Разработка метода оценки эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности

Вид материала

Содержание

На правах рукописи
Эффективности роботизированных
диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук
Научный руководитель: доктор экономических наук, профессор
Общая характеристика работы
Цель исследования.
Задачи исследования.
Объект диссертационного исследования.
Предмет диссертационного исследования.
Научная новизна.
Методы исследования.
Практическая ценность.
Апробация работы.
Объем и структура работы.
Содержание работы
В первой главе
Роботизированные технологические комплексы
Во второй главе
В третьей главе
Основные результаты и выводы
...
Полное содержание

Подобный материал:

Сопроводительное письмо для размещения реферата на сайте Ученого совета ГОУ ВПО «МАТИ»- Российского государственного технологического университета имени К.Э.Циолковского

Ф.И.О. соискателя: Химиченко Андрей Андреевич

Название диссертации: РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РОБОТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Шифр специальности: 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством
Шифр диссертационного совета: Д212.110.09
Телефон ученого секретаря диссертационного совета: 141-94-99
E-mail диссертационного совета: mixantyt@mail.ru
Дата, время и место защиты диссертации: 28-го ноября 2008 г. в 14⁰⁰ часов на заседании диссертационного совета Д212.110.09 при ГОУ ВПО «МАТИ» – Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского, по адресу: 121552, г. Москва, ул. Оршанская, д.3.

На правах рукописи

Химиченко Андрей Андреевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ

ЭФФЕКТИВНОСТИ РОБОТИЗИРОВАННЫХ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством

(Специализация – 15. Экономика, организация и управление

предприятиями, отраслями, комплексами. Промышленность.

Область исследования – 15.26. Методологические и методические подходы

к решению проблем в области экономики, организации и управления

отраслями и предприятиями машиностроительного комплекса)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата экономических наук

МОСКВА - 2008

Работа выполнена на кафедре «Финансовый менеджмент» ГОУ ВПО «МАТИ» – Российского государственного технологического университета имени К.Э.Циолковского

Научный руководитель: доктор экономических наук, профессор

Мыльник Владимир Владимирович

Официальные оппоненты: доктор экономических наук, профессор

Калачанов Вячеслав Дмитриевич

кандидат экономических наук, доцент

Кошевая Ирина Петровна

Ведущая организация: ГОУ ВПО Московский государственный

технологический университет «СТАНКИН»

Защита состоится «28» ноября 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.110.09 в ГОУ ВПО «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского по адресу: 121552, г. Москва, Оршанская ул., д. 3

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

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

Автореферат разослан « » октября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат экономических наук, доцент М.Н. Черкасов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Тенденции развития роботизированных технологических комплексов в промышленности отражают реализацию инновационных идей по созданию высокоавтоматизированных и информационных производственных систем. Роботизированные технологические комплексы (РТК) – это основа современного интегрированного автоматизированного информационного предприятия. Использование роботизированных технологических комплексов значительно повышает производительность труда, улучшает условия труда и качество выпускаемой продукции, позволяет реализовывать «безлюдные» и гибкие технологии, но внедрение РТК связано со значительными капитальными вложениями, вот почему возникает объективная необходимость разработки метода оценки социально – экономической эффективности РТК в промышленности.

Проведенные исследования позволили выявить, что особенностью российских предприятий является то, что техническое оснащение остается на низком уровне, таким образом, производители не могут предложить рынку продукцию высокого качества, отвечающую мировым требованиям. В этой связи, использование РТК позволит создавать конкурентоспособную продукцию с низкими затратами на ее производство.

При анализе статистических данных по использованию роботизированных технологических комплексов в промышленности можно сделать вывод о том, что РТК применяются в основном на машиностроительных, авиационных предприятиях, а также на фирмах по производству микроэлектронных изделий и ЭВМ. Это связано прежде всего с тем, что при помощи промышленных роботов возможно достичь высокого качества выпускаемой продукции за счет абсолютной точности выполняемых операций.

Основными научными работами в области создания принципов построения роботизированных технологических комплексов в промышленности являются труды отечественных ученых Кочеткова А.В., Кутарева М.И, Кутарева С.М, Спыну Г.А., Тимофеева А.В., Челпанова И.Б., Юревича Е.И., Попова Е.П., Письменного Г.В., Адамова В.И, Изюмского В.П., Зенкевича С.Л., Ющенко А.С., Жалнеровича Е.Е., Карякина В.Н., Кузнецова К.А и других.

Теоретические и практические проблемы оценки социально - экономической эффективности роботизированных технологических комплексов нашли свое отражение в научных трудах российских и зарубежных авторов Дюдяева Н.Ф., Козловского В.А., Мыльника В.В., Сатановского Р.Л., Туговца О.Г., Новожилова В.В., Великанова К.М., Краюхина Р.А., Барышникова А.Я., Парамонова Ф.И., Колестока Х., Белингхама Ж.Г., Бриазела Г. и других. Исследования перечисленных авторов внесли большой вклад в теорию и методологию оценки эффективности промышленных роботов и их комплексов. Однако, в большинстве работ не учитываются все факторы и источники образования социально – экономических результатов внедрения роботизированных технологических комплексов в промышленности.

Таким образом, разработка метода оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности, в котором учитываются все факторы и источники образования результатов, является актуальной задачей для науки и практики управления российскими предприятиями.

Цель исследования. Целью исследования является разработка метода оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности.

