Разработка механизма выбора эффективной структуры комплекса задач САПР в промышленности тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Разработка механизма выбора эффективной структуры комплекса задач САПР в промышленности"

и

-- _)

На правах рукописи

Шаренков Сергей Борисович

РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМА ВЫБОРА ЭФФЕКТИВНОЙ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ САПР В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 08 00 05 - Экономика и управление народным хозяйством

(Специализация - 15 Экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами Промышленность

Область исследования - 15 26 Методологические и методические подходы к решению проблем в области экономики, организации и управления отраслями и предприятиями машиностроительного комплекса)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

МОСКВА-2005

Работа выполнена на кафедре «Финансовый менеджмент»

«МАТИ» - Российского государственного технологического университета

имени К Э Циолковского

Научный руководитель доктор экономических наук, профессор

Мыльник Владимир Владимирович

Официальные оппоненты доктор экономических наук, профессор

Парамонов Федор Иванович

кандидат экономических наук, доцент Бадалова Анна Георгиевна

Ведущая организация ФГУП «Государственный космический научно-

производственный центр» имени М В Хруничева

00

Защита состоится «26» мая 2005 г в 14 — на заседании диссертационного совета К 212 110 01 в «МАТИ» - Российского государственного технологического университета имени КЭ Циолковского, по адресу 121552, г Москва, ул Оршанская, д 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «МАТИ» -Российского государственного технологического университета имени КЭ Циолковского

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять по указанному адресу

Автореферат разослан «25» апреля 2005 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат экономических наук, доцент '

Черкасов М Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Ускорение темпов инновационных процессов является решающим условием повышения эффективности финансово-хозяйственной деятельности предприятия и качества продукции. Высокие темпы развития инновационных процессов обеспечиваются разработкой, производством и массовым применением высокоэффективных машин, оборудования, приборов и технологических процессов. Применение математических методов и ЭВМ в сфере конструкторско-технологической подготовки производства способствует повышению технического уровня и качества проектируемых объектов, снижению себестоимости продукции, сокращению сроков разработки и освоения их в производстве. Автоматизация проектирования особенно эффективна, когда от автоматизации выполнения отдельных инженерных расчетов переходят к комплексной автоматизации, создавая для этой цели системы автоматизированного проектирования (САПР).

На промышленном предприятии САПР состоит из двух систем, включающих систему САПР-К и САПР-Т. Система САПР-К функционирует в рамках конструкторской подготовки производства и обеспечивает разработку и проектирование конструкций изделий. Система САПР-Т функционирует в рамках технологической подготовки производства и обеспечивает разработку технологических процессов, технологической оснастки, управляющих программ для станков с ЧПУ и т.д.

При этом структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, понятийный аппарат и языки представления данных должны быть стандартизованы. Чтобы достичь должного уровня взаимодействия промышленных автоматизированных информационных систем, требуется создание единого информационного пространства. Единое информационное пространство обеспечивается благодаря унификации как формы, так и содержания информации о конкретных изделиях на различных этапах их жизненного цикла. Современное производство сложных изделий машиностроения может быть обеспечено использованием CALS-технологий

(«Computer Aided Acquisition and Life-Cycle Support» - Автоматизация непрерывных поставок и жизненного цикла). Реализация комплекса САПР в условиях CALS-технологий связана со значительными капитальными и эксплуатационными затратами, что в свою очередь требует решения задач их эффективного вложения.

Однако, как показал проведенный анализ, вопрос формирования эффективных структур комплекса задач САПР в научном плане не решен. В современных условиях рыночной экономики данная проблема требует разработки новых методов, механизмов и подходов с учетом возникающих рисков и инфляционных процессов.

У промышленных предприятий, работающих в условиях ограничений по финансовым, материальным и другим видам ресурсов, отсутствуют научно обоснованные методы и механизмы формирования эффективных структур комплекса функциональных задач САПР. Таким образом, разработка научно обоснованного механизма формирования эффективных структур комплекса функциональных задач САПР является задачей весьма актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка механизма выбора эффективной структуры комплекса задач САПР в промышленности.

Поставленная цель определяет решение следующего круга задач:

• выбрать критерий формирования эффективного комплекса функциональных задач САПР;

• сформировать методику оценки затрат на создание и эксплуатацию функциональных задач САПР;

• исследовать основные факторы и источники образования социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР;

• разработать методику оценки социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР;

• разработать методику оценки эффективности функциональных задач САПР;

• разработать механизм выбора эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.

Объект исследования. В соответствии с поставленной целью в качестве объекта исследования определена система автоматизированного проектирования, реализуемая на промышленном предприятии.

Предмет исследования. Предметом исследования в настоящей работе являются методы, подходы и методики формирования эффективных структур функциональных задач САПР.

Основными научными работами в области принципов построения структур САПР в промышленности являются труды отечественных ученых: Астахова А.С, Балашова И.Б., Васяновича A.M., Вылежанина В.Н., Гринько Н.К., Малышева Ю.Н., Глушкова В.М., Панкова Г.В., Селиванова С.Г., Казеннова ГГ., Соколова А.Г., Норенкова И.П., Петренко А.И., Бутакова ЕА., Горанского Г.К., Давиденко К.Я., Фролова ВА, Тарасова В.Б., Братухина А.Г.и др.

