но надо понимать какая тут была заложена потенциальная «бомба». Однако вернемся к основному тезису.
И в конце 80-х я услышал фразу о моем начальнике-начлабе, очень талантливом человеке, достигшем наиболее выдающихся результатов в области датчиковой электроники для космических приложений:
»… он очень грамотный, талантливый, очень порядочный, что здесь необычно, и не входит не в одну клановую тусовку… Ну и… здесь с такими качествами его выше начальника лаборатории не пустят…». Этому человеку я благодарен, что он по крайней мере в рамках свое лаборатории смог создать творческую атмосферу и ориентацию на здравый смысл.
Когда в начале 2000-х он заикнулся о необходимости большей адекватности предприятия современным реалиям, ему тут же дали пинка с предприятия.
Принцип несколько специфической оценки результатов труда работал и ниже уровня начальника лаборатории (начальника сектора).
Я начинал свою трудовую деятельность конструктором, занимавшимся общей компоновкой плазменно-ионных двигателей в ОКБ Факел.
Свой первый и единственный там проект я делал через пол-года после окончания Бауманки. Это был двигательный блок 17Б14 сверх-тяжелого коммуникационного спутника «Эстафета». Фактически мне пришлось полностью переделывать весь проект за Ведущим инженером. Сделал я его достаточно неплохо. Проект тихо и спокойно жил своей жизнью в цеху.
А моему одногруппнику, вместе с которым я оказался в ОКБ Факел, дали на сопровождение уже готовый проект. Для проекта двигательного блока спутника — морского разведчика — это были уже третьи руки. И там — неувязки, постоянные совещания у начальства и траходром везде, где только можно.
Когда я встретил этого одногруппника на 25-летии выпуска, он мне сказал:
»… А ты знаешь, а меня уже в 90-ые представили к званию Заслуженный Машиностроитель Российской Федерации…»
В новые же времена этот принцип никуда не делся, а только приобрел немного другие оттенки.
Иерархическая пирамида и система регламентации
Анекдотическим моментом мест, где я работал, были — потрясающего размера иерархическая пирамида и… отсутствие адекватного управления.
Сначала давайте посмотрим на эту пирамиду.
Понятно, что в ее основании находиться простая публика, напрямую вовлеченная в низовые работы. Это речь идет о простых инженерах, проектировщиках со всякими степенями, ведущих о и начальниках групп. Это — так называемые Исполнители. Начальник лаборатории (сектора) — это уже следующая ступень — он тратит значительную часть своего рабочего времени на то, что ходит на всякие совещания.
Ближайшие к Начальнику лаборатории начальники — это Начальник отдела и его замы…
Когда они все в своем кругу насовещались — они могут уже идти совещаться к Начальникам Отделений и их замам.
Следующий уровень совещаний — это Зам. Директора (Главного) по научной (проектной) работе.
Ну и наконец, директор (Главный Конструктор).
Вот я вернулся в 2008 году в НИИФИ. Генеральный Директор — это Главный Конструктор, Доктор Технических наук, Заслуженный Машиностроитель Российской Федерации (каюсь, я не помню всего этого длинного списка, но в официальных бумагах было категорически запрещено что-либо сокращать).
И тут возникает очень большая проблема.
Этот человек — «первого призыва» и он долгое время был Замом Директора по научной и конструкторской работе. Его назначили на этот ключевой пост с конкретной целью:
- директор не должен выглядеть никчемностью на его фоне,
- реальная жизнь может создавать порой достаточно мощные импульсы, и в верху иерархической пирамиды необходим слой, в котором происходит безопасная диссипация энергии таких импульсов (слой типа ваты или пластилина).
Мне запомнился мой первый проект в электронике (НИИФИ, 1988).
Это была тема «Кварц» — измерительная система криогенных жидкостей для военного лазера на тяжелом водороде.
Когда мы, электронщики нашей лаборатории, обсуждали начало этой разработки с проектировщиками датчиков, мы подчеркнули, что датчик тензометрического типа здесь скорее всего не подойдет и лучше будет все-таки емкостной принцип. Однако — с той стороны было молчание.
Далее, я попросил описать, что я должен подавать на датчик и что ожидалось снимать. Меня интересовали, в том числе ожидаемые разбросы величин и температурные зависимости. И еще, для коррекции погрешности от температуры я просил о необходимости температурного датчика.
