Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по экономике
На правах рукописи
АХМЕДХАНОВ Максим Рамиддинович
ФОРМИРОВАНИЕ ИННОВАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ПРЕДПРИЯТИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
08.00.08 - Экономика и управление народным хозяйством (управление инновациями)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук
Москва - 2012
Работа выполнена на кафедре экономики и предпринимательства Московского университета имени С.Ю. Витте
Научный консультант: кандидат экономических наук Зигаленко Анатолий Борисович Научный консультант: доктор экономических наук, профессор Ломакин Михаил Иванович Хачатурян Арутюн Арутюнович, доктор Официальные оппоненты экономических наук, профессор, Военный университет, профессор кафедры экономических теорий и военной экономики Рязанов Александр Анатольевич, кандидат экономических наук, доцент, Военная академия РВСН имени Петра Великого, доцент кафедры экономики и организации производства Ведущая организация Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
Защита состоится л____ ____________201__ г в __ часов ___ мин.
на заседании диссертационного совета по экономическим наукам Д 22202001 при Российском научно-техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия по адресу 123995, г. Москва, К-1, ГСП-5, Гранатный пер., д. 4
С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия по адресу: 117418, г. Москва, Нахимовский проспект, д. 31, кор. 2, с авторефератом диссертации дополнительно - на официальном сайте Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия www.gostinfo.ru.
Автореферат разослан л______ _______________________ 2012 г
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат экономических наук А. А. Стреха
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. В последние годы одной из наиболее стабильно развивающихся отраслей российской промышленности является ракетно-космическая отрасль. В этой сфере сосредоточено более 60 % наукоемких производств и значительная доля капиталовложений. За последнее десятилетие значительно повысилась роль космических технологий (см. рис. 1) практически во всех сферах обеспечения национальной безопасности: военной, социально-экономической, экологической и информационной.
Функциональное назначение космических средств Аспект Задачи обеспечения Предупреж- Навига- Ретрансляция ФундаменНаблюдение Связь и Гидрометео тальные безопасности национальной безопасности дение о ционное программ из космоса управление космические ракетном обеспе- обеспечение радио нападении чение и TV исследования Контроль за выполнением договоров о сокращении вооружений Военный Обеспечение деятельности войск и сил флота Контроль за распространением оружия массового поражения Разработка и передача в другие области экономики высоких технологий ЭкономиИнформационное обеспечение различных отраслей экономики ческий Контроль посевов и прогноз урожая Контроль разработки и добычи природных ресурсов Социальный Повышение уровня культуры и образования населения Поддержание и развитие отечественной науки и других национальных ценностей Экологический мониторинг Земли Экологи- Обнаружение и оповещение об авариях и катастрофах ческий Противодействие информационной экспансии в духовной сфере общества ИнформаНедопущение захвата внутреннего и выход на ционный внешний информационные рынки Противодействие вытеснению России из мирового информационного пространства Прогноз развития и предупреждение о стихийных бедствиях Природностихийный Координация мер по ликвидации последствий стихийных бедствий - прямое решение задач - косвенное участие в решении задач Рис. 1.
В настоящее время наблюдается рост влияния уровня инновационной составляющей развития технологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли (РКО) Российской Федерации в обеспечение выполнения задач, возлагаемых на космический сегмент инфраструктуры управления экономикой и обороной Российского государства. При этом, естественно, возрастает степень риска при принятии решений по инвестированию средств в развитие технологической инфраструктуры предприятий (ТхИн) РКО.
Это обусловлено: возросшим числом конкурирующих участников рынка космических услуг; в ряде случаев нечетко обозначенной позицией государства в сфере нормативного регулирования рынка космических услуг; интенсивным развитием новых наукоемких технологий в сфере разработки, производства и эксплуатации космических средств; наличием одновременно действующих факторов физического и морального старения отдельных составных частей технологической инфраструктуры предприятий РКО; другими факторами, включая политические, экономические и социальные.
В этих условиях принятие решения о наиболее целесообразном вложении инвестиций в развитие ТхИн предприятий РКО представляет собой далеко не простую проблему и требует научно-обоснованного подхода1.
Наиболее весомой среди прочих составляющих процесса развития технологической инфраструктуры предприятий РКО является инновационная компонента, как наиболее эффективная в плане достижения целей развития.
Это выводит на первый план задачу формирования инновационнотехнологической инфраструктуры (ИнТхИ) предприятий РКО.
Степень разработанности проблемы. С точки зрения теории принятия экономических решений формирование оптимальных вариантов формирования ИнТхИ предприятий РКО является задачей выбора наиболее предпочтительного варианта развития ТхИн в условиях неопределенности информации об условиях развития, т.е. в условиях риска. Под условиями развития будем понимать цель развития (что собственно развивать и в каком направлении) и ограничения (временные и финансовые) на возможности реализации вариантов развития. Реальная ситуация, связанная с ограниченным объемом информации, характеризуется неопределенностью целевой функции (наличия нескольких ее составляющих) и неопределенностью исходных данных для расчета ее значений (источником такой исходной информации в большинстве случаев могут являться только эксперты).
Проведенный обзор современного состояния научно-методического аппарата обоснования решений по управлению развитием экономических систем показал, что существует достаточно большое количество работ в рассматриваемой предметной области. Так, исследованию стратегий управления развитием сложных систем посвящены работы Беллмана Р., Буренка В.М., Калинина В.Н., Ляпунова В.М., Мудрова В.И., Острема К.Ю., Резникова Б.А., Саридиса Дж., Соколова Б.В., Цыпкина Я.З., Цвиркуна А.Г., Юдина Д.Б. и других авторов. Проблеме оценивания параметров инновационных проектов и программ, в том числе с учетом факторов риска, посвящены труды таких авторов, как Дамодаран А., Друкер П., Маккарти М., Такиучи Х., Твисс Б., Флин Т., Хардагон Н., Уотермен Р. Из отечественных авторов проблему разрабатывали Балабанов И.Т., Гольдштейн Г.Я., Гордиенко А.А., Гранатуров В.М., Завлин П.Н., Ильенкова С.Д., Коробейников О.П., Костин А.В., Мильнер Б.З., Орлов А.И., Орлова Л.А., Попов В.Л., Тычинский А.В., Уткин Э.А., Фатхутдинов Р.А. и др.
