Устройство оценки затрат на изготовление сложной технической системы с учетом изменения объема годовой партии

Изобретение относится к области вычислительной техники. Техническим результатом является автоматизация процесса оценки затрат на изготовление сложной технической системы в условиях неполной информации о ее планируемом облике и изменения объема годовой партии. Раскрыто устройство оценки затрат на изготовление сложной технической системы (СТС) в условиях неполной информации о планируемом облике, содержащее модуль ввода и хранения исходных данных (1) (и входящий в него блок памяти исходных данных (2)), блок памяти функциональных зависимостей характеристик СТС и свободного члена, характеризующего поколение СТС, (4), блок усреднения функциональных зависимостей характеристик СТС (5), блок аппроксимации по МНК значений поколений СТС (6), сумматор (7) и блок визуализации расчетного значения затрат на изготовление СТС (11), блок расчета функциональных зависимостей по методу наименьших квадратов (МНК) для каждого поколения СТС (3), блок расчета затрат на изготовление СТС (9), входящий в модуль ввода данных и прогнозирования стоимости СТС (8), причем в состав устройства включен блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10), при этом при вводе планируемых к разработке значений основных характеристик СТС и индекса (номера) поколения СТС в блоке расчета затрат на изготовление СТС (9) формируется расчетное значение затрат на изготовление СТС, которое далее поступает на блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10); также на вход блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10) поступают объем годовой номинальной партии и объем годовой текущей, а также коэффициент, характеризующий оптимальное отношение величин переменных к общим затратам; далее рассчитанное значение общих затрат поступает на вход блока визуализации расчетного значения затрат на изготовление СТС (11). 1 ил., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, а именно к цифровым вычислительным системам для определения затрат на изготовление (создание) сложной технической системы (СТС) в условиях неполной информации о ее планируемом облике и изменения объема годовой партии.

Уровень техники.

В процессе планирования производства СТС возникает проблема оценки затрат на изготовление ее образца по годам выпуска внутри программного периода.

Применение метода экспертных оценок и его модификаций [1], предусматривает возможность установления интервьюируемым специалистом соотношения оценки затрат на изготовление СТС и ее зависимости от величины годовой партии. Обработка экспертных оценок осуществляется различными способами. С помощью определенных преобразований формируется согласованное мнение экспертов (балловый метод). Указанным методам, при оценке затрат на изготовление СТС, присущи погрешности экспертных систем, связанные с наличием фактора «субъективизма».

Известен подход к оценке затрат на изготовление СТС по статьям калькуляции [2]. При реализации указанного метода выявляется структура себестоимости и прогнозируется доля каждой статьи калькуляции в полной себестоимости будущего серийно выпускаемого изделия. Далее каким-либо укрупненным методом (например, удельных показателей) рассчитывается для нового изделия та статья калькуляции (например, основная заработная плата или затраты на сырье и материалы), доля которой наиболее высока в структуре затрат. Затраты в зависимости от партии в этом случае может быть определены по формуле

где А - рассчитанная величина конкретной статьи затрат для нового изделия, руб.;

ϕ - удельный вес статьи затрат в калькуляции себестоимости изделия определенного класса, %;

К - коэффициент изменения величины статьи при изменении объема партии.

Этот подход эффективно применим на стадии рабочего проектирования и изготовления опытного образца, а также при подготовке и освоении производства, так как он требует, прежде всего, определения материалоемкости по рабочим чертежам и трудоемкости по нормам времени, зафиксированным в технологических картах, которые на момент планирования разработки СТС могут быть еще не сформированы.

Известны системы [5-8] для определения стоимости научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ при заключении государственных контрактов на создание сложных технических систем, не решающие сформулированную авторами задачу оценки затрат на изготовление СТС в условиях неполной информации о планируемом облике системы и при изменении объема партии выпуска продукции. Для реализации систем [5], [6], [8] необходим достаточный объем технико-экономической информации, как о самом создаваемом объекте, так и о проводимых работах и мероприятиях. Существенным недостатком изобретения [7] является определение экспертным путем объема затрат как для базового, так и для вновь разрабатываемого варианта изделия.

Наиболее близким прототипом из всех рассматриваемых изобретений является устройство оценки затрат на изготовление сложной технической системы в условиях неполной информации о планируемом облике [9], не решающее задачи оценки затрат на изготовление СТС по годам выпуска внутри программного периода.