Но там опять было молчание.
Когда я выразил пожелание, что результаты разговоров должны быть зафиксированы и по возможности письменно, разработчики датчиков уже не выдержали и высказались — такие «заявы» они видят впервые.
— Ну хорошо, а какое напряжение я должен подать на тензомост?
После некоторой паузы мне сказали, что 5 Вольт.
— А какой уровень сигнала я получу с тензомоста?
Пауза была неприлично большой, и я переспросил. Это был тот редкий случай, когда не ответить они не имели права. Наконец последовал ответ.
— 5 миллиВольт.
— А разброс величин?… Уровни температурных уходов?…
Я пробовал продолжать задавать вопросы, но обсуждение было прекращено.
Ту электронику я спроектировал реально неплохо. В основе этих датчиков лежит тонко-пленочная технология, в исходном варианте ТУ на которую заявлено о температурной зависимости сопротивления в допуске ± 75 ppm (миллионная доля на градус). В реальности получающаяся температурная зависимость резистивной пленки болтается в диапазоне ±3000 ppm. Диагональ питания измерительный тензомоста я поместил в еще один резистивный мост в надежде вытащить сигнал о температуре.
И вот идут испытания.
Когда я сделал замер температурной зависимости сопротивления диагонали питания тензомоста, она оказалась 15–35 ppm (для сравнения, ходовые прецизионные резисторы — С2–36 — 75 ppm, С2–29 — 75…50 ppm), а зависимости выходных сигналов от температуры — огромные (800…3000 ppm).
Мы проводим массу замеров, и все больше и больше становиться ясно, что проект вышел из всех допусков (а он и не мог не выйти — реальный рабочий температурный диапазон наших тензодатчиков — 80…140 градусов и ни о какой криогенике не могло и быть речи).
И вдруг в какой-то момент — Бах! — датчкисты показывают на меня пальцам и громко заявляют — «Он все провалил!»… Я пытаюсь дискуссировать, …, а у них в глазах горит идиотизм. Они выбрали меня «мальчиком для битья» и «козлом отпущения». Витает идея — «Его надо тащить к начальству!».
Наконец я объясняю — я тщательно собираю все экспериментальные данные, провожу аналитику и уже построил графики, из которых следует, кто виноват. Неожиданно и мгновенно идиотизм в их глазах исчезает. Мне говорят, что я сволочь, проект спускают на тормозах и «сливают»…
А вот кому нужны собранная статистика и графики зависимостей? Они никому не нужны. Я все таки подошел к Зам.Директора по науке, но оказалось, что у него глобально — позиция Страуса.
Спустя некоторое время я освоился как разработчик электроники, и мне стало ясно — »… наша лаборатория разработчиков существенно более талантлива, может работать ударными темпами, и мы можем заменить всех разработчиков электроники в НИИФИ (это — 5 лабораторий)».
Но эта же мысль — опаснейшая крамола:
- «кормовая база» — основание иерархической пирамиды сокращается в 3–5 раз,
- пирамида попадает в жесткую зависимость от реальных специалистов,
- ситуация имеет шанс вернуться в далекие 50-е, 60-е годы, когда проекты делались за недели и месяцы.
И исторический ответ «космических вождей» на подобные вызовы — это многомерная матрица — иерархии, тотальной регламентации всего и вся, множественного параллельного контроля (спец-сектор сетевых графиков и отчетных талонов, военная приемка, ОТК, нормоконтроль, …). Когда они все крайне серьезно берутся за свою работу — о здравом смысле можно забыть.
В 80-е годы нормативная база регламентации была относительно адекватна тем реалиям, которые тогда были. Сейчас же — этого нет. На низовом уровне мы жестко обязаны демонстрировать лояльность всему этому порядку.
Однако в полной мере — это или проблемно, или есть места, где рядовой исполнитель находится вне контроля и имеет свободу действий.
И начинается… Марлезонский балет
Представьте себе такую ситуацию.
Какой-то настройщик на стенде в цеху проводит настройку какого-то датчика.
Все идет как обычно, но в какой-то момент щелкает где-то контактор и где-то выключается какой-то электромотор.
Настройщик меняет калибровочное давление, а показания выходного напряжения датчика не меняются. Тогда он выключает блок питания и спустя несколько секунд включает его снова. Датчик возобновляет работу.
Или другая ситуация.