Однако в современной литературе практически отсутствуют работы, в которых в полной мере рассматривался бы процесс обоснования вариантов формирования ИнТхИ предприятий РКО, учитывающий следующие особенности: ориентацию на поддержку внедрения новых перспективных космичеОб этом, в частности, было особо отмечено в выступлении В.В. Путина на выездном заседании Госсовета, посвященном перспективам развития российской космической отрасли в г. Калуге, где, в частности, констатировано отсутствие системного подхода к формированию полноценного рынка космических услуг, подчеркнута недопустимость стихийного развития космической отрасли.
ских услуг; рассмотрение каждого варианта развития ИнТхИ предприятий РКО с точки зрения получаемого положительного эффекта в условиях фактического объема исходных данных; учет неопределенности ограничений при планировании реализации вариантов развития ИнТхИ предприятий РКО как по выделяемым ресурсам, так и по возможности реализации в паузах между целевым применением. Научно-методические основы решения таких задач применительно к рассматриваемой предметной области исследованы, как показывает проведенный анализ, недостаточно.
В этих условиях существующее научно-методическое обеспечение формирования инновационно-технологической инфраструктуры предприятий РКО нуждается в совершенствовании. При этом должны быть учтены такие особенности ТхИн, как: важность и интенсивность выполняемых задач;
структурная и функциональная сложность; динамичность - с точки зрения изменений во времени степени загруженности целевыми задачами и дрейфа параметров технического состояния составляющих ТхИн; существенная неравнопрочность как в плане запасов остаточного технического ресурса составляющих ТхИн, так и в плане неравномерности морального старения составных частей ТхИн; существенная неопределенность, обусловленная недостаточными объемами необходимой для принятия решений информации на интервале планирования развития, вызывающая риски, сопровождающие процессы инвестиций в модернизацию космических средств.
Потребность:
Таким образом, в наНеобходимость формирования инновационных программ развития ТхИ предприятий РКО с учетом необходимости: поддержки стоящее время существует внедрения новых перспективных космических услуг; ориентации на достижение передовых уровней развития ракетно-космической противоречие между назревтехники и технологической инфраструктуры предприятий РКО;
снижения временных затрат на реализацию инновационных программ развития; экономии ресурсов при реализации инновашей потребностью формироционных программ развития и последующей эксплуатации технологической инфраструктуры предприятий РКО; реализации вания инновационных промероприятий развития без ущерба целевому применению составных частей технологической инфраструктуры предприятий РКО грамм развития ТхИ предНаучная задача: приятий РКО в условиях неРазработка методического инструментария форми- определенности информации Противоречие рования инновационнотехнологической инфра- об условиях развития - с одструктуры предприятий ракетно-космической отной стороны, и недостаточрасли с учетом неопредеОграничения:
енности условий развития ной проработкой теоретичеНедостаточно проработаны теоретические основы решения задач формирования ИнТхИ предприятий РКО в ских основ и методов решеплане учета: реальной степени сложности технологической инфраструктуры, неполноты исходной информации о тенденциях и перспективах развития составных частей ния подобных задач - с друтехнологической инфраструктуры; неполноты исходной информации о техническом состоянии и остаточном гой. Содержание данного ресурсе составляющих технологической инфраструктуры;
неполноты исходной информации об условиях реализации противоречия схематически инновационных программ развития - временных и финансовых ограничениях на их реализуемость.
отражено на рис. 2.
На основании изложенРис. ного можно сделать вывод о важности научной задачи разработки методического инструментария формирования ИнТхИ предприятий РКО с учетом неопределенности информации об условиях развития1.
Под информацией об условиях развития понимаются сведения о целях развития и об ограничениях на возможности развития.
В связи с этим можно утверждать, что тема данной диссертации, посвященной решению сформулированной научной задачи, является актуальной.
Актуальность темы, ее недостаточная научная разработанность, а также постоянно возрастающая практическая значимость в связи с переходом в стране к модернизационному типу экономики предопределили выбор объекта, предмета, цели и задач исследований.
В качестве объекта исследования выступают предприятия ракетнокосмической отрасли.
Предметом исследования являются организационно-экономические отношения, возникающие в процессе формирования инновационнотехнологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли.
Целью диссертационной работы является разработка методического инструментария формирования инновационно-технологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли.
В соответствии с поставленной целью в диссертации решаются следующие основные задачи диссертационного исследования.
1. Анализ сущности и содержания процессов управления развитием технологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли с учетом действующих технико-экономических факторов.
2. Рассмотрение основных концепций и моделей формирования инновационно-технологической инфраструктуры предприятий ракетнокосмической отрасли.
3. Разработка моделей и методик обоснования параметров инновационных программ развития инновационно-технологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли.
4. Экспериментальная апробация методического инструментария обоснования направлений инновационного развития технологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли.
Теоретической и методологической основой исследования явились научные работы отечественных и зарубежных ученых, посвященные методам прогнозирования и управления инновационными проектами и программами, моделям принятия управленческих решений при разработке и реализации инновационных проектов и программ. При проведении диссертационного исследования были использованы методы группировки и классификации данных, обобщения, общенаучные приемы анализа и синтеза, методы логического, сравнительного, системного и структурного анализа, метод экспертных оценок, статистические методы, методы теории нечетких множеств.
