Анализ и оптимизация сетевой модели

Первоначально разработанная сетевая модель обычно не является лучшей по срокам выполнения работ и использования ресурсов. Поэтому исходная сетевая модель подвергается анализу и оптимизации по одному из ее параметров.

Анализ позволяет оценить целесообразность структуры модели, определить степень сложности выполнения каждой работы, загрузку исполнителей работ на всех этапах выполнения комплекса работ.

Относительная сложность соблюдения сроков выполнения работ на некритических путях характеризуется коэффициентом напряженности работ

(5.7.)

где — продолжительность максимального пути, проходящего через данную работу;

— продолжительность отрезка этого пути, совпадающего с критическим путем;

— продолжительность критического пути.

Чем больше коэффициент напряженности, тем сложнее выполнить работы в установленные сроки.

Используя понятие "резерва времени пути", можно определить следующим образом:

(5.8.)

При этом необходимо иметь в виду, что резерв времени R(Li) пути Li может быть распределен между отдельными работами, находящимися на указанном пути, только в пределах зависимых резервов времени этих работ.

Величина коэффициента напряженности у разных работ в сети лежит в пределах 0≤ > 1.

Для всех работ критического пути равен единице. Величина коэффициента напряженности помогает при установлении плановых сроков выполнения работ оценить, насколько свободно можно располагать имеющимися резервами времени. Этот коэффициент дает исполнителям работ представление о степени срочности работ и позволяет определить очередность их выполнения, если они не определяются технологическими связями работ.

Для анализа сетевой модели используется коэффициент свободы (i,j), который показывает степень свободы или независимости циклов работ, имеющих свободный резерв времени, а также показывает, во сколько раз можно увеличить длительность работы t(i, j), не влияя на сроки свершения всех событий и остальных работ сети:

(5.9.)

При этом (i,j)>1 всегда. Если (i,j)≤1, то это указывает на отсутствие независимого резервного времени у работы (i,j).

Оптимизация сетевых моделей по одному из ее параметров может быть осуществлена графическим или аналитическим методом. Решая задачу оптимизации сетевой модели, обычно рассчитывают минимальную продолжительность выполнения комплекса работ при ограничениях на используемые ресурсы.

Оптимизация сетевой модели, осуществляемая аналитическим методом, заключается в том, что в ее основу положена та закономерность, при которой время выполнения любой работы (t) прямо пропорционально ее объему (Q) и обратно пропорционально числу исполнителей (m), занятых на данной работе:

(5.10.)

Время, необходимое для выполнения всего комплекса работ , определяется как сумма длительностей составляющих работ:

(5.11.)

Однако рассчитанное таким образом общее время не будет минимальным, даже если количество исполнителей соответствует трудоемкости этапов.

Минимальное время для комплекса последовательно выполняемых работ и других разновидностей фрагментов сетевых моделей можно найти методом условно-эквивалентной трудоемкости.

Под условно-эквивалентной трудоемкостью понимают такую величину затрат труда, при которой численность исполнителей эквивалентной специальности распределяется между составляющими работами, обеспечивает наименьшее время их исполнения.

Условно-эквивалентная трудоемкость определяется по формуле:

(5.12.)

где — трудоемкости предшествующей и последующей работ.

Минимальное время выполнения работ будет обеспечено при следующем распределении работающих по этапам:

(5.13.)

где — общее количество работающих на определенных этапах.

Графический метод оптимизации сетевой модели — "время-затраты”

Метод "время-затраты" заключается в установлении оптимального соотношения между продолжительностью и стоимостью работ.

Определение затрат и ресурсов, необходимых для выполнения каждой работы, производится после разработки сетевого графика.

Таким образом, материальные и трудовые ресурсы планируются на основе общей структуры сети, созданной с помощью прогнозирования временных оценок.

Для построения графиков "время-затраты" (рис.5.7) для каждой работы задаются:

- минимально возможные денежные затраты на выполнение работы (при условии выполнения работы за нормальное время ;

- минимально возможное время выполнения работы при максимальных денежных затратах .

При определении первой пары оценок упор делается на максимальное сокращение затрат, а при определении второй — на максимальное сокращение времени.

Приближенно определить размеры дополнительных затрат, необходимых для сокращения срока выполнения работы, или решить обратную задачу возможно с помощью графика с аппроксимирующей прямой.

Рис. 5.7. График "время-затраты"

 

Величина дополнительных денежных затрат, необходимых для выполнения работы в сокращенное время, составит

(5.14.)