Оценка затрат на производство образца СТС изобретения [9] является оптимальной, т.к. определяется для оптимального соотношения величин постоянных и переменных затрат, достигнутого кооперацией предприятий изготовителей СТС в результате оптимизации своей хозяйственной деятельности, и номинальной партии (практически среднегодовой для программного периода) и, естественно, меньшей максимальной, что позволяет при необходимости реализовать «мобилизационное развертывание».

Данная оценка может использоваться только для сравнения единичных образцов разных перспективных и существующих СТС. Но с большой погрешностью дают оценки затрат на программном периоде изготовления того или иного перспективного или существующего образца СТС, что реально требуется при принятии решения о замене существующего или выборе того или иного перспективного.

С учетом этих и других проблем, существует потребность в разработке автоматизированного устройства оценки затрат на изготовление СТС в условиях неполной информации о планируемом облике и при изменении объема годовой партии.

Раскрытие сущности изобретения

При планировании (прогнозировании) затрат на изготовление образца СТС в условиях отсутствие информации о реальных производственных издержках, предлагается использовать информацию как об оптимальной оценке затрат на изготовление СТС в условиях неполной информации об ее планируемом облике, так и о зависимости постоянной составляющей затрат к переменной составляющей от объема выпускаемой партии.

Изобретение может быть использовано в военной и гражданской отраслях в процессе рассмотрения Заказчиком конкурсной документации, для оценки реализуемости проектов по созданию сложных технических систем, при планировании и выполнении мероприятий государственных программ, для создания качественных и конкурентоспособных СТС и их составных частей.

Техническим результатом является автоматизация процесса оценки затрат на изготовление сложной технической системы в условиях неполной информации о ее планируемом облике и изменения объема годовой партии.

Так сначала в блоке памяти исходных данных (2) входные значений характеристик СТС каждого поколения (X_i={x_1i; x_2i; …, x_ki)) и ее стоимости (С_i) группируются по поколениям i (i - индекс (номер) поколения, k - общее количество основных характеристик СТС).

Далее на основе информации, поступающей с блока памяти исходных данных (2), в блоке расчета функциональных зависимостей по методу наименьших квадратов (МНК) для каждого поколения СТС (3) формируется зависимость затрат от основных характеристик СТС и номера ее поколения и сохраняется в блок памяти функциональных зависимостей характеристик СТС и свободного члена, характеризующего поколение СТС (4) в виде:

где а_{пок i} - свободный член зависимости, характеризующий постоянные расходы на создание / поколения СТС;

f _{mmx i} (х_1i, x_2i; …, x_ki) - функциональная зависимость затрат от основных характеристик СТС.

На основе поступивших с блока памяти зависимостей f_{mmx i} (х_1i, x_2i; …; x_ki) поколений СТС от 1 до m в блок усреднения функциональных зависимостей характеристик СТС (5) производится усреднение коэффициентов при одинаковых параметрах и формируется общая зависимость f_mmx (х₁, x₂; …; x_k) поступающая далее на сумматор (7).

На основе поступивших с блока памяти функциональных зависимостей характеристик СТС и свободного члена, характеризующего поколение СТС (4) значений a_{пок i} поколений СТС от 1 до m в блоке аппроксимации по МНК значений поколений СТС (6) формируется общая зависимость f_пок(i), поступающая далее на сумматор.

Полученные зависимости в сумматоре (7) объединяются в формулу оценки затрат на изготовление СТС, которая поступает в блок расчета затрат на изготовление СТС (9).

При вводе планируемых к разработке значений основных характеристик СТС Х_m и индекса (номера) поколения m СТС в блоке расчета затрат на изготовление СТС (9) формируется расчетное значение затрат на изготовление СТС С(m), которое далее поступает на блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10). Также на вход блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10) поступают значения V - объем годовой номинальной партии и v - объем годовой текущей, а также коэффициент d_оп, характеризующий оптимальное отношение величин переменных к общим затратам. Далее рассчитанное значение общих затрат C_об поступает на вход блока визуализации расчетного значения затрат на изготовление СТС (11).

Рассмотрим более подробно процедуру пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии для блока 10.

