Оценка эффективности ресурсных испытаний изделий на основе использования показателя технико-экономического уровня за счет автоматизации технологических процессов

ного оборудования не нужны. Или для многих технологических процессов, в том числе и испытаний, оптимизация управления, в широко распространенном виде не нужна. Здесь требуется стабилизация процесса. Кроме того, научно-технический уровень САПР/CASIUS предусматривает более высокие оценки для систем с оптимальным управлением в целом, в том числе с оптимальным управлением неустановившимися режимами.

Такая оценка уводит в сторону от основной задачи – организации САПР/CASIUS, соответствующей автоматизированному объекту. Таким образом, научно-технический уровень САПР/ CASIUS ориентирует ее организацию не совсем точно. Однако следует отметить, что научно-технический уровень может использоваться весьма эффективно, он позволяет выявить трудности на пути организации САПР/CASIUS и устранять имеющиеся препятствия на этом пути. Научнотехнический уровень также дает возможность видеть перспективы, которые можно использовать в новом испытательном оборудовании по мере развития вычислительной техники и средств автоматизации, снижения цен на аппаратные средства и программное обеспечение, повышения надежности, появления отработанного или адаптированного математического обеспечения (МО).

Технико-экономический уровень (ТЭУ) САПР/CASIUS также включает некоторые субъективные оценки, например, оценку требу- емых характеристик системы и оценку степени соответствия этих характеристик характеристикам организуемой САПР/CASIUS испытаний.

Научно-технический уровень является важным показателем, с помощью которого можно оценить: качество созданной САПР/CASIUS процессов испытаний, а также сравнить принципиально различные варианты аппаратных и программных решений; обеспечить соблюдение первого общего принципа организации и функционирования САПР/CASIUS – это повышение экономической эффективности производства в целом.

Показатель же технико-экономического уровня (ТЭУ) органически связан с процессом организации системы, который заключается в подготовке требований к различным элементам САПР/CASIUS процессов испытаний и выборе решений, удовлетворяющих этим требованиям.

Показатель технико-экономического уровня САПР/CASIUS является также многоуровневой скалярной сверткой параметров, оценивающих степень удовлетворения потребностей производства характеристиками создаваемой САПР/ CASIUS процессов испытаний. Он определяется как сумма показателей основных частей САПР/CASIUS:

• - экономического У_Э; организационного У_О ; информационного У_И ; математического У_М ; технического У_Т , то есть в математической интерпретации:

• У ТЭ =У Э +У О +У И +У М +У Т .. (1)

Каждый из этих показателей определяется сравнением требований, полученных в результате анализа параметров объекта автоматизации и аналогичными характеристиками разработанной системы. Сравнение производится по очкам – наибольшее число очков дается при полном соответствии. Если характеристика САПР/ CASIUS превышает требуемое значение или меньше его, оценка снижается. Диапазон изменения каждого показателя 0 – 2.

Далее рассмотрим последовательность формирования методики расчета показателя техникоэкономического уровня испытаний механических элементов (агрегатов) самолета с определением уровней: экономического (У_Э), организационного (У_О), информационного (У_И), математического (У_М) и технического (У_Т) по формуле (1).

Методика расчёта показателя экономичности организации управления У0 основывается на положениях, которые отражают эффективность процедур автоматизированного проектирования производственно-технологического процесса и обуславливают соблюдение принципа автоматизированного управления или общего упорядочения. При автоматизации проектирования производственно-технологических процессов испытаний формализация проектных процедур наиболее эффективно сказывается на автоматизации массовых, многократно повторяющихся операциях. Это приводит к упорядочению процессов управления системой и унификации проектных решений. Обычно это касается процедуры организации процесса, а не его сущности. Изменение процедуры позволяет рационализировать процесс управления, упростить и снизить его трудоемкость.

Экономический эффект от повышения качества управления производственно-технологическими процессами испытаний, получаемый от внедрения САПР/CASIUS, обусловлен оперативностью автоматизированного управления, своевременностью принятия решений, выбором оптимальных решений. Кроме того, при этом повышается надежность управления за счет снижения времени нахождения системы управления в нерабочем состоянии и в состоянии неполной работоспособности, уменьшении числа сбоев при принятии управленческих решений.

Уровень экономичности организации управления можно представить как совокупность коэффициентов:

У 0 = ^П КО + ^П Н + ^П П ^,        (2)

где коэффициент оперативности:

t

• п . р .

^П КО = ”        ’               (3)

общ . прост .

– время принятия решения,

– время простоя оборудования.

Коэффициент надежности управления определяется формулой:

^tН . С .

^П Н = t -                (4)

общ .

где – время нахождения системы в нерабочем состоянии;

– общее время одного режима работы СО.

Коэффициент надежности перехода от одного режима к другому определяется:

t пер.

^{П п} = ^      ’              ⁽⁵⁾

общ . исп .

где – общее время переходных режимов;

– общее время испытаний образца.

