Экономический механизм организации разработки и производства наукоемкой продукции с использованием информационных систем (на примере авиационного приборостроения)

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ОРГАНИЗАЦИИ РАЗРАБОТКИ И ПРОИЗВОДСТВА НАУКОЕМКОЙ ПРОДУКЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Е.А. Кругляева, ст. преподаватель,

В.В. Калачанов, ассистент Московский авиационный институт, г. Москва

В статье рассмотрен экономический механизм эффективной автоматизации производственных процессов в наукоемкой подотрасли авиационного приборостроения. Предложен методический подход к оценке экономической целесообразности внедрения информационных систем при организации разработки и производства изделия авиационного приборостроения

Изменения механизмов регулирования российской промышленности в последние десятилетия не могли не отразиться на качестве функционирования предприятий оборонной промышленности, в том числе его наукоемкой подотрасли - радиоэлектронного комплекса. Сокращение государственного финансирования вынудило большинство предприятий подотрасли перестроить процесс организации проектирования и производства продукции в соответствии с новыми экономическими условиями. Анализ показывает, что в настоящее время финансирование ряда основных проектов по созданию новых образцов продукции ведется в полном объеме, однако технологическое отставание многих предприятий радиоэлектронного комплекса подчас не позволяет конкурировать на равных на мировом рынке соответствующей продукции.

Эффективность применения продукции в

настоящее время определяется не только их конструкцией и высокими тактико-техническими характеристиками, но и наличием единой интегрированной информационной среды,

организацией информационного взаимодействия между участниками системы поддержки жизненного цикла продукции и наиболее рациональной

стоимостью их эксплуатации. В проектировании и производстве современной продукции участвует целый ряд предприятий, каждый из которых обладает собственной информационной средой. Поэтому ключевым фактором снижения сроков и стоимости проектирования и производства продукции является интеграция различных классов информационных систем всех участников жизненного цикла изделия.

В течение последнего десятилетия в различных отраслях оборонной промышленности, в том числе в авиационном приборостроении в составе радиоэлектронного комплекса, происходит интенсивное внедрение новых информационных технологий. Эти технологии направлены на повышение эффективности всех производственных процессов по созданию новых изделий.

Необходимость внедрения новых методов информационной поддержки проектирования и производства изделий на предприятиях радиоэлектронного комплекса обусловлена

следующими теоретическими и практическими причинами.

Во-первых, успешная реализация

производственной программы предприятия определяется не только качеством ее подготовки и наличием детального плана реализации, но и эффективной организацией мониторинга ее

осуществления. Во-вторых, процесс организации производственной деятельности основан, в частности, на различных видах информации, используемой для принятия управленческих решений. Поэтому своевременность и достоверность информации

становятся одними из ключевых факторов,

обеспечивающих возможность повышения эффективности производства. В-третьих, необходима интеграция различных классов информационных систем в рамках единого информационного

пространства.

На первом этапе, как правило, происходит внедрение информационных систем проектирования и подготовки производства, которые позволяют увеличить производительность и повысить качество труда конструкторов, технологов, инженеров.

Затем внедряются информационные системы производства. При внедрении различных классов систем актуальным являются вопросы организации управления проектированием и производством на основе новых информационных технологий. Эти вопросы решаются после накопления определенного задела по внедрению информационных систем и возлагаются на системы, обеспечивающие управление проектированием и производством, которые генерируются всей совокупностью программного обеспечения предприятия. На современном этапе большинство предприятий радиоэлектронного комплекса при проектировании и производстве продукции переходят на внедрение новых программных продуктов управления жизненным циклом изделия. Однако внедрение таких систем сопряжено с рядом проблем технического и организационного характера.

Радиоэлектронный комплекс является одной из наиболее наукоемких отраслей. С точки зрения технологии и организации производства для радиоэлектронного комплекса характерны такие особенности, как длительность сроков

проектирования изделий, потребность в большом количестве испытаний, постоянное создание необходимого научно-технического задела, развитие интегрированных систем проектирования и производства СЛЬ8-технологий.

