CC BY
12Экономическая эффективность инновационных операций неразрушающего контроля
Рассчитывается экономическая эффективность мероприятий по повышению качества и надежности готовой продукции при внедрении инноваций. Разработана схема последовательной реализации инновационных проектов с учетом экономического эффекта от внедрения каждого новшества. УДК статьи 338.32.053.4
Д.В. Харитонов1
АО «Обнинское научно-производственное промышленное предприятие «Технология» имени А.Г. Ромашина» (ОНПП «Технология»), д-р техн. наук, haritonovdv1978@gmail.com
А.И. Амосов2
ОНПП «Технология», tech.amosov@obninsk.ru
А.В. Терехин3
ОНПП «Технология»,
канд. техн. наук, aterehin@list.ru
А.А. Анашкина3
ОНПП «Технология», канд. техн. наук, info@technologia.ru
Е.В. Маслова2
ОНПП «Технология», gorelova_ev@bk.ru
1 заместитель директора научно-производственного комплекса
по производству — начальник цеха, г. Обнинск, Россия
2 руководитель группы, г. Обнинск, Россия
3 начальник лаборатории, г. Обнинск, Россия
Для цитирования: Харитонов Д.В., Амосов А.И., Терехин А.В., Анашкина А.А., Маслова Е.В. Экономическая эффективность инновационных операций неразрушающего контроля // Компетентность / Competency (Russia). — 2022. — № 9-10. DOI: 10.24412/1993-8780-2022-9-38-43
ключевые слова
качество, надежность, неразрушающий контроль, инновационный подход, управленческие решения, организация производства
условиях развития инновационном экономики изучение и анализ инновационной деятельности должны быть сопряжены с привязкой к типам промышленного производства. Как правило, каждый тип производства отличается определенными признаками, которые обусловливают специфику организационно-управленческих и технико-технологических решений в процессе производства на конкретном промышленном предприятии.
Сегодня создание новых отраслей, ориентированных на производство наукоемкой продукции, стало первоочередной задачей российской экономики, позволяющей сформировать основы нового технологического уклада, ядром которого выступает высокотехнологичное производство [5].
Развитие в Российской Федерации высокотехнологичных отраслей экономики необходимо для ускорения научно-технического прогресса и обеспечения национальной безопасности страны.
Наукоемкое производство уникальных керамических изделий предполагает постоянный контроль технологического процесса для обеспечения его стабильности и подтверждения показателей качества продукции. Одним из методов окончательного контроля качества готового изделия является его предварительное нагружение до определенного уровня эксплуатационных нагрузок (тепловых, силовых и т.д.). Суть метода заключается в создании избыточного давления в полости изделия с помощью специального оборудования и технологической оснастки. Если в результате испытания изделие не разрушается, это подтверждает его высокое качество. При наличии в керамической заготовке дефекта, который не был обнаружен на предыдущих тех-
нологических операциях, происходит ее разрушение.
Многолетний опыт изготовления керамических изделий показал, что описанный метод контроля качества достаточно эффективен, надежно предотвращает поставку бракованной продукции заказчику и разрушение изделия при дальнейшей эксплуатации. Однако данный метод весьма затратный из-за возможного разрушения (при наличии скрытого дефекта) готовых к отгрузке дорогих изделий, которые прошли полный цикл изготовления, включая сборку с дорогостоящими комплектующими (10-15 % цены изделия). Разрушение изделия на испытаниях может привести к срыву договоров поставки в условиях сжатых сроков, что особенно критично в рамках реализации государственного оборонного заказа [1, 3].
Доля изделий, не прошедших контроль требуемой надежности, с годами не менялась, однако с учетом роста объемов производства количество таких изделий увеличивалось, соответственно росли финансовые потери. Это продолжалось до 2015 года, когда было принято решение разработать метод оперативного и точного выявления дефекта на операциях, предшествующих сборке готового изделия. Возникла потребность в создании и внедрении инновационного подхода. Новизна и оригинальность новой методики подтверждена полученным патентом на изобретение РФ от 24.08.2020 № 2746674.