Далее рассмотрим методику расчёта процессов испытаний на экономичность информационного обеспечения У_{И о}, где показатель информационного уровня системы предлагается выразить с помощью обобщающих характеристик. С кибернетической точки зрения к ним следует отнести:

достигнутую степень формализации процесса испытаний;

детальность разработки информационной модели процесса;

адекватность примененных в модели математических методов.

При определении показателя экономичности информационного обеспечения У_Ио следует использовать обобщающие коэффициенты характеризующие производство. Здесь рассматриваются следующие коэффициенты:

• -    конструктивного разнообразия:

КБ

пк р = кт" ’             (6)

где К_Б – число базовых видов объектов испытаний (ОИ);

К_Т – полное число типоразмеров ОИ;

• -    технологического разнообразия:

  п

  / т.р .

  
  

  К П

  
  

  К ОП

  
  
  
  

где К_П – число разнородных технологических операций на объекте;

К_ОП – общее число технологических операций;

• - частота ежегодного обновления конструкции изделий :

К

пч =      ,             (8)

ПЛ где КН – число новых ОИ;

К_ПЛ – общее число ОИ, планируемых на год, и др.

По такому же принципу возможна разработка и других коэффициентов, характеризующих различные стороны информационно-технической системы процесса испытаний: коэффициенты простоя, качества, длительности отклонения от режима испытаний.

Соответствующую методику расчёта проектных процедур процессов испытаний на экономичность математического обеспечения У

М о можно сформулировать по следующей логической схеме.

Математическое обеспечение (МО) можно разделить на поставляемое с техническими средствами и разрабатываемое предприятием. Его экономичность определяется затратами на его создание или покупку, работу с ним и обеспечение его функционирования. Затраты на создание МО зависят от его объема, поставляемого с СВТ, от наличия в его составе качественных сервисных программ, операционных систем, возможностей автоматизированной разработки нестандартных программ. Затраты на эксплуатацию МО зависят от его качества и возможностей обеспе- чения надежности функционирования и поиска неисправностей.

Важное значение на практике испытаний имеет простота процедуры корректировки МО.

Далее предлагается упрощённая методика проведения расчётов проектных процедур на экономичность технических средств У_{Т с}, где в стоимостном выражении процессов организации САПР/CASIUS, основной объем занимают затраты на оборудование, в связи с чем экономичность за счёт невысокой стоимости технических средств имеет одно из решающих значений для предприятий . Результативность применения технических средств САПР/CASIUS определяется степенью удовлетворения предъявляемым требованиям. К ним следует отнести:

необходимость информационной совместимости технических средств между собой;

соответствие структуры комплекса технических средств структуре и технологии САПР/ CASIUS;

достаточно быстрое решение основных задач управления;

упрощение общения эксплуатирующего персонала с комплексом технических средств;

минимальная стоимость;

минимальная потребность в площадях; минимальные эксплуатационные затраты; возможность перестройки и дополнения комплекса технических средств при невысоких затратах.

В общем виде зависимость экономичности САПР/CASIUS от степени совершенства технических средств можно представить линейной зависимостью B=p•k , где В – совершенство технической базы; k – капитальные вложения; p – постоянный коэффициент.

Зависимость эффективности системы Э_ф от совершенства технических средств имеет более сложную форму, в общем виде ее можно выразить как Э_ф=f₁(B) и с учетом зависимости совершенства от капиталовложений представить в форме:

Э = f2( K) = fi( B) - pKi.    (9)

Графически зависимость (9) можно представить (рис. 1):

Результирующая кривая показывает, что при малых или слишком больших затратах экономичность имеет отрицательное значение, то есть мероприятие убыточно, и что существует максимальное значение Э₃ экономичности САПР/ CASIUS (при прочих равных условиях).

Если рассматривается внедрение не конкретной САПР/CASIUS применительно к конкретному оборудованию, то следует определить величину Э₃ максимально возможной экономично-

Рис. 1. Зависимость эффективности от капиталовложений

сти. Большей экономичности на данном испытательном оборудовании достичь нельзя, несмотря на увеличение степени совершенства САПР/ CASIUS и рост затрат. При затратах К>К₅ получается отрицательный эффект, то есть убытки. Такая ситуация может иметь место, если создается САПР/CASIUS без учета затрат и специфики объекта управления.

Если рассматривается внедрение конкретной САПР/CASIUS применительно к конкретному объекту, то оценивается система, степень совершенства которой известна. Находятся значения Э₂ и Э₄ , соответствующие вложениям К₂ и К₄ .

Если использовать простейшие системы при малых вложениях, возможно получение небольшой экономичности или убытка К₁ .

Далее рассмотрим процедуру расчета экономической эффективности внедрения САПР/ CASIUS процессов периодических испытаний агрегатов самолета и их механических приводов, которая формируется по априорным результатам экономического эффекта, полученного от внедрения и использования в процессе испытаний САПР (УЭа), где основные показатели экономического эффекта разработок следующие:

годовая экономия Э_С от снижения цеховой себестоимости процесса испытаний;

годовой экономический эффект Э_Г ;

коэффициент экономической эффективности Е_Р (расчетный) и срок окупаемости затрат Т_Р в САПР/CASIUS.