Теоретические и практические проблемы формирования эффективных структур автоматизированных информационных систем управления нашли свое отражение в большом количестве трудов как отечественных, так и зарубежных экономистов: Васильева Г.Д., Шаумяна ГА, Парамонова Ф.И., Градова А.П., Лищинского Л.Ю., Мыльника В.В., Третьякова Э.А., Смоляка СА., Львова Д.С., Ковалева В.В., Идрисова А.В., Попова Э.В., Черпакова Б.И., Судова Е.А., Дмитрова В.И., Левина А.С, Катаева А.В., Скрипкина К.Г., Норткотта Д., Хаммера М., Мэйор Т., и др.

Методы исследования. Проведенные исследования базируются на методологических, нормативных и информационных материалах ведущих научно-исследовательских институтов в области проектирования и инвестиционного анализа: РосНИИ, ЦНИИКА, НИИТЭХИМ, ВНИИмаш, ВНИИЭПРАНТ, ЭНИМС, ЦЭМИ РАН.

Для решения поставленных задач в рамках диссертационной работы использовались методы системного анализа, системного проектирования,

линейного программирования и экспертные оценки. Расчеты производились с помощью стандартных пакетов прикладных программ MS Excel и StarOffice.

Научная новизна. Научная новизна исследования заключается в основных, выносимых на защиту положениях и результатах:

• выбран критерий формирования эффективного комплекса функциональных задач САПР;

• сформирована методика оценки затрат на создание и эксплуатацию функциональных задач САПР;

• исследованы основные факторы и источники образования социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР;

• разработана методика оценки социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР;

• разработана методика оценки эффективности функциональных задач САПР;

• разработан механизм выбора эффективный структуры комплекса задач САПР.

Практическая значимость. Разработанный механизм и алгоритмическое обеспечение позволяют уже на стадиях ПТЭО и ТЭО проводимого исследования по разработке САПР на промышленных предприятиях формировать структуру, рациональную с точки зрения эффективности производимых затрат.

Материалы исследования используются при чтении курса «Исследование систем управления» в «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были реализованы при разработке технико-экономического обоснования проекта по разработке и реализации САПР на производственном предприятии ОАО «СЕЙМОС».

По итогам Московского областного конкурса научно-исследовательских работ молодых ученых «Экономический рост России» работа «Развитие

методологии оценки эффективности создаваемых систем автоматизированного проектирования» заняла призовое место.

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 7 научных работ, общим объемом 3,0 пл.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения.

Основные результаты исследования изложены на 166 стр., 17 рис., 20 табл., и приложении. Список использованной литературы содержит 117 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснован выбор темы исследования и её актуальность, сформулированы цели и задачи исследования, определены научная новизна, практическая значимость и структура диссертационной работы.

В первой главе - «Анализ существующих методов и подходов формирования САПР в промышленности» проведен анализ современного состояния процесса формирования САПР на основе современных компьютерных технологий в России и за рубежом, исследованы и классифицированы задачи, образующие САПР, рассмотрены подходы и методы оценки создаваемых САПР с позиции эффективности.

В работе исследовались результаты развития методов и подходов, ориентированных на создание и эксплуатацию САПР. Под САПР понимается совокупность методов и программ, основанных на применении математических моделей, программ и современных ЭВМ, направленных на автоматизацию конструкторско-технологической подготовки производства. Проведенный анализ выявил большое количество факторов, влияющих на вид и структуру САПР. Классификация основных характеристик САПР приведена в диссертационной работе.

Одним из основных структурных элементов комплекса задач САПР является функциональная система, решающая группу задач, связанных с тем

или иным аспектом проектирования. Основным структурным элементом каждой системы является .¡-я функциональная задача. Под задачей понимается набор вычислительных и логических процедур обработки информации, используемых для реализации отдельной фазы проектирования в составе отдельного функционального блока. Специфика решения задачи определяется классом задачи, ее назначением, экономической сущностью.

Всю совокупность задач САПР в двух системах можно разделить на три основные группы:

1. Функциональные задачи - связанны с решением тех или иных аспектов проектирования.

Группа функциональных задач является основой для разработки и формирования комплекса задач САПР. Именно автоматизация функциональных задач создает значительный экономический эффект в сфере производства. Остальные группы задач по отношению к функциональным задачам являются обеспечивающими.

2. Обеспечивающие задачи - предназначены для материального обеспечения функционирования САПР.

В целом обеспечивающие задачи характеризуются низкой эффективностью, так как являются затратными, обеспечивая лишь определенную базу для реализации функциональных задач.

3. Задачи взаимодействия - предназначены для обеспечения взаимодействия между различными составными элементами САПР и остальными информационными системами предприятия.

Группа задач взаимодействия создаёт единую информационную среду, обеспечивая тем самым реализацию концепции СЛЬ8-технологий на промышленном предприятии.

Независимо от вида и структуры САПР её функционирование на предприятии направлено на решение конкретных задач. Исходя из этого САПР можно представить в виде комплексов функциональных задач САПР.

