CC BY
290
№ 1 (25) 2010
М. А. Бендиков, В. В. Клочков
экономические аспекты внедрения
CALS-TEXHОЛОГИЙ в АвИАцИОННОй
промышленности1
В статье на примере авиастроения рассматривается методологический подход к оценке экономической эффективности использования CALS-технологий в наукоемких сферах деятельности — непосредственно в производстве и в сфере услуг — отечественной экономики и промышленности.
Одной из характерных особенностей современного этапа социально-экономического развития является широкое применение информационных технологий, способствующих быстрому коммерческому освоению промышленностью и сферой услуг новейших достижений науки и техники. Вклад инновационных отраслей, науки и системы образования в экономический рост обеспечивает его новое качество, оптимизирует и диверсифицирует структуру экономики, ее внешних связей, тем самым повышая эффективность и устойчивость функционирования всей социально-экономической системы. Следует учитывать, что именно недопустимо низкий уровень диверсификации отечественной экономики (преимущественно сырьевая направленность промышленности) предопределил глубину и динамику экономического спада с началом острой фазы кризиса мировой финансовой системы в 2008 г.
В экономике с инновационным типом роста приоритетное развитие получают производства, выпускающие наукоемкую продукцию с высокой долей добавленной стоимости. Спектр такой продукции чрезвычайно широк — от сложной авиационной до бытовой техники — и постоянно дополняется. Инновационная экономика растет
1 Исследование проводится при финансовой поддержке РФФИ (проект № 09-06-00 218а).
за счет ресурсов технологической ренты, созданной на высокотехнологичных рабочих местах.
Особое место в инновационной экономике занимают разработка, производство и эксплуатация сложных и дорогостоящих технических систем с длительным жизненным циклом. К ним относится продукция авиационного, ракетно-космического, энергетического, транспортного машиностроения и ряда других отраслей промышленности.
Как показывает опыт развития перечисленных отраслей в странах с передовой промышленностью, где в последние десятилетия инновации резко ускорили процесс обновления материально-технологической основы производственной деятельности, наблюдаемое нарастание сложности в организационной и технологической структуре ведущих отраслей сопровождается созданием систем управления, адекватных масштабу и сложности этой деятельности, а также выполняемых функций. В индустриальных отраслях информационно-управленческие технологии постоянно совершенствуются и усложняются как результат длительного эволюционного развития и накопления интеллектуального капитала, практического опыта специалистов в области планирования и управления крупными корпорациями и научно-техническими проектами.
Актуальные проблемы повышения конкурентоспособности и качества отечествен-
№ 1 (25) 2010
ной наукоемкой продукции, интеграции производств различных отраслевых комплексов внутри страны и в глобальном экономическом пространстве могут быть успешно решены российскими предприятиями при условии адаптации и использования международных норм качества — так называемых CALS-технологий, которые, по оценкам американских экспертов, позволили значительно повысить качество продукции, сократить сроки проведения исследований и разработок, уменьшить затраты на производство и закупку продукции, снизить стоимость эксплуатации сложной техники, сократить сроки закупки запасных изделий, а также время, необходимое для корректировки и взаимной увязки проектов. Тем самым в совокупности существенно сократилось время вывода на рынок новейших образцов продукции, повысилась экономическая эффективность производства [12].
Термин CALS — Continuous Acquisition is and Life Cycle Support (дословный пере-=g вод — «непрерывность поставок продук-
SB \
g ции и поддержки ее жизненного цикла») в
Ц «Руководстве по применению CALS в НАТО» определяется как «...совместная стратегия
'g промышленности и правительства (государ-
| ства), направленная на реинжиниринг (изменение, преобразование) существующих
§ бизнес-процессов в единый высокоавтома-
«> тизированный и интегрированный процесс
Ц управления жизненным циклом систем воен-
§ ного назначения». При этом понятие «жиз-
§ ненный цикл» определяется как разработка,
<5 производство, применение (эксплуатация) и
g утилизация технической системы.
Методика CALS-технологии была раз-<| работана в 1980-е годы в военном ведом-Ц стве США для повышения эффективности з управления и планирования в процессе за-| каза, разработки, производства, поставок и | эксплуатации военной техники. Такой под-§ ход подразумевает создание единого ин-§ формационного пространства для хранения || данных в электронном виде и обеспечения ! доступа к ним всех участников жизненного го цикла изделия (ЖЦИ). В отечественной
промышленности для обозначения этой технологии часто используют термин «информационная поддержка изделий» (ИПИ), а за рубежом распространено понятие «поддержка жизненного цикла изделия» (Product Lifecycle Management, PLM), т. е. «гражданский» вариант CALS. Однако все эти аббревиатуры имеют одно и то же значение — интеграция программных решений, применяемых на протяжении ЖЦИ и направленных на повышение качества, сокращение издержек производства и ускорение выпуска продукции в продажу. Таким образом, данные технологии предназначены для повышения конкурентоспособности предприятий и их продукции [13].
В связи с этим представляет интерес рассмотрение экономических аспектов использования CALS-технологий непосредственно в отечественной промышленности, в частности, на примере ее наиболее сложного (с точки зрения организации разработок и производства, технологической оснащенности по всему жизненному циклу создания продукции, ее информационной плотности, т. е. интеллектуальной ренты за 1 кг веса), передового и перспективного сектора — авиастроения.
