5 мая, 2009

Оружие для ВКО

Производство сложных систем, в том числе и систем воздушно-космической обороны, является элементом экономики. Для того, чтобы понять место и роль производства в экономике, дадим его абстрактное представление как объекта исследования в виде следующей системы (рис. 1).

Такое представление справедливо для всех вариантов построения экономики (как по вертикали, так и горизонтали). По вертикали – снизу от предпринимателя без образования юридического лица до экономики государства в целом. Каждый вышестоящий уровень представляет собой некую систему, элементами которой уже выступают нижестоящие системы. Поэтому есть просто экономика своего уровня со связями снизу, сверху и сбоку. Сама по себе такая структура известна из теории управления.

Рис. 1

Следовательно, из рис. 1 видно, что в таком виде это некая система, в которой «производство» выступает в роли объекта, «финансы» – измерителя, а «управление» – регулятора. Над объектом совершаются действия, которые управляются по данным измерителя. Эта система функционирует в пространстве, которое можно описать следующими параметрам:

P {t; (X,Y,Z); R(M,F,L); HF},

где t – время;

X,Y,Z – пространство в смысле декартова (территория);

R – ресурсы, M – материальные, F – финансовые, L – людские;

HF – человеческий фактор.

Само описание пространства инвариантно к экономической системе любого уровня. Если представить параметры во взаимосвязи, то получим модель функционирования этой системы. Следовательно, структура как экономики государства в целом, так и каждой отдельной системы имеет иерархический вид.

Далее рассмотрим в самом общем виде процесс создания воздушно-космических систем – «производство», а также некоторые вопросы «управления» и оставим вне рассмотрения проблему «финансов», которые зачастую в жизни тоже выступают в роли «управления».

Однако, если посмотреть в этом случае на структуру рис. 1, то получим, если рассматривать «финансы» как управляющий элемент, разомкнутую систему со всеми ее недостатками. Поскольку «производство» – это процесс, то важнейшим параметром любого процесса является время, в рассматриваемом случае – время создания систем.

В историческом плане время создания сложных систем увеличивается. Примеры: 1930-е гг. – танк, пушка, трактор – 0,5–1,5 года; 1950-е гг. – 3-4 года;1960-1990-е гг. до 15 лет и более лет. Льноуборочный комбайн – 7 лет, зубная паста – 4 года (тоже сложная система), система Windows-2000 – 3,5 года (затраты 1 млрд. долл.). Система «Буран» была создана и испытана в конце 1980-х гг., а по ней писал дипломный проект еще Ю. А. Гагарин, который погиб в 1968 г. Значит, разработка началась задолго до этого.

Существует и другое мнение – время создания систем уменьшается. Действительно, сокращается время между предложениями новых элементов, но их еще надо куда-то вставить – это с одной стороны.

С другой, можно создать быстро (год–два) систему из уже готовых элементов. но когда будет создана новая система после первой, если первую собирали по принципу, что – «под рукой» – (или как в песне «из того, что было, из того и слепили»)?

При этом новая система должна иметь существенный прирост эффективности – рост эффективности на 15% ничего, кроме увеличения стоимости, не дает. Нужно делать новую систему при существенном росте эффективности.

В то же время необходимо, чтобы новая система появлялась не позже чем через 5-10 лет, а то и меньше. Речь идет о конкретном направлении развития систем обороны, например, системы обороны объектов на ближних подступах и т. п.

Таким образом, задачу можно сформулировать так: по выбранному направлению развития систем воздушно-космической обороны необходимо создавать новые системы с периодичностью не менее 5-10 лет. При этом эффективность каждой последующей должна быть больше на десятки, а лучше – на сотни процентов больше, чем предыдущей. Естественно, со всеми другими ограничениями – техническими, экономическими, экологическими, эргономическими и т. д.

Такая эффективность может быть достигнута только в том случае, если хотя бы отдельные элементы новой системы отличается от старой на физическом уровне. Термин из области изобретательства – изменения на техническом уровне дают рост эффективности на единицы – десяток процентов. Система, в которой хотя бы несколько элементов созданы на новых физических принципах, будет отличаться от предыдущей по эффективности на порядок.

Процесс создания системы, а точнее, жизненный цикл системы, включает следующие составляющие: инженерная записка, техническое предложение, эскизный проект, конструкторская документация на опытный образец, его разработка, испытания, доработка, серийное производство, модернизация и снятие с производства.

Отдельные этапы из процесса могут быть объединены или вообще исключены, а все это и носит название жизненный цикл системы. По времени только до начала производства продолжительность цикла может составлять до 15 лет.