В настоящее время значительная часть предприятий и организаций РЭК вошла в состав Государственной корпорации «Ростехнологии». В общей структуре корпорации предприятия и

организации радиоэлектронного комплекса занимают около 49% от общего числа вошедших в корпорацию предприятий.

Одной из приоритетных подотраслей наукоемкой промышленности в составе радиоэлектронного комплекса является авиационное приборостроение, в состав которого в настоящее время входит около 35-40 предприятий. В 2008 году объем рынка продукции авиационного

приборостроения составил около 40% от уровня 1990 года в сопоставимых ценах. При этом в 2008-2009 гг. основным его сегментом явилось производство авиационных систем для летательных аппаратов. Это показывает проведенный анализ основных техникоэкономических показателей предприятий

авиационного приборостроения, вошедших в состав Государственной корпорации «Ростехнологии».

Одним из основных направлений авиационного приборостроения является разработка и производство радаров для современных самолетов. Это направление представлено двумя крупными предприятиями - ОАО «Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова» и ОАО «Корпорация «Фазотрон-НИИР».

Для повышения эффективности управления проектированием и производством продукции предприятия радиоэлектронного комплекса используют различные информационные технологии. К ним относятся:

- системы автоматизированного проектирования, подготовки производства и инженерного анализа,

- системы управления данными об изделии,

- системы технологической подготовки производства и управления производством,

- системы управления проектами предприятия,

- системы интегрированной логистической поддержки изделия,

- системы планирования ресурсов предприятия,

- системы управления цепочками поставок.

Однако комплексное применение на практике

различных классов систем часто создает изолированные участки автоматизации, слабо связанные между собой.

С целью разработки интегрированной информационной системы управления

проектированием и производством оборонной продукции в диссертации проведен анализ рынка программных продуктов для автоматизации управления жизненным циклом изделий. По

результатам анализа внедрений систем управления жизненным циклом изделия на отечественных и зарубежных предприятиях оборонной

промышленности выявлено, что основными

разработчиками являются фирма Siemens и ее решения Unigraphics и Teamcenter, а также фирма Dassault Systems и система CATIA.

Выбор программного решения для автоматизации управления проектированием и производством оборонной продукции для предприятия радиоэлектронного комплекса

определяется рядом факторов. К ним относится функционал системы, возможности адаптации решения к потребностям данного предприятия, стоимость и длительность внедрения решения, практика внедрения данного решения в отрасли, наличие положительного опыта внедрения решения поставщика системы. Для построения интегрированной информационной системы управления проектированием и производством оборонной продукции в ОАО «НИИП» было рассмотрено несколько вариантов выбора

программных решений.

Первый вариант предполагает выбор всего комплекса программных продуктов PLM - решений от одного поставщика. Преимуществом такого подхода является высокий уровень интеграции программных продуктов, входящих в состав решения. Недостатком является сложность выбора

программных продуктов, наиболее точно по функционалу и масштабу отвечающих потребностям предприятия. Это приводит к недостатку функционала программного обеспечения на одних участках и превышения функционала с большей стоимостью программного обеспечения на других.

Второй вариант предполагает выбор программных продуктов на основе наиболее полного соответствия функционала системы решаемым

задачам в каждой подсистеме. Интеграция между приложениями в данном случае осуществляется на основе стандартных форматов обмена данными между приложениями. Недостатками является низкий уровень интеграции программных продуктов и высокая стоимость осуществления такой интеграции.

В ОАО «НИИП» внедрены CAD/CAM система верхнего уровня Unigraphics и CAD/CAM система среднего уровня Solidedge компании Siemens. Вследствие этого, для построения схемы цепочки программного обеспечения от одного поставщика наиболее предпочтительным является расширение программного обеспечения от Siemens и внедрение системы Teamcenter.

Технология управления информацией об изделии на протяжении его жизненного цикла или PLM-технология направления на создание единого информационного пространства. Функционал PLM-технологии в последние десятилетия расширяется с

целью охватить этапы производства и эксплуатации изделия.