Молодой человек едет в Москву для выполнения испытаний приборов на ЭМС (электро-магнитная совместимость). От него предполагается только одно — положительный результат. Сами по себе испытания проводятся вполне добросовестно, тамошний тестировщик «бъет» по «хвостам» наших приборов всякими импульсами, а молодой человек смотрит на работу датчика на ноутбуке.
В этом процессе есть одна тонкость.
В программе на ноутбуке есть одна комбинация клавиш, при нажатии которой вместо съема данных с датчика включается внутренний имитатор: датчик (точнее его процессор) после какого-то из импульсных ударов уже находиться в «коматозе», а имитатор показывает, что жизнь прекрасна и удивительна.
Молодой человек знает (это 2008–2012 годы), что проскочить испытания без этого «фокуса» у него шансов нет.
Существует масса плохо формализуемых явлений и параметров в производстве и разработке, о которых не принято широко говорить.
Другой момент, от большой массы исполнителей требовалось и требуется очень жесткое следование неким шаблонам понимания, действий и мышления. В современных реалиях
шаблоны старых сотрудников — это же дичайшая архаика, а у молодых — их просто нет.
Наш ответ на современные вызовы…
Где-то ближе к концу первого десятилетия 2000-х у нас в стране красочно «долбанулось» какое-то количество ракет. Это было доброе время, когда цены на нефть были заоблачные, и денег в государстве было навалом.
И на нас свалилась программа-тематика «Диагностика».
Первое время у всех начальников в НИИФИ тряслись коленки, и у меня было ощущение, что с этой публикой можно будет договориться. Я подготовил свое видение проблемы.
Однако начальник сказал, что моя писанина — это бред, и согласно правилам, любую крутую подобную работу надо начинать с патентного отчета. И вот все лаборатории ударными темпами пишут патентные отчеты.
Первая волна отчетов «прокатила» — и за это НИИ получил хорошие деньги… Далее… все лаборатории снова ударными темпами пишут патентные отчеты… И снова, снова и снова… Чтобы эти бесконечные отчеты как-то разбавить практическими результатами, делаются новые разработки, которые практически полностью повторяют предыдущие.
Так продолжалось — 2009–212 г.
Следует понимать, что приведенная задача — всего лишь отдельное звено в большой цепочке. До тематики «Диагностика» была тематика «Возрождение» … с подобным же результатом. Еще раньше, в конце 80-х — начале 90-х к примеру была сделана амбициозная попытка начать разрабатывать свои специализированные микросхемы, и на это были получены ощутимые ресурсы от государства…
Но дело в том, что разработка аналоговых микросхем — это задача для асов среди асов схемотехники, а ставка была сделана на совершенно случайных людей практически с «улицы». Дополнительно, разработка микросхем требует экстремально четкой формулировки задачи проектирования, …, а в «космическом колхозе» с этим большие натяги.
… А после тематики «Диагностика» была, к примеру, занятная тематика «Сэндвич».
У этой тематики было существенно большее финансирование, чем у «Диагностики».
А кто теперь помнит, какие задачи в этой тематике было обещано решить?
Как инсайдер, наблюдавший за развитием ситуации с низовой позиции, я обнаружил уже в 80-ые годы, что молчаливое (… и осознанное!) решение о провале какого-то НИР-а принимается часто еще до начала каких-либо фактических работ.
Помимо амбициозных направлений-тематик, существуют и внешне неяркие задачи.
Парадоксально, но эти задачи могут иметь существенно более высокий потенциал конечного эффекта. К таким задачам можно отнести внедрение САПР-а.
Что же такое САПР?
Есть несколько опции ответа. Согласно самому популярному и притягательному варианту, САПР — это когда компьютер работает и думает за вас:
«положите или засуньте с этой стороны в компьютер вашу задача, а вот с того конца — выньте решение».
Как это пытались делать, я наблюдал с начала 90-х годов (эпоха классического PCAD-а, PSpice) и по наше время (например Altium Designer).
Официальное движение в этом направлении на предприятии всегда выглядело в общих чертах примерно так. Вот в «официально важной» лаборатории есть свободный парень. Он — вчерашний токарь, в тот момент учился на вечернем отделении вуза, и ему приоритетно выделяется супер-дефицитный (по 90-м годам) персональный компьютер.
Вымарывание из уравнения ключевого элемента
Тут бы следовало бы сказать об образования.