Задачи исследования. Для достижения поставленной в диссертационной работе цели необходимо решить ряд задач:

разработать классификацию роботизированных технологических комплексов;
разработать методику оценки затрат на создание и эксплуатацию роботизированных технологических комплексов;
исследовать синергетический и социальный эффекты в роботизированных технологических комплексах;
разработать метод оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности;
сформировать алгоритм оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности.

Объект диссертационного исследования. В соответствии с поставленной целью исследования объектом исследования являются роботизированные технологические комплексы на промышленных предприятиях.

Предмет диссертационного исследования. Предметом исследования в диссертационной работе являются методы и подходы оценки социально - экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности.

Научная новизна. Научная новизна состоит в разработке метода оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности. В результате проведенного исследования:

разработана классификация роботизированных технологических комплексов с учетом тенденций в развитии робототехники и современных разработок;
разработана методика оценки затрат на создание и эксплуатацию роботизированных технологических комплексов;
исследованы синергетический и социальный эффекты в роботизированных технологических комплексах и предложен механизм из учета в методе оценки социально – экономической эффективности РТК;
разработан метод оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности с учетом всех факторов и источников образования результатов;
сформирован алгоритм оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности.

Методы исследования. Методической и теоретической основой диссертационного исследования являются научные труды отечественных и зарубежных ученых, посвященные вопросам оценки социально – экономической эффективности промышленных роботов и их комплексов.

Проведенные диссертационные исследования основываются на методологических, нормативных и информационных материалах ведущих научно-исследовательских институтов в области создания и проектирования РТК: РосНИИ, ЦНИИКА, НИИТЭХИМ, ВНИИМАШ, ЦЭМИ РАН, ЦНИИ РТК. Для решения поставленных задач в рамках диссертационного исследования использовались методы системного анализа, оценки стоимости капитала, финансового менеджмента, математического и имитационного моделирования, экономического анализа, прогнозирования, оценки эффективности инвестиций. В ходе диссертационного исследования необходимые расчеты производились с помощью как стандартных прикладных программ (Microsoft Excel), так и специализированного программного обеспечения по оценке эффективности инвестиций (Project Expert).

Практическая ценность. Практическая значимость работы заключается в возможности осуществления расчета социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности. Разработанный метод позволяет на стадиях проектирования и внедрения определять социально – экономический эффект от применения РТК в производстве, что дает возможность принимать рациональные решения о их реализации.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были реализованы при внедрении роботизированных технологических комплексов по сборке автомашин марки «ЗИЛ» на открытом акционерном московском обществе «Завод имени И.А. Лихачева» (АМО ЗИЛ), что подтверждается актом о внедрении.

Отдельные положения диссертации используются при чтении курсов «Исследование систем управления», «Инвестиционный менеджмент» в ГОУ ВПО «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского, а также при выполнении курсовых работ и дипломном проектировании.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 6 научных работ, общим объемом 2,4 пл., из которых 4 опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК. Имеются 3 выступления на международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» в 2006, 2007, 2008 гг.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из ведения, трех глав, заключения, списка литературы, двух приложений. Основные результаты исследования изложены на 152 страницах, 8 рисунках, 1 диаграмме, 9 таблицах. Список использованной литературы содержит 127 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, сформулированы цель и задачи исследования, определены предмет и методы исследования, научная новизна, практическая значимость и апробация работы.

В первой главе «Тенденции развития роботизированных технологических комплексов и анализ их методов и подходов к оценке социально - экономической эффективности» проведен анализ и выявлены тенденции развития роботизированных технологических комплексов. Разработана классификация роботизированных технологических комплексов с учетом тенденций в развитии робототехники и современных разработок. Роботизированные технологические комплексы в условиях проведения автоматизации производственного процесса являются частью интегрированных автоматизированных информационных систем управления. Осуществлен анализ методов и подходов оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов и постановка задач исследования.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) - это совокупность одного или нескольких промышленных роботов, выполняющих многократные технологические или вспомогательные операции, функционирующих совместно с дополнительным технологическим и вспомогательным оборудованием, заключенных в единую интегрированную автоматизированную информационную систему управления производством.

По данным Международной Ассоциации Роботов (IFR), общая численность выпуска промышленных роботов и их комплексов в 2007 году составила более 156 тыс.шт., это на 30% больше, чем в 2006 году. Данная цифра является рекордной. По мнению многих аналитиков, к концу 2009 года общая численность роботов составит 210 тыс. шт. Мировой рынок робототехники постоянно растет, это прежде всего связано с активным развитием программного обеспечения и ростом потребностей в оптимизации производственных процессов. Лидерами производителей роботов являются следующие компании: ABB (Германия), ADEPT (США), FANUC (Япония), KUKA (Германия), Mitsubishi Electric Corporation (Япония), MOTOMAN (США), REIS Robotics (Чехия), STÄUBLI (Швейцария). Современные зарубежные компании, которые занимаются производством промышленных роботов и их комплексов, имеют давнюю историю развития. Научная база этих корпораций передавалась от поколения к поколению, опыт сохранялся и приумножался. В настоящее время конкуренция между компаниями продолжается в силу того, что возникают различные преимущества и недостатки в образцах роботов.

На диаграмме 1 показана динамика роста производства промышленных роботов и комплексов в мире.

