Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Некоторые особенности организации наукоемкого производства и современное состояние разработки отечественных изделий ЭКБ 16
1.1. Изделия ЭКБ и цифровые технологии 16
1.2. Эффективные методы организации производства и управления 24
1.3. Особенности организации производства, основанного на информатизации 31
1.4. Частный капитал и нематериальные активы в АО среднего бизнеса 38
1.5. Объект и задачи исследования 41
1.5.1. Общая характеристика объекта 41
1.5.2. Основные потенциально опасные технологии производства ИС и других изделий ЭКБ в объекте исследования 43
1.5.3. Основные направления диссертационной работы 46
Выводы к главе 1 48
Глава 2. Особенности применения математического аппарата и программных средств для обработки данных и формирования базовой модели по оптимизации потенциально опасного производства ЭКБ в АО среднего бизнеса 50
2.1. Общие подходы к решению задачи 50
2.2. Модели экономической деятельности 55
2.3. Математические методы в основе уравнений материального баланса 60
2.4. Особенности взаимосвязи системы производство–потребление–ОС с техносферной безопасностью 65
2.5. Базовая модель построения и управления АО среднего частного бизнеса 77
2.6. Экспериментальная проверка общих принципов базовой модели в объекте исследования 81
Выводы к главе 2 88
Глава 3. Научно-технологические направления повышения эффективности организации производства изделий электронной компонентной базы в условиях импортозамещения 90
3.1. Аналитические подходы к модернизации производства ЭКБ в условиях импортозамещения применительно к объекту исследования 90
3.2. Имитационная модель оценки рисков АО среднего бизнеса по производству ЭКБ, размещенного в промышленно развитом регионе 95
3.3. Изучение особенностей взаимодействия нематериальных и материальных активов согласно базовой модели 106
3.4. Основные пути подготовки персонала с современным уровнем компетенций 114
Выводы к главе 3 120
Глава 4. Экспериментальные исследования направлений повышения конкурентоспособности АО среднего бизнеса, размещенного в сосредоточении производственных объектов, имеющих потенциально опасную составляющую 121
4.1. Необходимые инвестиционные вложения в модернизацию производства ЭКБ в условиях импортозамещения 121
4.2. Особенности освоения автоматизированной системы в процессах управления и производства ЭКБ 123
4.3. Особенности совершенствования организации производства основной номенклатуры ЭКБ в объекте исследования путем информатизации 132
4.4. Роль вспомогательных цехов АО в повышении его конкурентоспособности путем экологизации 139
4.4.1. Исследование возможности переработки спиртосодержащих отходов от техпроцессов изготовления ЭКБ 139
4.4.2. Получение вторичных продуктов из жидких металлосодер-жащих отходов, образующихся в радиоэлектронном производстве 145
4.5. Исследование влияния частных инвестиций на экологизацию производства ЭКБ 148
4.6. Основные результаты экологизации информатизированного производства изделий ЭКБ 156
Выводы к главе 4 161
Заключение и основные выводы 163
Список литературы 167
Приложение 183
- Эффективные методы организации производства и управления
- Особенности взаимосвязи системы производство–потребление–ОС с техносферной безопасностью
- Имитационная модель оценки рисков АО среднего бизнеса по производству ЭКБ, размещенного в промышленно развитом регионе
- Основные результаты экологизации информатизированного производства изделий ЭКБ
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Исходя из мирового опыта, в Российской Федерации (РФ) предполагалось, через инициирование государством, реализовать инновационные проекты, в частности в виде государственно-частного партнерства, поэтому в традиционной для нашей страны экономике появились высокотехнологичные акционерные предприятия, которые вместе с резидентами особых экономических зон (ОЭЗ), техно- и индустриальными парками (объектами новой экономики) стали базой для формирования промыш-ленно развитых регионов РФ.
Поступательная модернизация отечественной промышленности была прервана введением санкций, коснувшихся целого ряда ее отраслей. Для радиоэлектронной отрасли микроэкономическая нестабильность и введенные санкции привели к повышению уровня риска ее функционирования. В значительной степени это связано с тем, что в досанкционный период более половины потребности в изделиях электронной компонентной базы (ЭКБ) удовлетворялось благодаря импорту. Меньшая ее часть (как активные, так и пассивные компоненты) изготавливалась и поставлялась предприятиями традиционной экономики Госсектора и акционерными обществами (АО) среднего и малого бизнеса. Причем, последние, выполнив модернизацию своих производств, изготавливают и поставляют изделия ЭКБ, в т.ч. интегральные микросхемы (ИС), для комплектации, в основном, отечественных радиоэлектронных систем. В условиях импортозамещения такие АО призваны занять особую нишу и значительно увеличить номенклатуру ЭКБ высокого качества, поскольку резиденты ОЭЗ, техно- и индустриальные парки с иностранными инвестициями не ведут в РФ разработку и производство ЭКБ.
В принятой Госпрограмме импортозамещения предусмотрены немалые бюджетные ассигнования, которые в значительных объемах получают предприятия Госсектора, однако АО малого и среднего бизнеса, не имеющие государственного пакета акций, на данном этапе прямой финансовой поддержки не имеют.
Принимая во внимание сложившуюся ситуацию, актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью изыскания научно-технологических направлений построения структуры АО среднего бизнеса в традиционной экономике по производству ЭКБ, принципов управления в нем, повышения эффективности организации производства, опираясь на результаты оценки рисков инвестирования в модернизацию имеющихся там материальных и нематериальных активов (МА и НМА), которые позволили бы АО этого вида реализовать свои конкурентные преимущества.
Своевременность исследования обусловлена потребностью в разработке новых подходов к повышению эффективности организации производства изделий ЭКБ путем его информатизации и экологизации в условиях импортозаме-щения, основанных на возможностях и резервах, имеющихся у финансового частного и интеллектуального капитала, сосредоточенного в промышленно развитом регионе.
