Экономическая эффективность информационных технологий

Цель лекции заключается в изложении методики оценки эффективности внедрения PDM-технологий.

13.1. Методы оценки эффективности внедрения CALS-технологий

Чтобы сохранять и наращивать конкурентоспособность предприятия, требуется серьезная автоматизация планирования и управления, а также модернизация проектно-конструкторских и технологических бизнес-процессов на базе информационных технологий.

Информатизация бизнеса - процесс постоянного совершенствования не столько самих информационных систем, сколько управления в целом. Поэтому для оценки инвестиций в автоматизацию компании важно знать факторы успеха и факторы риска таких проектов, важно соотносить затраты на информационную систему и получаемые преимущества с точки зрения финансовой и организационной перспектив. Уровень таких знаний обеспечит эффективность вложений в информационные технологии.

Современное развитие интеграции производственных данных во всем мире проходит под эгидой CALS-технологий - новой концепции развития производственной и коммерческой информатики. В России в последнее время устоялась русскоязычная интерпретация термина CALS - информационная поддержка изделий (ИПИ). Ключевым компонентом ИПИ-тех-нологий являются PDM-технологии (Product Data Management - управление данными о продукции).

Для всех предприятий сегодня очевидна необходимость перехода на компьютерные технологии поддержки жизненного цикла изделий ( ЖЦИ ). Однако в настоящее время финансовое положение многих российских предприятий не позволяет применять комплексные решения компьютерного сопровождения этапов проектирования, исследования работоспособности, производства и эксплуатации своих изделий с помощью программного обеспечения ведущих мировых разработчиков CAD/CAE/CAM/ PDM-систем.

В этих условиях внедрение компьютерных технологий целесообразно начинать с решения локальных задач, предполагая их дальнейшее развитие, объединение, комплексирование. И в первую очередь нужно заниматься информатизацией таких задач, решение которых позволит получить в минимальные сроки максимальный экономический эффект.

По мнению отечественных специалистов, применение РDМ-систем приводит к существенной экономии и получению дополнительной прибыли, достигаемых за счет сокращения:

сроков вывода новой продукции на рынок (до 75 %);

затрат на проектирование сложной продукции (до 30 %);

доли брака и объема конструктивных изменений (до 70 %);

расходов на подготовку эксплуатационной и технической документации (до 30-40 %).

Роль PDM в решении комплексных задач автоматизации промышленного предприятия очень велика, поскольку именно на их базе выстраиваются более эффективные бизнес-процессы, обеспечивающие ЖЦИ на различных этапах - маркетинг, проектирование, производство, реализация, эксплуатация; при этом организуется значительно более эффективная работа персонала.

Одна из главных проблем при принятии решения о внедрении PDM-системы заключается в том, что ее внедрение требует значительных материальных затрат, а положительный эффект от ее применения не всегда очевиден. В связи с этим немаловажным является не только оценка результатов применения PDM-технологии на различных предприятиях, но и прогнозирование этих результатов для конкретного предприятия с учетом его специфики.

Существуют три основных варианта (уровня) реализации системы информационной поддержки ЖЦИ (СИП ЖЦИ ) на предприятиях: электронный архив технической документации предприятия, система электронного технического документооборота предприятия, система информационной поддержки ЖЦИ.

Внедрение PDM-системы, на базе которой строится СИП ЖЦИ, обычно продолжается несколько лет. Для типового предприятия (3-4 тыс. человек работающих) общая длительность работ по реализации СИП ЖЦИ составляет от 3 до 5 лет. Обычно эти работы делятся на 5-7 этапов. Как правило, используют два подхода к внедрению PDM-системы:

внедрение PDM-системы во всех подразделениях предприятия с последующим наращиванием ее функциональности;

полнофункциональное внедрение PDM-системы в отдельных подразделениях предприятия с последующим охватом других подразделений.

Рассмотрим второй способ внедрения PDM-системы. Согласно существующим методикам, в процессе создания СИП ЖЦИ на основе PDM-системы выделяют две фазы:

первая - предварительное обследование объекта автоматизации (процессов ЖЦ, реализуемых в данной производственной структуре) и разработка архитектуры интегрированной модели изделия и стратегии внедрения ИПИ-технологий;

вторая - последовательная автоматизация и интеграция отдельных процессов ЖЦИ.

На фазе предварительного обследования объекта автоматизации оценивают текущее состояние предприятия, определяют время, затрачиваемое на разработку документации и ее согласование. При разработке архитектуры интегрированной модели изделия и стратегии внедрения ИПИ-технологий оценивают также предполагаемые затраты на внедрение.