Информационной базой диссертационного исследования послужили монографии, учебники, журнальные статьи, материалы научных конференций и семинаров, источники в сети Интернет, законодательные акты нормативные документы, статистические сборники, законодательные и нормативно-правовые документы Российской Федерации; информационные ресурсы Интернет, а также результаты научных исследований, выполненных при непосредственном участии автора.
Рабочая гипотеза диссертации состоит в обосновании научной позиции автора, базирующейся на теоретико-методологических основах управления инновационными процессами, разработанных рядом зарубежных и отечественных ученых, посредством которой определяются цели, этапы и способы формирования инновационно-технологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в решении научной задачи разработки методического инструментария формирования инновационно-технологической инфраструктуры предприятий ракетнокосмической отрасли с учетом неопределенности условий развития.
В диссертационном исследовании получены и выносятся на защиту следующие основные результаты.
1. Установлено, что базовым фактором, определяющим направленность развития инновационно-технологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли в современных условиях развития, является потребность обеспечения внедрения новых перспективных космических услуг с возможно меньшими затратами материальных, финансовых и временных ресурсов.
2. Выявлены основные стадии формирования ИнТхИ предприятий РКО, включающие: анализ особенностей рынка космических услуг, формирование опорных параметров развития ТхИн, оценивание потребности составляющих ТхИн в развитии, определение параметров инновационных программ развития по составу инноваций и взаимоувязанным срокам внедрения.
При оценивании потребности ТхИн предприятий в развитии учитывается степень отставания как по составу решаемых задач (для обеспечения внедрения перспективных космических услуг), так и по уровню обеспечения технологических характеристик. При этом обобщенный показатель потребности в развитии составляющих ТхИн предприятий РКО в условиях ограниченного объема исходной информации оценивается в виде нечеткого числа, заданного на единичном интервале.
3. Предложена модель формирования инновационных программ развития ТхИн предприятий РКО в условиях ограничений по финансированию, отличающаяся способом формирования структуры инвестиций в инновации по принципу максимизации отклика показателей качества ТхИн предприятий РКО на развитие ее составных частей в условиях ограниченного финансирования. При этом обеспечена возможность оперативной коррекции вариантов инновационного развития в случае изменения финансирования либо уточнения откликов.
4. Разработан метод планирования поэтапной реализации инновационных программ развития ТхИ предприятий РКО в условиях временных и финансовых ограничений, отличающийся возможностью планирования работ в паузах целевого применения ТхИн предприятий РКО и учетом приближенного характера экспертных оценок затрат на реализацию вариантов развития и выделяемых ресурсов.
5. В ходе экспериментальных исследований установлена закономерность, заключающаяся в том, что при проведении работ по внедрению мероприятий инновационных программ развития ТхИн предприятий РКО в паузах целевого применения при большой загруженности ТхИн предприятий РКО целевыми задачами полнота и длительность внедрения инноваций слабо чувствительны к объемам выделяемых финансовых ресурсов.
Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в том, что научные положения, выводы и рекомендации диссертации могут рассматриваться как дальнейшее развитие методов совершенствования инновационной деятельности применительно к технологической инфраструктуре предприятий ракетно-космической отрасли.
Практическая значимость диссертационного исследования определяется тем, что разработанные в диссертации методы совершенствования инновационной деятельности предприятий ракетно-космической отрасли доведены до конкретных методик и алгоритмов и позволяют научно обоснованно отбирать инновационные проекты и формировать инновационную программу развития предприятий РКО. Кроме того, на основе разработанного в диссертации научно-методического аппарата получены конкретные практические рекомендации по формированию программ инновационного развития широкого класса объектов наземной космической инфраструктуры, что позволило принять обоснованные решения по управлению их развитием в условиях реальных ограничений на возможности и условия реализации инновационных программ развития.
Апробация работы. Основные теоретические положения и практические выводы диссертации представлены диссертантом в научных докладах и сообщениях в Московском университет имени С.Ю. Витте, Московском авиационном институте (национальном исследовательском университете), Российском научно-техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия и ряде научных учреждений и организаций.
Реализация результатов исследований. Основные результаты исследований реализованы на предприятии космической отрасли ФГУП ЦЭНКИ в ходе проведения исследований по обоснованию вариантов инновационного развития объектов наземной космической инфраструктуры космодрома.
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ (из них одна - в соавторстве) авторским объемом 4,4 п.л., в том числе две статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для опубликования основных результатов диссертационных исследований на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения, списка литературы и приложений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении обоснована актуальность и новизна темы исследования, изложены целевая установка и основные положения, выносимые на защиту, дана общая характеристика работы.
В первом разделе проведен анализ проблемы обоснования параметров инновационных программ развития технологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли при неопределенности информации об условиях развития. Сформулированы основные особенности обоснования инновационных программ развития ТхИн предприятий РКО, касающиеся наличия неопределенностей целей и ограничений развития. К ним относятся, во-первых, векторный характер и иерархичность целей развития: целями верхнего уровня являются поддержание конкурентно-способного и оборонно-достаточного уровня обеспечиваемых государством космических услуг и внедрение новых перспективных услуг; целями нижнего уровня являются поддержание требуемого уровня технологических характеристик составляющих ТхИн предприятий РКО. Система целей развития должна быть согласована и взаимоувязана в условиях динамического характера развития международного и национального рынков космических услуг и связанной с этим неопределенности. Во-вторых, налицо многовариантность развития составляющих ТхИн предприятий РКО, обусловленная развивающимся рынком как отечественных, так и зарубежных предложений в области развития ракетно-космических технологий и обеспечивающих структур. В-третьих, имеется недостаточный объем исходных данных как для расчета значений целевых параметров вариантов развития, так и обоснования требований к ним. В-четвертых, ограничен объем информации, как о потребностях, так и о наличии ресурсов для реализации вариантов развития ТхИн предприятий РКО. Так, обоснование программы развития ТхИн предприятий РКО как комплекса мероприятий по реализации выбранного варианта развития, согласованного по ресурсам, исполнителям и срокам их осуществления, требует наличия информации о соответствующих временных и финансовых ограничениях. Данная информация на начальных этапах планирования неизбежно носит приближенный экспертный характер.
