УДК
69.003:658.012.2(1-32)
Системная интеграция проектных
технологий и экономической надежности.
Вахрушева
Елена Анатольевна,
кандидат экономических наук, доцент,
кафедра «Экономика и финансы» Комсомольского-на-Амуре
Государственного Технического Университета.
Актуальность обеспечения надежности реализации экономических решений в управлении потенциалом производственных систем выдвигает необходимость теоретического осмысления, методического, экономико-математического и программного обеспечения решения связанных с нею задач. Особенно необходима разработка методологии и методики применительно к строительным системам, являющихся систематизирующей отраслью и определяющей мультипликационный эффект развития других отраслей народного хозяйства.
Жизненный цикл инвестиционного проекта состоит из трех основных фаз:
1) разработка документации по проекту;
2) организация реализации проекта;
3) реализация проекта.
Жизненный цикл любого продукта производственной деятельности человека как эргатического элемента:
1) проектирование;
2) изготовление;
3) эксплуатация.
Наличие прямой аналогии между этими жизненными циклами позволяет использовать алгоритм, аналогичный автоматизированной системы управления надежностью сложных технических систем, для построения алгоритма управления рисками при реализации проектов.
Алгоритм в общем виде заключается в решении восьми задач.
1. Задание требований по функции надежности проекта в целом и по функциям надежности субпроектов, которые могут быть выделены в качестве самостоятельных проектов.
2. Построение графа, соответствующего оптимальному алгоритму реализации проекта, обоснование создания условий для реализации необходимой структурной или временной избыточности системы, описываемой при помощи графа.
3. Выбор методов и конкретных мероприятий по повышению надежности:
а) структуры реализации проекта и
б) элементов этой структуры.
4. Определение функции и параметров надежности проекта по результатам выполнения задач 1-3.
5. Определение параметров пилотного проекта или других мероприятий, направленных на экспериментальную отработку (определение и оптимизацию) надежности элементов системы реализации проекта, субпроектов и проекта в целом.
6. Выбор методов и разработка плана контроля за соблюдением требований сохранения функций надежности элементов и системы в целом на стадии организации реализации проекта.
7. Выработка плана контроля и обеспечения надежности проекта на стадии его осуществления.
8. 
Оценка
надежности проекта по результатам его экспериментальной отработки и реализации,
выработка рекомендаций для разработки последующих проектов, имеющих сходную
структуру (алгоритм) реализации, или ориентированных на использование
аналогичной элементарной базы.
Реализация сложных комплексных проектов требует более или менее тщательного решения всех восьми задач.
Управление рисками любого проекта начинается с момента задания требований по надежности проекта, а сам процесс задания этих требований состоит из двух этапов:
1) выбора оптимальной номенклатуры показателей надежности и
2) нормирования количественных значений этих показателей.
Выбор оптимальной номенклатуры показателей надежности проекта предполагает формализацию целей проекта и перевод их на математический язык, точнее - на язык теории вероятностей.
Очевидно, что любые процессы и явления, каждый из которых оказывает то или иное воздействие на исход реализации проекта, может произойти с какой-то вероятностью, математическая оценка которой находится в пределах от 0 (абсолютно невероятное событие) до 1 (событие, на обязательную реализацию которого ничто не может повлиять). Поэтому и природа самой надежности проекта носит вероятностный характер. При этом номенклатура показателей надежности проекта может быть достаточно широкой:
- вероятность того, что в течение периода времени t, проект будет реализовываться нормально (например, приносить прибыль из расчета 20 % годовых);
- период времени t, в течение которого вероятность нормальной реализации проекта будет не ниже некоторого значения Р;
- период времени t1 , в течение которого нормальная реализация проекта будет приостановлена для внесения коррективов, необходимых для дальнейшей реализации проекта в случае выявления каких-либо сбоев (например, переход на выпуск новой продукции в случае резкого изменения конъюнктуры рынка);
- период времени t2, в течение которого ликвидность проекта будет сохраняться на уровне, превышающем порог допустимых убытков S; и т.д.
Важно заметить, что все
приведенные прямые и косвенные показатели надежности экономических проектов соответствуют
определенным показателям надежности технических систем, в отношении которых
действует классическая теория надежности, - показателям безотказности,
ремонтопригодности, сохранности.
Термин "вероятность
нормальной реализации проекта Р абсолютно адекватен наиболее широко применяемому
в технической литературе термину "вероятность безотказной работы",
суть величины t
аналогична содержанию термина "наработка на отказ", величины t1 -содержанию термина "период полного восстановления системы",
t2 -содержанию
термина "период сохраняемости системы".
