Расчет для технологической безопасности

Павел Биленко
Генеральный директор компании «Диджикай»
Виктор Камчаткин
Технический директор ООО «Центр отраслевых проектов»
Дмитрий Курлов
Партнер ООО ИКФ «Умное производство»
Алексей Морозов
Генеральный конструктор ООО ИКФ «Умное производство»

Обоснование инвестиций в технологическую безопасность корпорации на примере системного подхода к импортозамещению запасных частей сложного оборудования

Классификация номенклатуры деталей по вариантам поставки запасных частей

В нашей публикации в журнале «Эксперт» («Системный подход к импортозамещению», № 35 за 2023 год) подробно представлен механизм определения целесообразности создания импортозамещающего ремонтно-механического производства (РМП) в периметрах корпораций. В этой статье приведена методика структурного анализа номенклатуры требуемых запасных частей — кандидатов на их изготовление в создаваемом РМП. Приведены также принципы критериальной оценки тех или иных запасных частей для ремонтов технологического оборудования в производственной цепочке создания ценности конечного продукта сырьевых компаний, определена формула оценки экономического эффекта от создания собственного РМП.

Дальнейшие шаги по обоснованию целесообразности создания собственного производства запасных частей рассмотрены в настоящей статье. Эти шаги предполагают расширенный структурный анализ номенклатуры требуемых запасных частей — по классам ремонтируемого оборудования (см. пример на схеме 1) и по вариантам поставки запасных частей (см. схему 2).

Наша практика по созданию действующих РМП для добывающих компаний показывает, что для скорейшего получения первых положительных результатов при обеспечении технологической независимости следует ограничиться позициями номенклатуры числом не более двух-трех тысяч. Как их выбрать из общего количества позиций, которых может быть кратно больше? Прежде всего необходимо разделить все позиции номенклатуры запасных частей на два перечня:

— позиции с приоритетом 1: длительные сроки поставки, высокая стоимость, максимальная степень влияния на потери в выпуске конечного продукта из-за простоев соответствующих единиц технологического оборудования компании;

— позиции с приоритетом 2: высокая стоимость, но минимальная степень влияния на потери в выпуске конечного продукта из-за простоев соответствующих единиц технологического оборудования компании.

Далее выбираются две-три тысячи позиций (критическая номенклатура запасных частей) с экспертно установленными более высокими приоритетами запасных частей внутри каждого из двух перечней. На схеме 3 показан практический пример с указанным выше разделением позиций номенклатуры критических запасных частей по приоритетам 1 и 2 (всего эксперты выявили 1744 позиции).

Технические эксперты на основе анализа имеющейся конструкторской документации или данных, полученных в результате реверс-инжиниринга конкретных запасных частей, определяют производственные маршруты для изготовления каждой позиции из сформированной критической номенклатуры (в нашем практическом примере потребовалось создать три таких маршрута с ключевыми позициями металлорежущего оборудования; см. схему 4).

Особого внимания требует вопрос подбора оборудования для обработки деталей. Традиционно такой выбор идет по двум критериям ― вид работ и габариты изделия. Далее выбирается подходящая модель с минимальной стоимостью. Результатом выбора по такому сценарию может стать длинная производственная цепочка, состоящая из станков для простых операций. По мнению авторов, это неверно. Современное оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ) позволяет совмещать различные виды технологических работ, а также достигать высоких параметров качества и точности, для чего раньше требовались отдельные операции (тонкое точение, шлифовка, доводка и т. п.) и соответствующие станки. Точность очень важна при изготовлении деталей ― запасных частей для ремонтируемого оборудования (особенно импортного). Это требование продиктовано необходимостью обеспечить в сборке со смежными годными деталями ремонтируемого узла качественное сопряжение и высокую надежность его работы после ремонта. Подход использования многофункциональных станков, безусловно, увеличивает объем инвестиций, но сокращает общие издержки при производстве запчасти, уменьшая совокупную стоимость владения (total cost of ownership, TOC) и максимально приближая ресурс произведенной запчасти к ресурсу импортной.

Для каждого из требуемых производственных маршрутов следует определить три вида деталей-запасных частей из критической номенклатуры (см. схему 5):

вид 1 — выбранные экспертами и командой РМП детали — представители типовых групп (типовые группы — это группы деталей со схожими геометрическими характеристиками и технологическими маршрутами, схожими технологическими признаками);

вид 2 — все детали, которые входят в типовые группы (кроме выбранных деталей-представителей);

вид 3 — все детали, которые не входят в типовые группы и поэтому не могут быть изготовлены по типовым производственным маршрутам.

Полученная матрица (в нашем примере — 3 × 3, см. схему 5) позволяет в дальнейшем определить ту часть критической номенклатуры запасных частей, собственное изготовление которой в создаваемом РМП даст максимальный экономический эффект и позволит окупить инвестиции в создание РМП за минимальный срок. Для этого выбранные запасные части следует ранжировать по производственным маршрутам на основе введенных приоритетов 1 и 2 (см. выше). Профиль запасных частей, которые являются основными кандидатами для собственного изготовления на создаваемом РМП, иллюстрирует схема 6.