Обоснованы основные требования к процессу развития ТхИн предприятий РКО, заключающиеся, во-первых, в том, что инновационное развитие ТхИн предприятий РКО должно быть подчинено целям совершенствования отечественной ракетно-космической отрасли в целом, а именно - обеспечению внедрения новых перспективных космических услуг; во-вторых, в том, что работы по инновационному развитию ТхИн предприятий РКО должны быть организованы так, чтобы не мешать процессу целевого применения ракетно-космических комплексов, интенсивность которого весьма высока; втретьих, в том, что при обосновании программ развития необходимо учитывать наличие как физического, так и морального старения объектов ТхИн предприятий РКО.
При этом выделены факторы, формирующие потребность в разработке и реализации инновационных программ развития ТхИн предприятий РКО:
расширение спектра целей и задач объектов ТхИн предприятий РКО, выходящее за рамки существующих возможностей; повышение требований к качеству функционирования объектов ТхИн предприятий РКО, выходящее за рамки существующих возможностей; снижение возможностей по восстановлению работоспособности части объектов ТхИн предприятий РКО из-за исчерпания ЗИП и снятия комплектующих с производства, т.е. из-за деградации системы восстановления технического ресурса; существенное возрастание эксплуатационных затрат из-за физического старения восстанавливаемых элементов объектов ТхИн предприятий РКО.
Проведен обзор существующего научно-методического обеспечения управления инновационным развитием элементов сложных технологических систем.
В разделе приведена постановка путей решения сформулированной научной задачи, которая заключается в следующем. При заданных исходных усл.
S{N} данных: о результатах развития рынка космических услуг ; о результатах оценивания текущего состояния объектов ТхИн предприятий РКО ПТС Сijk ; о затратах на реализацию вариантов работ, выделяемых ресур{ } IS K рес.
Gвыд. Tразр. разработать сах и разрешенных интервалах проведения работ форм. ранж.
план.
{ } такой методический инструментарий: НМО = М ;М ;М ;М, РКУ ПР ПР ПР который позволил бы обосновать программу инновационного развития ТхИн предприятий РКО, включая:
ТС 1. М : ISХ Х = РКУ (IS{M }; S{усл.; Lопорн.; ПIS{K}) - формирование соРКУ } { } N Q { } M става объектов ТхИн предприятий РКО ISХ Х нуждающихся в развитии, с { }, M использованием опорных параметров развития ТхИн предприятий РКО Lопорн.
, ориентированных на поддержку перспективных космических { } Q ТС услуг, и оценок фактического ТС ПIS{K};
S.
N форм.
ПР Х { } 2. М : V{V} = xijk ;Сijk = форм(ПТС (xijk );Сijk ;Сзад); xijk ISХ Х - ПР ПР {K} IS { } M ПР Х { } формирование множества V{V} = xijk ;Сijk вариантов работ и стоимостей их реализации;
ранж.
ПРХ ранж.
ПР МПР :V = ПР (V{V} ; Lопорн.) - выбор рациональных вариан3.
Х { } Q { } V тов развития объектов ТхИн предприятий РКО;
рес.
план. ПРХ { = план.(V ;Tразр.;Gвыд.) - формирование пла4. М : ПЛХ = vi ;ТiХ} ПР Х ПР ПР { } V нов реализации рациоИсходная информация для обоснования ИПР ТхИП РКО Экспертная информация по Информация из БД монито- Информация Информация о нальных вариантов развитию ТхИн РКО ринга ТхИн РКО состоянии РКУ о результатах НИОКР развития с учетом выМетод анализа рынка космических услуг (РКУ) и формирования целевых параметров инновационных программ развития ТхИн РКО деленных ресурсов и опорные параметры развития; базовые сегменты рынка;
Алгоритм системного анализа РКУ тренды развития; тенденции развития потребностей;
степень отставания от без перерывов в целеопорных значений перспективные параметров развития направления инвестиций Математическая модель прогнозирования вом функционировании степени отставания параметров объектов ТхИн РКО от опорных значений множество объектов, объектов ТхИн преднуждающихся в развитии Математическая модель оценивания потребностей объектов ТхИн РКО в развитии приятий РКО.
Метод формирования вариантов развития ТхИн РКО Взаимосвязь зав условиях ограничений по финансированию множество вариантов работ и стоимостей их реализации дач исследования и последовательность их Размерность множества вариантов ПР ТхИн РКО? Большая размерность (более Малая размерность (до 10 решения показаны на вариантов) - мультипрограмма вариантов) - монопрограмма Выбор варианта ИПР ТхИн РКО рис. 3.
Выбор варианта ИПР ТхИн РКО методом направленного перебора методом полного перебора вариантов вариантов Во втором разМетод планирования поэтапной реалиделе описаны основные зации ИПР ТхИП РКО в словиях временных и финансовых ограничений результаты разработки Рациональный вариант развития Рациональный вариант развития План реализации рационального варианта метода анализа рынка развития (программа развития) космических услуг и Рис. формирования целевых параметров инновационных программ развития ТхИн предприятий РКО.