Недостаточная разработанность вопроса по формированию научно-технологических направлений повышения эффективности организации произ-1
водства в АО среднего частного бизнеса радиоэлектронного профиля, деятельность которых, как правило, сопряжена со значительным загрязнением окружающей среды (ОС), в современных условиях функционирования экономики РФ, определили выбор темы, цель и задачи диссертационного исследования.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка научно-технологических направлений повышения эффективности организации производства в АО среднего бизнеса радиоэлектронного профиля, которые следовали бы из модели, где рационально взаимодействуют нематериальные и материальные активы, обеспечивая рост доходности, базируясь на его финансовом частном, внутреннем и внешнем интеллектуальном капиталах.
Для достижения намеченной цели были поставлены и решены следующие
задачи:
1. Исследованы состояние разработки и востребованности изделий отече
ственной ЭКБ, на примере ИС, и, с применением аналитических уравнений, со
временных математических моделей и геоинформационных технологий, вы
полнена оценка уровня опасности их производства для ОС и персонала в АО,
размещенном в промышленно развитом регионе, а также предложены пути его
снижения.
2. Построена и апробирована базовая модель функционирования АО
среднего частного бизнеса, включающая производственную и управленческую
имитационные модели, в рамках которой исследован и реализован комплекс
технических средств и инструментов для модернизации МА и НМА, не преду
сматривающий прямого бюджетного финансирования.
3. Изучены и оценены риски расширения объемов производства изделий
ЭКБ в условиях импортозамещения и разработан производственно-
организационный механизм модернизации цехов основного и вспомогательно
го производства, включающий их информатизацию, с применением автомати
зированной системы 1С ERP, и экологизацию путем реализации в них, в том
числе, способов переработки значительной части образующихся жидких отхо
дов.
4. Сформулированы научно-технологические направления повышения
эффективности организации производства изделий ЭКБ для АО среднего биз
неса, функционирующего на консолидированном капитале, где основным явля
ется финансовый частный, а вспомогательным – интеллектуальный, как внут
ренний, так и внешний.
Область научного исследования соответствует пункту 1 «Разработка научных, методологических и системотехнических основ проектирования организационных структур предприятий и организации производственных процессов. Стратегия развития и планирования организационных структур и производственных процессов», пункту 3 «Разработка методов и средств информатизации и компьютеризации производственных процессов, их документального обеспечения на всех стадиях» и пункту 4 «Моделирование и оптимизация организационных структур и производственных процессов вспомогательных и обслуживающих производств» паспорта специальности 05.02.22 – Организация производства (в области радиоэлектроники).
Научная, методологическая и техническая основа исследования.
Методологической основой исследования являлись труды ведущих зару-2
бежных и отечественных ученых в области повышения эффективности разработки и производства товаров и продуктов: Вейсса Л., Гродзенского С.Я., Де-минга Э., Омельченко И.Н., Попо Р.А., Тазутдинова И.Р. и др.
Научной базой исследований стали принципы создания и надежного функционирования частного бизнеса Дж. Кейнса, прогнозы Федотова Я.А. и Щуки А.А., сформулированные для создания устойчивого производства изделий ЭКБ и обеспечения его стабильности на рынке отечественной экономики, и выводы Немцева В.Н. о том, что именно интеллектуальный капитал обеспечивает необходимую оптимизацию НМА. В компьютерных экспериментах по оценке эколого-экономических рисков расширения производства изделий использованы методические подходы и математические модели Бром А.Е., Елисеевой Е.В., Горлачевой Е.Н., Соколова Э.М., Найман С.М. и Леонтьева-Форда.
Технической основой исследований по инновационному развитию АО являлись работы, выполненные Васильевым В.Л., Назмутдиновым В.Н., Лысенко Л.В. и Яранцевым Н.В.
Объектом исследования является АО частного среднего бизнеса по производству ЭКБ, размещенное в промышленно развитом регионе РФ (на примере АО «Восход»-КРЛЗ).
Предмет исследования – структура построения АО среднего бизнеса, организационно-управленческие отношения, возникающие в нем при инвестировании частного финансового и интеллектуального капитала в производство изделий ЭКБ, в том числе и импортозамещаемых, технологии которого сопряжены с применением веществ, опасных для ОС, а также влияние информатизации и экологизации на повышение эффективности работы основных и вспомогательных цехов.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использованы методы теоретического и эмпирического исследования, системного, сравнительного и статистического анализа, методы анализа рисков, математическое моделирование, анализ иерархий, а также статистическая, финансовая и бухгалтерская отчетность открытого доступа и ресурсы сети Интернет. В целях статистической обработки аналитической информации использованы прикладные программы Excel. Экспериментальные лабораторные и опытные исследования выполнены с помощью комплекса взаимодополняющих современных методов, итоги которых подтверждены воспроизводимостью результатов на большом количестве изученных проб.
Совокупность использованной методологической и экспериментальной базы позволила обеспечить достоверность и обоснованность сделанных выводов и рекомендаций.
Научная новизна результатов работы заключается в развитии и формулировке научно-технологических направлений повышения эффективности деятельности АО по производству ЭКБ в условиях импортозамещения.
Основные результаты, полученные впервые и определяющие научную новизну выполненного исследования:
– на основе детального изучения особенностей, наблюдаемых при протекании технологических процессов в машиностроении, адаптированы к производству ЭКБ созданные там аналитические уравнения материального баланса и математические модели ресурсосбережения. Предложена базовая модель по-3
строения и деятельности современного АО, включающая производственную и управленческую имитационные модели. Целевой функцией базовой модели является получение максимальной доходности путем увеличения объемов производства;
сформулирован механизм модернизации АО среднего частного бизнеса, функционирующего в сложных эколого-экономических условиях промышлен-но развитого региона, реализующего функции разработки и производства ЭКБ, суть которого заключается в том, что повышение его эффективности и конкурентоспособности обеспечит целевое расширение объема изделий из материалов с пониженным классом опасности, в том числе и в импортозамещаемых ИС, максимальное участие в Государственном заказе, а также преимущественное вложение финансового частного и интеллектуального капитала в НМА, которые с минимальными затратами позволят довести до современного уровня имеющиеся в нем мощности, оборудование, средства, инструменты и технологии;
выявлены условия формирования НМА в АО частного среднего бизнеса, где основным инвестиционным инструментом являются консолидированные финансовые инвестиции акционеров и интеллектуальный капитал, как внутренний, так и внешний, а для анализа их движения и накопления предложено кинетическое уравнение;
на основе базовой модели и данных ее апробации в объекте исследования сформулированы научно-технологические направления повышения эффективности организации производства изделий ЭКБ в условиях импортозамеще-ния:
направление подготовки персонала с современным уровнем компетенций путем открытия филиалов профильных кафедр технического университета и создания научно-образовательного центра на их основе в АО при полной его финансовой поддержке из консолидированных средств,
направление полной информатизации производства и управления в АО путем освоения системы 1С ERP, обеспечивающее создание единого метрологического центра,
направление экологизации основного и вспомогательного производства ЭКБ, включающее переработку и вторичное использование основной массы образующихся жидких отходов физико-химическими способами.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Базовая модель производства и управления, организационные ее меха
низмы, созданные на базе суммарного эффекта от применения инвестиций фи
нансового частного и интеллектуального капиталов, которые обеспечивают в
условиях конкурентного взаимодействия с резидентами ОЭЗ новой экономики
повышение эффективности разработки и производства ЭКБ в АО среднего биз
неса традиционной, для промышленно развитого региона, экономики, в целевой
задаче которой заложено обеспечение максимальной доходности расширением
объемов производства ИС, в том числе и импортозамещаемых, реализуемое
с учетом оценки рисков по минимизации воздействия на ОС.