Диаграмма 1. Динамика роста числа промышленных роботов

и их комплексов в мире

Следует отметить, что с ростом потребности в создании роботизированных технологических комплексов кроме терминологии разрабатывалась и классификация. Существует множество классификационных признаков, и ряд авторов приводят свои взгляды на классификацию роботизированных технологических комплексов. Для проведения диссертационного исследования разработана классификация комплексов с учетом тенденций в развитии робототехники и современных разработок. В диссертационной работе определено десять основных квалификационных признаков роботизированных технологических комплексов: признак общности структуры построения и алгоритмов функционирования РТК, степень специализации, назначение, зависимость от состава основного технологического оборудования, технический признак, степень перемещения, вид компоновки схем построения элементов РТК, целевое функционирование, степень участия человека в управлении РТК, степень применения в сферах деятельности. На рис.1 представлена классификация роботизированных технологических комплексов.

РОБОТИЗИРОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ

РТК+ВО

РТК+ТО

РТК+МИ

по признаку общности структуры построения и алгоритмов функционирования:

по степени специализации:

специальные РТК

специализи-рованные РТК

целевые

РТК

универсальные

РТК

по назначению:

РТК

механо-обработки

РТК токарной обработки

РТК тел вращения

РТК фрезерной обработки

РТК корпусных деталей

РТК корпусных деталей

РТК

сварки

РТК плазменной обработки

РТК дуговой обработки

РТК плат

в зависимости от состава основного технологического оборудования:

РТК одного наименования

РТК разнотипные

по техническому признаку: по степени перемещения:

РТЯ

РТУ

РТЛ

РТЦ

мобильные

РТК

стационарные РТК

по виду компоновки схем построения элементов РТК:

по целевому функционированию:

РТК с 1 ПР

обрабатывающие

РТК

сборочные

РТК

РТК с 2-3 ПР

РТК с > 3 ПР

по степени участия человека в управлении РТК:

интеллектуальные РТК

автономные РТК

интегральные РТК

по степени применения в сферах деятельности:

промышленные РТК

строительные РТК

космические РТК

многофункцио-нальные РТК

Рис.1. Классификация РТК

В диалектике развития информационных технологий, технических средств труда, таких как станки с ЧПУ, промышленные роботы и другие автоматические средства, а также постоянного совершенствования экономико-математических методов, появление понятия синергетического эффекта привело к созданию интегрированных автоматизированных информационных систем управления (ИАИСУ). Составной частью создаваемых интегрированных систем управления в промышленном производстве являются роботизированные технологические комплексы.

Интегрированная автоматизированная информационная система управления – это человеко-машинная система управления, реализующая комплексы задач на основе единого организационного, информационного, технического, математического и программного обеспечения для достижения поставленных целей. При создании интегрированных структур возникает необходимость оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов, поскольку робототехнические комплексы являются одним из основных составляющих элементов ИАИСУ. Схема взаимосвязи РТК с функциональными системами ИАИСУ в промышленности представлена на рис.2.

Рис.2. Схема взаимосвязи РТК с функциональными системами

ИАИСУ в промышленности

Интегрированная автоматизированная информационная система управления состоит из следующих подсистем:

АИС НИС – автоматизированной информационной системы управления научными исследованиями, предназначенной для обеспечения высококачественных теоретических расчетов, моделирования будущих ситуаций, проведения научных экспериментов;
САПР-К – системы автоматизированного проектирования конструкторских разработок, предназначенной для проектирования отдельных узлов, проведения расчетов при разработке гидравлических, кинематических и электрических схем;
САПР-Т – системы автоматизированного проектирования технологических процессов, предназначенной для проектирования технологических процессов, проведения расчетов необходимого оборудования, количества, номенклатуры изделий;
АИС ОУ – автоматизированной информационной системы организационного управления, предназначенной для управления подсистемами ИАИСУ посредством участия человека;
АИСУ ТП – автоматизированной информационной системы управления технологическими процессами, предназначенной для автоматизации технологических процессов обработки деталей и узлов изделий, маршрутов передвижения деталей и узлов по операциям, режимов резания и термообработки посредством использования технологического оборудования или РТК;
АИСУ ТП РТК – автоматизированной информационной системы управления РТК, предназначенной для обслуживания и управления РТК в структуре производственного предприятия с помощью современных информационных технологий в рамках интегрированной автоматизированной системы управления.

При производстве изделий сырье и соответствующие товарные запасы (ТЗ) поступают в АИС НИС для проведения научных исследований по обработке, технологическому процессу, созданию АИСУ различных уровней, в том числе РТК. Далее системой автоматизированного проектирования (САПР-К и САПР-Т) осуществляется разработка конструкторских решений и технологических процессов. В автоматизированной информационной системе организационного управления (АИС ОУ) осуществляется общее организационное управление всеми системами производственного цикла. В АИСУ ТП происходит управление технологическими процессами, РТК, технологическим оборудованием, где сырье и материалы подвергаются функциональному и структурному изменению, таким образом, производится конечный продукт, который поступает в автоматизированную информационную систему испытаний (АИСИ). Естественно, что все системы сочетаются в одной базе данных (БД) и подвергаются контролю системой автоматизированного управления производством. В том случае, если в производственном процессе необходимо определенное материально – техническое обеспечение (МТО), то система АИС ОУ обращается в соответствующую службу МТО.