Основным исходным базисом настоящего исследования является то обстоятельство, что авиаиндустрия выпускает наукоемкую продукцию с длительным ЖЦИ, высокой степени сложности, качества и надежности. В экономическом аспекте жизненный цикл авиационной техники характеризуется следующими специфическими особенностями:
— большая длительность отдельных этапов ЖЦИ затрудняет прогнозирование и планирование, что в совокупности с высокой стоимостью отдельных этапов жизненного цикла приводит к значительным рискам осуществления проектов;
— средняя себестоимость изделий существенно сокращается с ростом накопленного объема их выпуска вследствие высокого уровня постоянных затрат (в том числе на НИОКР) на предпроизводственных стадиях
№ 1 (25) 2010
жизненного цикла и эффектов обучения на стадии серийного производства [1].
Данные экономические особенности обусловили актуальность применения CALS-технологий в авиаиндустрии. Другие особенности, прежде всего технологического характера, нами не рассматриваются, они подробно освещены в [6, 11].
Внедрение CALS-технологий принципиально неверно воспринимать лишь как тотальную автоматизацию традиционных процессов маркетинга продукции, ее разработки, подготовки и серийного производства, эксплуатации, мониторинга, технического обслуживания и ремонта. Создание информационных систем на предприятии должно сопровождаться реорганизацией как бизнес-процессов — реинжинирингом, так и организационных структур — реструктуризацией, с учетом новых возможностей, предоставляемых этими системами. Помимо создания технических средств, эффективное внедрение CALS-технологий в авиационной промышленности требует организационных изменений в структуре и функциях отдельных подразделений авиастроительных и ремонтных предприятий, эксплуатирующих организаций и даже изменений в сфере правового регулирования. В связи с этим CALS-технологии — не только технический, но и организационно-экономический феномен.
Генеральная цель разработки и внедрения CALS-технологий — оптимизация управления бизнес-процессами на протяжении всего ЖЦИ. Участники жизненного цикла получают возможность оперативно взаимодействовать друг с другом для совместного создания ценности. Именно такая концепция взаимодействия предприятий считается наиболее продуктивной в современной теории производственного менеджмента и маркетинга (например, см. [4]).
На каждой стадии жизненного цикла необходимо:
— выявить возможные источники экономического эффекта от внедрения CALS-тех-нологий;
— сформулировать подходы к количе- | ственному прогнозированию эффекта от ^ внедрения CALS-технологий; со
— на основе объективных оценок определить условия, в которых внедрение CALS- | технологий принесет наибольший экономи- Ц ческий эффект. iS
Экономическая
эффективность CALS-технологий на предпроизводственных стадиях жци
Программно-аппаратные средства CALS активно внедряются на предпроизводственных стадиях жизненного цикла авиатехники, таких как стадии рабочего проектирования, испытаний и доводки, технологической подготовки производства. По данным обзорного исследования [7], благодаря внедрению CALS-технологий авиационной промышленностью США были достигнуты следующие результаты:
сокращение затрат на:
— проектирование — от 10 до 30%;
— подготовку технической документации — до 40%;
— разработку эксплуатационной документации — до 30% и т. п.
Снижение затрат на разработку конструкции изделия и технологии его производства — не единственный фактор, определяющий экономическую эффективность внедрения CALS-технологий на стадии проектирования. Более того, не всегда его можно считать решающим. В современных условиях следует обращать внимание не только на удешевление предпроизводственных стадий ЖЦИ, но и на их ускорение. Как отмечается в [7], внедрение CALS-технологий в авиационной промышленности США позволило сократить длительность разработки изделий на 40-60%. Заметим, что относительное сокращение длительности разработки более существенно, чем относительное сокращение стоимости (10-30%). Безбумажные технологии проектирования изделий в сочетании с числовым программным управлением (ЧПУ) технологическим оборудованием
№ 1 (25) 2010
позволяют радикально сократить длительность передачи изделия в серийное производство.
На стадии испытаний авиатехники внедрение принципов и технологий CALS позволяет сократить длительность периода испытаний и потребный объем испытательных полетов в связи с тем, что:
— появляется возможность организовать оперативную обработку информации, собираемой в полете, в реальном масштабе времени;
— с помощью средств управления летным экспериментом (подробнее см. [2]) во время полета можно оперативно изменять полетное задание, что повышает качество получаемой информации и долю зачетных полетов;
— облегчается реализация обратной связи между испытательными подразделениями и разработчиками изделий. Как следствие, более оперативно и с меньши-
& ми издержками вносятся коррективы в кон-^ струкцию изделий по результатам испыта-! ний, т. е. ускоряется и удешевляется про-g цесс доводки.
В целом благодаря применению CALS-технологий на предпроизводственных ста-| диях ЖЦИ, по оценкам американских авиастроительных компаний, достигается сокра-§ щение времени вывода новых изделий на S рынок на 25-75% [7]. Насколько это эффек-Ц тивно с экономической точки зрения? Про-§ изводитель, представивший свою продук-§ цию на рынке раньше конкурентов, получа-<5 ет ряд преимуществ:
g — значительный накопленный выпуск § позволяет снизить (за счет эффекта обуче-<| ния) себестоимость производства и дефект-Ц ность продукции;
з — наличие значительного парка изде-| лий в эксплуатации позволяет снизить стои-| мость их технического обслуживания и ре-sg монта (ТОиР); кроме того, в послепродаж-§ ном обслуживании, как и в серийном произ-| водстве, проявляются эффекты обучения; ! — опыт успешной эксплуатации изделий, раньше представленных на рынке, создает
положительную репутацию их производителю, которой новые участники рынка пока не обладают.