Основным недостатком существующих до настоящего времени способов формирования целей развития ТхИн предприятий РКО было преобладание субъективно-личностных подходов, основанных на качественных оценках целей развития, зачастую слабо связанных с реальными потребностями в развитии ТхИн предприятий РКО.
Базовые сегменты рынка Текущие и прогнозные оцеТИП РКО 1. Системный анализ спроса на космические услуги рынка космических Предложения по развитию рынка космических услуг услуг Опорные значения параметров развития ТхИП РКО (требуемые значения ТТХ и ЭТХ объектов ТхИП РКО) 2. Прогнозирование степени Прогнозные оцеТИП РКО степени отставания параметров ТхИП отставания параметров ОТИП РКО РКО от опорных значений от опорных значений 3. Оценивание потребностей Перечень ОТИП РКО, нуждающихся объектов ТхИП РКО в разви- в развитии тии Рис. В работе предложено (см. рис. 4) реализовать системный подход к формированию направлений развития ТхИн предприятий РКО - от анализа рынка космических услуг и формирования опорных параметров развития ТхИн предприятий РКО до оценивания потребностей конкретных объектов ТхИн предприятий РКО в развитии.
Анализ рынка космических услуг и формирование целевых параметров развития ТхИн предприятий РКО предложено выполнять в несколько этапов.
На первом этапе выполняется системный анализ рынка космических услуг. При этом разработана структура процесса формирования предложений по развитию рынка космических услуг с определением значений опорных параметров развития1 ТхИн предприятий РКО. На втором этапе выполняется прогнозирование степени отставания параметров объектов ТхИн предприятий РКО от опорных значений, которое должно в итоге ответить на вопрос - по каким объектам ТхИн предприятий РКО и в какой степени присутствует отставание от опорных значений параметров развития. В связи с этим в диссертации разработана математическая модель изменения во времени отставания параметров объектов ТхИн предприятий РКО от опорных значений. При этом в качестве модели изменения степени отставания во времени принята линейная регрессионная зависимость:
y a0 a1 x , (1) ~ ~ ~ ~ ~ x где - нечёткая входная переменная, заданная на временной оси, описы~ y вающая нечеткие временные интервалы; - степень отставания характери~ стик объектов ТхИн предприятий РКО от требуемого уровня; a0, a1 - нечёт~ ~ кие коэффициенты уравнения регрессии; - ошибка нечёткого моделирова~ ния регрессионной зависимости, а данные по степени отставания представлены в виде нечетких временных рядов:
M M1, M,...,M,..., M , (2) N 2 i N ~ ~ ~ ~ ~ где M { M,(M ) }, Mi = (x, y), i i ~i Mi y ~ (x, y) Z, Z = XY, xX, yY, у.
(M ) M (x, y) min((xi ),( yi )) i i Mi ~ xi yi x (x) ~ ~ ~ пр ~ С использованием данной модели, как показано на рис. 5, рассчиx тываются значения функции принадРис. 5.
Опорные параметры развития определяются по принципу создания необходимых условий для реализации перспективных космических услуг, они включают требования к тактико-техническим и эксплуатационно-техническим параметрам объектов ТхИП РКО (по составу и качеству выполнения целевых задач, уровню надежности и долговечности, экономичности эксплуатации и т.п.). Могут выступать в качестве как передовых предельно достижимых значений, так и крайне нежелательных (критичных) значений.
ежности момента достижения предельного состояния по xпр = {< x, xпр (x) >} ~ ~ степени отставания от опорных значений параметров развития:
xпр (x) = max c (a0, a1) (3) (a0,a1): y0 = a0 +a1x ~ На третьем этапе производится оценивание потребности объектов ТхИн предприятий РКО в развитии по алгоритму, приведенному на рис. 6.
1. Анализ факторов, формирующих потребность в развитии ОТИП РКО 2. Формирование номенклатуры частных 6. Принятие решения о развитии показателей потребности в развитии (или не развитии) ОТИП РКО ОТИП РКО Да 3. Формирование обобщенного 7. Перечень ОТИП РКО показателя потребности в развитии рассмотрен полностью ? ОТИП РКО Нет 4. Оценивание значений частных и 8. Рассмотрение следующего ОТИП РКО обобщенного показателей потребности из общего перечня в развитии ОТИП РКО 5. Задание граничного значения обобщенного 9. Формирование итогового состава ОТИП РКО, показателя потребности в развитии нуждающихся в развитии ОТИП РКО Рис. Для количественного описания потребности в развитии обобщенное свойство Потребность в развитии объекта ТхИн предприятий РКО декомпозировано на частные свойства: Неприспособленность к выполнению всего спектра целевых задач; Неприспособленность к выполнению требований к техническим характеристикам объектов ТхИн предприятий РКО; Ограниченность возможностей по восстановлению работоспособности элементов;
Неэкономичность эксплуатации (возросшие выше нормы эксплуатационные затраты).
Далее для каждого из перечисленных свойств предложено ввести соответствующие количественные показатели, значения которых вычисляются как израсходованная доля первоначального запаса наработки объекта ТхИн предприятий РКО по рассматриваемому фактору: RЦ.З. - показатель потребности в развитии по целевым задачам; RТ.Х. - показатель потребности в развитии по техническим характеристикам; RН.О. - показатель потребности в развитии по неустранимым отказам; RЭ.З. - показатель потребности в развитии по эксплуатационным затратам.
При известном количественном значении фактической наработки значения показателей потребности в развитии могут быть вычислены как ча стное от деления значения текущей наработки на ее сумму с оценкой остаточного ресурса по рассматриваемому фактору. Например, для показателя потребности в развитии по целевым задачам имеем:
RЦ.З. RЦ.З. нач. ост.