Для каждого вида работ рассчитывается и строится свой график, характеризующийся наклоном аппроксимирующей прямой.

Используя линейную зависимость "затраты-время" для каждого вида работ, можно вычислить коэффициент возрастания затрат на единицу времени:

(5.15.)

Экономическая эффективность от внедрения СПУ определяется в первую очередь возможностями уменьшения общего цикла работ и сокращением затрат за счет более рационального использования трудовых, материальных и денежных ресурсов.

Уменьшение длительности комплекса работ обеспечивает сокращение сроков окупаемости инвестиций, более раннему выводу товара на рынок, что способствует конкурентному успеху фирмы.

 

5.4. Научная подготовка производства

5.4.1. Научно-исследовательские работы (НИР)

Научные исследования можно разделить на фундаментальные, поисковые и прикладные (таблица 5.2).

Таблица 5.2

Научно-исследовательские работы

Виды исследова-	Результаты исследований
ний
Фундаментальные	Расширение теоретических знаний. Получение новых научных данных о процессах, явлениях, закономерностях, существующих в исследуемой области; научные основы, методы и принципы исследований
Поисковые	Увеличение объема знаний для более глубокого понимания изучаемого предмета. Разработка прогнозов развития науки и техники; открытие путей применения новых явлений и закономерностей
Прикладные	Разрешение конкретных научных проблем для создания новых изделий. Получение рекомендаций, инструкций, расчетно-технических материалов, методик и т.д.

Непосредственно к процессам создания новых товаров относятся прикладные НИР.

Фундаментальные и поисковые НИР обычно не входят в комплекс работ по созданию и освоению новых товаров.

Порядок проведения научно-исследовательских работ (НИР) прикладного характера регламентируется ГОСТ 15.101.-80.

Основные этапы НИР:

1) разработка технического задания (ТЗ) НИР;

2) выбор направления исследования;

3) теоретические и экспериментальные исследования;

4) обобщение и оценка результатов исследований.

Конкретный состав этапов и работ на них определяется, естественно, спецификой НИР. Примерный перечень работ на этапах НИР приведен в табл. 5.3.

Таблица 5.3.

Этапы и состав работ НИР

НИР

Этапы НИР	Состав работ
Разработка ТЗ НИР	- научное прогнозирование; - анализ результатов фундаментальных и поисковых исследований; - изучение патентной документации; - учет требований заказчиков
Выбор направления исследования	- сбор и изучение научно-технической информации; - составление аналитического обзора; - проведение патентных исследований; - формулирование возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и сравнительная оценка; - выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения задач; - сопоставление ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов; - оценка ориентировочной экономической эффективности новой продукции; - разработка общей методики проведения исследований (программы работ, план-графики, сетевые модели); - составление промежуточного отчета
Теоретические и экспериментальные исследования	- разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений; - выявление необходимости проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований или для получения конкретных значений параметров, необходимых для проведения расчетов; - разработка методики экспериментальных исследований, подготовка моделей (макетов, экспериментальных образцов), а также испытательного оборудования; - проведение экспериментов, обработка полученных данных; - сопоставление результатов эксперимента с теоретическими исследованиями; - корректировка теоретических моделей объекта; - проведение при необходимости дополнительных экспериментов; - проведение технико-экономических исследований; - составление промежуточного отчета
Обобщение и оценка результатов исследований	- обобщение результатов предыдущих этапов работ; - оценка полноты решения задач; - разработка рекомендаций по дальнейшим исследованиям и проведению ОКР; - разработка проекта ТЗ на ОКР; - составление итогового отчета; - приемка НИР комиссией.

5.4.2. Опытно-конструкторские работы (ОКР)

После завершения прикладных НИР, при условии положительных результатов экономического анализа, удовлетворяющего фирму с точки зрения ее целей, ресурсов и рыночных условий, приступают к выполнению опытно-конструкторских работ (ОКР). ОКР — важнейшее звено материализации результатов предыдущих НИР. На основе полученных результатов исследований создаются и отрабатываются новые товары.

Основные этапы ОКР (ГОСТ 15.001-73):

1. Разработка ТЗ на ОКР.

2. Техническое предложение.

3. Эскизное проектирование.

4. Техническое проектирование.

5. Разработка рабочей документации для изготовления и испытаний

опытного образца.

6. Предварительные испытания опытного образца.