Если взять в качестве стартовой точки хорошее советское образование, например — в школе это дополнительно ЗФТШ (заочная школа при московском Физтехе), чуть ранее — участие в школьных технических кружках (к слову говоря, очень распространенная и полезная практика в Советском Союзе), а вуз — что-то типа Бауманки. Такая стартовая точка — очень шикарна, но для решения крутых проблем — далеко-далеко недостаточна.
Первое над, чем стоит интенсивно работать, — это инженерное искусство проектирование с накоплением практического опыта.
А вот кому предоставляются возможность официально получать опыт проектирования и возможность оттачивать мастерство? Число «везунчиков» было весьма невелико. И крайне часто я видел реально анекдотический механизм выбора перспективных кандидатов.
Интересные возможности предоставляют междисциплинарные области.
Для работы здесь необходимо двойное — тройное фактическое образование и свобода действий, которая крайне плохо ложиться на иерархию НИИ и принятый стиль работы.
Но самое зверское и убойное — это ставка на теоретическое превосходство. Это требует огромнейших и длительных трудозатрат. Но после этого появляется ощущение, что ты уже в другой весовой категории и можешь браться за совершенно другой уровень проектов. И, надо прямо сказать, по этому пути шли весьма и весьма немногие.
Вот дали пинка с предприятия начлабу, которого я очень уважал и которого я упомянул выше… Этот человек является автором наиболее выдающегося направления НИИФИ — семейства емкостных датчиков с параметрами, многократно превосходящими другие варианты. Технически, там можно говорить о наборе хитрых теоретических «изюминок», которые компенсирую несколько тяжелых негативных эффектов.
Самое юморное — в НИИФИ существует куча описаний, как это было сделано, куча старых чертежей, но никто не понимает, как все это работало.
… А там всего лишь хитрые динамические отрицательные обратные связи… и больше ничего (нижний уровень понимается как динамическая система непрерывного времени, верхний контур — система дискретного времени). И можно с недоумением посмотреть в другую сторону — на тех, кто вписался и возглавляет иерархическую пирамиду, — это местные космические академики, доктора, кандидаты наук…
Где-то в начале 80-х годов мне пришлось знакомиться с руководящими материалами РК-75 по созданию космической техники. По замыслу руководства отрасли они должны были стать «библией» для всех разработчиков. И действительно, на всех этажах иерархии постоянно говорили о важности соответствия всех работ этим материалам.
Я удосужился сходить в 1-й отдел и заставил себя их прочитать.
Все, что там написано, — очень и очень здраво (правда, изложено языком экстремальной тягомотины). В этих материалах был обобщен опыт по разработке ракетной и космической 50-х и возможно 60-х годов.
Если пересказывать РК-75 в двух словах, то большая сложная работа расщепляется на множество этапов, задач, а далее рекуррентно — на под-этапы, под-задачи и так далее.
На нижнем уровне там все представлено в виде макетов, выполняемых с какой-то очень узкой, конкретной и в основном исследовательской целью.
Мой персональный опыт демонстрирует, что если хочешь в создании нового двигаться быстро, то лучше это делать быстрыми множественными мелкими шажками, с большим количеством экспериментов и полным накрытием проблемы. Лучше сделать много больше и потратиться именно на начальных этапах. В этом я согласен с РК-75.
Но недоумение вызывало то, что по существу, никто не собирался реально следовать РК-75. В структуре предприятия были производственные подразделения «заточенные» под задачи макетирования, но уже в 80-е годы они использовались для обслуживания руководства предприятия и местной элиты (точили запчасти для машин, качки для дач). Дополнительно, если быть честными, то 60–90% разработчиков неспособны создавать какие-то вразумительные новые идеи, но при этом среди них есть представители совершенно «без тормозов». Они или впадают в монстроидальность замыслов, или пытаются создать свои «шедевры» методом бесконечного перебора экспериментальных вариантов — благо, что государство «платит за банкет». При этом было обыденным, что в своих «играх» эти товарищи могли легко «съесть» как бюджет своего проекта, так и бюджет соседей, выделенный на поисковые направления.
В современных условиях все это макетирование было признано неэффективным, непонятным и ненужным, подпадающим под оптимизацию.
Так что же такое это макетирование?