Анализ отечественной и зарубежной экономической литературы показал, что на сегодняшний день не существует механизма выбора эффективной структуры комплекса задач САПР, что определяет необходимость разработки новых подходов и методов в решении данной проблемы.

Во второй главе - «Механизм формирования эффективного комплекса задач САПР в промышленности» - выбран критерий эффективности формирования структуры комплекса функциональных задач САПР, представлена методика оценки затрат на создание и эксплуатацию функциональных задач САПР, выявлены факторы и источники образования социально-экономических результатов от реализации функциональных задач, разработана методика оценки социально-экономических результатов с учетом инфляции и риска, разработан механизм выбора эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.

При формировании эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР и оценке эффективности от его реализации, одной из главных проблем является выбор критерия эффективности, с помощью которого осуществляется отбор эффективных задач.

В целях ранжирования и определения очередности реализации функциональных задач САПР выбран критерий максимума социально-экономической эффективности. Ранжирование задач по предложенному критерию позволяет сформировать рациональную последовательность реализации функциональных задач и их комплексов.

В общем случае он определяется как отношение суммарной экономии от реализации .¡-ой функциональной задачи к необходимым при этом затратам. Для общего случая он будет рассчитываться по формуле:

где: ЕР|, - коэффициент эффективности производимых затрат на ¡-ую задачу;

Э^ -экономия от реализации ¡-ой функциональной задачи в 1-ом году;

Зч (- капитальные и эксплуатационные затраты на .¡-ую функциональную задачу в 1-ом году.

Для формирования эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР в соответствии с выбранным критерием необходим расчет затрат и результатов, связанных с реализацией каждой функциональной задачи.

Сумма затрат, связанных с реализацией каждой локальной функциональной задачи представляет собой совокупность капиталовложений и эксплуатационных (текущих) затрат и рассчитывается по формуле:

где:

3Ш11и|1- сумма капитальных вложений приходящихся на ¡-ую локальную задачу в 1-ом году;

3„И1-сумма эксплуатационных затрат на ¡-ую задачу в 1-ом году; - остаточная стоимость, ликвидируемых фондов в 1-ом году;

(1+Е)'- норма дисконта.

В состав капитальных вложений включаются предпроизводственные затраты на разработку ¡-ой задачи и затраты на технические средства, с помощью которых идет реализация конкретных функциональных задач.

Как показывает практика, прямым счетом выделение капитальных вложений, приходящихся на ¡-ую задачу затруднено. В связи с этим предлагается капитальные вложения на реализацию ¡-ой функциональной задачи определять с помощью коэффициента участия технических средств, связанных с решением этой задачи. При таком подходе вначале рассчитывается полная сумма капитальных затрат на создание комплекса функциональных задач САПР в целом, затем указанная сумма распределяется между локальными функциональными задачами, исходя из затрат машинного времени на каждую задачу при эксплуатации системы в 1-ом году.

Определение эксплуатационных затрат на каждую ¡-ую функциональную задачу осуществляется по формуле:

где: - основная и дополнительная заработная плата специалистов,

задействованных для решения .¡-ой задачи, с учетом отчислений на социальное страхование в 1-ом году;

- амортизационные отчисления от стоимости зданий, занимаемых комплексом технических средств ¡-ой задачи в 1-ом году;

- стоимость энергии всех видов, расходуемой при функционировании ¡-ой задачи в 1-ом году;

- стоимость материалов, расходуемых в течение 1-го года при функционировании ¡-ой задачи в 1-ом году;

- затраты на ремонт и техническое обслуживание технических средств, связанных с реализацией ¡-ой задачи в 1-ом году.

Каждый проект, связанный с созданием комплекса функциональных задач САПР характеризуется большим количеством факторов и источников образования социально-экономических результатов от его реализации. Проблема объективной оценки эффективности инвестиций требует определения и учета основных факторов и источников образования социально-экономических результатов, оказывающих влияние на показатели эффективности.

В зависимости от характеристик факторов и источников, их можно классифицировать по двум основным группам - экономической и социальной. В экономическую группу в качестве факторов можно отнести - повышение производительности труда специалистов; повышение гибкости производства; рациональное использование материальных ресурсов и др., в качестве источников - сокращение потерь рабочего времени; сокращения времени на переналадку оборудования; сокращение затрат на материальные ресурсы и др. В социальную группу в качестве факторов можно отнести - улучшение условий труда; снижение текучести кадров; создание благоприятной социальной инфраструктуры и др., в качестве источников - сокращение затрат на устройство и содержание средств охраны труда; сокращение расходов,

связанных с набором специалистов высокой квалификации; сокращение расходов на социально-культурное обслуживание, повышение производительности труда.

Общим для всех функциональных задач является тот эффект, который образуется непосредственно при автоматизации ручного и механизировано-ручного труда проектировщиков и технологов, наиболее трудоемкую часть которого составляют чертежно-оформительские работы. Однако, главный эффект состоит в том, что применение электронно-вычислительной техники и экономико-математических методов в решении рассматриваемых задач, существенно повышает качество проектирования, вызывая тем самым эффект в сфере производства.