7. Государственные (ведомственные) испытания опытного образца.

8. Отработка документации по результатам испытаний.

Примерный перечень работ на этапах ОКР приведен в табл. 5.4.

Таблица 5.4

Примерный перечень работ на этапах ОКР

Этапы ОКР	Основные задачи и состав работ
Разработка ТЗ на ОКР	- составление проекта ТЗ заказчиком; - проработка проекта ТЗ исполнителем; - установление перечня контрагентов и согласование с ними частных ТЗ; - согласование и утверждение ТЗ
Техническое предложение (является основанием для корректировки ТЗ и выполнения эскизного проекта)	Выявление дополнительных или уточненных требований к изделию, его техническим характеристикам и показателям качества, которые не могут быть указаны в ТЗ: - проработка результатов НИР; - проработка результатов прогнозирования; - изучение научно-технической информации; - предварительные расчеты и уточнение требований ТЗ
Эскизное проектирование (служит основанием для технического проектирования)	Разработка принципиальных технических решений: - выполнение работ по этапу технического предложения, если этот этап не производится; - выбор элементной базы разработки; - выбор основных технических решений; - разработка структурных и функциональных схем изделия; - выбор основных конструктивных элементов; - метрологическая экспертиза проекта; - разработка и испытание макетов
Техническое проектирование	Окончательный выбор технических решений по изделию в целом и его составным частям: - разработка принципиальных электрических, кинематических, гидравлических и других схем; - уточнение основных параметров изделия; - проведение конструктивной компоновки изделия и выдача данных для его размещения на объекте;
Разработка рабочей документации для изготовления и испытания опытного образца	Формирование комплекта конструкторских документов: - разработка полного комплекта рабочей документации; - согласование ее с заказчиком и заводом изготовителем серийной продукции; - проверка конструкторской документации на унификацию и стандартизацию; - изготовление в опытном производстве опытного образца: - настройка и комплексная регулировка опытного образца
Предварительные испытания	Проверка соответствия опытного образца требованиям ТЗ и возможного предъявления на государственные (ведомственные) испытания: - стендовые испытания; - предварительные испытания на объекте; - испытания на надежность
Государственные (ведомственные) испытания	Оценка соответствия ТЗ и возможности организации серийного производства
Отработка документации по результатам испытаний	- внесение необходимых уточнений и изменений в документацию; - присвоение документации литеры " O1 "; - передача документации организации-изготовителю

 

5.5. Оценка эффективности НИР и ОКР

Вероятностный характер результатов НИОКР усложняет оценку экономической эффективности и ведет к поэтапному их определению с нарастающей степенью точности. На ранних стадиях выполнения проектных работ расчеты носят прогнозный характер и включают:

- технико-экономический анализ ожидаемых результатов;

- выбор базы для сравнения и приведения вариантов к сопоставимому виду;

- расчет предпроизводственных и капитальных затрат в сфере производства и эксплуатации;

- расчет и анализ показателей экономической эффективности.

Годовой экономический эффект и экономическая эффективность при эксплуатации новых изделий.

Методы расчета годового экономического эффекта зависят от того, различается ли в сравниваемых вариантах годовая производительность изделий. При равенстве их годовых производительностей (QН=QА) расчет годового экономического эффекта ведется на базе абсолютных величин капитальных вложений К и эксплуатационных издержек (расходов) И:

при (5.16.)

Если же в новом варианте годовая производительность изделия выше, чем в аналоге , то годовой экономический эффект Эг рассчитывается на базе удельных величин затрат k, u:

при (5.17.)

где К — абсолютная величина капитальных вложений; И — абсолютная величина эксплуатационных расходов; k — удельные капитальные вложения; u — удельные эксплуатационные расходы; Ен — норма рентабельности.

При экономической оценке нового изделия рассчитываются также

срок окупаемости дополнительных капиталовложений и рентабельность инвестиций (в нашем случае — капитальных вложений).

Инвестиции (капиталовложения) делаются для того, чтобы принести прибыль большую, чем затраты на приобретение капитала предпринимателем или при вложении капитала инвестором в другой бизнес или размещение им капитала в банке под проценты. Поэтому для анализа новых проектов, связанных с необходимостью получения прибыли, часто используют нормы рентабельности, соответствующие разным видам капитальных вложений. Применение в расчетах той или иной величины нормы рентабельности полностью зависит от предпринимателя и инвестора, целей фирмы и конкретной рыночной обстановки. Однако можно рекомендовать ориентировочные значения Е_н в зависимости от упомянутых выше видов капиталовложений (табл. 5.5).