В Сетевых Графиках работ в 80-годы был такой этап макетирования. Вот к примеру, мой начальник ставил передо мной задачу, я разрабатывал схему, паял ее на каком-то на куске макетной платы, доводил, отлаживал… Далее этот макет пристыковывался к реальным датчиками и всесторонне тестировался.
Здесь самое важное — разработчик имел кусочек свободы, который стоило самым интенсивным образом использовать для задела и саморазвития. Глубины инженерной теории плохо усваивается без хотя бы какой-то подобной практики.
И еще, качественный и работающий макет, сделанный пусть и «на коленке» — это очень важный аргумент, когда проект идет уже по «большому кругу», когда задействуются все конструкторские и производственные подразделения, когда все идет со всеми подписями и по утвержденным правилам.
Любопытно заметить, что при этом общее мнение в НИИ о такой «работе на коленке» было всегда высокомерно-презрительное. Основная масса представляла процесс разработки как сборку «картинки» методом «кубиков» — фрагментов из учебников и из… «цельно-тянутых» вариантов, взятых у соседей или где-то еще…
Немного о вопросе реинкарнации
Когда я вернулся в НИИФИ в 2008 году, я регулярно посещал местные конференции
молодых специалистов. Мне тогда было любопытно узнать, какие у «подрастающей смены» проблески знаний о преобразованиях Фурье, Лапласа, Z- преобразованиях (математические основы описания динамических систем).
Когда я слушал доклады, я обратил внимание на одну особенность у всех докладчиков.
Каждый из них представлял не свою работу, а работу фактически всего отдела, но сделанную как бы им персонально или при его центральном участии. Как выяснилось, их так настроили и им так объяснили.
Насколько я помню, на той конференции никакой убедительности в изложении ни у кого тогда не было. Но на конференции в следующем году у докладчиков уже появились твердые нотки.
На последней конференции, на которой я участвовал в 2012 годы, было все ясно — Хочешь успеха? — Выскакиваешь на сцену, ну и далее громко — »… Вы знаете! Я тут такой крутой!… Я столько понаделал!… Я такого достиг!…»
… Спустя несколько лет встречаю бывшего коллегу и его прямо-таки «колбасит»:
»… В НИИФИ сейчас заменили все низовое и среднее руководство на эту перспективную молодежь… Ты не представляешь, какой сейчас там «цирк»!…»
…
Свою точку зрения на ситуацию и проблемы в космической отрасли я излагал на форумах, когда еще работал в НИИФИ… Сначала, смотришь, ходит какая-то комиссия и что-то смотрит… Вот начальство указало на приборы National Instruments и какую-то китайщину и дало распоряжение наклеить бирки — «Сделано в НИИФИ» и представить комиссии.… Я и это описал на форуме… Обычно я привожу и некоторые технические «нюансы»…
…
Долго это длилось… И вот народ конкретно ходит уже на допросы…
…
Спустя некоторое время «Шок и Трепет» тоже уже улеглись…
Я встречаюсь в спокойной обстановке со своим приятелем, и он рассказывает мне о допросе:
»… Долго я был на допросе. Мне показывали очень много документов…
Но вот, что меня очень поразило — ни на одном из документов нет подписей ХYZW…»
То есть получает, что Главный Манипулятор Cитуацией, который к слову говоря «косит» под дурака, шарлатана, на самом деле — далеко и далеко не дурак и нигде не засветился.
И мы имеем тот случай, когда можно завозить следующих «Зиц-Председателей», и развитие ситуации снова повторяется…
Этот случай не надо воспринимать как анекдот или некую локальность. Профилирование развития ситуации в процессе передачи статусных позиций, финансовых потоков… — это системное явление, широко присутствующее в нашей классической промышленности.
Послесловие
Все, написанное здесь, базируется на личном персональном опыте, работе в двух космических НИИ-КБ периферийной зоны. Тут возможна определенная локальная и временная ограниченность в описании и понимании ситуации. Однако, рассмотренные проблемы в своей общей форме широко присутствуют во всей нашей классической промышленности.
Если смотреть на проблемы с точки зрения гика, то мы, гики, ставим более высокие цели и затрачиваем существенно большие усилия на достижение результата, чем обычная средняя публика. Но нам часто не хватает понимания «системы координат» и скрытой «механики» среды, в которой мы работаем.
Ну и последнее, наша космическая промышленность переживает сейчас не лучшие времена и показывает себя не лучшим образом. Любое решение проблемы начинается с анализа текущей ситуации.