RЦ.З. (4) RЦ.З. RЦ.З.( ) нач. ост.
.
Для расчета значений R. используется описанная выше математиче.
ская модель изменения во времени отставания параметров объектов ТхИн предприятий РКО от опорных значений. При этом с использованием экспертной исходной информации оценивается величина нечеткого временного интервала, на котором объект ТхИн предприятий РКО продолжает удовлетворять требованием по необходимому составу обеспечиваемых целевых задач (состав задач в данном случае играет роль опорного значения показателя развития).
Аналогичным образом могут быть получены выражения для показателей потребности в развитии по техническим характеристикам и по эксплуатационным затратам. Анализ фактической неопределенности исходных данных для расчета значений частных показателей по целевым задачам, по техническим характеристикам и по эксплуатационным затратам показал, что наиболее адекватной формой ее описания является нечеткая форма, в то время как оценки остаточного ресурса по критерию неустранимого отказа целесообразно формировать в виде четких чисел (ввиду наличия развитого научно-методического аппарата их получения).
Введя в рассмотрение нечеткие оценки остаточного ресурса по целевым задачам, техническим характеристикам и эксплуатационным затратам, задаваемые в виде нечетких множеств с функциями принадлежности соответственно R ( )(rЦ.З.), R ( )(rТ.Х.) и R ( )(rЭ.З.), получим нечеткие оценки Ц.З. Т. Х. Э.З..
~ ~ ~ ост. ост. ост.
Ц.З. Э.З.
частных показателей потребности в развитии: R, RТ.Х. и R.
~ ~ ~ Обобщенный показатель потребности в развитии объекта ТхИн предприятий РКО формируется как взвешенная сумма значений частных показателей потребности в развитии в виде нечеткого числа, заданного на единичном интервале:
.. ..
R ( ) .. R ( ) .. R. .( ) ..R..( ) .. R ( ), ~ ~ ~ ~ (5) R ( ) r ( ), (r ) .
.
~ R ( ) ~ .
Принятие решения о необходимости инновационного развития объекта ТхИн предприятий РКО осуществляется на основе критерия (6), согласно которому объект ТхИн предприятий РКО с номером i подлежит развитию, если значение обобщенного показателя потребности в развитии выходит за граничное значение, как показано на рис. 7:
МОД R МОД Н.М. МОД min R ( ) Rгр i, (6) ~ i i i ~ 1 0,TЭ i где iН.М. - момент начала сущестR МОД гр вования потребности в развитии i - го объекта ТхИн предприятий R ) МОД ( i РКО.
R ) ( МОД i R ( ) МОД i 1 Рис. После того, как сформирован состав объектов ТхИн предприятий РКО, нуждающихся в развитии, необходимо сформировать варианты инновационных программ развития с учетом возможных ограничений. Для этого в диссертации предложена модель формирования инновационных программ развития ТхИн предприятий РКО в условиях ограничений по финансированию.
ТхИн РКО Е Е Объекты 1 2 i I Виды Е Е ij i1 i2 iJi оборудования Работы по Е Е ij1 ij2 ijk ijKij модернизации Е Е ijk1 ijkijkijk Варианты выполнения работ по модернизации Рис. 8.
Предложено формировать объемы работ по принципу максимизации отклика показателей качества ТхИн предприятий РКО на развитие ее составных частей в условиях переменных объемов финансирования и откликов на проведение работ по развитию объектов ТхИн предприятий РКО. При этом ТхИн предприятий РКО представляется как совокупность объектов, включающих в себя несколько видов оборудования, на котором проводятся работы по их совершенствованию (рис. 8).
Выполнение работ приводит к некоторому положительному изменению показателя качества функционирования объекта ТхИн предприятий РКО, которое называем откликом на выполнение работы. Показатели качества функционирования ТхИн предприятий РКО и ограничения на выделяемые ресурсы представлены выражениями (8) - (10):
Kij П ij П ijk (x c x c x c ) ijk1 ijk1 ijk ij1 ijkijk ijkijk k (7) ijk x {0,1} x {0,1} ,i, j, k, ijk ijk , (8) Kij (x c c x c ) C ijk 1 ijk1 xijk ij1 ijkijk ijkijk ij k (9) где I - количество модернизируемых объектов ТхИн предприятий РКО; Ji - количество видов оборудования в i-ом объекте ТхИн предприятий РКО; Kij - количество возможных мероприятий (работ), направленных на модернизацию j-го вида оборудования i-го объекта ТхИн предприятий РКО; ijk - количество вариантов выполнения k-ой работы по модернизации j-го вида оборудования i-го объекта ТхИн предприятий РКО; L - количество показателей качества функционирования ТхИн предприятий РКО; rijk, - условное наименование k-ой работы ( k 1, K ) j-го вида оборудования ( j 1,Ji ) i-го объекта ij ТхИн предприятий РКО(i 1, I ); cijk - затраты на выполнение -го варианта ( 1,ijk ) ijk-ой работы; П - приращение -ого показателя качества функijk ционирования ТхИн предприятий РКО ( 1,L )за счет выполнения k-ой работы по совершенствованию j-го вида оборудования i-го объекта ТхИн предприятий РКО; Cij - возможное количество финансовых средств, выделяемых на модернизацию j-го вида оборудования i-го объекта ТхИн предприятий РКО. Для решения сформулированной задачи в работе использован метод динамического программирования. Задача решается для заданного набора возможных вариантов финансирования, дает возможность оперативной коррекции вариантов инновационных программ развития в случае изменения финансирования.