Авторитет производителя и опыт успешной эксплуатации его изделий также получают у заказчиков свою экономическую оценку, хотя и неформальную, но не менее важную по сравнению с количественными показателями эффективности авиатехники.
В результате действия перечисленных выше факторов, даже если новые продукты потенциально более эффективны (т. е., например, могли бы обеспечить меньшую стоимость летного часа при условии одновременного с конкурентами выхода на рынок), они могут не выйти на рынки, уже занятые конкурентами. Этот эффект называется эффектом блокировки [10]. Из-за наличия сильных эффектов обучения и блокировки радикально возрастает роль так называемой временной конкуренции на рынках авиатехники. Предприятия стремятся представить свои новые изделия на рынках раньше конкурентов, пусть даже ценой дополнительных затрат на форсирование предпроизводственных стадий ЖЦИ. В военном секторе рынка авиатехники, а также в космической сфере такая практика является обычной и не всегда объясняется экономическими причинами. Сокращение длительности предпроизводственных стадий ЖЦИ и обеспечение лидерства страны в этих областях, как правило, являются абсолютными приоритетами по соображениям обеспечения обороноспособности или национального престижа. В этом случае ускорение НИОКР и технологической подготовки производства (ТПП) за счет внедрения CALS-технологий становится безусловной необходимостью.
Сравнить эффективность достигаемой благодаря CALS экономии средств и времени, затрачиваемых на проектирование изделий и ТПП, можно с помощью простейшей модели временной конкуренции.
Рассмотрим условный пример, иллюстрирующий важность сокращения длительности предпроизводственных стадий ЖЦИ. Компании А и В планируют вывести на ры-
ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА /-
' № 1 (25) 2010
.о1'/]'
ч - - .
" " ■ ■ ■-Т" «Г!
" - -1
« I
о £
ва со 60 s
s? s
6 7 8 9 10
Длительность разработки и ТПП продукта фирмы В, лет
Рис. 1. Зависимость ожидаемой прибыли фирм-конкурентов от длительности предпроизводственных стадий проекта фирмы В
нок широкофюзеляжные дальнемагистраль-ные пассажирские самолеты, принадлежащие к одному классу. При этом общая длительность ЖЦИ с начала рабочего проектирования оценивается в 25 лет, суммарный объем спроса на самолеты данного класса прогнозируется на уровне 100 изделий в год, и компания-лидер (фирма А) выводит свой продукт на рынок через 5 лет после начала проектирования. Будучи монополистом, она может установить цену на уровне 150 млн долл. Предположим, что после выхода на рынок конкурирующего изделия обе фирмы поделят этот рынок поровну и установят одинаковые цены на уровне 120 млн долл. Важно отметить, что в данном примере не учитывается практически неизбежный проигрыш фирмы В либо в цене, либо в доле рынка по причине более позднего выхода на данный рынок. Это означает, что в реальности выводы для компании В будут более пессимистическими по сравнению с теми, которые получены нами в довольно упрощенном примере.
Примем следующие параметры функций затрат. Пусть начальные вложения в каждый проект равны 10 млрд долл.; удельные материальные затраты на 1 самолет составляют 50 млн долл.; удельные трудозатраты на первый экземпляр (в стоимостном выражении) составляют 135 млн долл. При этом удельные трудозатраты сокращаются на 20% при удвоении накопленного выпуска за счет эффекта обучения. Обозначим: Па, Пв — прибыли компаний А и В, млрд долл.; FCa, FCs — постоянные затраты компаний А и В, млрд долл.
На графиках, представленных на рис. 1, изображены полученные с помощью предлагаемой упрощенной модели, реализованной в Microsoft Excel, зависимости ожидаемой прибыли обоих конкурентов от длительности предпроизводственных стадий проекта фирмы В. При этом объем начальных вложений в каждый проект варьируется в пределах 20% от ожидаемого уровня.
Как показывают расчеты, увеличение длительности предпроизводственных ста-
№ 1 (25) 2010
дий ЖЦИ на 20% (с 5 до 6 лет) приводит к сокращению ожидаемой величины прибыли фирмы В на 2,6 млрд долл. При этом увеличение начальных вложений в проект фирмы В, составлявших 10 млрд долл., на те же 20% сократило бы прибыль компании ровно на 2 млрд долл. Если же, например, запаздывание проекта фирмы В относительно конкурента составит 10 лет, фирма А сможет получить прибыль в 2,5 раза больше, чем фирма В, и т. д.
Помимо сокращения ожидаемой длительности предпроизводственных стадий ЖЦИ, важное значение имеет и сокращение риска непредвиденного увеличения их длительности. Благодаря внедрению CALS-техно-логий заметно уменьшается объем необходимых конструктивных изменений, доработок, исправления ошибок и т. п. По данным исследования [7], в авиационной промышленности США сокращение объема конструктивных изменений при внедрении CALS-& технологий составило 23-73%. В итоге со-
о
^ кратился технический риск срыва заданных
! сроков разработки и доводки характеристик
Ц изделий до заданного уровня.