Для менее сложных систем этот срок может быть и меньше. Тем не менее, стоит задача обеспечения поступления на вооружение в зависимости от сложности системы через 5-10 лет новой системы. Последняя цифра относится к уникальным системам. Эта задача может быть решена в том случае, если во время производства данной системы идет разработка системы, которая придет ей на смену, а также будущей системы, которая придет на смену предыдущей. Это показано на рис. 2.

На рисунке показаны этапы разработки трех систем, каждая из которых приходит на смену предыдущей. Для наглядности интервалы времени взяты равными.

Таким образом, рис. 2 отображает методологию создания сложной системы на выбранном направлении воздушно-космической обороны. Такой последовательно-паралельный алгоритм действий позволяет с минимальными потерями времени создавать новую систему, которая будет конкурентной на мировом уровне.

При этом придется решить следующие проблемы: выбрать направление развития (а, возможно, его и диктовать) – определить место и роль разрабатываемых систем в выбранном направлении, какие задачи могут решать данные системы, каков уровень решения этих задач (какова эффективность) и как обеспечить минимальные затраты при производстве этих систем при обеспечении заданной эффективности. Определение места и роли должно проводиться при рассмотрении функционирования разрабатываемой системы (далее речь будет идти об одной системе) в рамках вышестоящего уровня обороны.

Наиболее точно требования к системе могут быть определены с использованием структурно-параметрического синтеза системы по критерию «эффективность–стоимость».

Этот способ выбора системы осуществляют следующим образом. Оптимизируют под заданную задачу все известные варианты и из них выбирают тот, который решает задачу при минимальной стоимости производства.

Сложнее определять требования, когда система должна решать несколько разноплановых задач. В этом случае находят оптимальную систему для решения каждой задачи, а затем осуществляют сужение множества структурных схем системы.

Применяют различные методы: из теории игр – при этом получают систему, которая наиболее эффективно решает самую сложную задачу, но при этом она и самая дорогая; выбирают систему, которая имеет минимальную длину вектора потерь эффективности при решении всех задач.

Применяя структурно-параметри-ческий синтез, можно получить систему, которая будет на 30-40% дешевле, чем применять только параметрический синтез системы. Дешевле создать систему, решая задачу определения облика системы структурно-параметрическим синтезом, при данном уровне развития техники невозможно. Система не будет иметь конкурентов.

При этом стоит требование знания зависимости стоимости системы или элемента системы от тех или иных параметров. В реальности же стоимость системы (в численном виде) все время растет – инфляция. Инфляция имеет всеобщий характер, следовательно, значение параметра, при котором стоимость системы минимальна (хотя из-за инфляции она и будет повышаться) будет, в общем, постоянно (инфляция примерно одинакова для всех элементов системы).

После определения методологии создания систем следует организация производства. Организационно современное производство строится по следующим схемам:

отраслевой – как правило, на каждом производстве создают узкий класс элементов, но в широком диапазоне параметров. Такие производства выступают в роли подрядчиков конечных (сборочных) производств. От него можно получить информацию по зависимости стоимости элемента от параметров. Достоинство – поиск новых путей создания элементов и желание внедрить их в новые системы,

корпоративной – включает в себя производство практически всех элементов системы и только 15-20% комплектующих заказывается у подрядчиков. Все работы по определению требований к системе совместно с заказчиком сосредоточены в рамках данной корпорации. Чтобы создать систему, которая будет вне конкуренции, надо иметь все варианты построения системы, быть их патентообладателем. Если такая корпорация одна внутри страны, то это в какой-то мере будет выгодно – созданная система может обладать абсолютным приоритетом на мировом рынке. Если в государстве будет несколько корпораций, занимающихся созданием одних и тех же систем в рамках одного и того же направления развития систем, то это ничего не дает, кроме бессмысленного расходования интеллектуальных и материальных ресурсов. Чтобы избежать этого недостатка, в мире в последнее время происходит слияние нескольких корпораций в одну. Объединение происходило, несмотря на жесточайшее сопротивление антимонопольных служб.

Из изложенного выше следует, что каждая новая система, пришедшая на смену старой системе, должна содержать новые элементы, т. е. нужны нововведения – инновации. Следовательно, с одной стороны – эти элементы надо найти (в конечном итоге – изобрести), а с другой – за каждым новым элементом стоят люди – человеческий фактор – и его тоже надо учитывать.

В современных условиях каждое нововведение пробивает себе дорогу в жизнь самостоятельно. Существовавшие стадии внедрения нововведений представлены в таблице.

Обращает на себя внимание то, что из 25% нововведений, по которым закончились разработки, только 10% оказались эффективными, а примерно 60% средств были израсходованы, казалось бы, тоже неэффективно. 10% – это те, которые были включены в системы и позволили считать эти системы новыми.

