Московский экономический журнал 3/2022

image_pdfimage_print

Научная статья

Original article

УДК: 338.45.01

doi: 10.55186/2413046X_2022_7_3_187 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ ПРИ ОБОСНОВАНИИ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБНОВЛЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА 

THE USE OF FUZZY SETS IN THE JUSTIFICATION OF TECHNICAL AND TECHNOLOGICAL RENEWAL OF MACHINE BUILDING PRODUCTION 

Зубарев А.А., д-р экон. наук, профессор кафедры менеджмента в отраслях ТЭК ФГБОУВО «Тюменский индустриальный университет» 

Фролова С.В., старший преподаватель кафедры менеджмента в отраслях ТЭК ФГБОУВО «Тюменский индустриальный университет» 

Zubarev A.A., Doctor of Economics, Professor of the Department of Management in the Industries of the Fuel and Energy Complex of Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Industrial University of Tyumen» 

Frolova S.V., Senior Lecturer in the Department of Management in the Industries of the Fuel and Energy Complex of Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Industrial University of Tyumen» 

Аннотация. В статье рассмотрены методологические основы обоснования технико-технологического обновления производства на основе метода Парето и закона развития технической системы. Авторами предложены рекомендации по внедрению в практику обоснования технико-технологического обновления машиностроительного производства методики выбора оборудования, требующего улучшения, с помощью метода нечетных множеств. Приведено практическое применение предложенной методики нечетких множеств при выборе наиболее эффективной альтернативы из 2 видов оборудования: установки лазерной резки ВНИТЭП Навигатор КС-3В и установки лазерной резки VNITEP Навигатор КС-18В по 4 наиболее значимым критериям: цена, качество, надежность, производительность.

Abstract. The article considers methodological bases of justification of technical and technological renewal of production on the basis of the Pareto method and the law of development of technical system. The authors offer the recommendations on introduction of the methodology of choosing the equipment requiring improvement by means of the method of odd sets into practice of substantiation of technical-technological renewal of machine-building production. Practical application of suggested method of fuzzy sets has been described, when choosing the most effective alternative among 2 types of equipment: laser cutting installation VNITEP Navigator KS-3V and laser cutting installation VNITEP Navigator KS-18V according to 4 most significant criteria: price, quality, reliability, productivity.

Ключевые слова: технико-технологическое обновление, машиностроение, метод нечетких множеств

Keywords: techno-technological renewal, mechanical engineering, fuzzy sets method 

В современных условиях хозяйствования промышленный предприятия являются основой для стабильного развития экономики любой страны, тем самым проблема корректной и своевременной оценки эффективности производства приобретает особое значение. Как обосновать своевременное технико-технологическое обновление машиностроительной отрасли с экономической точки зрения, выбрать из множества альтернатив, эти вопросы решают исследователи уже больше столетия, так как постепенно растет конкуренция между производителями машиностроительной продукции, усложняются экономические, организационные, технические и структурные связи внутри и за пределами предприятия, отрасли, усиливается влияние четвертой промышленной революции. Как никогда ранее актуальны проблемы импортозамещающих  технологий, прежде всего в машиностроении. Нанотехнологии, нетрадиционная энергетика, космические технологии, микро- и фотоэлектроника – все, что является ядром формирующегося в мире шестого технологического уклада и обеспечит конкурентоспособность сейчас и в будущем, во многом зависит от качественного уровня развития машиностроительной отрасли [1, 2].

Стратегия научно-технического развития Российской Федерации определяет роль науки и техники как основополагающих элементов, способных обеспечить устойчивое развитие экономики, ее структурные изменения, повысить эффективность производства и уровень безопасности страны [3]. Реализация приоритетных направлений развития науки, техники и технологий требует тесного сотрудничества между производителями машин и потребляющими отраслями промышленности. Машиностроение играет вспомогательную роль в распространении передовых машин, оборудования и производственных процессов в других отраслях экономики,  необходимость обеспечения экономической системы наукоемкими производственными технологиями предопределила актуальность исследования в области повышения экономической эффективности технико-технологического обновления машиностроительного производства [1]. Кроме того одним из важнейших направлений в осуществлении технического развития является мониторинг текущего уровня производства, а также оценка состояния применяемого оборудования, с целью своевременной модернизации и апгрейда. На сегодняшний день отсутствует точная методика проведения всего процесса, в связи с этим данный вопрос как никогда актуален.

Степень износа применяемого оборудования в машиностроении до сих пор достаточно высока, и, в определенных ситуациях, составляет около 70%. На сегодняшней день основная масса производственного оборудования представлена машинами, возраст которых составляет порядка 20 лет, тогда как в передовых странах срок службы такого оборудования до момента замены и его модернизации составляет в среднем 7 лет. Что касается России, то на практике встречаются ситуации, когда на начальных стадиях производства уже установлено оборудование возрастом около 10 лет, что, несомненно, вносит свои коррективы в производственный процесс [4]. Для того чтобы провести анализ технического развития предприятия, необходимо применять ряд иных показателей. В процессе оценки технического развития кроме представленных выше показателей (степень износа, возраст применяемого оборудования), необходимо учитывать количество замененного оборудования на аналогичное, но более современное, а также количество замененного оборудования на принципиально новое оборудование.