0 &
1 Организация виртуальных
| производственных объединений || в авиапромышленности
I на принципах CALS
«
Ц В настоящее время идет активный про-§ цесс реструктуризации российской науко-§ емкой промышленности. Для отраслей, вы-<5 пускающих сложные изделия с длительным g жизненным циклом, в том числе для авиа-§ строения, обоснована целесообразность <| постепенного перехода к матричной струк-Ц туре отрасли, представленной на рис. 2. з В такой структуре отдельные предпри-| ятия специализируются либо на выпуске оп-| ределенных комплектующих изделий, либо sg на финальной сборке или послепродажном § обслуживании. Вертикальную интеграцию || вокруг определенного типа финальных из! делий предлагается реализовать в форме «мягких» альянсов (без жесткой интеграции
предприятий, снижающей гибкость организационной структуры). В рамках каждого такого альянса реализуются общее управление проектом, маркетинг, послепродажное обслуживание, а комплектующие изделия закупаются на основе субподряда (субкон-трактинга). Успешные примеры подобной кооперации известны, в частности, в зарубежном авиационном двигателестрое-нии. Так, альянс CFM International компаний General Electric (США) и Snecma Moteurs (Франция), несмотря на отсутствие формального объединения активов предприятий-участников, способствовал разработке и выпуску за первые 10 лет своего существования более 13 000 экземпляров авиадвигателей гражданского назначения типа CFM56, который стал лидером в своем классе. В настоящее время в авиационной промышленности развитых стран мира углубляется специализация предприятий, поставляющих отдельные комплектующие изделия и производственные услуги. По существу, ведущие самолето- и двигателестроитель-ные компании мира все больше становятся похожими на описанные «мягкие» альянсы сотен и даже тысяч предприятий-поставщиков. В каждый альянс входят:
— самостоятельные предприятия-поставщики комплектующих изделий и предприятия-подрядчики, разрабатывающие программное обеспечение, выполняющие финальную сборку изделий, осуществляющие их послепродажное обслуживание и т. п.;
— головное предприятие альянса, на долю которого приходятся преимущественно предпринимательские, а не производственные функции — логистика, маркетинг, общее управление проектом (в том числе системная интеграция продуктов отдельных поставщиков и подрядчиков). Головное предприятие является носителем бренда и несет совокупную ответственность перед организациями, эксплуатирующими изделия, за их качество.
Участников альянса объединяют не столько формальные жесткие связи, сколько общие экономические интересы. В отсутствие
№ 1 (25) 2010
Альянс «Изделие 1»
Альянс «Изделие N»
Сервисный центр 1 1 1 1 1 | Сервисный центр
1 1 1 1 i
Окончательная сборка, испытание
1 1 1 1 1
Разработка, изготовление и ремонт компонентов 1
1 1 1 1 j
Разработка, изготовление и ремонт компонентов 2
_L
Разработка, изготовление и ремонт компонентов M
« I
о £
со со еа
S s? s
Рис. 2. Перспективная организационная структура отраслей наукоемкого машиностроения
жесткой интеграции состав предприятий-участников альянса при необходимости может гибко изменяться. Такая адаптивная организационная структура получила в экономической литературе и в хозяйственной практике название виртуального предприятия [8]2. Виртуальные предприятия включают в себя много предприятий-агентов, выпускающих различные комплектующие изделия, осуществляющих финальную сборку изделий, их техническое обслуживание и ремонт. Агенты виртуального предприятия могут быть распространены по всему миру, иметь разнообразные формы собст-
2 В зарубежной литературе используется аббревиатура IVE — Industrial Virtual Enterprise.
венности и т. д. В единый производственный комплекс их объединяет общее информационное пространство, содержащее данные о конструкции изделий, технологиях их производства и ремонта, а также о конфигурации и техническом состоянии каждого выпущенного экземпляра изделий определенного типа. Таким образом, виртуальные производственные объединения функционируют на принципах CALS.
Для предприятий такого типа характерна постоянная смена поставщиков отдельных комплектующих изделий и производственных услуг с целью обеспечения низких закупочных цен при поддержании заданного уровня качества комплектующих и услуг. Виртуальное предприятие постоянно нахо-
№ 1 (25) 2010
U
0 £
1
il
о &
>!S О
IS
0 §
•s «
<0 со
1!
1 л
5
i
s «
IS <0
i
is
i о ï
Si
дится в процессе реструктуризации. Повышенная гибкость организационной структуры виртуальных предприятий обеспечивается прежде всего организационно-технологическими решениями, позволяющими быстро наладить выпуск комплектующих заданного качества на любом из потенциальных предприятий-поставщиков. CALS- технологии, системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные системы управления научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами (АСУ НИОКР), числовое программное управление работой производственного оборудования и др. — все эти информационные системы и технологии по существу открыли путь к формированию виртуальных предприятий в промышленности развитых стран.