Годовая экономия Э_С определяется по всем стадиям процесса испытаний как сумма экономии от улучшения использования всех элементов, участвующих в этом процессе, с вычетом дополнительных текущих затрат З_Э , связанных с эксплуатацией САПР/CASIUS:

Э с = Е Э - З э ■ (10)

Годовой экономический эффект определяется по формуле:

Э г = Э с - Е н • К а , (11) где Е_Н – нормативный коэффициент экономической эффективности затрат в САПР/CASIUS (по отраслевым нормативам Е_Н=0,338 ), К_А – единовременные затраты на создание и внедрение САПР/CASIUS.

Уровень общей экономической эффективности затрат в САПР/CASIUS определяется расчетным коэффициентом экономической эффективности и сроком окупаемости затрат:

Е р = Эс/ К А ;           (12)

Т р = Ка/Э с .           (13)

Значения Е_Р и Т_Р сопоставляются с нормативными значениями Е_Н и Т_Н для конкретной отрасли. При выполнении условий Е_Р ≥ Е_Н и Т_Р ≤ Т_Н затраты на САПР/CASIUS считаются достаточно эффективными.

Согласно отраслевой методике (машиностроение), рассмотрим процедуру расчёта затрат на создание САПР/CASIUS процессов испытаний, где используются единовременные затраты К_А на создание и внедрение САПР, которые включают:

предпроизводственные К_П ;

затраты на приобретение СВТ с учетом затрат на транспортирование К_О ;

затраты на монтаж оборудования и всех периферийных устройств К_М ;

затраты на реконструкцию и модернизацию объектов (СО) К_Р ;

стоимость ликвидируемого оборудования и средств автоматизации, не применяемых в производственно-технологических процессах и не реализованных (КЛ). Затем из этой стоимости вычитается остаточная стоимость высвобождаемого оборудования и устройств, которые могут быть использованы в САПР/CASIUS или в другой технологической цепи (КВ).

Общая сумма капитальных вложений определится по формуле:

К_А=К_П+К_О+К_М+К_Р+К_Л-К_В .     (14)

Предпроизводственные затраты представляют собой единовременные расходы на разработку САПР/CASIUS в период, предшествующий ее внедрению. К таким следует отнести затраты на:

научные исследования по создаваемой системе на объекте;

проектирование системы, включая разработку алгоритмов и программ;

привязку типовых проектных решений и программ к отдельным задачам САПР/CASIUS и конкретному объекту (СО);

проектирование, изготовление, испытание и отладку нестандартизированного оборудования и устройств системы;

составление инструкций и других руководящих материалов по эксплуатации САПР/ CASIUS;

подготовку и переподготовку кадров.

На начальном этапе внедрения САПР/ CASIUS процессов испытаний в части ресурсных испытаний элементов изделий самолета единовременные затраты по данным планово-экономических служб ЗАО “Авиастар-СП” составляют:

КП=19860 руб.; КО=100406 руб.; КМ=8275 руб.;

КР=2758 руб.; КЛ=1103 руб.; КВ=556 руб., тогда

КА=19860+100406+8275+2758+1103-556= =131846 руб.

Текущие затраты З_Э , связанные с эксплуатацией САПР/CASIUS включают следующие расходы на:

амортизацию вычислительной техники За (в том числе средств связи и периферийных устройств);

текущий ремонт и техническое обслуживание СВТ, приборов и систем З_Р ;

заработную плату, основную и дополнительную с начислениями на социальное страхование эксплуатирующего и обслуживающего персонала З_ОП ;

электроэнергию З_ЭН ;

накладные расходы З_Н.

Таким образом, текущие затраты, связанные с эксплуатацией, вычисляются по формуле:

З_Э=За+З_Р+З_ОП+З_ЭН+З_Н .       (15)

В предложенном объеме внедрения СВТ в технологический процесс испытаний эти затраты составляют:

За=10064 руб.; ЗР=2875 руб.; ЗОП=5255 руб.;

ЗЭН=1105 руб.;       ЗН=552 руб.

Е р

= 6,6 - абсолютная эластичность.

Общая сумма затрат, связанных с эксплуатацией, составляет З_Э=19851 руб. Тогда срок окупаемости составит:

Т = ^Ка/                            л л

0 /3 Э = 131846руб./19851руб. /6 мом. = 1,1 года.

На основании проведенных расчетов научноэкономического уровня разработок в условиях авиастроительного предприятия (в ходе реального технологического процесса испытаний ) следует, что процессы периодических и других видов испытаний для предприятий являются затратным механизмом. Но для сертификации продукции и оценки экономической эффективности этих работ, испытания не могут быть исключены или сокращены до минимума , так как технические условия (ТУ) главного конструктора допустить этого не могут на основании международной конвенции по качеству и международного стандарта качества ISO- 9000, и др.