2. Особенности структуры построения и функционирования научно-
образовательного центра (НОЦ) для подготовки персонала, обладающего со
временным уровнем компетенций, совместной деятельностью технического
4
университета и АО, базирующегося в его частных лабораториях и производственных подразделениях, финансируемого из накопленных консолидированных средств.
3. Научно-технологические направления повышения эффективности организации производства в АО среднего бизнеса, основанные на внедрении цифровых технологий и физико-химических способов экологизации в технологические процессы основных и вспомогательных цехов, оснащенных модернизированными технологиями и оборудованием, реализуемые деятельностью подготовленного в НОЦ инженерно-технического персонала, сосредоточенного в созданной для него сети высокотехнологичных рабочих мест.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что в ходе исследований конкретизированы научно-технологические направления повышения эффективности организации производства ИС в АО среднего бизнеса, функционирующего в промышленно развитом регионе. Полученные в работе результаты расширяют или уточняют ранее известные фундаментальные и прикладные изыскания отечественных и зарубежных авторов в сфере повышения эффективности организации производства изделий путем инвестирования частного финансового и интеллектуального капитала и отличаются тем, что они впервые получены для условий, наблюдаемых в АО частного среднего бизнеса, включая предложенное кинетическое уравнение движения консолидированных финансовых частных и интеллектуальных активов, а проанализированные математические и имитационные модели – конкретной их привязкой к производству ЭКБ. В то же время они могут быть использованы для дальнейшего развития научных и технических средств модернизации других отраслей отечественного производства в условиях существующих ограничений.
Практическая значимость работы. Научно-технические результаты диссертационного исследования, включающие и способы управления инвестированием консолидированного капитала в развитие и информатизацию АО, могут быть использованы на промышленных предприятиях отечественной экономики, решающих задачи повышения эффективности производства своей продукции в условиях импортозамещения. Практическое значение имеют научно-прикладные разработки, в которых содержатся принципы модернизации основного и вспомогательного производств, в том числе путем их экологизации, включающие исследование путей переработки и повторного использования жидких отходов от технологических процессов изготовления ЭКБ. Предложенные организационные формы реализации механизма преимущественного развития НМА в АО частного бизнеса, структура управления им и оценки рисков в расширении объемов производства, при стремлении к получению максимальной доходности, внедрены в Калужском регионе: АО «Калужский приборостроительный завод «Тайфун», АО «Калужский завод телеграфной аппаратуры» и АО «Калужский двигатель», а также в учебный процесс КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Апробация и реализация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и форумах: Всероссийских научно-технических конференциях «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе» (Москва, 2014, Калуга, 2016); региональных науч-5
но-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе» (Калуга, 2015, 2016, 2017); втором Международном экологическом форуме «Охрана окружающей среды и рациональное природопользование: Современное состояние и направление развития» (Калуга, 2016); Международной научно-практической конференции «Новая наука: история становления, современное состояние, перспективы развития» (Пермь, 2017); Международной научно-практической конференции «Теория и практика высоких технологий в промышленности» (Уфа, 2017).
Личный вклад автора. Работа над диссертацией проводилась с 2014 года. Постановка задач, определение направлений исследований, анализ и обсуждение полученных результатов выполнены автором совместно с научным руководителем. Автором лично получены и обработаны аналитические и экспериментальные результаты исследований, в том числе и компьютерных экспериментов, разработана базовая модель построения и управления АО частного среднего бизнеса, что отражено в 3-х публикациях без соавторов. В коллективных исследованиях автору принадлежат материалы, касающиеся разработки элементов стратегии научно-технологических направлений повышения эффективности организации производства ЭКБ в условиях ограничений, связанных с санкциями, а также имитационные модели оценки рисков при увеличении объемов производства и кинетическое уравнение движения консолидированного частного финансового и интеллектуального капитала. Часть научных исследований по получению экспериментальных данных получена совместно со Смельцовым М.А., Федоровым В.О., Максимовым В.В. и Жуковой Ю.М.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 научных работ, в том числе 14 – в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и основных выводов, списка литературы из 145 наименований и приложения на 15 листах. Основная часть работы изложена на 182 страницах, содержит 16 таблиц и 35 рисунков.
Эффективные методы организации производства и управления
Общие подходы к решению этой проблемы обобщены и описаны в [20]. В ней изложены все вопросы современной организации производства, применяемые в мировой практике: от теоретических основ и форм организационного процесса до обеспечения качества, научных принципов организации труда и обслуживания основного и вспомогательных производств. Идеологией промышленного развития стран является «бережливое» производство (БП), неотъемлемой частью которого является вынос ряда отраслей промышленности крупными корпорациями в развивающиеся страны, в том числе Юго-Восточной Азии, связанный со стремлением сократить издержки на рабочую силу. В частности, такой подход привел к тому, что, например, в США за последние 20 лет число рабочих мест сократилось на 2,67 млн [21].