Экономический анализ деятельности виртуальных предприятий показывает, что для их организации прежде всего необходимо определить, в каких условиях виртуальные производственные объединения с гибким составом участников эффективнее, чем традиционная для машиностроения жесткая вертикальная интеграция предприятий. В общем случае образование виртуальных предприятий предоставляет следующие благоприятные возможности:
— быстрая разработка и освоение серийного производства сложных изделий с использованием ключевых компетенций ведущих специализированных предприятий со всего мира;
— гибкая смена поставщиков с целью удовлетворения динамично изменяющегося спроса на финальные изделия в той или иной конфигурации (так называемые flexible production);
— гибкая смена поставщиков с целью минимизации материальных затрат при заданном уровне качества комплектующих и производственных услуг.
На стадии серийного производства наиболее существенными являются два последних фактора, которые в свою очередь по-разному проявляются в различных подотраслях авиационной промышленности.
Эффективность оптимизации закупочной политики. Даже относительно малое сокращение затрат на закупку комплектующих изделий и производственных услуг, достигаемое за счет гибкой смены поставщиков и подрядчиков, может привести к значительному повышению прибыли головного предприятия. Рассмотрим упрощенную модель минимизации закупочных затрат за счет гибкой смены агентов. Пусть головному предприятию доступен выбор из п > 1 поставщиков комплектующих изделий или производственных услуг данного вида, причем каждый потенциальный поставщик располагает достаточной производственной мощностью для того, чтобы полностью удовлетворить потребности головного предприятия в комплектующих изделиях определенного вида, составляющие q единиц в год. Предположим, что отпускные цены поставщиков изменяются независимо, случайным образом, принимая высокое значение рвыс в среднем на период Твыс, а низкое значение рннзк — в среднем на период Тнизк. Периоды повышения и понижения цен чередуются. В рамках такого «ценового» подхода можно моделировать также колебания качества продукции поставщиков и нарушения ритмичности поставок, если эти явления удается сопоставить со стоимостной оценкой.
Средняя закупочная цена комплектующих или производственных услуг данного вида при закупке у одного и того же поставщика составит:
рп
рВЫС ^ твыс + рНИЗК ^ TH твыс + тнизк
а при «идеальной» смене состава агентов (т. е. при закупке по цене ринж всегда, когда это возможно):
рИдеал _ рвыс
тв
\п
+рнизк X
ТНИЗК + тв
1-
\п
ТНИЗК + твыс
V 1 + 1 /
Однако мгновенная смена агентов без затрат невозможна. Введем следующие по-
28
+
№ 1 (25) 2010
казатели гибкости организационной структуры:
hсм — единовременные затраты средств на смену поставщика;
х см — характерное время, необходимое для смены поставщика.
Оценим суммарные затраты и потери, связанные с каждой сменой поставщика:
ссм = ^м +тсм хДрхq,
где Др =рвыс - рнизк — амплитуда изменения отпускных цен.
Годовая частота смены поставщиков тсм может быть оценена на основе модели, в которой система поставщиков представляется в виде замкнутой системы массового обслуживания (СМО). Фактическая среднегодовая закупочная цена (при активной стратегии) с учетом потерь на смену поставщиков составит:
тсм х Ссм рфакт = ридеал + '11 ^ °
= q .
Предлагается следующий интегральный показатель эффективности активной смены агентов виртуального предприятия:
рфакт _ ридеал
У = - -.
' рПассив _ридеал
Анализ приведенной модели показывает, что эффективность активного изменения состава агентов повышается, если:
— возрастают относительная амплитуда колебаний цен предложения поставщиков и их характерный период;
— снижаются затраты средств и времени на смену поставщика;
— увеличивается объем закупки комплектующих и услуг.
При этом существуют такие пороговые значения показателей гибкости организационной структуры виртуального предприятия hсм и х см, при которых преимущества виртуального предприятия теряются (т. е. у « 1), и наиболее предпочтительной становится традиционная жесткая вертикальная интеграция. Таким образом, организа-
ции виртуальных производственных объеди- | нений в российской авиационной промыш- ^ ленности должно предшествовать, наряду оа с появлением конкурирующих поставщиков, достижение определенного порогово- | го уровня гибкости хозяйственных связей Ц между предприятиями отрасли. Помимо тех- иа нологических факторов (внедрение гибко- ^ го производственного оборудования, без- § бумажных технологий информационного обмена и т. п.), это требует также повышенной адаптивности внутрифирменной среды и системы управления. Включение предприятий в состав виртуальных структур сопряжено с существенными изменениями в менталитете руководства и работников, в методах учета затрат и результатов.
Сокращение времени и стоимости смены поставщиков может значительно смягчить для виртуального предприятия последствия срыва поставок комплектующих, в том числе из-за недобросовестности поставщиков. Это позволяет виртуальному предприятию существовать и устойчиво функционировать даже при наличии контрактных проблем, несмотря на отсутствие жесткого формального закрепления вертикальных связей. Появляется возможность более глубокой интеграции предприятий отрасли в мировое авиастроение без ущерба для экономической безопасности отечественной авиационной промышленности. Также возможность гибкой смены поставщиков с небольшими транзакционными издержками усиливает конкуренцию на рынке комплектующих изделий и производственных услуг.
Эффективность гибкого удовлетворения индивидуализированного спроса.