При создании ИАИСУ следует формировать такую структуру системы управления, с помощью которой можно реализовывать все поставленные производственные цели и задачи, кроме этого необходимо создавать такие системы, чтобы при их совместном функционировании появлялся положительный синергетический эффект от взаимодействия локальных АИСУ.

РТК в ИАИСУ функционирует в системе АИСУ ТП РТК, поскольку АИСУ ТП осуществляет управление технологическими процессами и роботизированными технологическими комплексами. Данная система обеспечивает согласованность работы разных РТК, выполняющих различные технологические операции. РТК в структуре ИАИСУ представляет собой производственный объект, который функционирует с другими системами производственного процесса. Анализируя функциональную схему, РТК взаимодействует с системой автоматизированного проектирования технологических процессов и системой автоматизированных испытаний продукции, что дает возможность проверять качество выпускаемой продукции на выходе. Полномасштабное использование роботизированных комплексов выявляет новые перспективы использования РТК во всех областях народного хозяйства страны.

Существующие методы и подходы оценки социально – экономической эффективности РТК имеют ряд недостатков, которые не позволяют получить объективную оценку в рыночных условиях. Первый недостаток состоит в том, что при расчетах каждого из критериев не учитывался фактор времени: ни прибыль, ни объем инвестируемых средств, в реализации проекта по внедрению РТК не приводились к настоящей стоимости. Второй недостаток заключается в том, что в качестве показателя возврата от использования инвестированного капитала рассматривалась только прибыль. Однако в настоящее время инвестиции возвращаются в виде денежного потока, состоящего из сумм чистой прибыли и амортизационных отчислений. Оценка социально – экономической эффективности РТК только на основе прибыли искажает результаты расчетов, завышая расчетный коэффициент эффективности и занижая срок окупаемости капитальных вложений. Третий недостаток состоит в том, что рассматриваемые критерии позволяют получить только одностороннюю оценку социально - экономической эффективности, так как оба они основаны на использовании неизменных во времени исходных данных - суммы инвестиций на приобретение и внедрение РТК и суммы прибыли. Четвертый недостаток - изученные методы не учитывают увеличение эффективности производства от внедрения РТК за счет появления социального и синергетического эффектов. Пятый - при проведении оценки социально – экономической эффективности не учитываются инфляционные процессы и факторы риска. Таким образом, можно утверждать, что существующие методы нецелесообразно использовать в условиях рыночной экономики, поскольку они будут искажать реальную оценку социально – экономической эффективности внедрения роботизированных технологических комплексов в производственный процесс.

Во второй главе – «Метод оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности», осуществлен выбор оптимального критерия оценки социально - экономической эффективности роботизированного технологического комплекса, разработана методика определения капитальных и эксплуатационных затрат по РТК, исследованы синергетический и социальные эффекты. Выявлены основные факторы и источники образования социально – экономических результатов внедрения роботизированных технологических комплексов, разработан метод оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов с учетом инфляционных процессов и факторов риска.

Под критерием эффективности РТК понимается показатель, выражающий предельную меру социально – экономического эффекта и отражающий решение производственных задач поставленных перед роботизированным технологическим комплексом. За основной критерий оценки эффективности РТК принят показатель максимума чистого дисконтированного дохода. Чистый дисконтированный доход (NPV) - это разность дисконтированных показателей чистого дохода и инвестиционных затрат в РТК, приведенных к первоначальному моменту инвестирования. Проект по внедрению РТК будет являться эффективным, если NPV>0. Дополнительным проверочным условием для критерия NPV является показатель внутренней нормы доходности. Внутренняя норма доходности (IRR) – это минимальная ставка доходности, при которой NPV=0. IRR гарантирует нижний уровень рентабельности вложения денежных средств в РТК и является дополнительным показателем, который определяет пороговое значение ставки дисконтирования при условии, что NPV>0.

(1)

где: Д – чистый денежный поток;

r – ставка дисконтирования;

К – капитальные затраты, связанные с внедрением РТК.

Выбор критерия максимизации NPV связан с тем, что он имеет определенные достоинства по сравнению с другими критериями оценки социально – экономической эффективности. К основным достоинствам выбранного критерия относятся

учет эффективности капитальных вложений, использования финансовых, материальных, трудовых ресурсов при расчете максимизации NPV;
сравнительная простота расчетов;
наилучшая характеристика уровня отдачи на вложенный капитал в РТК;
возможность учета всех составляющих образования социально – экономического эффекта внедрения РТК в производственный процесс (социальный и синергетический эффекты);
достаточная информативность, объективность, удобство автоматизации расчета с помощью электронных таблиц.

Естественно, что данный критерий имеет и свои недостатки, но в совокупности, учитывая специфику оценки социально – экономической эффективности РТК, а не инновационного проекта, данный критерий является наиболее приемлемым по сравнению с другими. К недостаткам выбранного критерия относится то, что

при достаточно высоком уровне дисконтной ставки отдельные денежные потоки оказывают сравнительно малое влияние на объем NPV, то есть результаты расчетов зависят от выбранной ставки;
невозможно характеризовать минимальный резерв безопасности по внедрению РТК;
не учитывается неточность используемых в расчетах исходных данных.

Одной из задач диссертационного исследования является организация учета затрат на создание и эксплуатацию роботизированного технологического комплекса. Затраты можно разделить на две группы. К первой группе относятся затраты, связанные с внедрением роботизированных технологических комплексов – это капитальные (инвестиционные) затраты (К), ко второй – текущие затраты (производственные или эксплуатационные), связанные с реализацией и использованием РТК в производстве (С).