Для любой инновации важен расчет экономической эффективности, которую она привнесет при внедрении в производство. В первую очередь это необходимо для инноваций, включающих дополнительные методы контроля и тем самым повышающих трудо-
емкость производственного процесса. Расчет экономической эффективности инновационной методики был произведен по формуле:
2021
* = I квп х I; • 5; - Sи -
;=2016 I
2021
- I (пи + ^ТИ + ^рид ), (1) 7=2016
где j — количество периодов после внедрения инновации (в нашем случае год
} = 1-5);
i — количество типов изделий с зафиксированным идентичным браком, на устранение которого направлена конкретная инновация (в случае устранения брака только на одном типе изделия i = 1);
КВП — коэффициент вероятных потерь;
S■ — средняя стоимость изделия одного типа в конкретном периоде;
— объем производства одного типа изделия в конкретном периоде;
Sи — единовременные затраты на проведение работ и организацию участка ВОК1;
SПИ — затраты на ежегодное поддержание инновации (содержание участка ВОК);
SТИ — стоимость трудоемкости дополнительных операций, появившихся в результате внедрения инновации (дополнительная операция ВОК);
Sрид — стоимость ежегодного поддержания патента на изобретение;
S — экономическая эффективность.
Формула содержит суммарную стоимость гипотетически разрушенных изделий в период с 2016-го по 2021 год за вычетом стоимости реализации и регулярных затрат на содержание инновационного проекта.
Для определения стоимости гипотетически разрушенных изделий авторами предлагается использовать коэффициент вероятных потерь (КВП), который позволяет рассчитать потенциальные потери из-за увеличения либо снижения роста производства, если не принять своевременные меры для их предотвращения.
Коэффициент вероятных потерь — эмпирическая величина, определяемая экспертным методом путем анализа технологических потерь, вызванных влиянием негативного фактора, на устранение которого направлена данная инновация.
Коэффициент вероятных потерь можно определить следующим образом:
квп - (2)
где i — количество периодов, принимаемых в расчет до внедрения инновации;
п{ — количество забракованных изделий за г-й период;
— количество изготовленных изделий за г-й период.
Год производства
1 Визуально-оптический неразрушающий контроль
Рис. 1. Коэффициент вероятных потерь и тенденция объема производства в зависимости от года выпуска продукции (количественные характеристики объема производства выражены в процентном отношении соответствующих показателей к 2012 году) (рассчитано авторами) [Probable loss factor and trend in production volume depending on the year of production (quantitative characteristics of production volume are expressed as a percentage of the corresponding indicators to 2012) (calculated by the authors)]
2 См. журнал «Компетентность / Competency (Russia)» № 7-2022
После внедрения методики в 2016 году, несмотря на увеличение объема производства изделий в 3 раза, случаи разрушения изделий в результате испытаний при опрессовке избыточным давлением прекратились, о чем свидетельствуют данные графика, изображенного на рис. 1.
Проведенные расчеты экономического эффекта от внедрения инновации с учетом роста объемов производства, представленные на рис. 1, показали, что за период с 2017 по 2021 год экономический эффект составил 85 млн рублей.
Коэффициент вероятных потерь до введения операции неразрушающего контроля был на уровне 0,01, после введения стал равным 0.
Полученный экономический эффект показал целесообразность дальнейших вложений в развитие данной инновации.
Так, первоначально, на этапе отработки методологии, работы по ВОК проводились на значительном удалении от производственного участка, в помещении смежного структурного подразделения, занимающегося отработкой данной методики, из-за чего возникали значительные временные задержки между операциями, связанные с транспортировкой изделий и ожиданием начала контроля. В связи с подтвержденной экономической эффективностью инновационной контрольной операции ее начали проводить непосредственно на участке механической обработки. Был организован пост ВОК с использованием принципов и инструментов бережливого производства в техническом помещении участка [4], что позволило существенно снизить трудоемкость и повысить эффективность производственного процесса, поскольку за год ожидание контроля составляло, в среднем, почти 13 % времени, затраченного на весь процесс обработки.