Автором идеологии БП был Оно Тайити, впервые внедривший его в корпорации Toyota (Япония). БП – это не экономия и бережное использование материалов, а сокращение потерь на каждом рабочем месте и, в целом, это система организации производства, направленная на постоянное совершенствование деятельности АО и достижение его долгосрочной конкурентоспособности, поскольку обеспечивает: сокращение времени производственного цикла, рост производительности труда, сокращение брака, рост качества продукции, увеличение времени работы оборудования в исправном состоянии и высвобождение производственных площадей. Отметим, что БП включает 7 видов потерь: транспортировка, запасы, лишние движения, ожидание, перепроизводство, технология и дефекты.
Актуальность освоения отечественными АО системы БП связана с тем, что в их подавляющем числе наблюдаются: высокая конкуренция на рынке при большой себестоимости продукции и низком ее качестве, устаревшие оборудование и технологии, высокая затратность производства и нарушение сроков поставок продукции, большая энергоемкость и нехватка квалифицированного персонала [7, 22-42]. Тем не менее, идеология БП для повышения эффективности управления АО в отечественной промышленной сфере, исследованная в [22], дает лишь частичный эффект. В радиоэлектронной промышленности рекомендуется дополнить ее, сделав ставку на программное инновационное развитие [42] или государственно-частное партнерство [43, 44].
Автоматизация производства с использованием программно-технических комплексов (ПТК) позволит создавать системы, независимые от операторов верхнего уровня в сборе, анализе информации и передаче данных к датчикам управляющих устройств. Это могут быть ПТК различных классов, каждый из которых рассчитан на определенный набор управляющих функций: контроллер на базе персонального компьютера (ПК), локальный программируемый контроллер (ЛПК), сетевой комплекс или распределенные системы управления. Обмен информацией между ПК, ЛПК и другими системами управления происходит через промышленную сеть, что способствует созданию в АО уникальной интеллектуальной системы управления. Эффективность работы ПТК может быть обеспечена только с внедрением в производство электронного документооборота (ЭДО). ЭДО – это совокупность автоматизированных процессов по работе с документами, представленными в электронном виде, в т.ч. в сфере техдокументации производства [27, 29, 39, 40, 44].
Не отрицая вышеприведенного пути совершенствования производства, ряд зарубежных ученых предлагают модернизацию промышленности реализовать путем организации и функционирования кластеров. Правомерность такого подхода подтверждена в России практикой работы упомянутых выше фармацевтических и автомобильных кластеров, основанных на иностранных инвестициях, хотя он не является принципиально новым, поскольку еще в СССР было создано, путем прямого государственного финансирования, несколько таких отраслевых образований, в том числе в радиоэлектронной сфере, что, частично, озвучено в [7], и до настоящего времени являющихся классическими образцами организации производства и управления. Правда, когда-то мощный радиоэлектронный кластер в Калужском регионе, после известной «шоковой терапии», сохранился частично и представлен функционирующими там целым рядом АО: «Калугаприбор», «КЭМЗ», «Тайфун», «Восход»-КРЛЗ, «Биметалл», «КЗАЭ», «КНИИТМУ» и рядом частных предприятий малого бизнеса, например, ЗАО «ОКБ Микроэлектроника», ООО КУПП «Сигнал ВОС», ООО «Мега Эпитех» и др. [45, 46].
Надо отметить и тот факт, что некоторая часть отечественных экспертов относится неоднозначно и к иностранным инвестициям в принципе [47], и к оснащению отечественного производства импортным программным инструментарием [48-50], особенно после введения по отношению к РФ секторальных санкций. В качестве обоснования они приводят основной факт – ограничения на доступ страны к международным финансовым рынкам. Считают [50], что за период 2014…2017 годы Россия потеряет порядка 600 млрд долларов по двум причинам: финансовых санкций и падения цен на нефть, при этом потери от финансовых санкций составят около 170 млрд долларов, а недополученные доходы от нефтегазового сектора – 400 млрд долларов. Кроме того эксперты прогнозируют, что с момента введения санкций и по настоящее время произойдет сокращение валового притока капитала примерно в 280 млрд долларов, в том числе около 85 млрд долларов прямых инвестиций [50]. Другая часть экспертов [1] полагает, что не будет сложности с «железом» и с программным обеспечением при модернизации производства и управления, поскольку не все промышленно развитые страны ввели санкции. В качестве второго аргумента в успешность достижения целей по информатизации производства они приводят тот факт, что РФ имеет уже достаточную долю обрабатывающей промышленности в экономике, хорошую базу как сырьевых, так и научных ресурсов. При таких позициях она в ближайшие годы сможет заменить значительную часть импортируемой продукции отечественными аналогами, в т.ч. и в сфере цифровой техники. Можем и мы подтвердить эту позицию экспертов. Например, в Калужском регионе в структуре экономики произошли существенные изменения. В настоящее время она такова: доля промышленного комплекса, и прежде всего обрабатывающих производств – более 36% валового регионального продукта, строительства – 8,6%, транспорта и связи – 5,2%, сельского хозяйства – 6,5% и всего лишь 12,9% – доля оптовой и розничной торговли [51]. В регионе устойчиво функционирует ряд новых производств с высокой долей автоматизации технологических процессов. Они производят высокотехнологичную продукцию: автомобили и автокомпоненты, телевизоры, холодильники, лекарственные препараты нового поколения, металлопрокат, строительные материалы.
Тем не менее, анализ данных, приведенных в [51], дает основание констатировать, что в 2015 году замечено влияние санкций на различные секторы региональной экономики. Так, отмечен рост к уровню 2014 года в производствах резиновых и пластмассовых изделий (130%), неметаллических и минеральных продуктов (121,2%), металлургии и металлических изделий (105%), а также пищевых продуктов (109%). Вместе с тем, в других секторах экономики заметно уменьшились объемы производства: на 39,9% (электрооборудование, электронные и оптические приборы), на 22,2% (транспортные средства и оборудование), на 12,4% (промышленное оборудование). В целом баланс промышленного производства сохранился, а среднедушевые денежные доходы населения региона в 2015 году составили 26789 рублей, что на 8,1% выше аналогичных за 2014 год [51]. Регион, несмотря на санкции, остается в составе промышленно развитых: рост промышленного производства в 2017 году к уровню 2016 года составил в автомобилестроении 120%, в фармацевтике – 160%, в производстве продуктов питания – 120%, индекс промышленного производства превышает 110%, а по объему обрабатывающих производств на душу населения регион занял второе место в РФ [52]. Использование фундаментальных и прикладных исследований, выполненных отечественными учеными в последние годы в области создания эффективных методов организации производства и управления, в значительной степени обеспечило успехи в развитии региона, они могут быть положены в основу при решении исследуемых задач по импортозамещению, в том числе и ЭКБ [53-57].