Общие затраты С_об - на изготовление образца СТС представляют собой сумму постоянных С_n затрат (напрямую учитываемых в затратах на изготовление образца СТС: затраты на комплектующие, материалы по спецификациям и технологическим картам пр.) и переменных С_к затрат (частично переносящихся затрат, связанных с хозяйственной и управленческой деятельностью кооперации предприятий-изготовителей СТС: части заработной платы управленческому персоналу, части затрат на содержание капитальных объектов и пр.).

Введем коэффициент d, характеризующий достигнутый уровень текущей хозяйственной деятельности предприятия по производству образцов СТС, как отношение величин переменных к общим затратам (d=С_к/С_об). Тогда показатель d позволяет представить переменные затраты Ск как:

Существующий способ оценки затрат на производство образца СТС [9] определяют оценку затрат на изготовление СТС как оптимальную С(m), т.е. при оптимальном значении показателя d_оп, достигнутом кооперацией предприятий - изготовителей СТС в результате оптимизации своей хозяйственной деятельности, и номинальной партии (практически среднегодовой для программного периода).

Затраты на изготовление образца СТС из текущей годовой партии С_об может существенно отличаться от ее оптимальной оценки С(m) вследствие отличия объема V годовой номинальной партии и объема v годовой текущей партии в силу зависимости переменной составляющей С_к от величины d. Данная зависимость d (V,v) по отношению к значению для оптимальной партии d_оn может быть описана выражением:

►

Особенностью f(V,v) является то, что при v=V f(V,V)=1. Вследствие чего d(V,V)=d_on.

На основании выше указанного, затраты С_об (V,v) на производство одного образца СТС из текущей партии в v образцов, будет определяться как:

Величина показателя d_on может определяться, или как достигнутая величина для номинальной партии предыдущего поколения СТС, находящегося в настоящее время в производстве, или задаваться с учетом требований к персептивному производству СТС.

При условии независимости в программном периоде годовых затрат на хозяйственную и управленческую деятельность кооперации предприятий-изготовителей СТС от размера годовой партии, суммарные годовые переменные затраты равномерно распределяются по всем ее образцам. Для этого случая функция f(V,v) имеет вид f(V,v)=V/v.

Таким образом, в блоке пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10) осуществляется расчет значения общих затрат С_об как:

Краткое описание чертежей.

Устройство оценки затрат на изготовление сложной технической системы с учетом изменения объема годовой партии содержит (Фиг. 1):

- модуль ввода и хранения исходных данных (1), включающий блок памяти исходных данных (2);

блок расчета функциональных зависимостей по методу наименьших квадратов (МНК) для каждого поколения СТС (3);

блок памяти функциональных зависимостей характеристик СТС и свободного члена, характеризующего поколение СТС (4);

блок усреднения функциональных зависимостей характеристик СТС (5);

блок аппроксимации по МНК значений поколений СТС (6);

сумматор (7);

модуль ввода данных и прогнозирования стоимости СТС (8), включающий блок расчета затрат на изготовление СТС (9) и блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10);

блок визуализации расчетного значения затрат на изготовление СТС (11).

Осуществление изобретения

На блок памяти исходных данных (2) поступает входная статистическая информация об основных характеристиках СТС по каждому поколению СТС и ее стоимости. На блок расчета затрат на изготовление СТС (9) поступает входная информация об основных характеристиках СТС прогнозируемого поколения. На блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10) поступает значение затрат на изготовление СТС конкретного поколения с блока расчета затрат на изготовление СТС (9), значение оптимального соотношения переменных и постоянных затрат в оптимальной партии как требование к перспективному производству СТС, объем годовой номинальной партии, объем текущей годовой партии.

Выходом системы является поступающее с блока пересчета затрат СТС в зависимости от объема партии (10) на блок визуализации расчетного значения затрат на изготовление СТС (11) значения затрат на изготовление СТС в зависимости от объемов партии.

Блок пересчета затрат СТС в зависимости от объема партии (10) величины затрат на изготовление образца СТС из номинальной партии в затраты на его изготовление в текущей партии, исходя из зависимости изменения в составе первых соотношения переменных и постоянных затрат от соотношения годовых объемов номинальной и текущей партий.

Принцип работы изобретения нагляднее всего проиллюстрировать на примере.