Факторы и источники образования социально-экономических результатов изменяются в зависимости от характера реализуемой задачи и её принадлежности к системе САПР-К или САПР-Т. Исходя из этого, эффективность от внедрения каждой функциональной задачи формируется из различных источников, присущих конкретной задаче. Тем не менее, методические основы оценки социально-экономических результатов от эксплуатации функциональных задач одни и те же.

В процессе реализации функциональной задачи под воздействием факторов и источников формируются социально-экономические результаты. Основные социально-экономические результаты можно разделить на результаты, полученные при обработке информации в сфере проектирования, а также непосредственно в производстве. Общая эффективность каждой функциональной задачи в целом состоит из социально-экономической и экологической эффективности, а также эффекта взаимодействия (синергизма). Исходя из этого, можно сделать вывод, что результаты являются взаимосвязанными, но разнокачественными.

Экономия, получаемая за счет качества проектирования, на этапе предварительного расчета трудно поддается количественной оценке. В то же время экономия, получаемая от эксплуатации каждой конкретной

функциональной задачи, позволяет произвести обоснованную количественную оценку.

Экономия от .¡-ой функциональной задачи САПР в 1-ом году, рассчитывается по формуле:

Э

^ _ Энчн + Э.....„, + э.

"" (1+Е)' (1+Е)' (1+Е)' (1+Е)' '

(4)

где:

экономия, получаемая в результате автоматизации труда

специалистов, занятых в сфере проектирования в 1-ом году;

- экономия, получаемая при обработке информации с помощью ЭВМ в 1-ом году;

ЭМ1 -экономия, получаемая в основном производстве в 1-ом году;

Э11им - экономия, получаемая во вспомогательном производстве в 1-ом

году.

Важным элементом является социальный эффект от внедрения и реализации функциональных задач. Проблема в количественном установлении социальных результатов объясняется рядом причин, основная из которых заключается в том, что в большинстве случаев очень сложно, а иногда просто невозможно, выразить количественные результаты образования социального эффекта. Данная проблема является актуальной, так как социальный эффект составляет значительный удельный вес в общем эффекте.

Отдельные составляющие социального эффекта на количественном уровне рассчитываются следующим образом: Э ,

Э.....=-

(5)

" (1+Е)' (1+Е)' (1+Е)' (1+Е)"

где: Эю1- экономия затрат на социальное обеспечение в 1-ом году;

Э„,— экономия за счет уменьшения текучести кадров в 1-ом году;

экономия вследствие уменьшения ущерба по временной нетрудоспособности в 1-ом году;

Эп1- экономия на доплатах за тяжелый труд в 1-ом году.

Следующим составным элементом социально-экономической эффективности является эффект от улучшения экологической среды, рассчитываемый по формуле:

где: - экономия за счет улучшения состояния окружающей среды вокруг предприятия в 1-ом году;

Эот,- экономия за счет сокращения затрат на дополнительную очистку загрязненных природных ресурсов в 1-ом году;

Э,.,,- экономия затрат в сфере здравоохранения на лечение по причине загрязнения окружающей среды в 1-ом году.

Поскольку результаты от реализации функциональных задач в зависимости от факторов и источников проявляются через определенный промежуток времени, то для оценки общего эффекта требуется применение ставки дисконта с целью приведения результатов и затрат к единому моменту времени. При определении ставки дисконта следует учитывать темпы инфляции и оценивать уровень риска.

Следующим шагом после оценки затрат и результатов связанных с созданием и эксплуатацией функциональной задачи является расчет коэффициента эффективности каждой функциональной задачи. После расчета коэффициента эффективности производимых затрат для каждой конкретной функциональной задачи, все задачи по каждому набору задач ранжируются в порядке возрастания полученного коэффициента. Ранжирование задач по предложенному критерию позволяет сформировать рациональную последовательность реализации функциональных задач на основе максимума социально-экономической эффективности и выделить из формируемого набора задачи, неэкономичные с точки зрения полученных результатов.

В реальных условиях работы любое предприятие сталкивается с проблемой ограниченности ресурсов. При создании и эксплуатации комплекса функциональных задач САПР имеют место ограничения по финансовым,

трудовым и вычислительным ресурсам. При этом создание и развитие комплекса функциональных задач САПР может осуществляться при наличии всех перечисленных ресурсных ограничений, либо при наличии некоторых из них.

С целью практического внедрения и эксплуатации на промышленном предприятии сформированной последовательности реализации функциональных задач, следует проверять её обеспеченность ресурсами. Для этого предлагается использовать так называемый ресурсный подход.

В соответствии с ресурсным подходом необходимо выбрать те задачи, из сформированной рациональной последовательности реализации функциональных задач, которые возможно полностью реализовать с учетом заданных или возможных ограничений. Для формирования рациональной последовательности задач в таких условиях за показатель оптимизации структуры задач принимают коэффициент максимума экономии при наличии располагаемых ресурсов. Он находится как отношение получаемой экономии от эксплуатации ¡-ой функциональной задачи на единицу рассматриваемых

Э ,,

ресурсов, необходимых для реализации данной задачи

экономия от эксплуатации ¡-ой задачи; Я|11П - значение ьго вида ресурса, необходимого для постановки и эксплуатации ¡-ой задачи.

В общем виде, коэффициент ценности единицы каждого ресурса будет отражать величину получаемой экономии на единицу рассматриваемых ресурсов ¡-ой функциональной задачи.