К капитальным затратам относятся:

затраты на приобретение (разработку) проекта РТК или предпроизводственные затраты, включающие затраты на исследовательские, конструкторские и технологические проработки РТК, затраты на модернизацию оборудования и перепланировку участков РТК, затраты на проведение маркетинговых и других исследований (К_РТК);
затраты на НИОКР (научно-исследовательские работы, проектирование и конструирование РТК, разработка технологических процессов, изготовление и испытание опытных образцов РТК, корректировка технической документации, перестановка и наладка РТК), связанных с внедрением РТК (К_НИОКР);
затраты на приобретение вспомогательного оборудования для обеспечения эксплуатации РТК с учетом расходов на транспортировку (К_ВО);
затраты на приобретение основного технологического оборудования (К_ТО);
затраты на приобретение промышленных роботов (К_ПР);
затраты на приобретение системы управления, программных средств и сертификацию (К_СУ);
затраты на приобретение дорогостоящих инструментов, оснастки и приспособлений РТК (К_ДО);
стоимость строительно – монтажных работ, необходимых для установки РТК, а также основного и вспомогательного оборудования (затраты на перепланировку рабочих мест, затраты, связанные с прокладкой систем питания РТК (электрических кабелей, пневмосистем, воздухопроводов) (К_СМР);
затраты на производственную площадь, включающие в себя налоговые платежи на землю и недвижимое имущество (К_ПЛ);
сумма оборотных средств, связанных с внедрением РТК (К_ОС);
стоимость выбывающих производственных фондов и оборотных средств (с учетом износа) за вычетом их ликвидационной стоимости (с учетом расходов по реализации выбывающих фондов) (К_ВФ - К_Л).

Расчет капитальных затрат, связанных с внедрением РТК, определяется по формуле:

, (2)

Вторая группа затрат связана непосредственно с использованием РТК в производстве. К этой группе относятся следующие текущие затраты:

затраты на сырье и материалы за исключением стоимости возвратных отходов (С_СМ);
затраты на основную и дополнительную заработную плату рабочих – наладчиков РТК и операторов РТК, а также заработную плату вспомогательных рабочих, обслуживающих РТК, с учетом отчислений на социальное и обязательное медицинское страхование (С_ЗП и С_ВЗП);
затраты на электроэнергию и топливо, необходимые для процесса производства (С_ЭЛ и С_Т);
расходы по содержанию и эксплуатации оборудования РТК: затраты на горюче-смазочные материалы и текущий ремонт (С_ГМ и С_РМ);
расходы по содержанию зданий, сооружений и инвентаря цеха, текущий ремонт РТК (С_СОД);
потери от брака (С_БР);
затраты на подготовку кадров, обучение, повышение квалификации и переквалификацию (С_ПК);
затраты на программное и техническое обеспечение РТК (С_ПГ).

Текущие затраты определяются следующим образом:

, (3)

Две группы затрат относятся к выходным денежным потокам, которые будут учитываться при оценке результатов внедрения РТК. Следующей задачей в диссертационной работе является изучение синергетического эффекта в роботизированных технологических комплексах.

Синергетический эффект РТК - это возрастание социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в результате интеграции промышленных роботов, технологического и вспомогательного оборудования в единую систему. В этом случае эффект от взаимодействия участников объединения внутри системы превышает сумму эффектов деятельности каждого промышленного робота и элементов роботизированной системы в отдельности. Для определения синергетического эффекта рассмотрим случай взаимодействия промышленных роботов в схеме однопоточной роботизированной технологической линии холодной штамповки с транспортным устройством. Данный вид линии является простейшей формой организации роботизированного технологического комплекса. Схема размещения элементов роботизированного комплекса представлена на рис. 3.

Рис. 3. Роботизированный технологический комплекс

однопоточной линии

На рисунке указаны следующие обозначения: ТО – технологическое оборудование, Т – транспортное устройство, ПР – промышленный робот. Из блока управления, который состоит из систем ЭВМ, программного, информационного и математического обеспечения, поступает управляющая информация по обработке изделий. Изделия подвергаются технологической обработке на основном оборудовании и промышленном роботе и передается к следующему технологическому участку, проходя несколько этапов производственного цикла. На выходе после обработки изделий при помощи РТК образуется готовая продукция, которая поступает в блок контроля качества и передачи продукции или, при построении более сложных систем РТК, в другой комплекс для дальнейшей обработки изделий. Как было описано выше, суть подобного объединения промышленных роботов в комплекс состоит в том, что в результате взаимодействия трех роботов и технологического оборудования образуется новая структура, которая обладает эмерджентными свойствами, т.е. возникает синергетический эффект, обеспечивающий превышение эффекта совместного функционирования роботов и оборудования над суммой эффектов их автономной деятельности. Математически данное условие можно выразить так:

, (4)

где: Э₁,Э₂, Э₃ - эффекты самостоятельного, автономного функционирования

промышленных роботов, технологического оборудования и транспортного устройства;

S^Э – эффект от их совместной деятельности в структуре РТК.