Гораздо более сложной представляется проблема нормирования показателей надежности. Определенное развитие получили теоретические методы нормирования, особенно методы распределения требований по надежности между элементами системы. В настоящее время на практике применяются, в силу относительной простоты и удовлетворительной эффективности, четыре метода распределения требований по надежности:
1. Метод равномерного распределения, в основе которого – гипотеза о возможности представления системы в виде n элементов, имеющих одинаковую надежность. Если при этом к системе предъявлено требование по надежности в виде требования обеспечения некоторого показателя надежности на условном уровне U*, то требование к надежности любого элемента системы с номером i (i = 1, 2, ... п) можно сформулировать как необходимость обеспечения элементом такого же показателя на уровне Ui:
Ui = U*1/n
2. Метод пропорционального распределения. В отличие от метода равномерного распределения учитывает сложность элементов системы, хотя и трактует ее лишь в смысле количества субэлементов в составе элементов системы:
Ui = U*1/Ai
где Аi = кi / 
kj, а кi - число субэлементов в i-м элементе системы.
3. Метод распределения с учетом относительной уязвимости элементов. В дополнение к условиям методов равномерного и пропорционального распределения требует равенства наработки (продолжительности или объема работы) элементов и самой системы. Метод базируется на получении экспериментальных (статистических) или экспертных оценок интенсивностей (условных плотностей вероятности возникновения) отказов Л$ элементов системы. Распределение требований по надежности осуществляется в соответствии с формулой:
Ui = f (wi,U)
где wj
= Ai/
Aj , а f
- функционал, соответствующий виду показателя надежности U.
4. Метод распределения с учетом важности элементов. Для каждого элемента системы вводится показатель важности vi, эквивалентный условной вероятности отказа системы (нарушения нормальной реализации проекта) в случае отказа (нарушения нормального режима функционирования) рассматриваемого элемента. При этом:
Ui = 1 – (1 - U*1/Ai) / vi
Основные причины, в силу которых непосредственное применение всех этих методов при управлении рисками экономических проектов невозможно:
а) различные подсистемы (подпроекты) экономических проектов участвуют различное время в течение отработки системой в целом технологического цикла проекта (в ходе реализации проекта), т.е. несут различные нагрузки, что не учитывает ни один из методов;
б) все oписанные методы основаны на допущении о постоянстве за весь период эксплуатации интенсивностей отказов. Однако, на практике постоянная интенсивность отказов характерна лишь для немногих элементов систем, описывающих экономические проекты.
Характер функции интенсивности отказов очень важен и для математического описания модели возникновения нарушения функционирования того или иного элемента в зависимости от различных внешних условий, что безусловно необходимо для управления надежностью системы за счет условий реализации проекта элементов, в связи с чем представляется целесообразным рассмотреть основные математические модели функционирования элементов экономических проектов.
А. Надежность элементов – механических систем и оперантов фискальной политики.
Практически во всех сложных экономических проектах, особенно в связанных с производством, хранением, транспортировкой и использованием каких-либо механических устройств, технологического оборудования, транспортных средств и т.д., надежность таких "механизмов" является важным фактором обеспечения надежности реализации проекта в целом.
Очевидно, что, проект по получению прибыли за счет организации франчайзингового производства и сбыта запасных штампованных частей для легковых автомобилей, может оказаться весьма и весьма ненадежным, если будет ориентирован на использование устаревшего, исчерпавшего свой ресурс прессового оборудования, или если невозможно дать гарантии своевременной доставки деталей дилерам в силу постоянных поломок подвозящего транспорта - франчайзер просто разорвет договор.
В настоящее время для описания различных моделей отказов механических элементов применяют, в основном, два вида распределения наработки на отказ элементов - нормальное (усеченное) и Вейбулла-Гнеденко.
Применение нормального закона, обусловлено тем, что для однородных материалов временное сопротивление, предел текучести и предел выносливости которых имеют нормальное распределение, он дает удовлетворительные результаты при описании распределения наработки на отказ элементов вследствие износа и старения, а также вследствие нарушений условий прочности элементов.
Б. Надежность элементов - электронных и банковских систем.
Уже к началу 60-х годов основоположниками теории надежности электро-, радиоаппаратуры и автоматизированных систем управления (АСУ) были получены важнейшие выводы о том, что надежность элементов электроавтоматики не зависит от старения элементов, износа и других явлений, поддающихся аналитическому описанию во времени. Нарушения нормального функционирования (отказы) таких элементов носят внезапный, случайный характер, а интенсивность их появления (К) - постоянная величина.
Это означает, что распределение времени между нарушениями нормального функционирования элементов может с достаточной точностью быть описано экспоненциальным законом с плотностью вероятности:
f (t) = X exp (- Xt)
При этом интенсивность нарушений нормального функционирования X имеет смысл величины, обратной среднему времени между отказами (для элементов, нормальное функционирование которых может быть восстановлено после возникновения нарушения) или среднему времени наработки до отказа (для элементов, восстановление нормального функционирования которых невозможно).