Таблица 5.5

Нормы рентабельности в зависимости от видов инвестиций

Вид инвестиций	Цель инвестиций	Норма рентабельности (%)
	Сохранение позиций на рынке	5—6
	Повышение качества продукции, обновление основных фондов	min 12
	Внедрение новых технологий	min 15
	Увеличение прибыли, накопление финансовых резервов для инновационных проектов	min 18—20
	Рисковые инновационные проекты, исход которых неясен	min 25

Расчетная рентабельность (бухгалтерская норма рентабельности) капитальных вложений оцениваются соотношением

или (5.18.)

Срок окупаемости рассчитывается как величина обратная расчетной рентабельности (бухгалтерской нормы рентабельности):

(5.19.)

Величину нормы рентабельности Е_н можно также принять равной фактической рентабельности капиталовложений лучших проектов аналогичного направления, реальной процентной ставке на рынке капиталов или банковскому проценту. Реальная процентная ставка — это номинальная процентная ставка, выраженная в текущих ценах, но скорректированная на уровень инфляции.

Разрабатываемое изделие в эксплуатации экономически эффективно, если соблюдается неравенство .

В пределах соблюдения данного неравенства можно изменять уровень цены нового изделия в зависимости от целей, которые преследуются предпринимателями (разработчиком и изготовителем).

Если стратегией владельцев капитала является стратегия "снятия сливок", то есть извлечение максимальной прибыли в течение расчетного периода, то наиболее вероятным будет решение установить максимальную цену на новое изделие, которую только сможет выдержать рынок (продукция останется конкурентоспособной и будет успешно реализовываться на протяжении расчетного периода).

При стратегии "глубокого проникновения на рынок" (завоевании доли рынка) цены могут быть снижены до минимального уровня, при котором у производителя соблюдается неравенство .

Если в процессе эксплуатации новой разработки (нового изделия) происходит увеличение прибыли и снижение себестоимости выпускаемой продукции или работы (в организации применяющей новую разработку), годовой экономический эффект может быть рассчитан по формуле (5.20.)

где П_а — годовая прибыль при эксплуатации имевшегося на предприятии изделия-аналога (станка, прибора, и т.п.); Q — объем производства продукции (работ); Qн — при эксплуатации новой разработки изделия;

Qа — при эксплуатации разработки изделия, имевшейся на предприятии); Зн, За — себестоимость выпускаемой продукции соответственно при эксплуатации нового изделия и изделия-аналога; К — дополнительные капиталовложения на новую разработку изделия; Ен — норма рентабельности.

Определяя годовой экономический эффект, необходимо обеспечить сопоставимость сравниваемых вариантов нового изделия и изделия- аналога по таким показателям, как:

- объем продукции (работы), производимой с помощью нового изделия;

- качественные параметры;

- фактор времени;

- социальные факторы производства и использования продукции. Сопоставимость по показателям объема продукции, производимой с помощью нового изделия и изделия-аналога, рассмотрены раннее.

Необходимо также учитывать, что переход от единичного к серийному и массовому производствам значительно снижает себестоимость единицы продукции за счет уменьшения удельного веса условно-постоянных издержек и повышения уровня механизации процессов.

Изделие-аналог и вновь разрабатываемое изделие должны иметь качественную сопоставимость. В зависимости от назначения и условий его эксплуатации качественными показателями сопоставимости могут быть, например, безотказность, долговечность, ремонтопригодность, потребляемая мощность, масса, габариты, точность, быстродействие, степень автоматизации и т.д.

Если изделие-аналог не обеспечивает выполнения какой-либо функции, которая имеется в новом изделии, то следует предусмотреть по нему добавочные средства, необходимые для доведения этого показателя до уровня нового изделия.

В проектируемых изделиях, показателей, которые необходимо учитывать при определении общего показателя качества, может быть несколько. Обычно определяют удельный вес важности каждого показателя в общей характеристике новой разработки. Затем они оцениваются по балльной системе (например, десятибалльной). Балльная оценка производится экспертным путем (табл. 5.6).

Интегральный показатель (коэффициент) качества (К_и) нового изделия определяют по формуле

(5.21.)

где n — число параметров изделия; ai — весовой коэффициент важности i-го параметра; biн, bia — значения данного параметра соответственно нового изделия и изделия-аналога, оцененные экспертами в баллах.