Таким образом, синергетический эффект Э_S измеряется величиной разности:

, (5)

При этом, чем больше синергетический эффект Э_S, тем глубже процесс экономического взаимодействия и тем устойчивее комбинация промышленных роботов в комплексе, а чем меньше величина Э_S, тем меньше эффект и неустойчивее комплекс; в таком случае объединение роботов распадается и не приносит необходимых экономических результатов. Аналогичные взаимодействия возникают в более сложных роботизированных системах и комплексах, в которых увеличивается число взаимодействующих элементов. В таком случае формулы (4) и (5) модифицируются следующим образом:

, (6)

(7)

где i - индекс рассматриваемого элемента РТК;

n - число элементов, образующих комплекс.

Синергетический эффект образуется за счет определенных источников и факторов его образования, которые представлены на рис. 4.

Рис. 4. Источники и факторы образования положительного

синергетического эффекта в РТК

Проблема оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов требует определения основных факторов и источников образования социально – экономических результатов.

Основной целью определения этих факторов и источников является установление доступных рычагов и методов управления системой РТК для достижения оптимальных экономических и социальных результатов.

Под факторами социально – экономических результатов понимается постоянно действующие прогрессивные изменения, происходящие в системе роботизированного технологического комплекса в результате реализации им поставленных задач. Источником социально – экономических результатов является совокупность резервов, существующих на промышленном предприятии, которые могут быть использованы для увеличения экономических показателей с помощью роботизированного технологического комплекса внедряемого в производство. Источники прежде всего связаны с количественными и качественными изменениями (факторами), происходящими на предприятии при роботизации производственного процесса. Основные факторы и источники образования социально - экономических результатов внедрения роботизированных технологических комплексов в промышленности, представлены на рис.5.

сокращение потерь

рабочего времени

повышение производительности труда

сокращение затрат на основную и дополнительную з/п

доп.сокращение внутрисменных и целосменных потерь t

выполнение операций с

абсолютной точностью

сокращение брака,

повышение качества

замещение труда рабочих на труд промышленных роботов

улучшение условий труда, сокращение профзаболеваний и травматизма

сокращение затрат на текущий ремонт РТК

уменьшение количества текущих

ремонтов РТК

появление синергетического эффекта РТК

увеличение величины эффекта от предыдущих источников

сокращение эксплуатационных расходов на РТК

Рис. 5. Факторы и источники образования социально-экономического эффекта

Одной из важных составляющих результатов применения РТК является социальный эффект. Он определяется на основании факторов и источников образования эффекта (рис.6.), связанного с элементами социальных условий труда. На количественном уровне социальный эффект можно рассчитать при помощи определенного математического аппарата. Общий социальный эффект от внедрения РТК в производственный процесс рассчитывается по следующей формуле:

(8)

экономия основной и дополнительной з/п в

результате внедрения РТК (Э_ЗП)

экономия оплаты за сверхурочные часы (Э_Ч)

экономия оплаты лечения рабочих (Э_ЗР)

экономия на оплате за временную

нетрудоспособность (Э_СО)

экономия за счет сокращения потерь чистой прибыли за время болезни работника (Э_ЧП)

экономия за счет ликвидации потерь

производительности, связанных с

приемом и увольнением (Э_ПУ)

экономия за счет сокращения затрат на оплату обучения работника и подготовку кадров (Э_О)

экономия за счет отказа от строительства

дополнительных объектов

социального назначения (Э_СЦ)

экономия за счет сокращения доплат за тяжелый и вредный труд при внедрении РТК (Э_ТТ)

Рис. 6. Факторы и источники образования социального эффекта

Таким образом, критерий оценки социально – экономической эффективности (формула 1) модифицируется с учетом всех факторов (в т.ч. социального и синергетического эффектов), образующих результаты социально – экономического эффекта, а также с учетом риска и инфляции:

(9)

где: Д – чистый денежный поток;

Э_СОЦ – социальный эффект;

Э_S – синергетический эффект;

r – ставка дисконтирования;

– коэффициент, учитывающий риск;

– уровень инфляции.

В третьей главе – «Реализация разработанного метода оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов» определены принципы формирования эффективной структуры роботизированного технологического комплекса, разработан алгоритм метода оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов. На примере АМО ЗИЛ осуществлен расчет социально – экономической эффективности внедряемого комплекса.

При проектировании роботизированных технологических комплексов необходимо учитывать количество объектов в комплексе, т.к. от этого зависит время решения поставленной задачи и выполнения производственной операции. Трудность оценки эффективности заключается в том, что сложность задачи экспоненциально возрастает с ростом числа элементов комплекса и соответственно экспоненциально возрастает время выполнения операций. Вот почему при построении эффективной структуры роботизированного технологического комплекса необходимо руководствоваться определенными принципами. Во – первых, необходимо анализировать социально - экономическую эффективность внедрения технологического комплекса в производственный процесс (NPV_РТК  max). Во – вторых, необходимо подобрать оптимальную структуру комплекса, который может состоять из одного или нескольких промышленных роботов, технологического и вспомогательного оборудования. В-третьих, конфигурация комплекса должна соответствовать определенной надежности функционирования в структуре интегрированной автоматизированной информационной системы управления. Общие рекомендации для построения эффективной структуры роботизированных технологических комплексов следующие:

Решение поставленных производственных задач может осуществляться путем создания иерархической централизованной системы группового управления элементами роботизированного технологического комплекса.
Конфигурация роботизированного технологического комплекса должна соответствовать высокой степени надежности, включающей в себя безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость, долговечность.
Основа группового управления роботизированного технологического комплекса – управление роботами с распределением общей цели между ними.
Для решения определенных задач необходимо руководствоваться конкретными критериями оптимальности. Ими могут быть время выполнения операции (быстродействие), общие энергозатраты, стоимость, а также комбинация подобных критериев при заданных ограничениях других показателей (надежность, ресурс). Основные варьируемые параметры при заданной общей цели – это число промышленных роботов, распределение между ними общей цели, соответствующая их специализация, объем информационного обмена между роботами, который осуществляется через центр управления - автоматизированную информационную систему управления технологическими процессами в роботизированных технологических комплексах.
Разработка алгоритмов обработки информации и управления для системы управления роботизированными технологическими комплексами. Во временном аспекте эта задача подразделяется на две: задачу оценки ситуации, принятия решений к действию и планирования этих действий и задачу непосредственного управления этими действиями в динамике. Первая задача реализуется в основном до начала самих действий, но с возможностью оперативной корректировки уже в ходе этих действий, а вторая – непосредственно в процессе управления в реальном масштабе времени.
Определение социально – экономической эффективности внедрения роботизированных технологических комплексов в производственный процесс с учетом основного критерия максимизации NPV и факторов, образующих социально – экономические результаты (социальный и синергетический эффект). Окончательное определение внедрения роботизированного технологического комплекса должно основываться на определенных экономических прогнозах.

Для внедрения или разработки роботизированного технологического комплекса на предприятии необходимо формализованно описать алгоритм последовательности действий при внедрении и оценке его эффективности. Данный алгоритм, который должен четко определять основные этапы работы по внедрению РТК и его оценки, состоит из 14 этапов:

Проведение исследований о необходимости внедрения РТК.
Определение целей и задач по внедрению РТК.
Анализ существующих процессов производства.
Составление технического задания на внедрение РТК.
Определение конфигурации РТК.
Выбор критерия оценки эффективности РТК.
Предварительный расчет капитальных и эксплуатационных затрат РТК.
Предварительная оценка эффективности РТК.
Поиск инвестиций для реализации РТК.
Процесс подготовки производства к внедрению РТК.
Окончательный расчет эффективности РТК.
Принятие решения о внедрении РТК.
Процесс внедрения РТК.
Эксплуатация РТК.

Алгоритм оценки социально – экономической эффективности роботизированных комплексов, представлен на рис. 7.

1. Проведение исследований о необходимости внедрения РТК

2. Определение целей и задач по внедрению РТК

3. Анализ существующих процессов производства

4. Составление технического задания на внедрение РТК

5. Определение конфигурации РТК

6. Выбор критерия оценки эффективности РТК

7. Предварительный расчет капитальных и эксплуатационных затрат РТК

нет

да

9. Поиск инвестиций для реализации РТК

10. Процесс подготовки производства к внедрению РТК

нет

да

12. Принятие решения о внедрении РТК

13. Процесс внедрения РТК

14. Эксплуатация РТК

Рис. 7. Алгоритм оценки социально – экономической эффективности РТК

Алгоритм оценки социально – экономической эффективности отражает основные этапы при проведении оценки. Без проведения предварительной и окончательной оценки эффективности на этапе выбора конфигурации и принятия решения невозможно с полной уверенностью говорить о том, что внедряемый комплекс будет эффективным. Многие крупные российские производственные предприятия не полностью используют производственные мощности, что влечет за собой появление отрицательного синергетического эффекта. Отрицательный синергетический эффект имеет разрушительный характер, при его появлении возникают необратимые процессы разрушения систем управления РТК и технологическим оборудованием, что может значительно повлиять на снижение рентабельности и вызвать появление убытков. При оценке социально - экономической эффективности необходимо поэтапно решать вопросы, связанные с проверкой обеспеченности экономическими ресурсами для внедрения РТК, поиском инвестиционных ресурсов, осуществлением калькуляции капитальных и эксплуатационных затрат и расчетом ожидаемых результатов от внедрения роботизированного технологического комплекса в производственный процесс.

В диссертационной работе разработан метод оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов, что позволяет произвести определенные расчеты и принять решение о внедрении РТК в производственный процесс.

Примером для расчета эффективности РТК является комплекс, производящий покраску грузовых автомобилей на открытом акционерном обществе АМО ЗИЛ. В данном случае промышленные роботы, которые функционируют в комплексе, выполняют сборку и технологическую операцию по нанесению антикоррозийной краски. Для проведения оценки эффективности за основу РТК берем простую структурную единицу – технологическую линию, оснащенную тремя промышленными роботами.

Расчет социально – экономической эффективности разделяется на пять основных этапов:

Расчет капитальных и эксплуатационных затрат на РТК.
Расчет чистого денежного потока.
Расчет социального эффекта.
Расчет синергетического эффекта.
Расчет ставки дисконтирования.
Проверка соответствия расчетных данных с критерием оценки социально – экономической эффективности РТК

После обозначения основных этапов расчета социально – экономической эффективности необходимо проанализировать конфигурацию РТК. В примере расчета в составе РТК совместно функционируют три промышленных робота, которые выполняют технологическую операцию сборки и нанесения антикоррозийной краски.