Так, в [36] изучены организационные резервы повышения эффективности производства наукоемкой продукции и предложен способ изготовления изделий, основанный на положениях теории управления системами В.А. Трапезникова, отличающийся тем, что позволяет оценить ожидаемый рост эффективности за счет использования резервов. Научно-методические основы реорганизации наукоемкого производства рассмотрены в [57], где дано, в основном, теоретическое обоснование применения известных зарубежных концепций в отечественном производстве при построении стандартов качества на базе серии ГОСТ Р ИСО 9001:2008.
В развитие этих положений исследован организационно-экономический механизм повышения конкурентоспособности отечественной продукции в работах [37, 39], отличающийся процессно-интегрированным подходом, основанным на технологиях «облачных вычислений» [39] и на информационных технологиях, способствующих повышению эффективности производственных систем [37]. В радиоэлектронной отрасли изучены и предложены пути устранения рисков образования незавершенного производства на основе модифицированных систем [29], где с помощью разработки теоретических представлений процессов их возникновения, представленных в виде информационных сетей рисков, построены эвристические модели, новые ИT-технологии [58].
Особенности взаимосвязи системы производство–потребление–ОС с техносферной безопасностью
Изображенные на рис. 2.1 и 2.2 взаимосвязи и анализ выполненных выше математических зависимостей дают основание констатировать, что они применимы как к объекту исследования, так и к его промышленным аналогам, размещенным в антропогенной среде. В исследуемой взаимозависимости производственный процесс – это совокупность взаимосвязанных и взаимно действующих материальных объектов и управляющих воздействий, предназначенных для создания ценностей с участием человека или без него, а безопасность в техносфере – это состояние производственного процесса (или процессов), при котором априори отсутствует связанный с ним неприемлемый (недопустимый, в лучшем случае), риск для здоровья человека [112], что в полной мере относится и к природе тоже.
При таком подходе целесообразно анализ состояния отдельных территорий и здоровье проживающих на них людей рассматривать как единую систему. В соответствии с этим тезисом учеными Тульского региона [119] создана методика, в которой анализ экологического состояния в регионе проводят, ограничившись необходимым количеством наиболее значимых и доступных для экспериментальных измерений показателей, применением аналитических уравнений и современного программного и математического обеспечения [116, 117, 120].
Вводят, при этом, относительный критерий, который оценивает степень экологической опасности отдельных территорий (промышленных объектов). Получаемые числовые значения имеют вид долей единицы, т.к. суммарное действие экологических факторов на всей территории региона принимается за единицу. Чем меньше, особенно отрицательное, значение относительного критерия, тем ниже будет степень экологической опасности. С учетом этого рекомендовано при разработке мероприятий по экологизации промышленного региона (обосновании доли вкладываемых финансовых средств) наибольшее внимание уделять территориям с положительными значениями относительно центрированного критерия, т.е. наиболее проблемным.
Аналитические выражения, примененные в методике оценки экологической обстановки, заключаются в нижеследующем. Используют попарное сравнение значимости параметров, характеризующих экологическое состояние региона, для получения сравнительных оценок исследуемых объектов, заложенное в методе анализа иерархий [121]. В этом случае из совокупности объектов (Оi, О2, ...,Оп), объекту ОІ соответствует результат измерения { исследуемого признака.
Рекомендуют для практических целей иерархию экологической системы рассматривать так, как это приведено на рис. 2.3, используя при этом нормализованный вектор приоритетов, сумма координат которого равна единице [116, 117, 120].
Руководствуясь построенной структурой иерархии экологической системы (см. рис. 2.3), авторы методики, применив результаты корреляционного анализа объединенной матрицы показатели загрязнения ОС и здоровья населения для Тульского региона, пакеты программ STATISTICA, определяли значения весовых коэффициентов для матриц уровней D, С и В.
На уровне D выбрано ограниченное число территорий (как правило, предприятий), для которых имеется необходимое количество надежных экспериментальных и статистических данных (D1, D2, D3 и D4).
На уровне С (показатели загрязнения ОС): С1 – суммарный показатель общего химического загрязнения (Zc); С2 – загрязненность почвы свинцом (Pb, мг/кг); С3 – загрязненность почвы медью (Cu, мг/кг); С4 – плотность загрязнения территории Cs137 (Cs, Ku/км2).
На уровне В (заболеваемость взрослого населения – случаев на 1000 человек): В1 – болезни новообразования (N); В2 – эндокринные заболевания (Е); В3 – болезни крови (К).
Этот подход позволил вычислить вектор приоритетов уровня А, элементы которого являются значениями относительного критерия экологического состояния системы
Методика [119] была положена в основу исследований, выполненных в [120], результатом которых стала разработка программ «Экомонитор». В нее входят база данных опасных химических веществ, промышленные объекты Тульской области, населенные пункты, причем, модуль роста и отображения зон распространения опасных химических веществ выполнен в геоинформационной системе AutoCad Map. Введя исходные данные, на экране можно просмотреть расчетные характеристики, в том числе глубины зон заражения почвы, время испарения и т.п.
Поскольку к настоящему времени Калужский регион, который также как и Тульский, был подвергнут частичному загрязнению при аварии на ЧАЭ, характеризуется аналогичными рангами, то предложенные методы исследования экологической ситуации [120] применимы к нему с достаточной достоверностью, поскольку эти регионы территориально примыкают друг к другу, и можно в прогнозах техносферной безопасности опираться на полученные там веса опасности, кратности превышения ЗВ и ранги.