Гибкость структуры позволяет виртуальным предприятиям более оперативно реагировать на изменяющиеся запросы потребителей, осуществляя фактически штучное производство изделий по индивидуальным заказам, оперативную модернизацию конструкций и т. п. Таким образом достигается качество продукции в современном, расширенном понимании этого термина [3],
№ 1 (25) 2010
и
0 £
1
5
о
6
48 О
£
0
£
?! со <0 со
1!
1 л
5
i £
со
1 <0
i $
I
о §
т. е. удовлетворение индивидуальных запросов различных потребителей.
Экономико-математическое моделирование гибкого изменения конфигурации изделий, выпускаемых виртуальным предприятием, возможно в рамках следующего подхода. Предположим, что финальное изделие может быть поставлено в различных конфигурациях (исполнениях), которые обозначены индексами к = 0, 1,.../ в порядке возрастания сложности. При этом к = 0 соответствует так называемой базовой комплектации изделия — наиболее дешевой и распространенной. Спрос на различные варианты исполнения финальных изделий возникает случайным образом с вероятностями
f, ¿4 = 1.
к=0
Предположим, что клиенты готовы уплатить за финальное изделие строго в заданной конфигурации премию («надбавку за срочность» и индивидуальность заказа). Как известно, изделия в более сложных исполнениях, как правило, имеют и более высокую себестоимость. Поэтому далее под премией подразумевается чистый выигрыш головного предприятия — прирост так называемой маржинальной прибыли, т. е. разности цены и переменных затрат, которые приходятся на одно изделие. Также необходимо учитывать, что премия убывает со временем t, прошедшим с момента получения заказа, по какому-либо известному закону Дрк (0. Убывание премии обусловлено следующими факторами:
1) заказ может быть передан конкурентам;
2) срочность исполнения повышает привлекательность изделия для заказчика.
Предположим, что длительность изготовления изделия в к-й комплектации равна t (к). При оценке этой величины необходимо учитывать следующее. Массовое производство изделия в базовой комплектации возможно, в том числе и при жестко вертикально интегрированной структуре, в рамках которой реализуется полный цикл выпуска стандартизированных изделий. Но для производст-
ва изделий в индивидуальных конфигурациях головному предприятию необходимо формировать индивидуальный состав агентов, т. е. по существу уникальное виртуальное объединение. Поэтому t (к) определяется длительностью:
— формирования уникального виртуального объединения для исполнения данного заказа;
— освоения производства необходимых комплектующих изделий и производственных услуг каждым из предприятий-агентов;
— поставки заказанных комплектующих изделий для финальной сборки.
Предприятие может выбрать одну из двух альтернативных стратегий:
— вести производство изделий исключительно в базовой комплектации;
— перейти на гибкое удовлетворение индивидуальных заказов, что потребует дополнительных постоянных затрат ДFC , на
~ гибк
обеспечение гибкости производства.
Последняя величина включает в себя не только затраты на внедрение CALS-техноло-гий, а также гибких производственных систем, но и стоимость поддержания резервных мощностей на предприятиях-агентах, которые должны оперативно исполнять индивидуализированные заказы.
Таким образом, переход к производству изделий по индивидуальным заказам по сравнению с выпуском изделий в базовой комплектации приводит к следующему изменению прибыли:
АП = q хДрк [t(k)]]-ДFCl
гибк'
где q — суммарный объем выпуска изделий.
Заметим, что описанное изменение прибыли может оказаться отрицательным, если:
— относительно невелик спрос на изделия в индивидуальном исполнении — как в натуральном выражении << f0, к=1, 2,., /), так и в стоимостном (т. е. Дрк(^ невелико и быстро убывает со временем);
— невелик суммарный объем выпуска изделий q, и/или велики постоянные затра-
30
к=0
№ 1 (25) 2010
ты на обеспечение гибкости производства AFC б ;
гибк
— велики длительности исполнения сложных заказов {Г (fr)};
— велики затраты на переналадку оборудования для исполнения индивидуальных заказов hсм, что сокращает фактический размер премии за индивидуальность исполнения изделий Apk(t).