Следовательно, должны выполняться условия:

И,

(7)

0, если ]-я задача не включена набор в 1-ом году

1, в обратном случае

где: Э экономия от эксплуатации ¡-ой задачи, включенной в формируемый набор в 1-ом году;

потребность ¡-ой задачи в ресурсе, необходимом для её постановки и разновидности ресурсов в 1-ом году;

К„,- располагаемые ресурсы и их разновидности в 1-ом году;

Далее формируется последовательность задач, начиная с первой, до тех пор, пока сумма ресурса будет равна или примерно равна располагаемому его значению. В результате получается такая последовательность реализации функциональных задач в наборах задач, которая обеспечивает максимальную экономию от эксплуатации комплекса функциональных задач САПР в условиях ограниченных ресурсов.

Э„, Эр, Э1Ш,

Ф.М ф ВЦ

Э„, >—!-!.> э,т1

Т,„ т * 1|| Т

"3,1, Эр, -> —— > Э™,

М.„ м„,г М„,

при £ФЧ1<ФС1

при £т„<те,

при 2Х,<ми

(8)

(9)

(10)

где: Фч(, Т^,, Мв|1 - финансовые вложения, трудовые затраты, затраты машинного времени на каждую функциональную задач в 1-ом году;

- ограничения на финансовые вложения, трудовые затраты, затраты машинного времени на комплекс функциональных задач САПР в целом в 1-ом году.

Описанный механизм позволяет определить состав и порядок формирования комплекса функциональных задач САПР, с определенной степенью отвечающего условию их рациональности.

В третьей главе - «Реализация разработанного механизма выбора эффективной структуры комплекса задач САПР» разработан алгоритм последовательности действий по выбору эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР. Приводится пример формирования эффективной

структуры комплекса функциональных задач САПР на производственном предприятии ОАО «СЕЙМОС».

Для обеспечения процесса принятия решения о создании САПР на промышленном предприятии был разработан алгоритм последовательности действий по формированию эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР приведенный на рисунке.

После принятия руководством предприятия принципиального решения о внедрении в производство САПР определяется общая концепция построения системы, осуществляется постановка целей и задач внедрения. На основе сформированных целей и задач, стоящих перед руководством предприятия, составляется техническое задание на комплекс функциональных задач САПР (блок 1).

Рис. Алгоритм последовательности действий по формированию эффективной структуры комплекса задач САПР

Техническое задание составляется на основании анализа требуемых технических характеристик, условий внедрения и эксплуатации прототипов проектируемого комплекса функциональных задач САПР, выявления тенденций развития объектов рассматриваемого класса и корректировки с учетом нормативных документов (блок 2). На основе полученного технического задания разрабатывается эскизный проект комплекса функциональных задач САПР.

Эскизный проект в основном заключается в разработке комплекта документов, определении номенклатуры информационных процессов, подлежащих разработке и т.д. (блок 3).

На основе разработанного механизма (блок 4), проводят формирование эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.

Также проводится проверка обеспеченности сформированной структуры комплекса функциональных задач необходимыми видами ресурсов (блок 5).

Принятие решения (блок 6). На данном этапе появляется два возможных варианта последующих действий. Первый вариант действий предусматривает в случае наличия структуры, удовлетворяющей критерию эффективности, переход к этапу утверждения структуры комплекса функциональных задач САПР (блок 7). В противном случае необходимо пересмотреть ресурсные ограничения и условия реализации.

Утверждение структуры комплекса функциональных задач САПР (блок 7). Структура комплекса функциональных задач САПР, которая доказала свою эффективность на всех этапах отбора, признается отобранной и рекомендуется для дальнейшего внедрения.

Заключительным этапом исследования, на примере производственного предприятия ОАО «СЕЙМОС» в соответствии с разработанным в диссертационной работе механизмом формирования эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР и алгоритма её реализации, были

проведены расчеты. В расчетах использовались статистические данные по созданию автоматизированных систем конструкторско-технологической подготовки производства за 2000 - 2003 г.г., а также программа реализации мероприятий по переходу на новую электронно-вычислительную технику и современное программное обеспечение на 2002 - 2010 гг.

В качестве примера для иллюстрации проведенных исследований, из перечня задач приведенного в приложении 1, были отобраны 20 задач, соответствующих этапу конструкторской подготовки производства.

В соответствии с предполагаемой программой развития предприятия максимальный объем совокупных финансовых вложений составляет 47,0 млн. руб. Остальные ресурсные ограничения, по их видам, оцениваются в размере: трудовые ресурсы 16000 чел.-ч.; годовые вычислительные ресурсы 11000 ч.

В результате проведенных расчетов была выбрана эффективная структура комплекса функциональных задач САПР, приведенная в таблице.