Далее изложен разработанный метод планирования поэтапной реализации инновационной программы развития ТхИн предприятий РКО в условиях временных и финансовых ограничений. При этом проанализированы показатели затрат на реализацию инновационной программы развития (ИПР), а также условия проведения модернизации и выделяемые ресурсы. ИПР характеризуется временными, финансовыми, материальными и трудовыми затратами. Реализация ИПР планируется на заданном числе этапов К, для каждого из которых выделяются финансовые, материальные и трудовые ресурсы, а сами работы по модернизации могут быть проведены только в паузах между решением целевых задач. Существенной новизной постановки задачи планирования является то, что, как оценки затрат на реализацию ИПР, так и значения выделяемых на модернизацию ресурсов из-за воздействия факторов неопределенности не могут быть точно известны, а задаются нечеткими числами.
хijk Введя булеву переменную, которая принимает единичное значение, если i -й объект ТхИн предприятий РКО модернизируется в j -м интервале k - го этапа, задача планирования поэтапной реализации ИПР формулируется как многокритериальная задача нечеткого линейного программирования с двумя целевыми функциями, отражающими максимизируемую полноту m n K k реализации ИПР и минимизируемую длительность f ( x ) x 1 i ijk i 1 k 1 j m n K k f ( x ) t x.
реализации ИПР Множество ограничений состоит 2 i ijk i 1 k 1 j из пяти ограничений, сущность которых сводится к следующим требованиям: модернизация каждого iЦго объекта ТхИн предприятий РКО может осуществляться только на одном j-ом интервале некоторого k-го этапа; расходуемые суммарные материальные, трудовые и финансовые ресурсы для модернизируемых объектов не должны превосходить выделяемые средства на каждом этапе реализации ИПР; реконструировать объект i2 можно начинать лишь после модернизации объекта i1.
Алгоритм решения задачи планирования поэтапной реализации ИПР ТхИн предприятий РКО состоит в преобразовании двухкритериальной задачи планирования к последовательности однокритериальных задач методом уступок и дальнейшему решению однокритериальных задач нечеткого линейного булевого программирования методом ветвей и границ. Особенностью алгоритма является необходимость выполнения операций над нечеткими числами. В связи с этим в диссертации показано, что наиболее удобным является применение нечетких чисел (L-R) типа. Для таких нечетких множеств достаточно просто реализуются как арифметические операции, так и процедура ранжирования.
В третьем разделе изложены результаты экспериментальной апробации разработанного научно-методического обеспечения.
Проведенный анализ рынка космических услуг показал, что на настоящий момент времени чрезвычайно актуальными являются следующие направления:
- развитие существующей наземной космической инфраструктуры в плане сохранения конкурентно-способного уровня пусковых услуг;
- развитие наземной космической инфраструктуры в интересах создания, развертывания и поддержания функционирования национальной системы глобального наземного позиционирования Глонасс.
Так как развитие обоих этих направлений в настоящее время обеспечивается с использованием возможностей космодрома Байконур, то и экспериментальная апробация осуществлялась на примерах формирования вариантов модернизации объектов соответствующей технологической инфраструктуры предприятия - ФГУП Центр эксплуатации наземной космической инфраструктуры, в частности, при обосновании инновационной программы развития теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) г. Байконур.
Функции отклика ТЭ - и ее систем на вложение средств в модернизацию ее оборудования представлены графически в таблице 1.
В результате проведенных расчетов с помощью разработанной модели были сформированы базовые варианты развития ТЭ - для двух вариантов финансирования: 51,5 млн. руб. и 20,5 млн. руб. При выделении 51,5 млн.
руб. показано, что, выполнив на эту сумму работы по модернизации ТЭ - в оптимальном объеме, приведенном в нижней части рис. 9, можно обеспечить ежегодную экономию в размере 29 млн. руб.. В случае, когда на модернизацию ТЭ - будет выделяться 20,5 млн. руб., максимально возможная годовая экономия составит 14,7 млн. руб.
Приведенные на рис. 9 кривые показывают, как изменяется чувствительность показателя экономической эффективности к объему финансирования работ по модернизации. В данном случае с ростом объема финансирования она уменьшается. Так, вложение первых 20 млн. руб. обеспечивает годовую экономию в размере 14 млн. руб., вторых - в размере 10 млн. руб., а третьих - только 6 млн. руб. Вывод: на основе знания функций отклика можно решать не только задачи оптимального распределения единовременно выделяемых средств, но и задачи распределения средств в динамике по годам таким образом, чтобы суммарный эффект за N лет был бы максимальным.
Функция отклика на модернизацию ТЭ - в целом млн. руб. за год 1.5;14.0;36.Э ф ф е к т 0 10 20 30 40 50 затраты, млн. руб.
Функции откликов на модернизацию объектов ТЭ - Система 1 Система 2 Система млн. руб.
млн. руб. млн. руб.
за год за год за год 4 3; 0; 0; 11; 5; 6; 9; 0.5; 1; 0 0 0 10 20 0 10 20 30 0 2 затраты, млн. руб. затраты, млн. руб.
затраты, млн. руб.
Вариант 1 (выделено 51,5 млн. руб., максимальный эффект 29,0 млн. руб. экономии за год) x111 x121 x122 x211 x221 x222 x231 x232 x31 x32 x33 x1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 Вариант 2 (выделено 20,5 млн. руб., максимальный эффект 14,7 млн. руб. экономии за год) x111 x121 x122 x211 x221 x222 x231 x232 x31 x32 x33 x1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 Рис. 9.
Метод планирования поэтапной реализации инновационных программ развития ТхИн предприятий РКО в условиях временных и финансовых ограничений апробирован при обосновании параметров инновационной программы модернизации измерительного комплекса космодрома (ИКК) Байконур.