Рассмотрим распространенные методики поиска перспективных технологий, применяемых для решения задач проведения политики технико-технологического улучшения на промышленном предприятии. Чаще всего используется анализ предыдущего опыта работы предприятия, исследуя ряд критериев Ki, таких как затраты на обслуживание, длительность процессов, время простоев, доля в себестоимости конечной продукции и т.д. [5] Затем проводится ранжирование по выбранному критерию, визуализируя данные на основе диаграммы Парето рисунок 1.

Кроме применения правила Парето учитывается закон развития технической системы, в том числе и технологических процессов, по логистической кривой. В момент своего появления на машиностроительном предприятии (рис. 2, фаза I) оборудование обладает низкими характеристиками, так как происходит приспособление к производственному процессу. Далее, выход на полную производственную мощность в процессе совершенствования и настройки под возникающие требования  (рисунок 2, фаза II), при подходе к границам физических законов, на которых основано действие оборудования, потенциал возможных улучшений резко сокращается, так как возможности совершенствования исчерпываются (рисунок 2, фаза III) [6]. В фазе насыщения даже большие вложения в улучшение данного оборудования не приводят к существенному росту характеристик. В этом явлении могут скрываться неудачи проектов технологического развития на промышленных предприятиях, ориентирующихся только на исторические показатели работы предприятия. Таким образом, закономерности развития оборудования должны быть использованы при формировании портфеля проектов по улучшению, но не основными при обосновании технико-технологического обновления производства.

Рассмотрим применение теории нечетких множеств при  обосновании технико-технологического обновления производства. Так как выбор предстоит из великого множества и критериев эффективности должно быть несколько, то этим и обосновывается применение именно методов нечетких множеств для отбора конкретного вида оборудования при  технико-технологическом обновлении производства [7]. Подробнее методика нечетких множеств описана в работах основоположника теории Л.А. Заде [8] и его последователей, например, А. Недосекин [9], А. Шаталов [10].

При выборе оборудования, лучшего по комплексу критериев качества, будем рассматривать две альтернативы:

  • А1 – Установка лазерной резки ВНИТЭП Навигатор КС-3В;
  • А2 – Установка лазерной резки VNITEP Навигатор КС-18В.

Нами были определены четыре критерия выбора:

  • k1 – цена;
  • k2 – качество;
  • k3 – производительность;
  • k4 – надежность.

Определим конкретные значения функции принадлежности по всем критериям качества (таблица 1).

Нечеткие множества для четырех рассматриваемых критериев, включающие две анализируемые альтернативы, будут иметь следующий вид:

С помощью метода попарного сравнения значимости выбранных критериев отбора оборудования составим матрицу значений (таблица 2).

Представленная в таблице 2 квадратная матрица имеет не более 4-ех различных собственных чисел и соответствующих им векторов. Если она неотрицательна и неразложима, то имеет действительное и положительное собственное число, максимальное по модулю, которому соответствует единственный положительный собственный вектор. Рассчитанные по матрице мультипликативных количественных оценок значения весовых коэффициентов критериев оборудования, приведены в таблице 3.

Множество оптимальных альтернатив В с учетом различной важности критериев качества определяется путем взвешенного пересечения нечетких множеств [11]. Найдем множество оптимальных альтернатив с учетом полученных весовых коэффициентов:

Результирующий вектор приоритетов альтернатив имеет следующий вид:

Следовательно, лучшей альтернативой является А2, которой соответствует значение 0,42, т. е. установка лазерной резки VNITEP Навигатор КС-18В.

Таким образом, применение метода нечетких множеств позволяет учесть ряд значимых критериев и выбрать из большого количества альтернатив вариант технико-технологического обновления машиностроительного производства, способствующего максимальной эффективности производственной деятельности.