Вторая фаза состоит из последовательных частных проектов автоматизации отдельных этапов ЖЦИ на основе PDM-системы, обеспечивающей управление данными и процессами на этом этапе. При этом PDM-система интегрируется с прикладными системами (например, САПР, АСУП и др.), непосредственно реализующими функции этапа.

Самым первым этапом внедрения PDM-системы является пилотный проект. Например, для технологической подготовки производства пилотный проект реализует "полную" автоматизацию этого процесса: обеспечивает перевод в электронный вид всех документов процесса, осуществляет автоматизацию выполнения работ через подсистему управления процессами (workflow) и подготовку сотрудников для работы в этой системе.

По итогам пилотного проекта проводится оценка его результатов. Для этого сравнивается состояние до и после автоматизации (например, оцениваются время и затраты на разработку аналогичных процессов). На основании этой оценки делается прогноз о предполагаемых результатах дальнейшего внедрения системы.

Проекты, реализуемые на каждом последующем этапе, заканчиваются передачей их в промышленную эксплуатацию, и, если необходимо, выполняется также корректировка архитектуры и стратегии внедрения СИП ЖЦИ.

Методика оценки эффективности внедрения PDM-технологий должна иметь комплексный характер: помимо экономии традиционно выделяемых производственных ресурсов предприятия (сырье, энергия, труд и др.) необходимо оценивать влияние новой организации работы на такие показатели предприятия, как качество продукции, новые методы обслуживания клиентов, и, в конечном счете, конкурентоспособность и общая капитализация предприятия, что в комплексе достаточно трудно оценить единым количественным показателем. Следовательно, комплексный характер методики должен проявляться и при выборе показателей для оценки изменений. Поэтому предлагается комбинированное использование качественных и количественных показателей. Еще раз подчеркнем, что, рассчитывая эффект от внедрения PDM-системы, мы определяем эффективность внедрения не только самой системы PDM, но и новых принципов работы предприятия. Первое предполагает автоматизацию, что приводит к экономии ресурсов, а второе - организационную инновацию.

Для оценки экономической эффективности инвестиций в работы по реализации СИП ЖЦИ, как и прочих И Т, используются следующие группы методов.

Затратные методы:

оценка единовременных затрат на внедрение и закупку программно-аппаратных комплексов;

оценка совокупной стоимости владения информационными системами (Total Cost of Ownership, ТСО).

Стандартные экономические методы оценки эффекта:

оценка возврата инвестиций (Return on Investment, ROI);

NPV - чистая приведенная стоимость проекта;

отдача активов;

цена акционера. Рассмотрим кратко каждый из них.

Оценка единовременных затрат на внедрение и закупку программно-аппаратных комплексов.Этот метод может использоваться для минимизации затрат при заранее ожидаемых результатах. Несмотря на все усилия аналитиков, консультантов и специализированных изданий, большинство предпринимателей и управленцев в России до сих пор интересуется только этими затратами. Видимые расходы включают в себя следующие группы затрат:

капитальные затраты (на аппаратное и программное обеспечение);

расходы на управление ИПИ-технологиями;

расходы на техническую поддержку аппаратного и программного обеспечения (ПО);

расходы на разработку прикладного ПО внутренними силами;

командировочные расходы;

расходы на услуги связи;

другие группы расходов.

Показатель совокупной стоимости владения PDM-системой рассчитывается по формуле

$$ТСО = Пр + Кр_{1} + Кр_{2},$$

где $$Пр$$ - прямые расходы;

$$Kp_{1}$$ - косвенные расходы первой группы;

$$Кр_{2}$$ - косвенные расходы второй группы.

Методика $$ROI$$ рассчитывает коэффициент возврата инвестиций в инфраструктуру предприятия по формуле

$$ROI = \cfrac{Эф}{И} = \sum\limits_{i=1}^3{\cfrac{Эф_i}{ТСО}}$$

где $$ТСО$$ - показатель совокупной стоимости владения PDM-системой ;

$$Эф$$ - суммарный эффект от внедрения ИТ;

$$И$$ - инвестиции в ИТ.

Для определения показателя NPV необходимо спрогнозировать величину финансовых потоков за каждый год проекта, а затем привести их к общему знаменателю для возможности сравнения во времени

$$NPV = \sum\limits_{i=1}^{N}{\cfrac{CF_i}{1 + ri }} - I_0$$

где $$I_{0}$$ - первоначальные инвестиции;

$$CF_i$$ - чистый поток средств в год i;

$$i$$ - годовая ставка дисконта в год i ;

$$N$$ - период прогнозирования.