Сформированный профиль запасных частей-кандидатов дает возможность выбрать наиболее выгодные для изготовления запасные части — с приоритетом 1 (см. схему 7).

Выбранный профиль наиболее выгодных для изготовления запасных частей является основой для реализации первого этапа проекта создания собственного РМП или модернизации имеющегося производства (этап 1). Для этого профиля запасных частей с приоритетом 1 производятся расчеты экономического эффекта Э1 (формула расчета приведена в вышеупомянутой публикации в «Эксперте»):

Э1 = (Спок,1 + Ссущ,1 — С нов,1) + δПк.п.; (формула 1)

где:

Спок,1 — фактическая стоимость покупных запасных частей;

Ссущ,1 — фактическая стоимость запасных частей с длительным сроком существующего собственного изготовления;

Снов,1 — расчетная стоимость запасных частей собственного изготовления по новым технологиям создаваемого РМП (оценивается экспертно);

δПк.п. — расчетное сокращение потерь выпуска конечного продукта (к примеру, металла) за счет сокращения простоев технологического оборудования при собственном изготовлении запасных частей по новым технологиям (оценивается экспертно).

В результате получим расчетные оценки эффекта, как это показано для нашего примера на схеме 8.

Наконец, в завершение структурного анализа следует построить матрицу требуемого станочного парка для изготовления запасных частей с приоритетом 1 (выделенная номенклатура этих запасных частей ранее была определена их профилем; см. схему 7). Данную работу выполняют технические эксперты с опытом проектирования и создания машиностроительных производств. Здесь используются аналитические исходные данные о количестве каждой позиции выделенной номенклатуры запасных частей (данные от ремонтных служб и служб снабжения). Важной особенностью при оценке необходимого количества единиц оборудования в каждом из производственных маршрутов является ограничение по коэффициенту загрузки оборудования процессами обработки — не более 0,5‒0,6 (при заданном графике рабочих смен), так как для изготовления запасных частей с приоритетом 1, как было указано в предыдущей статье, нельзя оставлять предприятие без резервных мощностей, образно говоря, нельзя превращать требуемое станочное оборудование в постоянно работающее «такси». Такое оборудование должно служить скорее «пожарной машиной», у которой явный приоритет по своевременному и быстрому изготовлению деталей. Это обусловлено стремлением сократить производственные циклы и, соответственно, время поставки этих наиболее критически важных запасных частей. Результат работы технических экспертов представлен на схеме 9.

Аналогичный анализ выполняется и для запасных частей с приоритетом 2 (запасные части, производимые по существующей технологии под заказ или на склад) — для следующего этапа реализации проекта создания РМП (этап 2). Номенклатура таких запасных частей представлена профилем на схеме 6. Но здесь для оценки количества единиц потребного оборудования эксперты принимают коэффициент загрузки до 0,8. Так как эти запчасти в основном идут на склад, время его пополнения не столь критично. Данные производственные мощности должны быть загружены «под завязку» (показатель OEE, общая эффективность оборудования, Overall Equipment Effectiveness, должен стремиться к максимальным значениям), в том числе могут быть дополнительно загружены заказами для внешнего рынка.

Расчетный период окупаемости инвестиций в создание РМП (этап 1):

Ток. 1 = (4 + 5 + 3, млн долл. в год — см. схему 9) / (3 + 2,5 + 1,5, млн долл. в год — см. схему 8) = 12/7 = 1,73 года; (формула 2)

Или, округленно, два года. Такой период окупаемости является достаточно убедительным и вдохновляющим для потенциального инвестора в создание собственного импортозамещающего РМП для обеспечения технологической независимости холдинга.

При защите проекта технические эксперты представляют все указанные выше оценки по целесообразной последовательности этапов его реализации (рассмотренные этапы 1 и 2). На первом этапе создается РМП, которое дает максимальный экономический эффект и приемлемый для компании срок окупаемости инвестиций.

Дальнейшая работа переходит в структурированное экспертами конструкторское и технологическое русло внедрения современных средств цифрового проектирования (в том числе с использованием реверс-инжиниринга и применением аддитивных технологий) и средств эффективного изготовления критичной номенклатуры запасных частей с применением цифровых сервисов управления производством. Внедрение выполняется по отработанной на практике методологии силами совместной проектной группы из технических экспертов и специалистов компании — заказчика проекта.

Процесс внедрения должен быть организован техническими экспертами, чтобы выполнить его за минимально возможное время, так как отсчет накопления экономического эффекта (Э1), начинается только после завершения стадии внедрения. И с этого момента компания может уверенно отказаться от импорта запасных частей, освоенных на собственном производстве, решив таким образом ключевую задачу собственной технологической безопасности.

Наш опыт показывает, что нередко внедрение новых технологий на РМП без привлечения технических экспертов-консультантов по реинжинирингу не приносит ожидаемого эффекта. В следующей публикации мы планируем рассказать о дополнительном эффекте реинжиниринга технологических процессов на стадии внедрения новых технологий за счет сокращения срока окупаемости инвестиций в развитие РМП и представить калькулятор модернизации или создания нового РМП.