Одним из основных этапов жизненного цикла изделий является этап проектирования. Задачей автоматизированной системы управления

проектированием на предприятиях

радиоэлектронного комплекса является управление инженерными данными на всех этапах жизненного цикла, реализованных на данном предприятии. При этом может быть составлена диаграмма процесса управления проектированием оборонной продукции на предприятиях радиоэлектронного комплекса.

Целью автоматизации управления

проектированием и производством изделий является хранение, учет и контроль изменений проектных данных для повышения качества изделия, снижения сроков и стоимости проектирования и производства за счет создания единой системы управления данными. Это определяет основные требования к интегрированной информационной системе управления проектированием и производством. Управление производством должно осуществляться на основе данных, генерируемых в процессе проектирования в САБ/СЛМ/СЛБ системах, а проектирование изделия должно выполняться на основе РЬМ-системы, обеспечивающей единое конструкторско-технологическое пространство.

В рамках внедрения информационной модели интегрированной информационной системы управления проектированием и производством оборонной продукции авиационного приборостроения может быть решен вопрос о единой базе данных. Хранение сгенерированных в процессе проектирования данных, осуществляется в единой базе данных под управлением СУБД Огас1е. Обработка созданной информации осуществляется с учетом действующей в радиоэлектронном комплексе нормативной документации. Конечной целью проектирования является создание электронного макета, как основы для формирования комплекта документации на изделие, которая передается на серийный завод.

Основой интегрированной информационной среды проектирования и производства является РЬМ-система. Для реализации подходов СЛЬ8 необходимо обеспечить интеграцию РЬМ с системой планирования ресурсов предприятия и системой управления цепочками поставок. Это интеграция в зависимости от технических возможностей предприятия может быть:

либо однонаправленной, когда осуществляется перенос данных спецификаций при передаче изделия от разработчика к производителю,

либо двунаправленной, когда возможность получения доступа к данным осуществляется непосредственно в интерфейсе основного рабочего приложения.

Главным элементом комплекса программного обеспечения интегрированной информационной системы управления проектированием и

производством изделия являются PLM и ERP системы. PLM-система консолидирует полученную в процессе проектирования информацию и

осуществляет ее передачу для производства в ERP-систему. Программным решением для автоматизации управления проектированием и производством оборонной продукции для рассматриваемого объекта может выбрана система Teamcenter Engineering компании Siemens PLM Software. Система построена на основе клиент-серверной архитектуры и обладает двух уровневой логической структурой.

Двухзвенная архитектурная модель системы Teamcenter Engineering состоит из уровня клиента и уровня ресурсов. Уровень клиента состоит из толстого клиента, уровень ресурсов состоит из сервера базы данных, базы данных, томов и файловых серверов.

Процесс проектирования и производства изделий включает комплекс инженерной и конструкторской деятельности разработчика и производителя. С целью анализа данной деятельности в диссертации были использованы методы функционального

моделирования бизнес-процессов. Они позволили

формализовать основные бизнес-процессы, представленные в диссертации, провести их анализ и оптимизацию.

С целью построения интегрированной

информационной системы управления

проектированием и производством изделий в диссертации представлено информационное и

программное обеспечение системы Teamcenter Engineer, показаны ее концептуальная и

коммуникационная модели и формализованы требования к созданию информационной

инфраструктуры.

В процессе диссертационного исследования были систематизированы существующие методы экономического обоснования инвестиций в

информационные технологии. К сожалению ни один из рассмотренных методов не может быть напрямую применен для оценки экономической эффективности автоматизации управления проектированием и

производством оборонной продукции авиационного приборостроения. Поэтому в диссертации на основе проведенного анализа предлагаются рекомендации по адаптации некоторых методов к специфике автоматизации данных процессов на предприятиях радиоэлектронного комплекса.

Для оценки экономической эффективности в качестве основы были выбраны три метода: затратный, сравнительный и доходный.