Проблема внедрения технологических инновационных разработок, принесших значительный экономический эффект, заключается в том, что в большинстве случаев дальнейшее иннова-
ционное развитие предприятия приостанавливается. Однако наша практика работы в наукоемком производстве показывает — останавливаться на достигнутом эффекте нельзя.
Как уже указывалось, после внедрения операции ВОК на этапе механической обработки случаев разрушения изделий на последующих испытаниях не было. Однако проведенный анализ дефектов, выявленных в ходе новой контрольной операции, показал их распределение на поверхности заготовки. Так, в течение года, в среднем, было забраковано 15 % изделий, прошедших полный цикл обработки. Соотношение числа дефектов, обнаруженных на внутренней поверхности, от общего количества обработанных изделий (пв), и соотношение числа дефектов, обнаруженных на наружной поверхности, от общего количества обработанных изделий (пн), в усредненном процентном соотношении по всей номенклатуре обрабатываемых керамических заготовок соответственно составило пвп = 11 % и пнп = 2,8 %. Следовательно, время, затраченное на обработку наружной поверхности для 11 % заготовок, экономически неоправданно и требует переобработки. Оставшиеся 1,2 % приходятся на долю изделий с дефектами обеих поверхностей.
Как указывалось в первой части данной статьи2, механическая обработка керамических заготовок происходит последовательно в два этапа: обработка внутренней поверхности, затем обработка наружной поверхности. Таким образом, из-за образовавшегося на внутренней поверхности дефекта заведомо некондиционная заготовка подвергается наружной обработке, что занимает почти 40 % рабочего времени и требует использования дорогостоящего оборудования.
Оптимальным решением эффективного использования дорогостоящего оборудования стало внедрение промежуточного контроля — производственного ВОК после операции внутренней механической обработки, что, по сути, является технологической проверкой качества и предотвращает последую-
щую обработку керамических заготовок, содержащих внутренние дефекты. (Поскольку производственный ВОК предусматривает контроль только внутренней поверхности керамических заготовок, была разработана его упрощенная установка.)
Обнаружение дефектов на внутренней поверхности позволяет устранить их путем доработки поверхности за счет оставшегося технологического припуска на наружной ее части. Как показала практика, хотя доработка и увеличила операцию механической обработки в среднем на 15 %, эффективность устранения выявленных дефектов достигается теперь в 80 % случаев. При этом новация не влияет на загруженность дорогостоящего оборудования, так как она проводится на станках, освобожденных от переобработки в результате своевременного выявления брака.
Внедрение производственного ВОК в технологический процесс изготовления керамических изделий на этапе механической обработки принесло экономический эффект в размере 2,2 млн рублей за 2021 год с учетом средств, затраченных на реализацию, а новизна и оригинальность идеи подтверждается полученным патентом на изобретение РФ от 13.01.2022 № 2764064. Прогнозируемый экономический эф-
фект в 2022 году составит 5,5 млн рублей.
На блок-схеме (рис. 2) представлена хронологическая последовательность внедрения инноваций и изменение уровня брака на этапе механической обработки. Следует отметить, что при внедрении первой инновации уровень брака увеличился на 6 % при уменьшении количества разрушенных изделий на окончательных испытаниях до 0, что свидетельствует о повышении качества и надежности готовой продукции. При внедрении последующих инновационных решений уровень брака остался на прежнем уровне при сохранении 3,4 % керамических заготовок за счет применения доработки.