Капитальные затраты формируются за счет следующих статей расходов: затраты на разработку РТК, НИОКР, на вспомогательное оборудование, технологическое оборудование, промышленные роботы, систему управления, дорогостоящие инструменты, затраты на монтаж и установку, производственную площадь, выбывающие основные средства за минусом ликвидационных средств. Расчет чистого денежного потока осуществляется на основании данных бухгалтерского учета и построения прогнозных данных в связи с внедрением РТК в производственный процесс. Основными расчетными формами с исходными данными являются отчет о прибылях и убытках и бухгалтерский баланс, производственный план и план себестоимости. Следующим этапом проведения оценки эффективности является расчет социального и синергетического эффектов. После определения ставки дисконтирования осуществляется проверка соответствия результатов критерию оценки эффективности РТК. Результаты расчета эффективности РТК на предприятии АМО ЗИЛ приведены в таблице.

Таблица

Результаты расчета эффективности РТК на предприятии АМО ЗИЛ

	0	01.01.07				01.01.08			01.01.09			01.01.10
		Д		Э_СОЦ	Э_S	Д	Э_СОЦ	Э_S	Д	Э_СОЦ	Э_S	Д		Э_СОЦ	Э_S
		-20300500		2901950	-918817	35671979	3179670	30800007	66598834	3216689	67444058	89600854		3254499	80025571
-15491835
2214553
-701173
20773967
1851716
17936721
38784559
1873274
39276785
52180036
1895293
46610230
30332033			Капитальные затраты
176872093			NPV_РТК								75,3		IRR_РТК

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Анализ современной тенденции развития робототехники показал, что применение промышленных роботов и роботизированных технологических комплексов в промышленности значительно повышает производительность (труда за счет внедрения роботов), качество выпускаемой продукции (за счет абсолютной точности выполняемых операций), что способствует значительному снижению себестоимости и получению высокой прибыли.
Анализ существующих методов и подходов оценки социально - экономической эффективности роботизированных технологических комплексов показал, что в настоящий момент нет метода оценки эффективности, который может учитывать все факторы и источники его образования.
Разработана классификация роботизированных технологических комплексов с учетом тенденций в развитии робототехники и современных автоматизированных разработок.
Проведенные исследования показали, что при оценке эффективности РТК в качестве критерия следует использовать критерий максимума NPV.
Разработана методика определения затрат на создание и эксплуатацию роботизированных технологических комплексов в промышленности.
Исследован синергетический эффект и произведен его расчет в роботизированных технологических комплексах.
Исследован социальный эффект, источники его формирования и предложен механизм его учета в методе оценки эффективности РТК.
Разработан метод оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности.
Изучены и исследованы риски, связанные с внедрением РТК и инфляционные процессы, а также предложен механизм их учета при оценке социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов.
На основании проведенного диссертационного исследования сформирован алгоритм оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности.
На примере открытого акционерного московского общества «Завод имени И.А. Лихачева» (АМО ЗИЛ) в соответствии с разработанным методом оценки произведен расчет социально – экономической эффективности, подтверждающий целесообразность использования данного метода для определения эффективности внедрения роботизированных технологических комплексов в промышленности.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

Химиченко А.А., Расчет эксплуатационных расходов по роботизированному технологическому комплексу // в журнале «Естественные и технические науки», №3 (35), М.: Спутник +, 2008, с.282-285, 0,5 п.л.
Мыльник В.В., Химиченко А.А., Метод оценки социально – экономической эффективности роботизированных технологических комплексов // в журнале «Естественные и технические науки», №4 (36), М.: Спутник +, 2008, с.308-313, 0,5 п.л., из них авт. 0,4 п.л.
Мыльник В.В., Химиченко А.А., Критерий оценки эффективности роботизированных технологических комплексов в промышленности // в журнале «Авиационная промышленность», №3, М.: НИАТ, 2008, с.56-58, 0,3 п.л., из них авт. 0,2 п.л.
Химиченко А.А., Перспективы робототехники // в журнале «ЭКО Всероссийский экономический журнал», №9, Новороссийск: Наука, 2008, с.77-86, 0,5 п.л.

Публикации в других изданиях

Химиченко А.А., Оценка социально – экономической эффективности промышленных роботов и их комплексов // XXXII Гагаринские чтения: Тезисы доклада Молодежной научной конференции, т. 6, М.: «МАТИ»-Российский государственный технологический университет имени К.Э.Циолковского, 2006, с.90, 0,1 п.л.
Химиченко А.А., Оценка эффективности промышленных роботов // Сборник научных трудов кафедры «Финансовый менеджмент» ГОУ ВПО «МАТИ» - Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского, М.: Экономика и финансы, 2006, с.110-116, 0,3 п.л.
Химиченко А.А., Эффект синергизма в робототехнических комплексах // XXXIII Гагаринские чтения: Тезисы доклада Молодежной научной конференции, т. 6, М.: «МАТИ»-Российский государственный технологический университет имени К.Э.Циолковского, 2007, с.96, 0,1 п.л.
Химиченко А.А., Анализ существующих подходов и методов оценки эффективности робототехнических комплексов // в журнале «Вопросы экономических наук», №2 (24), М.: Спутник +, 2007, с.172-173, 0,2 п.л.
Химиченко А.А., Методика оценки затрат роботизированных технологических комплексов // XXXIV Гагаринские чтения: Тезисы доклада Молодежной научной конференции, т. 6, М.: «МАТИ»-Российский государственный технологический университет имени К.Э.Циолковского, 2008, с.97-98, 0,1 п.л.

Blog