Приведенные выше и проанализированные в данном разделе математические уравнения дают основания выполнять для региона, где расположен объект исследования, компьютерное моделирование и методы геоинформационных технологий, и затем, сравнить результаты теоретических расчетов с практическими, экспериментальными данными по загрязнению ОС.
С учетом выражения (2.12), определяющего взаимозависимости массы потребляемых материалов, массы образующихся отходов от производства и массы отходов регионального потребления продукции в единицу времени, была выполнена оценка общего воздействия на ОС от работы промышленного конгломерата новой и традиционной экономик Калужского региона, отличительной особенностью которой является то, что она проведена с учетом влияния объектов теплоэнергетики и автотранспорта. Исследование доли этих выбросов в валовую нагрузку на атмосферу города Калуги нами обосновывается тем, что выбросы ЗВ от теплоэнергетики и автотранспорта также негативно воздействуют на все объекты, в том числе и на исследуемое АО, как открытую систему (см. рис. 2.1, верхняя часть структуры).
На карте-схеме рис. 2.4 треугольниками показаны все точки теплоэнергетики, выбрасывающие CO, NO2 и другие ЗВ, а белыми линиями – все транспортные магистрали, соединяющие, разделенные водным объектом – рекой Ока, левобережные и правобережные части города Калуги.
Согласно данным сводного тома ПДВ в г. Калуге имеется 262 объекта, которые имеют собственные источники теплоснабжения (всего 884 источника выбросов) [122]. Исследования показали, что вклад объектов, изображенных на рис. 2.4, в валовую нагрузку на атмосферу г. Калуги составляет 47,6 % от общего объема ЗВ, причем одними из типичных загрязнителей являются оксиды и диоксиды азота, серы и углерода. Вклад выбросов ЗВ от деятельности промышленных объектов в валовую нагрузку на атмосферу г. Калуги составляет более половины (52,4 %). Тем не менее, доля вклада выбросов ЗВ от объектов теплоэнергетики, несмотря на значительную их долю (47, 6 %), не влияет в такой же степени, как от объектов промышленности, на концентрацию ЗВ в приземном слое атмосферы города -загрязнение, например, диоксидом азота значительно (до 4 ПДК), но вклад таких ЗВ не превышает 0,3...0,4 ПДК. Это можно объяснить тем, что для объектов теплоэнергетики характерны высокие нагретые выбросы, которые и рассеиваются в атмосфере.
В процессе изучения влияния выбросов городского автотранспорта (включая транзитный), транспортных средств, принадлежащих объектам новой и традиционной экономик, торговых сетей и магазинов, оказалось, что выбросы ЗВ от них являются преобладающими и в несколько раз превышают выбросы от всех промышленных объектов. Эти выбросы являются низкими и плохо рассеиваются в атмосфере.
Таким образом, основным источником сверхнормативных концентраций ЗВ в атмосфере г. Калуги являются выбросы автотранспортных средств, а не выбросы промышленного конгломерата предприятий. Это важно для понимания и анализа состояния техносферной безопасности как в промышленно развитом регионе, так и в отдельно взятом АО.
Применительно к объекту исследования, полученные расчетные и экспериментальные данные необходимо использовать для уточнения процесса производства и оценки степени его экологической опасности для ОС и персонала в соответствии со структурами рис. 2.1 и рис. 2.3.
Имитационная модель оценки рисков АО среднего бизнеса по производству ЭКБ, размещенного в промышленно развитом регионе
Математические модели оценки рисков к настоящему времени хорошо освоены, также как и принятие решений на основе компьютерного эксперимента [103,129]. Риск оценивают на каждом из этапов и квалифицируют его, определяют взаимосвязь и, затем, суммарно реализуют [129], как это сделано, например в [132].
При этом, не рекомендуется делать оценку отдельных рисков и формулировать по ним выводы, из-за того, что они могут иметь субъективный характер. Поскольку нам необходимо все же получить практические результаты, мы в данном исследовании такой рекомендацией не воспользуемся. И, тем не менее, поскольку у нас идет речь о наукоемком технологическом процессе модернизации, значения рисков, сопровождающих его реализацию, зададим, как это и рекомендуется в [130], совокупностью подмножеств Ai ...Aj множества . В изложенной модели [130] количество множеств П; зависит от количества рисков Rt. Для рассматриваемого техпроцесса все множества П; будут пересекаться и являться толерантными. Поскольку в создавшейся экономической ситуации основной прирост объемов производства возможен путем освоения номенклатуры ЭКБ импортозамещения, имитационную модель основных рисков расширения производства ЭКБ можно построить так, как это показано на рис. 3.3. Для предприятия радиоэлектронного профиля с описанной выше особенностью его построения и управления эти риски также неизбежно существуют. Нужно тщательно анализировать степень их влияния и управлять ими, взяв за основу модели [103], а также количественный подход к выражению риска
Рассмотрим риск R1. В современном производстве ЭКБ пооперационный учет движения материалов и изделий ведется технологами в основных цехах предприятия, фиксируется в специальных журналах и, в большинстве случаев, записи корректируются в конце каждого месяца и квартала, что не отражает объективной картины расхода материалов и комплектующих изделий. В АО «Восход»-КРЛЗ влияние риска R1 может быть сведено к минимуму внедрением автоматизированной системы управления предприятием на базе платформы 1C ERP, расположенной во вспомогательном подразделении (отделе информационных технологий), автоматически в режиме on line, черпающей исходные данные из технологических операций основных цехов. В риске R2, реализуя программу импортозамещения, для большинства изготовителей отечественной ЭКБ возникает необходимость в пересмотре всей номенклатуры выпускаемых изделий. И причин для этого несколько: дефицит производственных площадей и энергоносителей, устаревшие технологии и нестабильный спрос на некоторые изделия и т.д. В АО «Восход»-КРЛЗ, после экспертной оценки, принято решение о закрытии производства электронных ламп для музыкальных устройств высококачественного звучания, востребованного в основном зарубежными потребителями, хотя это и приведет к снижению валютной выручки. В этом случае освоение микросхем на основе материалов с меньшей экологической опасностью, из перечня импорто-замещения, является более актуальной задачей, а потребность зарубежных партнеров в электронных лампах, при необходимости, может обеспечить одно из отечественных предприятий, функционирующее в г. Саратове, производящее аналогичную продукцию.