На стадии генерации идей и выбора оптимальной из них использовался коэффициент эффективности применения инновации [2], который был рассчитан как учетная норма прибыли и применен к внедрению каждого последующего новшества для определения экономической выгоды в перспективе двухлетнего периода с учетом вложений на реализацию:
I S>
( + 1 SnH + I Sn )/2'
(3)
где
1S>
- прогнозируемый экономичес-
кий эффект за определенный период;
Рис. 2. Изменение уровня брака и, как следствие, повышение качества и надежности готовой продукции при внедрении инноваций (построено авторами) [Changing the level of defects and, as a result, improving the quality and reliability of finished products when introducing innovations (made by the authors)]
Рис. 3. Схема последовательной реализации инноваций (предложено авторами) [Scheme of consistent implementation of innovations (proposed by the authors)]
Внедрение операции неразрушающего визуально-оптического контроля на окончательном этапе механической обработки керамических заготовок Кэфф.инн. = 4'7 ► С 2017-го по 2021 год экономический эффект составил 85 млн руб. ► Прогнозируемый экономический эффект вычисляется по формуле У> = Ки.о.п. • I Км-^Г У 1=2022 / Киоп — коэффициент изменения объема производства относительно 2021 года
Внедрение производственного ВОК и применение доработки ^эфф.инн. = ► Экономический эффект за 2021 год составил 2,2 + 7,7 = 9,9 млн руб. ► Прогнозируемый экономический эффект 5> = Ки.о.п. • (5,5 + 7,7) млн руб. Киоп — коэффициент изменения объема производства относительно 2021 года
Статья поступила в редакцию 8.06.2022
— единовременные затраты на проведение инновационных работ;
— затраты на ежегодное поддержание инновации (содержание участка ВОК);
^Srl — расходы на выплату заработной платы п работникам за определенный период.
Для принятия управленческого решения о реализации новой идеи при возникновении потребности в инновациях необходимо, чтобы коэффициент эффективности применения был больше 1. Определяя приоритет при выборе новшества для реализации, мы руководствовались принципом: чем выше коэффициент, тем более востребованной является реализация новой идеи при формировании плана будущего инновационного развития производственного подразделения.
На рис. 3 представлена схема последовательной реализации инновационных проектов с учетом экономического эффекта от внедрения каждого новшества.
Внедрение новшеств на этапе механической обработки после расчета
коэффициента эффективности применения инновации оказалось оправданным, а ожидаемый экономический эффект с большим запасом превысил вложенные средства и усилия.
Таким образом, внедрение инновационных операций неразрушающего контроля на этапе механической обработки керамических изделий позволило:
► снизить до нуля количество разрушенных изделий на операции технологической опрессовки, что в денежном эквиваленте составило 85 млн рублей экономии в период с 2017 по 2021 год включительно;
► исключить экономически неоправданную обработку наружной поверхности 10,6 % обрабатываемых изделий, что в денежном эквиваленте за 2021 год составило более 2,2 млн рублей, а в 2022-м ориентировочно составит 5,5 млн рублей;
► сохранить в среднем 80 % отправленных на доработку изделий с выявленными мелкоразмерными дефектами, что в денежном эквиваленте составило в 2021 году не менее 7,7 млн рублей. ■
Список литературы
1. Кудрявцева С.С., Шинкевич М.В., Харитонов Д.В. Развитие наукоемких и высокотехнологичных производств в инновационных системах мезоуровня // Инновационное развитие экономики. — 2022. — № 1-2(67-68).
2. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов / утв. Министерством экономики РФ, Министерством финансов РФ, Государственным комитетом РФ от 21.06.1999 № ВК 477. — М.: Экономика, 2000.
3. Миронова Е.В., Харитонов Д.В., Анашкина А.А. Влияние модифицирования сырца кварцевой керамики на спекание // Международный научно-исследовательский журнал. — 2022. — № 1-1(115).
4. Харитонов Д.В., Блинов А.Н., Анашкин Д.А. Повышение производительности участка механической обработки керамических изделий в ОПК // Современные наукоемкие технологии. — 2022. — № 1.
5. Шинкевич А.И., Барсегян Н.В. Особенности инновационного развития высокотехнологичных секторов в России / Сб. трудов Межд. науч.-практ. конф. «Интеллектуальный город: устойчивость, управление, архитектура, реновация, технологии». SMARTpolis: Sustainability, Management, Architecture, Renovation, Technology. — Казань: КГАСУ, 2018.