Все эти факторы могут привести к тому, что предприятие изберет традиционную стратегию массового производства изделий в базовой комплектации. Однако внедрение CALS-технологий, как было отмечено ранее, позволяет существенно сократить время и стоимость смены поставщиков. Значительно меньшие сроки и себестоимость поставки изделий в сложных конфигурациях позволят формировать виртуальные предприятия для исполнения индивидуальных заказов и, как следствие, сохранять конкурентоспособность и получать большую прибыль в условиях индивидуализации спроса. В настоящее время рынки авиаперевозок чрезвычайно нестабильны, а потребности авиакомпаний все более разнообразны. Авиакомпании заинтересованы не только в приобретении воздушных судов в индивидуальных комплектациях, но и в возможности оперативного изменения комплектации в ходе строительства воздушного судна (тем более что исполнение заказов на новые воздушные суда в силу наличия очереди может занимать несколько лет). Так, например, по данным компании «Boeing», внедрение принципов CALS позволило сократить срок финальной сборки пассажирского самолета семейства Boeing-737 до 11 суток. Сборка осуществляется из модулей, поставляемых субподрядчиками, расположенными как в США, так и за рубежом. Как отмечает руководство компании, это позволяет наиболее гибко удовлетворять постоянно меняющиеся в условиях изменчивого рынка авиаперевозок запросы авиакомпаний, касающиеся комплектации воздушного судна, компоновки салона и т. п., как следствие, радикально улучшить привлекатель-
ность и конкурентные качества продукции. |
Поэтому переход авиастроительных пред- ^
приятий на гибкое удовлетворение срочных оа индивидуальных заказов может оказаться
настоятельным требованием рынка. |
I
Экономическая эффективность ^
CALS-технологий на стадии ^
эксплуатации авиатехники
Поддержание бесперебойной эксплуатации авиатехники, обеспечение высокой экономической эффективности авиаперевозок и боеготовности военно-воздушных сил (ВВС) требуют развитой системы материально-технического (логистического) обеспечения эксплуатации и ремонта изделий. На стадии эксплуатации авиатехники CALS-технологии предоставляют предприятиям обширные благоприятные возможности. При наличии индивидуального информационного сопровождения эксплуатации каждого изделия можно прогнозировать моменты съемов, списаний, ремонтов деталей, узлов и агрегатов. Исходной информацией для такого прогноза может служить план полетов парка авиатехники. Система учета и прогнозирования выработки ресурса должна быть интегрирована в систему материально-технического обеспечения эксплуатации и ремонта авиатехники. На рис. 3 изображена рекомендуемая схема информационных потоков в системе интегрированной логистической поддержки (ИЛП) эксплуатации и ремонта авиатехники.
В результате организации системы ИЛП, функционирующей по предложенной схеме, появляются следующие благоприятные возможности для:
— сокращения затрат, связанных с пополнением и поддержанием потребных складских запасов узлов и агрегатов, сменных авиадвигателей, запчастей и т. п.;
— сокращения простоев воздушных судов и потерь, связанных с дефицитом сменных авиадвигателей и ЗИП, а также недостатком мощностей исполнителей ТОиР.
№ 1 (25) 2010
Авиатехника в эксплуатации
АТБ, АТЦ, АРЗ
Полетные данные
-1 г-
Ч — —9
ч /
\ /
СУБД «ресурс»
/ ч / ч
'"I г'
I I
План эксплуатации ВС и АД
Службы планирования авиакомпаний и ВВС
Потребность в ЗИП (срочная и прогнозируемая)
Данные о наличии ЗИП на складе
---J
I
СУБД «логистика»
Заказы на ЗИП I____ ____I
_J I__
ч /
ч /
Ч X
Поставщики ЗИП
и
0
£
1
5
о
6
48 О
£
0
£
?! со <0 со
1!
1 л
5
i £
со
1 <0
i $
I
о §
Рис. 3. Рекомендуемая схема информационных потоков в системе ИЛП эксплуатации
и ремонта авиатехники: АТБ — авиационно-техническая база; АТЦ — авиационно-технический центр; АРЗ — авиаремонтный завод; ВС — воздушное судно; АД — авиадвигатель; ЗИП — запчасти, инструменты, приспособления
Необходимо отметить, что система ИЛП, функционирующая по предлагаемой схеме, окажется работоспособной лишь при условии обеспечения беспрепятственного информационного обмена эксплуатирующих организаций и поставщиков запчастей в реальном масштабе времени. Фактически производитель иногда должен принимать к исполнению заказы на изготовление и поставку запчастей, когда летательный аппарат, нуждающийся в замене деталей или узлов, еще находится в воздухе.
Внедрение ИЛП требует значительных затрат на разработку технологической базы и организационное обеспечение. Поэтому ИЛП эксплуатации и ремонта авиатехники нуждается в научно обоснованной оценке экономической эффективности. Данная оценка может быть получена из следующих соображений. При отсутствии автоматизи-
рованного учета состояния каждого изделия в эксплуатации точное значение потребности в запчастях — даже для замены деталей, выработавших свой ресурс, — прогнозировать сложно (в силу обширности номенклатуры и др.). Поэтому с точки зрения складского хозяйства и снабжения все потребные потоки запчастей рассматриваются как случайные процессы. Неопределенная потребность в запчастях для замены деталей, выработавших свой ресурс, требует поддержания дополнительного страхового запаса II (рис. 4), стоимость которого может оказаться сопоставимой с ценой самого изделия. Прогнозирование выработки ресурса элементов авиадвигателей уменьшает неопределенность потребного потока запчастей, следовательно, позволяет уменьшить размер необходимого страхового запаса. Труднопрогнозируемой остается лишь по-
32
№ 1 (25) 2010
Рис. 4. Структура запасов агрегатов, узлов и запчастей к авиатехнике
требность в запчастях для замены отказавших или поврежденных в эксплуатации деталей. Для покрытия этой потребности служит страховой запас I, а потребность в страховом запасе II отпадает.
Обозначим:
ста — минимальные затраты, связанные с плановыми поставками запчастей (для их оптимизации используется детерминированная модель Уилсона [9]);
, С^х" — минимальные затраты и потери, связанные с поддержанием страховых запасов I и II (для оптимизации их объемов используется однопериодная стохастическая модель управления запасами [9]);
АОесм / ЕНМ — прирост затрат, связанных с внедрением и эксплуатацией информационных систем контроля технического состояния и учета выработки ресурса элементов авиатехники.