Риск R3 – один из важнейших и требует особого анализа с целью реального управления им. Обеспечение высокого качества ЭКБ импортозамещения потребует соответствующего уровня технологий, наличия высококвалифицированного персонала в системах конструкторско-технологической подготовки, основного и вспомогательного производств. В рассматриваемом в данной работе объекте, по крайней мере, технологии, кадровое обеспечение, возможно, как отмечено выше, путем подготовки новой инженерной элиты. Только такое решение приведет к тому, что воздействие этого риска будет минимизировано.
При анализе риска R4 установлено, что основной объем НИОКР в объекте исследования выполняется в области нового направления в разработке ЭКБ и в данной работе не рассматривается. Тем не менее, в исследования, связанные с освоением импортозамещаемой ЭКБ, вкладываются значительные средства. С учетом того, что разработку новых отечественных изделий микроэлектроники ведет не только группа компаний «Ангстрем», получающая значительную государственную поддержку [5], но и другие предприятия радиоэлектронного профиля, реализующие уникальные ЭКБ [7], они, в конечном счете, будут вынуждены передать их для освоения и серийного производства в АО среднего бизнеса, хотя последние ведут модернизацию за счет собственных финансовых средств без таковой финансовой помощи. Например, для АО «Восход»-КРЛЗ, без бюджетного финансирования, проявление риска R4 станет ощутимым: придется снизить объемы частного финансирования НИОКР, что увеличит сроки освоения новой ЭКБ, и принять меры для максимального участия в расширении номенклатуры ЭКБ в Госзаказе.
Риском R5, связанным с постоянным давлением на бизнес высокими ценами на материально-энергетические ресурсы, отечественные предприятия существенно управлять не могут – объективная реальность. В связи с этим актуально вложение финансовых средств в модернизацию энергообеспечиваю-щих цехов вспомогательного производства, в НИР по переработке и вторичному использованию отходов, снижению их количества и в целом в снижение себестоимости производства ЭКБ.
Снизить степень проявления риска R6 в условиях ужесточения природоохранного законодательства за НВОС можно лишь дополнительным вложением в экологизацию производства ЭКБ. В рассматриваемом случае рост объема ее выпуска, в том числе за счет изделий импортозамещения, приведет к возрастанию количества различного вида опасных для окружающей среды жидких, газообразных и твердых отходов, а значит и к увеличению соответствующих платежей и штрафов.
Поэтому производство ЭКБ, изображенное на модели в виде идеально расширяющегося круга, из-за увеличения его площади за счет расчетного приращения изделиями импортозамещения, видоизменится и будет выглядеть так, как это показано на рис. 3.3. Он превратится в фигуру, ограниченную линиями воздействия, формируемыми в зависимости от степени влияния на него рисков R1-R6, приведенных на имитационной модели (см. рис. 3.3). Выполненное без учета воздействия этих рисков имитационное моделирование роста объемов производства продукции на 2016 год (см. рис. 2.8) оказалось неточным, а уравнение (2.13), описывающее кубическую зависимость роста объемов производства, не подтверждено экспериментально.
Вышеприведенный анализ рисков предприятия среднего бизнеса, производящего отечественную ЭКБ и приступившего к освоению изделий из перечня импортозамещения, показал, что в данном исследовании необходимо выявить, возможно ли в АО решение целевой задачи по увеличению максимальной доходности путем расширения объемов производства только за счет освоения изделий микроэлектроники, производство которых прекращено в странах Балтии и в Украине. Воздействие риска R3 – необходимости обеспечения высокого качества импортозамещаемой ЭКБ – весьма существенно, и влияние его нельзя недооценивать, поскольку его игнорирование приведет не только к недостижению целевой задачи АО, но и к потере имиджа и значительных финансовых средств.
Изучение финансово-сбытовых и бухгалтерских материалов объекта исследования показало, что за счет вложения финансовых средств в НМА и МА уже к 2016 году модернизированные техпроцессы в АО позволили освоить и организовать серийное производство микроэлектронных изделий, ранее импортируемых для комплектации отечественных радиоэлектронных систем. Перечень этих изделий, наименование аналогов и их изготовителей приведен в табл. 7. То, что они освоены в серийном производстве, подтверждено каталогом продукции АО «Восход»-КРЛЗ, обнародованным в 2017 году [109].
Из табл. 7 видно, что источником финансирования работ по внедрению импортозамещенной продукции ЭКБ в основном были собственные средства объекта исследования.
Основные результаты экологизации информатизированного производства изделий ЭКБ
Из вышеприведенных расчетных и экспериментальных данных исследований следует, что если производство изделий ЭКБ будет построено в соответствии с предложенной базовой моделью, включающей две имитационные модели (производственную и управленческую), основной движущей силой развития в которой является доходность, то после обязательных для АО среднего бизнеса выплат (например, зарплаты персоналу) и платежей (налогов, процентов за кредиты, штрафов, взысканий природоохранного свойства и т.п.) она инвестируется в модернизацию МА и НМА, причем преимущественно в развитие НМА.
Пять составляющих НМА (левое крыло базовой модели рис. 2.6) будут эффективно воздействовать на совершенствование МА (правое крыло базовой модели), если качество инженерно-технического персонала будет отвечать современным требованиям в области его квалификации, прежде всего в сферах автоматизации, информатизации и экологизации.
В условиях ограничений различного вида совместные инвестиции финансового частного и интеллектуального капитала (см. структуру подготовки инженерно-технического персонала в НОЦ, рис. 3.6) способны создать условия подготовки персонала требуемого качества. Отметим, что выполненная информатизация производства ЭКБ на базе объекта исследования (см. рис. 4.9) имеет и перспективы развития, поскольку ее идеологией является ресурсосбережение, в основу которого положены математические модели, апробированные в обрабатывающей промышленности [70]. На ее основе будут созданы автоматизированные подготовка и управление технологическими процессами с использованием интегрированных киберфизических систем [144], где уже комбинация технологического оборудования, материалов и продуктов оснащается чувствительными элементами (датчиками, сенсорами) и средствами идентификации, самостоятельно обменивающимися данными и принимающими решение по запрограммированному алгоритму, без участия человека. Теоретически, для предприятия среднего частного бизнеса по производству ЭКБ такая информатизация возможна, но практическая – только на условиях государственно-частного партнерства с учетом растущего спроса на ЭКБ.