Kompetentnost / Competency (Russia) 9-10/2022 DPORI 1СТ1ПМ ПВПДМ17ДТ1ПМ Al
ISSN 1993-8780. DOI: 10.24412/1993-8780-2022-9-38-43 rnUUUCIlUN UnUnNIZMIiUN 43
Economic Efficiency of Innovative Non-Destructive Testing Operations
D.V. Kharitonov1, JSC A.G. Romashin Obninsk Research and Production Enterprise Technology (ORPE Technology), Dr., haritonovdv1978@gmail.com
A.I. Amosov2, ORPE Technology, tech.amosov@obninsk.ru A.V. Terekhin3, ORPE Technology, PhD, aterehin@list.ru A.A. Anashkina3, ORPE Technology, PhD, info@technologia.ru
E.V. Maslova2, ORPE Technology, gorelova_ev@bk.ru
1 Deputy Director of Research and Production Complex for Production — Head of Workshop, Obninsk, Russia
2 Head of Group, Obninsk, Russia
3 Head of Laboratory, Obninsk, Russia
Citation: Kharitonov D.V., Amosov A.I., Terekhin A.V., Anashkina A.A., Maslova E.V. Economic Efficiency of Innovative Non-Destructive Testing Operations, Kompetentnost'/ Competency (Russia), 2022, no. 9-10, pp. 38-43. DOI: 10.24412/1993-8780-2022-9-38-43
For any innovation, it is important to calculate the economic efficiency that it will bring when introduced into production. This is especially necessary for innovations that include additional procedures that increase the complexity of the production process. We have calculated the economic efficiency of measures to improve the quality and reliability of finished ceramic products when introducing innovations and have developed a scheme for the consistent implementation of innovative projects, taking into account the economic effect of the introduction of each innovation. The introduction of innovative operations of visual-optical non-destructive testing (VOT) at the stage of mechanical processing of ceramic products made it possible to reduce to zero the number of destroyed products during technological crimping operations, which in monetary terms amounted to 85 million rubles in savings in the period from 2017 to 2021 inclusive; exclude economically unjustified processing of the outer surface of 10,6 % of processed products; save an average of 80 % of products sent for revision with identified small-sized defects.
1. Kudryavtseva S.S., Shinkevich M.V., Kharitonov D.V. Razvitie naukoemkikh i vysokotekhnologichnykh proizvodstv v innovatsionnykh sistemakh mezourovnya [Development of high-tech and high-tech industries in meso-level innovation systems], Innovatsionnoe razvitie ekonomiki, 2022, no. 1-2(67-68), pp. 43-50.
2. Metodicheskie rekomendatsii po otsenke effektivnosti investitsionnykh proektov [Methodological recommendations for evaluating the effectiveness of investment projects], app. by RF Ministry of Economy, RF Ministry of Finance, RF State Committee of 21/06/1999 N VK 477, Moscow, Ekonomika, 2000.
3. Mironova E.V., Kharitonov D.V., Anashkina A.A. Vliyanie modifitsirovaniya syrtsa kvartsevoy keramiki na spekanie [Influence of modification of raw quartz ceramics on sintering], Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal, 2022, no. 1-1(115), pp. 48-51.
4. Kharitonov D.V., Blinov A.N., Anashkin D.A. Povyshenie proizvoditel'nosti uchastka mekhanicheskoy obrabotki keramicheskikh izdeliy v OPK [Increasing the productivity of the site of mechanical processing of ceramic products in the defense industry complex], Sovremennye naukoemkie tekhnologii, 2022, no. 1, pp. 114-120.
5. Shinkevich A.I., Barsegyan N.V. Osobennosti innovatsionnogo razvitiya vysokotekhnologichnykh sektorov v Rossii [Features of innovative development of high-tech sectors in Russia], Sb. trudov Mezhd. nauch.-prakt. konf. intellektual'nyy gorod: ustoychivost', upravlenie, arkhitektura, renovatsiya, tekhnologii, Kazan', KGASU, 2018, pp. 60-64.
key words
quality, reliability, non-destructive testing, innovative approach, management decisions, production organization
References
ПОЛИГРАФИЯ (499) 175 42 91
АСМС
верстка и дизаин полиграфических изделий, полноценная цифровая печать, ч/б копирование