Таблица. Эффективная структура комплекса функциональных задач САПР

ч ^ и X си г -ч » X , о Й 3 И г г ПзП \г%\\ ¿58=$ А Л И э 3 и : л г х ^ ' 1 «5 Г 41 1 1 1 а • г. £ н §■ Расчетным коэффициент эффективности трудовых шрит 2 1 !■' г з 5 С г * т =■ 3 * ее а £ £ £ 5 | 5 1 1 1 1? ш ¡к 1 1 3 г ! л * я Л| 5, * •в'

1 п 0,783 600 275 1,709 300 1,567 470

2 19 0,740 1972 900 1,621 760 1,920 1459

20 0,567 2380 1450 0,931 970 1,392 1350

4 1 0,564 7430 4000 1,045 3000 1,393 4180

5 17 0,473 2273 1000 1,076 500 2,152 1076

6 3 0,468 5405 2250 1,125 500 5,064 2532

7 16 0,465 3072 670 2,131 750 1,904 1428

8 10 0,464 2800 650 1,997 750 1,731 1298

9 14 0,464 4627 3090 0,695 1200 1,790 2148

10 9 0,462 3018 800 1,744 1000 1,395 1395

II 7 0 441 2107 900 1 069 900 1 033 930

ИТОГО: 0,509 15 985 - 10 630 -

35 864 18 266

Расчет показал, что сформированная структура комплекса функциональных задач САПР удовлетворяет всем ограничениям. На её реализацию требуются финансовые вложения на сумму 35 864 тыс. руб. - при ограничении 47,0 млн. руб., затраты трудовых ресурсов 15 985 чел.-ч. - при ограничении 16 000 чел.-ч., годовые вычислительные ресурсы 10 630 ч. - при 18

ограничении 11 000 ч. Экономия от функционирования составит 18 266 тыс. руб. Следовательно, данная структура функциональных задач рекомендуется к внедрению на предприятии.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. В результате исследования установлено, что структура комплекса функциональных задач САПР требует оценки эффективности задач уже на ранних стадиях ПТЭО и ТЭО и имеет важное значение в связи со значительными капитальными и эксплуатационными затратами.

2. Проведенные исследования показали, что при формировании эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР в качестве критерия эффективности выбран критерий максимума социально-экономической эффективности.

3. Разработана методика оценки затрат на создание и эксплуатацию функциональных задач САПР.

4. Определены основные факторы и источники образования социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР.

5. Разработана методика оценки социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР.

6. В рамках проведенного исследования выбран механизм формирования эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР в условиях ограниченных ресурсов.

7. Разработана система принятия решений по созданию и внедрению комплекса функциональных задач САПР.

8. Разработан алгоритм последовательности действий реализации механизма выбора эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.

9. Основные положения диссертационной работы были реализованы при разработке технико-экономического обоснования проекта по разработке и

внедрению комплекса функциональных задач САПР на

производственном предприятии ОАО «СЕЙМОС».

Основные научные результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:

1. Шаренков СБ. Эффективность систем автоматизированного проектирования. XXIX Гагаринские чтения, Тезисы докладов. «МАТИ» -РГТУ им. К.Э. Циолковского, Том 8, Москва 2003г. - с. 88. 0,1 п.л.

2. Шаренков СБ. Развитие методологии оценки эффективности создаваемых систем автоматизированного проектирования. Вольное экономическое общество России. Московское областное экономическое общество. Региональное отделение. Сборник статей. 2004г. - 1,0 п.л.

3. Шаренков СБ. Оценка социально-экономических результатов от реализации САПР. Сборник статей межвузовской студенческой научно-теоретической конференции «Российское предпринимательство в условиях социально-экономических преобразований на современном этапе». - М.: РАП, 2004г. с.86 - 0,2 п.л.

4. Шаренков СБ. Основные факторы и источники образования социально-экономического эффекта от реализации комплекса задач САПР. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» НМТ - 2004, Том 3, 17-19 ноября 2004 года, стр. 49. 0,1 п.л.

5. Шаренков СБ. Факторы и источники формирования социально-экономических результатов от функционирования систем автоматизированного проектирования. Экономика и финансы, № 4 (84) М.: Фонд научных публикаций, 2005 - 0,7 п.л.

6. Мыльник В.В., Шаренков СБ. Формирование эффективного набора задач и их комплексов при создании систем автоматизированного проектирования. Вопросы экономических наук, № 2 (12). М.: «Компания Спутник +», 2005. - 0,8 п.л.

7. Шаренков СБ. Критерий эффективности формирования комплексов задач САПР. XXXI Гагаринские чтения, Тезисы докладов. «МАТИ» -РГТУ имени К.Э. Циолковского, Том 6, Москва 2005г. - с. 82. 0,1 п.л.

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Шаренков Сергей Борисович

РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМА ВЫБОРА ЭФФЕКТИВНОЙ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ САПР В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Лицензия на издательскую деятельность ПИ № 77-14544 от 7.02.2003 Подписано в печать 18.04.2005. Формат 60x90 7,6 Уч. изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 93

Отпечатано «Компания Спутник +» 109428, Москва, Рязанский проспект, д. 8а www.sputnikplus.ru

ubj

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Шаренков, Сергей Борисович

Введение.

Глава 1. Анализ существующих методов и подходов формирования САПР в промышленности.

1.1 Анализ современного состояния методов и подходов к формированию САПР.

1.2 Классификация реализуемых задач САПР.

1.3 Анализ подходов и методов формирования структур САПР и постановка задач исследования.

Выводы по первой главе.