На практике, исходя из существующих в настоящее время мобилизационных требований и достигнутого уровня хозяйственной деятельности кооперации предприятий-изготовителей СТС, оптимальное значение показателя d_on составляет 0,3-0,4. В период освоения производства для первых партий СТС величина отношение V/v может составлять 5 и более. Тогда, для указанного способа формирования переменных затрат в составе затрат на изготовление СТС, текущие годовые затраты С_об, согласно формулы (5), могут в 2,2-2,6 раза превышать затраты С(m) на ее изготовление в оптимальной партии. И наоборот, в период полномасштабного производства СТС при росте объема партии в два раза выше номинальной, затраты на производство одного образца уменьшаются на 15-20%.

В таблице 1 представлены оценки затрат на изготовление 260 образцов СТС для 7-летнего программного периода с различными объемами годовых партий и постоянством годовых переменных затрат кооперации предприятий-изготовителей СТС.

Расчет суммарных затрат на изготовление СТС за весь программный период, определенный на основании оптимальной стоимости образца, меньше на 10-14% оценки данных затрат при их расчете с учетом размера годовых партий.

По данной причине для снижения погрешности прогнозов оценки затрат на производство перспективных СТС в программном периоде необходимо учитывать отличия объема V номинальной партии от объема v годовой партии данного СТС.

На фиг. 1 представлена общая схема реализации устройства для оценки затрат на изготовление СТС с учетом изменения объема годовой партии.

Устройство содержит модуль ввода и хранения исходных данных (1), включающий блок памяти исходных данных (2); блок расчета функциональных зависимостей по методу наименьших квадратов (МНК) для каждого поколения СТС (3); блок памяти функциональных зависимостей характеристик СТС и свободного члена, характеризующего поколение СТС (4); блок усреднения функциональных зависимостей характеристик СТС (5); блок аппроксимации по МНК значений поколений СТС (6); сумматор (7); модуль ввода данных и прогнозирования стоимости СТС (8), включающий блок расчета затрат на изготовление СТС (9) и блок пересчета затрат СТС в зависимости от объема партии (10); блок визуализации расчетного значения затрат на изготовление СТС (11).

На блок памяти исходных данных (2) поступает входная статистическая информация об основных характеристиках СТС по каждому ее поколению и приведенная к единым условиям стоимость самой системы. На блок расчета затрат на изготовление СТС (9) поступает входная информация об основных характеристиках СТС прогнозируемого поколения. На блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10) поступает значение затрат на изготовление СТС, рассчитанное в блоке (9), а также объем всей партии выпускаемой продукции, годовой объем выпуска и значение коэффициента характеризующее отношение переменных затрат к общим. Выходом системы является поступающее с блока пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10) на блок визуализации расчетного значения затрат на изготовление СТС (11) значение затрат на изготовление СТС прогнозируемого поколения с учетом изменения объема годовой партии.

Реализация предлагаемого изобретения на первом этапе возможна в виде аппаратно-программного комплекса на ПЭВМ, а на втором в виде автономного устройства.

Достоинствами предлагаемого изобретения являются:

возможность оценивать затраты на изготовление СТС прогнозируемого поколения без конкретизации ее новых (дополнительных) характеристик, в том числе в условиях неполной информации об этих характеристиках;

возможность учитывать при расчете стоимости изменение объем партии в зависимости от условий программного периода;

использование легко программируемых формул, которое приводит к автоматизации процесса оценки затрат на изготовление сложной технической системы и исключение накопления ошибки при обработке исходных данных;

конструктивная простота изобретения, минимальный набор данных для его функционирования.

Использованные источники

1. Саати Т. Принятие решений при зависимостях и обратных связях: Аналитические сети. Пер. с англ. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ». 2009. - 360 с.

2. Требования, предъявляемые к обоснованию расчета стоимости опытно-конструкторских и научно исследовательских работ, подписанных руководителем Департамента Министерства обороны Российской Федерации по ценообразованию продукции военного назначения 4.08.2010 г.

3. Методические рекомендации по формированию начальной цены государственного контракта при размещении государственного оборонного заказа путем проведения торгов, утвержденные начальником вооружения Вооруженных Сил Российской Федерации - заместителем Министра обороны Российской Федерации 8.02.2008 г.

4. Т.П. Варламова, Н.А. Васильева, Л.М. Неганова и др. Большая экономическая энциклопедия. - М.: Эксмо, 2008. - 816 с.