Тогда интегральным показателем экономической эффективности информационного сопровождения эксплуатации авиатехники можно считать относительное сокращение суммы затрат на поддержание запасов и потерь из-за дефицита запчастей:
ТС - ТС' х ТС
где
ТС - Сплан + ' + сстРах" сумма зятрат
1С - Ст Iп + Ст I п + Ст Iп - сумма затрат
и потерь до внедрения системы учета и прогнозирования выработки ресурса; ТС' = ста + СТ' + АСесм / ЕНМ — сумма затрат и потерь после внедрения системы учета и прогнозирования выработки ресурса и устранения страхового запаса II.
Анализ данной модели показывает, что устранение страхового запаса II и соответствующих затрат окажется наиболее заметным для современных изделий, обладающих относительно высокой безотказностью и долговечностью. Расчеты указывают на то, что благодаря более рациональному планированию материально-технического обеспечения появляется возможность существенно (на десятки процентов) снизить потребный уровень страховых запасов, затрат на их поддержание и потерь из-за простоев авиатехники.
Другие экономико-математические модели и проведенные с их помощью детальные оценки оптимизации бизнес-процессов при использовании CALS-технологий рассматриваются в [5].
Следует отметить, что применение CALS-технологий требует интеграции информационного пространства, в котором взаимо-
I
о
5
со
8 г
33
№ 1 (25) 2010
действуют предприятия отрасли, использующие различные отечественные и зарубежные системы автоматизации проектирования и управления. Отчасти на решение задачи построения единого информационного пространства направлены мероприятия ряда федеральных целевых программ, таких как «Национальная технологическая база», «Развитие и реформирование ОПК», «Электронная Россия», в рамках которых разрабатываются концепции внедрения CALS-технологий в некоторые отрасли промышленности и транспорта, ведомства (например, в систему министерства обороны).
Для обмена информацией необходима соответствующая нормативная база, включающая в себя единые стандарты представления данных и документы, регламентирующие этот процесс и гарантирующие безопасность и достоверность информации, всего электронного документооборота, обеспеченного электронно-цифровой & подписью.
^ Как показывает проведенный выше ана-! лиз применительно к конкретной отрасли Ц авиапромышленности, CALS-технологии позволяют оптимизировать бизнес-процессы на протяжении всего жизненного цикла ï| авиатехники, а значит и снизить в условиях обостряющейся борьбы на конкурентных § рынках:
«> — длительность предпроизводственных Ц стадий ЖЦИ и риск ее увеличения, § — стоимость (издержки) всех стадий § ЖЦИ, а также риск изменения этой стои-<5 мости.
g Время выхода новой продукции на рынки, стоимость ЖЦИ и риск ее изменения явля-<| ются важнейшими показателями конкуренто-Ц способности. Таким образом, оценки эконо-з мической эффективности CALS на различ-| ных стадиях ЖЦИ показывают, что использо-<з вание CALS-технологий позволяет повысить sg конкурентоспособность отечественной авиа-§ промышленности в современных условиях, || а также качество выпускаемой авиатехники ! и оказываемых услуг при ее эксплуатации, сократить издержки производства.
Сама же интегральная оценка экономической эффективности CALS-технологий на всех стадиях ЖЦИ авиастроения может быть выражена через интегральные показатели конкурентоспособности продукции и предприятий.
Список литературы
1. Авиастроение: летательные аппараты, двигатели, системы, технологии / Под ред. А. Г. Братухина. М.: Машиностроение, 2000. — 536 с.
2. Берестов Л. М, Вид В. И., Мельник В. И. Управление летным экспериментом. М.: Машиностроение, 1990. —144 с.
3. Васильев В. А., Каландаришвили Ш. Н, Новиков В. А., Одиноков С. А. Управление качеством и сертификация. М.: Интермет инжиниринг,
2002. — 416 с.
4. Деминг Э. Новая экономика. М.: Эксмо, 2006. — 208 с.
5. Клочков В. В. CALS-технологии в авиационной промышленности: организационно-экономические аспекты. М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2008. —124 с.
6. Российская энциклопедия CALS. Авиационно-космическое машиностроение / Под ред. А. Г. Братухина. М.: НИЦ АСК, 2008. — 608 с.
7. Судов Е. В., Левин А. И., Давыдов А. Н., Барабанов В. В. Концепция развития CALS-технологий в промышленности России. М.: НИЦ CALS-техно-логий «Прикладная логистика», 2002. — 36 с.
8. Тарасов В. Б. Предприятия XXI века: проблемы проектирования и управления // Автоматизация проектирования. 1998. № 4. С. 45-52.
9. Экономико-математический энциклопедический словарь. М.: Большая Российская Энциклопедия,
2003. — 688 с.
10. Arthur Brian W. Competing Technologies, Increasing Returns and Lock-in by Historical Events // Economic Journal. 1989. № 99. P. 116-131.
11. CALS (непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукции) в авиастроении / Под ред. А. Г. Братухина. М.: изд. МАИ, 2002. — 304 с.
12. Иванов В. Качество требует оплаты // Независимое военное обозрение. 2003. № 43.
13. Гореткина Е. Объединят ли CALS-технологии ракетно-космическую отрасль? // PC Week. 2008. № 11.