Глава 2. Механизм формирования эффективного комплекса функциональных задач САПР в промышленности.

2.1 Выбор критерия формирования эффективного комплекса функциональных задач САПР.

2.2 Методика оценки затрат на создание и эксплуатацию функциональных задач САПР.

2.3 Основные факторы и источники образования социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР.

2.4 Методика оценки социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР.

2.5 Учет инфляции и оценка риска при проведении расчетов социально-экономических результатов.

2.6. Механизм формирования эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.

Выводы по второй главе.

Глава 3. Реализация разработанного механизма выбора эффективной

4 структуры комплекса функциональных задач САПР.

3.1 Система принятия решений по созданию и внедрению комплекса функциональных задач САПР.

3.2 Алгоритм реализации механизма выбора эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.

3.3 Пример формирования эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.13&

Выводы по третьей главе.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Разработка механизма выбора эффективной структуры комплекса задач САПР в промышленности"

На современных промышленных предприятиях внедряется большое количество различных автоматизированных информационных систем, образующих в совокупности виртуальное предприятие и охватывающих все стадии жизненного цикла изделия (CALS — «Computer Aided Acquisition and Life-Cycle Support» — Автоматизация непрерывных поставок и жизненного цикла изделия). Ускорение темпов инновационных процессов является решающим условием повышения эффективности финансово-хозяйственной деятельности предприятия и качества продукции. Высокие темпы развития инновационных процессов должны обеспечиваться разработкой, производством и массовым применением высокоэффективных машин, оборудования, приборов и технологических процессов. Объективным препятствием повышению качества выпускаемых изделий и сокращения сроков их разработки является несоответствие между сложностью проектируемых объектов и устаревшими методами и средствами их проектирования. Применение математических методов, программ и ЭВМ в процессе проектирования способствует повышению технического уровня и качества проектируемых объектов, сокращению сроков их разработки и освоения в производстве. Автоматизация процессов проектирования особенно эффективна, когда от автоматизации выполнения отдельных инженерных расчетов переходят к комплексной автоматизации, создавая для этой цели системы автоматизированного проектирования (САПР).

Каждая внедряемая автоматизированная информационная система способна оказывать влияние на результаты финансово-хозяйственной деятельности предприятия. Однако, наибольшее влияние способна оказывать САПР. Она является информационным ядром с точки зрения виртуального предприятия. Именно от характеристик САПР в значительной степени зависит эффективность функционирования остальных автоматизированных информационных систем и эффективность предприятия в целом.

На промышленном предприятии САПР состоит из двух систем САПР-К * и САПР-Т. Система САПР-К функционирует в рамках конструкторской подготовки производства и обеспечивает разработку и проектирование конструкций изделий. Система САПР-Т функционирует в рамках технологической подготовки производства и обеспечивает разработку технологических процессов, технологической оснастки, управляющих программ для станков с ЧПУ и т.д.

При этом структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, понятийный аппарат и языки представления данных САПР должны быть стандартизованы. Чтобы достичь должного уровня взаимодействия промышленных автоматизированных информационных систем, требуется создание единого информационного пространства. Единое информационное пространство обеспечивается благодаря унификации, как формы, так и содержания информации о конкретных изделиях на различных ^ этапах их жизненного цикла. Современное производство сложных изделий машиностроения может быть обеспечено использованием на предприятии CALS-технологий. Под понятием CALS-технологий понимается принципиально новая компьютерная система электронного описания процессов разработки, проектирования, комплектации, производства, модернизации, сбыта, эксплуатации, сервисного обслуживания и утилизации технических средств.

Основными научными работами в области принципов построения структур САПР в промышленности являются труды отечественных ученых: Астахова А.С., Балашова И.Б., Васяновича A.M., Вылежанина В.Н., Гринько Н.К., Малышева Ю.Н., Глушкова В.М., Панкова Г.В., Селиванова С.Г., ^ Казеннова Г.Г., Соколова А.Г., Норенкова И.П., Петренко А.И., Бутакова

Е.А., Горанского Г.К., Давиденко К.Я., Фролова В.А, Тарасова В.Б., Братухина А.Г.и др.

Теоретические и практические проблемы формирования структур эффективных автоматизированных информационных систем и оценки инвестиций информационных систем нашли свое отражение в большом количестве трудов как отечественных, так и зарубежных экономистов: Васильева Г.Д., Шаумяна Г.А., Парамонова Ф.И., Градова А.П., Лищинского Л.Ю., Мыльника В.В., Третьякова Э.А., Смоляка С.А., Львова Д.С., Ковалева В.В., Идрисова А.В., Попова Э.В., Черпакова Б.И., Судова Е.А., Дмитрова В.И., Левина А.С., Катаева А.В., Скрипкина К.Г., Норткотта Д., Хаммера М., Мэйор Т., и др.

Однако, как показал проведенный анализ, вопрос формирования эффективных структур САПР в научном плане не решен. В современных условиях рыночной экономики данная проблема требует разработки новых методов и подходов с учетом возникающих рисков и инфляционных процессов.

В связи с этим, недостаточная научная проработанность вопроса выбора эффективной структуры комплекса задач САПР с учетом современных тенденций развития CALS-технологий, определила актуальность выбранной темы исследования.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка механизма выбора эффективной структуры комплекса задач САПР в промышленности.