5. Протасов А.А. (RU) и др. Автоматизированная система определения начальной цены контракта на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы при выполнении государственного заказа. Патент на полезную модель №1336389, МПК G06Q 50/26, 2013.

6. Протасов А.А. (RU) и др. Автоматизированная система определения стоимости научно-исследовательских или опытно-конструкторских работ при заключении государственных контрактов. Патент на полезную модель №133639, МПК G06Q50/26, 2013.

7. Бурба А.А. (RU) и др. Устройство для технико-экономической оценки выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Авторское свидетельство на изобретение №2470365, МПК G06Q 50/04, G06Q 10/06, 2011.

8. Брюэр Д.Т. (US) и др. Система для определения стоимости проекта. Авторское свидетельство на изобретение №2259593, МПК G06N 7/06, 2000.

9. Гуляев А.Ю. (RU) и др. Устройство оценки затрат на изготовление сложной технической системы в условиях неполной информации о планируемом облике. Авторское свидетельство на изобретение №2666232, МПК G06F 17/15, 2018.

Устройство оценки затрат на изготовление сложной технической системы (СТС) в условиях неполной информации о планируемом облике, содержащее модуль ввода и хранения исходных данных (1) (и входящий в него блок памяти исходных данных (2)), блок памяти функциональных зависимостей характеристик СТС и свободного члена, характеризующего поколение СТС, (4), блок усреднения функциональных зависимостей характеристик СТС (5), блок аппроксимации по МНК значений поколений СТС (6), сумматор (7) и блок визуализации расчетного значения затрат на изготовление СТС (11), блок расчета функциональных зависимостей по методу наименьших квадратов (МНК) для каждого поколения СТС (3), блок расчета затрат на изготовление СТС (9), входящий в модуль ввода данных и прогнозирования стоимости СТС (8), отличающееся тем, что в его состав включен блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10), при этом в блоке памяти исходных данных (2) входные значения характеристик СТС каждого i-го поколения (X_i=(х_1i; х_2i,…, х_ki)) и ее стоимости (С_i) группируются по поколениям i (где i - индекс (номер) поколения, k - общее количество основных характеристик СТС); на основе информации, поступающей с блока памяти исходных данных (2), в блоке расчета функциональных зависимостей по методу наименьших квадратов (МНК) для каждого поколения СТС (3) формируется зависимость затрат от основных характеристик СТС и номера ее поколения и сохраняется в блоке памяти функциональных зависимостей характеристик СТС и свободного члена, характеризующего поколение СТС, (4) в виде

где а_{пок i} - свободный член зависимости, характеризующий постоянные расходы на создание i поколения СТС, a f_{mmx i} (х_1i; х_2i,…, х_ki) - функциональная зависимость затрат от основных характеристик СТС; на основе поступивших с блока памяти зависимостей f_{mmx i} (х_1i; х_2i,…, х_ki) поколений СТС от 1 до m в блок усреднения функциональных зависимостей характеристик СТС (5) производится усреднение коэффициентов при одинаковых параметрах и формируется общая зависимость f_mmx (х_1i; х_2i,…, х_k), поступающая далее на сумматор (7); на основе поступивших с блока памяти функциональных зависимостей характеристик СТС и свободного члена, характеризующего поколение СТС, (4) значений a_{пок i} поколений СТС от 1 до m, в блоке аппроксимации по МНК значений поколений СТС (6) формируется общая зависимость f_пок(i), поступающая далее на сумматор; полученные зависимости в сумматоре (7) объединяются в формулу оценки затрат на изготовление СТС, которая поступает в блок расчета затрат на изготовление СТС (9)

при вводе планируемых к разработке значений основных характеристик СТС Х_m и индекса (номера) поколения m СТС в блоке расчета затрат на изготовление СТС (9) формируется расчетное значение затрат на изготовление СТС С(m), которое далее поступает на блок пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10); также на вход блока пересчета затрат на изготовление СТС в зависимости от объема партии (10) поступают значения V - объем годовой номинальной партии и v - объем годовой текущей, а также коэффициент d_оn, характеризующий оптимальное отношение величин переменных к общим затратам; далее рассчитанное значение общих затрат С_об поступает на вход блока визуализации расчетного значения затрат на изготовление СТС (11).