Список источников

  1. Терехина Е.А. Научно-технологическая модернизация машиностроительной отрасли [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.dissercat.com/content/nauchno-tekhnologicheskaya-modernizatsiya-mashinostroitelnoi-otrasli (дата обращения – 12.03.2022)
  2. Кошовец О.Б., Ганичев Н.А. Нанотехнологии и формирование шестого технологического уклада: ожидания и реальность // Проблемы прогнозирования. 2017. №4. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/nanotehnologii-i-formirovanie-shestogo-tehnologicheskogo-uklada-ozhidaniya-i-realnost (дата обращения: 20.03.2022).
  3. О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. Указ Президента РФ 01.12.2016 № 642 [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.kremlin.ru/acts/bank/41449 (дата обращения: 18.03.2022).
  4. Рынок продукции станкостроения [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.hse.ru/data/2020/11/07/1361776905-2020.pdf (дата обращения: 16.03.2022).
  5. Степанов А. Диаграмма Парето для анализа эффективности проекта [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://blog.ganttpro.com/ru/diagramma-pareto-chart-i-effektivnoe-upravlenie-proektami/ (дата обращения: 15.03.2022).
  6. Альтшуллер Г.С.  Творчество как точная наука. — М.: «Советское радио», 1979. — С. 122 – 127.
  7. Дебердиева Е.М., Фролова С. В. Теория нечеткого множества при оценке эффективности интеграционных формирований в промышленности [Текст] / Е.М. Дебердиева, С. В. Фролова // Инновации в управлении региональным и отраслевым развитием: материалы Национальной c международным участием научно-практической конференции . — 2021.- С. 80-83.
  8. Zadeh, L.A. Fuzzy Sets as a Basis for a Theory of Possibility Systems: tutorial / L.A. Zadeh. – Holland: publishing house North-Holland, 1978. – 34 p.
  9. Nedosekin, A. Fuzzy financial management. / A. Nedosekin. – M: Alfa library, 2003 – 68 p.
  10. Шаталов, А. Теория нечетких множеств в оценке эффективности проектов / А. Шаталов. – LAP Lambert Academic Publishing, 2012 – 96 с.
  11. Куимова Е. И., Логанина В. И., Учаева Т. В. Применение теории нечетких множеств для выбора поставщика // ВЕЖПТ. 2013. №4(64). [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-teorii-nechetkih-mnozhestv-dlya-vybora-postavschika (дата обращения: 22.03.2022).

References

  1. Terekhina E.A. Scientific and technological modernization of the machine-building industry [Electronic resource] — Access mode: https://www.dissercat.com/content/nauchno-tekhnologicheskaya-modernizatsiya-mashinostroitelnoi-otrasli (date of reference: 12.03.2022)
  2. Koshovets O.B., Ganichev N.A. Nanotechnology and the formation of the sixth technological mode: expectations and reality // Problems of Forecasting. 2017. №4. [Electronic resource] — Mode of access: https://cyberleninka.ru/article/n/nanotehnologii-i-formirovanie-shestogo-tehnologicheskogo-uklada-ozhidaniya-i-realnost (date of reference: 20.03.2022).
  3. On the Strategy for Scientific and Technological Development of the Russian Federation. Decree of the President of the Russian Federation 01.12.2016 № 642 [Electronic resource] — Mode of access: http://www.kremlin.ru/acts/bank/41449 (date of reference: 18.03.2022).
  4. Market of machine-tool industry products [Electronic resource] — Mode of access: https://www.hse.ru/data/2020/11/07/1361776905-2020.pdf (date of reference: 16.03.2022).
  5. Stepanov A. Pareto diagram for project efficiency analysis [Electronic resource] — Mode of access: https://blog.ganttpro.com/ru/diagramma-pareto-chart-i-effektivnoe-upravlenie-proektami/ (date of reference: 15.03.2022).
  6. Altshuller G.S. Creativity as an exact science. — Moscow: Sovetskoe Radio, 1979. — С. 122 — 127.
  7. Deberdieva E.M., Frolova S. V. Fuzzy Set Theory in Efficiency Assessment of Industrial Integrations [Text] / E.M. Deberdieva, S.V. Frolova // Innovations in Management of Regional and Sectoral Development: Proceedings of the National Conference with International Participation. — 2021.- С. 80-83.
  8. Zadeh, L.A. Fuzzy Sets as a Basis for a Theory of Possibility Systems: tutorial / L.A. Zadeh. — Holland: publishing house North-Holland, 1978. — 34 p.
  9. Nedosekin, A. Fuzzy financial management. / A. Nedosekin. — M: Alfa library, 2003 — 68 p.
  10. Shatalov, A. Theory of fuzzy sets in estimating the effectiveness of projects / A. Shatalov. — LAP Lambert Academic Publishing, 2012 — 96 p.
  11. Kuimova E. I., Loganina V. I., Uchaeva T. V. Application of fuzzy sets theory for supplier selection // VEZPT. 2013. №4 (64). [Electronic resource] — Access mode: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-teorii-nechetkih-mnozhestv-dlya-vybora-postavschika (date of reference: 22.03.2022).

Для цитирования: Зубарев А.А., Фролова С.В. Использование метода нечетких множеств при обосновании технико-технологического обновления машиностроительного производства   // Московский экономический журнал. 2022. № 3. URL: https://qje.su/ekonomicheskaya-teoriya/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-3-2022-55/

© Зубарев А.А., Фролова С.В., 2022. Московский экономический журнал, 2022, № 3.