Вероятность нормального функционирования при экспоненциальном распределении определяется по формуле:
Р (t) = exp (- Xt)
Таким образом, надежность элементов - электронных систем -однозначно определяется всего одним их параметром - так называемыми X -характеристиками, сведения о которых, полученные на основании обработки статических данных, содержатся в специальных справочниках. Однако непосредственное применение справочных материалов может привести к значительным погрешностям, так как приводимые в справочниках X-характеристики отражают надежность элементной базы на момент формирования банка данных и не учитывают объективный рост надежности элементов вследствие совершенствования технологий.
Вероятность нормального функционирования элементов электроники совершенно определенным образом зависит от времени.
Это позволяет провести аналогии между надежностной природой функционирования элементов электроники и банковских институтов и операторов.
Действительно, как показывает многовековая практика функционирования сотен и тысяч крупных, средних и малых банков и других кредитных учреждений, все банки рано или поздно прекращают свое существование, по крайней мере, в том качестве, в котором они пребывали до того. Причем ликвидация банка или его явная или неявная реорганизация всегда сопровождается нанесением какого-либо ущерба клиентам или вкладчикам, в том числе, например, в результате задержек платежей по контрактам, что может привести к срыву проектов. Такие процессы происходят постоянно, им подвержены все банки. Мелкий банк может не выдержать даже самых незначительных и непродолжительных колебаний фондового рынка, которые происходят так часто, что можно говорить о них, как о нормальных внешних условиях. Крупный банк, наоборот, может выдержать самые суровые кризисы финансовой системы, но затем превратиться во второстепенный банк в результате смены владельца. Разница заключается лишь в том, что интенсивность нарушений нормального функционирования - X-характеристика - у мощного крупного банка значительно ниже, чем у мелкого кредитного учреждения, а, следовательно, и время его нормального функционирования значительно выше.
Однако при том, что постоянная интенсивность нарушений нормального функционирования характерна для многих элементов - систем электроники, охранной сигнализации, компьютерной техники, банковских операций, людей, принимающих участие в реализации проектов в качестве операторов, тем не менее, как было показано выше, существует достаточно широкий класс элементов, интенсивность нарушений нормального функционирования которых не является постоянной.
Таким образом, мы убедились в том, что непосредственное применение
описанных выше методов распределения 
требований
по надежности при управлении рисками экономических проектов невозможно.
Именно это обстоятельство явилось толчком к разработке автором метода асимптотико-статистического моделирования, который позволил бы с достаточной точностью прогнозировать уровень риска проектов и принимать решения о конкретных способах управления надежностью экономического проекта в условиях ограниченной статистической информации.
Литература.
1. Бобрышев А.М. Надежность в экономических решениях: показатели и методы измерения / Под ред. П.П. Долгова. - С.-Пб: Институт социально-экономических проблем, 1997.
2. Владимирова Т.А., Дементьев А.П., Соколов В.Г. Экономическая надежность в управлении оборотным капиталом предприятий железнодорожного транспорта (научное издание – монография). - Новосибирск: Изд-во СГАПС, 1996.
3. Гнеденко Б.В. и др. Математические методы в теории надежности. - М.: Наука, 1965.
4. Губинский И.А. Надежность и качество функционирования эргатических систем / И.А. Губинский. - Л.: Наука. Ленингр. отделение, 1982.
5. Двас Г.В. Методические основы применения методов теории надежности для управления рисками при осуществлении экономических проектов. - С.-Пб: Вести, 1998.
6. Двас Г.В. Основы управления надежностью функционирования территориальных социально-экономических систем. - С.-Пб.:ТОО ТК «Петрополис», 1999.
7. Егоров В.Н. Экономические проблемы надежности производственных систем. Дисс. экон. наук, 1990.
8. Заренин Ю.Г. и др. Надежность и эффективность АСУ. – Киев: Техника, 1975.
9. Кузьмин Ф.И. Задачи и методы оптимизации показателей надежности. - М.: Советское радио, 1972.
10. Надежность и эффективность в технике. Справочник в 10 томах. – М.: Машиностроение, 1990.
11. Решетов Д.Н. и др. Надежность машин. – М.: Высшая школа, 1988.
12. Хазов Б.Ф., Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования. - М.: Машиностроение, 1986.
13. Рубаева О.Д. Управление эффективностью и надежностью работы агропредприятий (научное издание – монография). – Челябинск: Челябинский гос. агроинженерный университет, 1996.
14. Рябинин И.А. Логико-вероятностные методы исследования надежности структурно сложных систем / И.А. Рябинин, Г.Н. Черкесов. - М.: Радио и связь, 1981. - 303 с.
15. Стрельников В.П; Новые инженерные методы априорной оценки надежности / В.П. Стрельников. - Киев: Изд-во о-ва "Знание", 1986. - 293 с.
16. Травин М. Управление надежностью производственных систем в условиях рисков (научное издание – монография). - Потсдам – Кострома, 2003. – 220 с.
Поступила в редакцию 29.01.2008 г.