При этом сравнению подверглись три вида планов модернизации: П1 - модернизация в паузах целевого применения с пятью этапами в течение лет; П2 - модернизация в паузах целевого применения, число этапов и максимальная длительность модернизации не ограничены; П3 - модернизация параллельно с сохранением старых узлов ИКК с пятью этапами в течение лет.
Показано, (см. рис. 10 - 13), что наиболее предпочтительным планом является план 3, предполагающий параллельную модернизацию и являющийся более рациональным, чем план 1 - по объему модернизированных средств, и чем план 2 - по суммарным затратам на эксплуатацию и модернизацию.
1Планы модернизации Планы модернизации Р Рис. Рис. 200 413121Планы модернизации Планы модернизации Рис. Рис. ff1 (%) W3>W2>WW3>W2>W1W1 WWWWWh h 0 Рис. 0 Рис. 14 ff1 (%) h3> h2> hh3> h2> h1hhhh1 hhW W 0 Рис. 16 Рис. В работе получены экспериментальные кривые (см. рис. 14-17) зависимости показателей качества планов от условий модернизации (загруженности целевыми задачами и выделяемыми ресурсами). Экспериментально установлено, что при модернизации в паузах целевого применения ИКК при большой загруженности целевыми задачами полнота и длительность модернизации слабо чувствительны к объему выделяемых ресурсов.
(в%) (лет) Полнота Длительность модернизации модернизации и Затраты на ю (млн.руб) затраты на модернизаци Суммарные эксплуатацию Применение разработанного в диссертации научно-методического обеспечения позволило сформировать конкретные технические предложения по модернизации средств ИКК.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате работы над диссертацией получены следующие основные результаты.
В области теоретических исследований:
Разработан методический инструментарий обоснования программ развития ТхИн предприятий РКО, включающие совокупность базовых принципов управления развитием ТхИн предприятий РКО и методы формирования программ развития ТхИн предприятий РКО при ограниченном объеме информации о целях и ограничениях развития. Проведено обобщение и развитие теоретических и методологических основ обоснования программ развития ТхИн предприятий РКО в направлении применения системного подхода к формированию направлений развития - от анализа рынка космических услуг, формирования опорных параметров развития ТхИн предприятий РКО, оценивания потребностей конкретных объектов в развитии до выбора рациональных вариантов развития и формирования программ их реализации с учетом комплекса ограничений временного и финансового характера. Разработаны научно-методические основы формирования, выбора наиболее предпочтительных вариантов развития ТхИн предприятий РКО и планирования их реализации при неопределенности типа нечеткости, обусловленной ограниченным объемом исходной информации.
В области прикладных исследований:
1. Разработан комплекс инженерных методик и программных средств для обоснования программ развития ТхИн предприятий РКО. Разработанное методическое и программное обеспечение позволяет решать задачи по обоснованию программ развития широкого класса объектов наземной космической инфраструктуры. Реализованный при этом подход позволяет гибко учитывать реальный объём исходных данных как об изменении параметров технического состояния объектов ТхИн предприятий РКО, так и о динамике требований к их тактико-технико-экономическим характеристикам.
2. Проведена апробация разработанного методического и программного обеспечения при обосновании программ развития конкретных объектов ТхИн предприятий РКО, результаты которой свидетельствуют, во-первых, о высокой адекватности разработанных моделей реальным условиям развития ТхИн предприятий РКО, во-вторых, о достаточной общности полученных результатов и возможности их использования не только применительно к ТхИн предприятий РКО, но и к более широкому классу сложных технических систем с высокой ценой отказа, функционирующих в условиях неопределенности.
В целом реализация результатов диссертации обеспечила возможность обосновать рациональные варианты развития объектов ТхИн предприятий РКО без перерывов в их целевом функционировании и с учетом ограниченного объема информации об условиях развития. При этом реализация результатов позволила: повысить обоснованность принимаемых решений на модернизацию средств ТхИн предприятий РКО, в результате чего уменьшить время разработки и реализации программ развития объектов ТхИн предприятий РКО в 2,5 - 3,2 раза при экономии в 1,7 - 2,1 раза суммарных затрат на модернизацию и эксплуатацию; сократить сроки обоснования объемов и планирования работ примерно на 45-55%; провести модернизацию объектов без снижения уровня готовности ТхИн предприятий РКО к выполнению целевых задач.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ 1. Ахмедханов М.Р. Прогнозирование соответствия характеристик космических средств предъявляемым требованиям на основе использования нечеткой регрессионной модели // Транспортное дело России, 2012. - № 6. - 0,8 п.л.
2. Ахмедханов М.Р. Планирование поэтапной реализации инновационных программ развития комплексов космических средств в условиях неопределенности информации о временных, ресурсных и технологических ограничениях // Транспортное дело России, 2012. - № 5. - 0,7 п.л.
Ряд вопросов диссертационного исследования нашел отражение в следующих публикациях 3. Ахмедханов М.Р. Анализ состояния и тенденций развития рынка космических услуг // Информационно-экономические аспекты стандартизации и технического регулирования: Интернет-журнал, 2012. - № 1. - 0,6 п.л.
-
4. Ахмедханов М.Р. Анализ результатов практического применения методического инструментария обоснования направлений инновационного развития технологической инфраструктуры предприятий ракетнокосмической отрасли // Информационно-экономические аспекты стандартизации и технического регулирования: Интернет-журнал, 2011. - № 3. - 0,п.л. -
5. Ахмедханов М.Р. Разработка концепции формирования инновационно-технологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли. - М.: Издательство Московский печатник, 2010. - 1,0 п.л.
6. Ахмедханов М.Р., Зигаленко А.Б. Направления совершенствования методического инструментария формирования инновационнотехнологической инфраструктуры предприятий ракетно-космической отрасли. - М.: Издательство Московский печатник, 2010. - 1,2 п.л. (лично - 0,п.л.).