Поставленная цель определяет решение следующего круга задач:

• выбор критерия формирования эффективного комплекса функциональных задач САПР;

• формирование методики оценки затрат на создание и эксплуатацию функциональных задач САПР;

• исследование основных факторов и источников образования социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР;

• разработка методики оценки социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР;

• разработка методики оценки эффективности функциональных задач САПР;

• разработка механизма выбора эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР в условиях ограничений.

Объект исследования. В соответствии с поставленной целью в качестве объекта исследования определена САПР, реализуемая на промышленном предприятии.

Предмет исследования. Предметом исследования в настоящей работе являются методы, подходы и методики формирования функциональных структур САПР.

Методы исследования. Проведенные исследования базируются на методологических, нормативных и информационных материалах ведущих научно-исследовательских институтов в области проектирования и инвестиционного анализа: РосНИИ, ЦНИИКА, НИИТЭХИМ, ВНИИмаш, ВНИИЭПРАНТ, ЭНИМС, ЦЭМИ РАН.

Для решения поставленных задач в рамках диссертационной работы использовались методы системного анализа, системного проектирования, линейного программирования и методы экспертных оценок. Расчеты производились с помощью стандартных пакетов прикладных программ MS Excel и StarOffice.

Научная новизна. Научная новизна исследования заключается в основных, выносимых на защиту положениях и результатах:

• выбран критерий формирования эффективного комплекса функциональных задач САПР;

• сформирована методика оценки затрат на создание и эксплуатацию функциональных задач САПР;

• исследованы основные факторы и источники образования социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР;

• разработана методика оценки социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР;

• разработана методика оценки эффективности функциональных задач САПР;

• разработан механизм выбора эффективный структуры комплекса задач САПР в условиях ограничений.

Практическая ценность. Разработанный механизм и алгоритмическое обеспечение позволяют уже на стадиях ПТЭО и ТЭО проводимого исследования по разработке САПР на промышленном предприятии формировать структуру, рациональную с точки зрения эффективности производимых затрат с учетом ограниченных ресурсов.

Материалы исследования используются при чтении курса лекций «Исследование систем управления» в «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были реализованы при разработке технико-экономического обоснования проекта по разработке и реализации комплекса функциональных задач САПР на производственном предприятии ОАО «СЕИМОС».

По итогам Московского областного конкурса научно-исследовательских работ молодых ученых «Экономический рост России» работа автора «Развитие методологии оценки эффективности создаваемых систем автоматизированного проектирования» заняла призовое место.

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 7 научных работ, общим объемом 3,0 пл.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения.

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Шаренков, Сергей Борисович

Выводы по третьей главе

1. Проведено исследование процессов принятия решений по созданию и внедрению комплекса функциональных задач САПР на промышленном предприятии.

2. На основании проведенного исследования разработан последовательный алгоритм реализации механизма выбора эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР с учетом имеющихся ресурсных ограничений.

3. На примере производственного предприятия ОАО «СЕИМОС» в соответствии с разработанным механизмом выбора эффективной структуры функциональных задач и алгоритмом его реализации, произведен выбор эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.

4. Сформированная структура комплекса функциональных задач САПР, проверена на обеспеченность финансовыми, трудовыми и вычислительными видами ресурсов.

Заключение

1. Анализ современного состояния в области автоматизированного проектирования технических систем показал, что в целях повышения эффективности конструкторско-технологической подготовки производства и финансово-хозяйственной деятельности предприятия в целом требуется глубокая конструкторско-технологическая, структурная и организационная перестройка, в целях разработки и создания комплексов функциональных задач САПР.

2. Комплексы функциональных задач САПР обладают рядом особенностей, значительно усложняющих расчет их экономической эффективности, что в свою очередь требует разработки новых подходов и методов в оценке результатов эксплуатации.

3. В результате исследования установлено, что структура комплекса функциональных задач САПР требует оценки эффективности уже на стадиях ПТЭО и ТЭО, и имеет важное значение, в связи со значительными капитальными и эксплуатационными затратами.

4. Проведенные исследования показали, что при формировании эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР в качестве критерия следует использовать критерий максимума социально-экономической эффективности.

5. Анализ отечественной и зарубежной экономической литературы показал, что на сегодняшний день не существует эффективной методики оценки эффективности САПР, что определяет необходимость разработки новых подходов и методов в решении данной проблемы.

6. В рамках проведенного исследования разработан механизм выбора эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.

7. Разработана методика оценки затрат на создание и эксплуатацию комплекса функциональных задач САПР.

8. Определены основные факторы и источники образования социально-экономических результатов от реализации функциональных задач.

9. Разработана методика оценки социально-экономических результатов от реализации функциональных задач САПР.

10. Разработана система принятия решений по созданию и внедрению комплекса функциональных задач САПР.

11. Разработан алгоритм последовательности действий при реализации механизма выбора эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.

12. На примере производственного предприятия ОАО «СЕЙМОС» в соответствии с разработанным механизмом выбора эффективной структуры функциональных задач и алгоритмом его реализации, произведен выбор эффективной структуры комплекса функциональных задач САПР.