Во всем этом просматривается некое броуновское движение как самих проектов, так и тех, кто пытается их внедрять – высококлассные специалисты. Тысячи проектов оказываются не востребованы в данный момент, а, следовательно, не востребованы и те, кто занимался этими проектами.

Это уже человеческий фактор – не последний параметр в экономике как системе. Реально же (в этом понимании) на него никто не обращает внимания.

Главное – конкурс. Куда пойдут проигравшие? Будут искать новые конкурсы. Может, они понадобятся в будущем или в другом месте,

Нововведения (инновации) существуют сами по себе, а процесс (методология) создания систем, конкурентоспособных на мировом уровне – сам по себе. Кроме потери многих проектов, не учитывается потеря и интеллектуальной составляющей процесса.

Рассматривая рис. 2, можно видеть, что в каждый данный отрезок времени в конкретном направлении разработки средств воздушно-космической обороны существуют работы, присущие всем этапам жизненного цикла системы при создании новых ее образцов.

Например, если по первому образцу идет модернизация, то по второму создание, испытание опытного образца и его доработка, а по третьему еще только разрабатывается эскизный проект. Кроме того, новые предложения могут и должны быть на любом этапе жизненного цикла системы – от инженерной записки до модернизации.

При этом если на этапе техпредложений может вообще меняться облик системы, то на других этапах меняются, как правило, отдельные элементы, позволяющие несколько повысить эффективность системы.

Возвращаясь к человеческому фактору, можно сказать, что есть специалисты, которые работают на перспективу, а есть специалисты, готовые бесконечно улучшать существующую систему.

Следовательно, любые инновации, возникшие в любой отрезок времени, присущие любому этапу жизненного цикла системы, могут всегда найти свое применение в соответствующем образце, разрабатываемом в данном направлении разработки средств. Все сказанное выше можно иллюстрировать рис. 3.

Рис. 3 представляет собой как бы разрез направления разработки образцов в любом месте, а применительно к рис. 2 – в любой момент времени.

Под направлениями понимается, например, 1-е – обеспечение обороны объекта на ближних подступах, 2-е – на средних и т. д.

Прямоугольниками со срезанными углами вокруг направлений показана система центров по инновационным разработкам. В их названии заложено то, чем они занимаются.

Например, центр инновационных разработок на этапе эскизного проектирования или, например, модернизации. Наличие такой организационной структуры в направлении возможно, поскольку там одновременно идет и эскизное проектирование, и модернизация.

Поскольку разработки в центрах могут быть применены в других направлениях или в конечном итоге сегментах экономики, то необходимо иметь государственную систему продвижения инноваций.

Наличие такой структуры диктуется следующим:

не все, а вернее, абсолютное большинство предложений не могут быть применены в данном направлении или сегменте. При создании конкретного образца необходимо решать задачу определения его параметров, используя метод структурно-параметрического синтеза по критерию «эффективность-стоимость», т. е. перебрать много вариантов построения образца. Не попавшие в данный образец варианты предложений, возможно, найдут применение в других направлениях, а, возможно, так и останутся предложениями;

все новое должно быть запатентовано, следовательно, большинство патентов, сделав свое дело – двинув прогресс вперед, авторам больше ничего давать не будут. Патенты надо поддерживать, иначе через 1,5 года (современный патентный закон) они становятся общедоступными, возникает закономерный вопрос – кто должен защищать такие патенты;

передача информации в другие сегменты должна быть упорядочена – коммерческая и государственная тайна;

информация о зарубежных разработках должна сосредотачиваться в одном месте и др.

Значительная часть вооружения российской армии создана в еще далекие советские времена и по боевой эффективности существенно уступает аналогичным образцам промышленно развитых стран.
Фото: Леонид ЯКУТИН

Таким образом, отличие предложенного подхода в функционировании производства воздушно-космических систем как элемента экономики от традиционного состоит в следующем.

1. Методология разработки систем позволяет часто выходить с новыми образцами при длительных сроках разработки, а значит – включать в них последние достижения науки и техники.

2. Работы должны вестись в рамках направления воздушно-космической обороны. Для систем необходимо искать новые элементы. Это будет тогда, когда поиск нового будет управляемым и целенаправленным.

3. При предложенном подходе инновационный процесс будет соединен с методологией создания систем. Новые разработки всегда будут востребованы. Не потребуется проводить конкурсы, разрабатывать программы и проч., отбирать неизвестно зачем предложения по разработке чего-то, которое в своей абсолютной массе не будет востребовано. В тоже время авторы предложений никогда не останутся без дела. А это – человеческий фактор.