К затратному методу относится метод совокупной стоимости владения системой. В рамках данного метода может быть предложена классификация затрат на интегрированную

информационную систему управления

проектированием и производством изделий. Затраты на интегрированную информационную систему управления проектированием и производством оборонной продукции авиационного приборостроения складываются из прямых и косвенных затрат. Прямые затраты можно получить по данным бухгалтерского или управленческого учета. Косвенные затраты получить сложнее, т. к. фактически невозможно определить, какую часть рабочего времени пользователи тратят на устранение сбоев или проблем в системе. Для расчета многих статей косвенных затрат используются усредненные показатели по отрасли.

К сравнительному методу может быть отнесен метод оценки возврата инвестиций, который был адаптирован для его использования при оценке экономической эффективности автоматизации управления проектированием и производством на предприятии радиоэлектронного комплекса.

Динамические методы оценки эффективности инвестиций относятся к доходным методам. Они характеризуются тем, что они учитывают временную стоимость денежных средств. При экономической оценке эффективности проекта используются широко известные в мировой практике показатели: чистый дисконтированный доход; индекс доходности; внутренняя норма доходности; срок окупаемости. Экономический эффект от автоматизации достигается за счет качественного улучшения показателей эффективности управления проектированием и производством продукции.

Внедрение данной системы в ОАО «НИИП им. В.В. Тихомирова» по нашим оценкам позволит сократить на 7-9 % затраты на разработку и

производство авиационных радиолокационных комплексов для создаваемых и модернизируемых летательных аппаратов.

Таким образом, могут быть сделаны следующие выводы:

1. По результатам анализа состояния и

перспектив производства продукции

радиоэлектронного комплекса и анализа изменений рынка программных продуктов для автоматизации управления жизненным циклом продукции предложены основные элементы информационного обеспечения проектирования и производства продукции авиационного приборостроения на предприятиях радиоэлектронного комплекса.

2. Обоснованы состав и типовая структура

интегрированной информационной системы управления проектированием и производством оборонной продукции авиационного

приборостроения. На этой основе может быть разработана единая информационная модель интегрированной информационной системы для основного производства предприятий

радиоэлектронного комплекса.

3. Сформирована интегрированная

информационная среда управления жизненным циклом оборонной продукции с учетом специфики организации проектирования и производства продукции на предприятиях радиоэлектронного комплекса.

4. Формализован комплекс производственных процессов организации проектирования и производства оборонной продукции авиационного приборостроения в рамках разработанной интегрированной информационной среды управления жизненным циклом продукции на предприятиях радиоэлектронного комплекса.

5. Разработан методический инструментарий оценки экономической эффективности внедрения интегрированной информационной системы проектирования и производства продукции авиационного приборостроения на основе взаимоувязки затратного, доходного и сравнительного методов оценки эффективности информационных технологий.

Внедрение предлагаемого организационноэкономического механизма в практику организации и разработки производства наукоемкой продукции с использованием информационных технологий показывает не только определенную универсальность реализации данного механизма в отраслях машиностроения, но и обеспечивает рост экономической эффективности управления производственными процессами в этих отраслях.

Литература

1. Организация производства на предприятии / под ред. О.Г. Туровца, Б.Ю. Сербиновского. Ростов-н-Д.: Изд. центр «МарТ», 2002.

2. Калачанов В. Д. Организация производства наукоемкой продукции / В. Д. Калачанов, М. А. Турищева. М.: Изд-во «Доброе слово», МАИ, 2004.

3. Калачанов В.Д., Рыжко А. Л. Информационный менеджмент на предприятии / В. Д. Калачанов, А. Л. Рыжко. М.: Изд-во «Доброе слово», МАИ, 2006.

4. Джамай Е.В. Экономический механизм выбора корпоративных информационных систем при организации производства авиационной техники. // Вестник Московского авиационного института № 6 (том 15). М.: Изд-во МАИ, 2008

8-495-954-60-57

Ключевые слова: информационная технология, информационная система, метод экспертных оценок, организация производства