Таким образом, создание союза частного бизнеса и интеллектуального капитала, без многомиллиардных затрат на закупку импортных технологий и оборудования, обеспечило модернизацию отечественных производств способами информатизации и экологизации. Судя по объему изготовленной и отгружаемой продукции за период с 2011 года по 2017 год (см. рис. 4.16) в объекте исследования эффективно реализована программа импортозамещения ЭКБ, поскольку именно в течение 2014-2017 годов произошел его интенсивный рост. Расширение объемов производства и основных технико-экономических показателей [145], как показал анализ финансово-бухгалтерской отчетности в объекте исследования, в эти годы был обеспечен в основном за счет освоения технологий изготовления ЭКБ, используемой в специальных радиоэлектронных системах, которая для комплектации этих систем ранее импортировалась из стран Балтии, Украины и стран дальнего зарубежья.
Как уже отмечалось, в течение последних трех лет рост объемов производства прогнозно должен был описываться кубической зависимостью по уравнению (2.13), однако в нем не были учтены риски при производстве изделий ЭКБ в условиях внешних ограничений (см. модель рис. 3.3) и наблюдаемая уже в течение ряда лет временная нестабильность в деятельности потребителей ИС (см. рис. 3.1). Поэтому рост объемов производства отгруженной им продукции, судя по данным рис. 4.16, может быть описан квадратичной зависимостью.
Различие прогнозируемых и фактических данных по объемам производства может быть также связано и с тем, что в течение 2014-2016 годов объемы производства арсенид-галлиевых ИС, содержащих в своем составе вещества 1 класса опасности, фактически не имели значительного прироста по экологическим решениям, принятым ЛПР в объекте исследования.
Исходя из данных, приведенных в табл. 13 и 14, даже в условиях загрязнения ОС конгломератом промышленных объектов в регионе, АО «Восход»-КРЛЗ благодаря целенаправленным инвестициям собственных финансовых средств (см. табл. 15 и рис. 4.15) смогло уменьшить загрязнение природной среды, о чем можно судить, исходя из его платежей за НВОС (см., например, табл. 16).
На структуре себестоимости результаты информатизации и экологизации производства ИС к настоящему времени отразились, по сравнению с изображенной на рис. 3.2 (2015 год), пока несущественно, так как цеховые, прочие, внепроизводственные расходы в АО сократились на 5…10%, причем инвестиции в экологизацию производства были значительными, несмотря на то, что математические модели ресурсосбережения рекомендуют делать их ограниченными [70]. По-видимому, при производстве продукции, технологии изготовления которой сопряжены с потенциальной опасностью для ОС и персонала, ожидать резкого снижения ее себестоимости проблематично.
Несмотря на это, согласно предложенной в работе базовой модели, цели АО среднего частного бизнеса состоят в достижении максимальной доходности расширением объемов производства ЭКБ в рамках ресурсосбережения, они могут быть обеспечены продуктивной производственной деятельностью его персонала, которая, как известно, оценивается производительностью труда (см. рис. 3.4). Факторами производительности труда, как ожидалось, стали: обеспеченность в АО средствами производства, воспроизводство в нем трудового, инвестиционного суммарного финансового частного и интеллектуального потенциалов, повышение эффективности организации производства в нем ростом квалификации персонала с обязательным увеличением числа высоко производительных рабочих мест через опережающее развитие НМА.
Эта концепция не противоречит рекомендациям лауреата Нобелевской премии 2010 года К.А. Писсаридиса о том, что для увеличения производительности труда во всем мире, в т.ч. и в РФ, необходимо создавать рабочие места в секторах, зависящих от технологий с высокой оплатой труда, с целью обеспечения потребительского спроса, как фактора экономического роста [145].
Наши исследования подтверждают, что созданные новые рабочие места, более 150, с высоким уровнем зарплаты, для подготовленного в рамках совместного НОЦ инженерно-технического персонала, в конечном счете, и обеспечили исследованную в работе информатизацию и экологизацию производства ЭКБ. Рост его объемов обеспечен неуклонным увеличением производительности труда и средней зарплаты персонала. Хотя необходимо отметить, что динамика увеличения средней зарплаты не во всех случаях является объективной характеристикой роста благосостояния персонала, поскольку фактическая зарплата работников в АО в данном случае лежит в диапазоне 18…100 тыс. руб. (оплата ЛПР и менеджмента лежит также в этом диапазоне), кроме персонала на высокопроизводительных рабочих местах.
Таким образом, начиная с 2011 года, после реализации инновационного проекта по модернизации оборудования и технологий в объекте исследования, выполненной с привлечением государственных и частных финансовых средств, наблюдался планомерный рост объемов микроэлектронной продукции с проектными нормами 0,8…1,0 мкм. Такая продукция востребована на отечественном рынке. Расширение ее номенклатуры за счет импортозамеще-ния стало возможным только в условиях информатизации и экологизации всего производства, выполненных благодаря реализации научно-технологических направлений повышения эффективности организации производства подготовленным для этих целей инженерно-техническим персоналом в НОЦ, включающем филиалы профильных кафедр и лаборатории, созданные в объекте исследования техническим университетом и частным бизнесом. Этим и обеспечен резкий рост объемов ЭКБ, начиная с 2014 года. Анализ финансово-экономической документации показал, что к настоящему времени годовой объем ЭКБ в объекте исследований составляет более 2 млрд руб., а это около 3 млн ИС, потребляемых 600-ми отечественными потребителями.
Предложенная базовая модель структуры построения и функционирования АО среднего бизнеса по производству изделий ЭКБ, включающая производственную и управленческую имитационные модели, созданного частным и интеллектуальным капиталом, при преимущественном вложении его, для обеспечения максимальной доходности, в НМА и, через них – в модернизацию МА, реализована не только в объекте исследования, но и в трех промышленных объектах традиционной экономики Калужского региона (см. приложение).