Отдача активов.Информационная система рассматривается как активы предприятия, которые должны приносить определенную отдачу. Эффективность использования капитала оценивается исходя из ставки альтернативной доходности (например, информационная система дает большую отдачу, чем вложения в высокодоходные акции).

$$К = \cfrac{С_{Д}^{ИТ}}{С_{Д}^{АЛЬТ}},$$

где $$K$$ - коэффициент превышения ставки доходности PDM-системы над ставкой альтернативной доходности;

$$С_{Д}^{ИТ}$$ - ставка доходности PDM-системы ;

$$С_{Д}^{АЛЬТ}$$ - ставка альтернативной доходности.

Цена акционера.Данный метод является перспективным для применения в промышленности. В недалеком будущем стоимость акций компаний и привлечение новых акционеров будут определяться квалифицированностью компании в вопросах электронного бизнеса и широкого использования всех И Т, предлагаемых рынком. Собственники компании будут оценивать инвестиции в ИПИ-технологии как вложения в повышение капитализации своих компаний.

$$Эф_{акц} = Эф / ( Q_{1}акц - Q_{0} акц ),$$

где $$Эф_{акц}$$ - эффективность инвестиций в PDM-системы на привлечение одного акционера;

$$Эф$$ - эффект от внедрения PDM-системы ;

$$Q_{0}^{акц}$$ - количество акционеров до внедрения PDM-системы ;

$$Q_{1}^{акц}$$ - количество акционеров после внедрения PDM-системы.

Основной методологический подход к оценке эффективности внедрения ИПИ-технологий заключается в статистической оценке результатов выполнения однородных процессов до и после внедрения системы или ее соответствующего этапа. При этом большое значение имеет выделение рассматриваемого процесса, учет его влияния на общие результаты предприятия, формирование однородной выборки исходных данных. Для каждого этапа жизненного цикла изделия ( ЖЦИ ) требуется определять свои показатели эффективности.

В качестве основных факторов эффективности автоматизации производственного процесса можно использовать:

длительность разработки и согласования (проектирования) ТП;

затраты на разработку и согласование (проектирование) технологических процессов;

повышение качества изделия.

В результате инвестиций в работы по реализации СИП ЖЦИ, как правило, получают ускорение введения изменений в конструкторскую и технологическую документацию и уменьшение количества ошибок при автоматизации операций преобразования структуры информации. Но оценить количественно такое качественное улучшение в зависимости от характеристик операций информационной интеграции не представляется возможным. Поэтому при исследовании влияния каких-либо характеристик на эффективность производственного процесса учитывают в основном их влияние на трудоемкость и длительность процесса, предполагая, что их дополнительное положительное влияние на качество продукции только увеличит эффект от внедрения этих ИТ и позволит получить большую эффективность автоматизации.

Сравнивая все вышеперечисленные показатели для бумажного и электронного документооборота, анализируют, каким образом они повлияют на эффективность производственного процесса предприятия в целом.

Чтобы оценить сокращение сроков на ТПП, сравнивают показатели бумажного документооборота (до начала автоматизации) с показателями уже внедренной PDM-системы. Для этого выбирают одинаковые промежутки времени сравнения, например год. Время ТПП оценивают как сумму времени разработки ТП и времени прохождения технологической документации по цепочке от утверждения до момента сдачи ее в архив. Это время - разность между датами начала разработки (фиксируется по моменту документации из КБ либо по началу работ в соответствии с планом-графиком) и окончания разработки (фиксируется по моменту поступления документации в архив).

После внедрения PDM-системы распределение финансовых потоков принимает новый вид. Сокращение затрат на разработку и согласование ТП объясняется ускорением разработки и согласования технологической документации, т. е. уменьшением количества рабочего времени цеховых технологов, а также всех сотрудников согласующих служб. За счет сокращения трудоемкости разработки межцеховых маршрутов и технологической документации возможно также сокращение штата цеховых технологов и технологов ОГТ.

Из-за значительного ускорения этапа ТПП сокращается время выхода изделия на рынок. За счет повышения качества производимой продукции (снижения процента бракованной продукции) происходит увеличение получаемой прибыли.

Оценка эффективности внедрения PDM-системы должна включать два этапа: прогнозирование результатов внедрения и оценку эффективности после внедрения PDM-системы. Предварительная оценка эффекта от планируемого внедрения PDM-системы (как и любой автоматизированной системы) является достаточно сложной инженерно-экономической задачей и требует учета многих факторов. После внедрения PDM-си-стемы оценка эффективности ее внедрения проводится путем сравнения показателей бумажного и электронного документооборотов.

13.2. Экономическая эффективность информационных систем

Различают эффективность создания САПР и эффективность ее функционирования. Тип производства САПР, как правило, единичный. Эффективность создания САПР рассматривают как создание новой техники, однако с учетом специфики САПР. САПР относится к тому типу современных организационно-технических систем, для которых характерно быстрое развитие методов и средств. Поэтому стратегия затрат должна учитывать, с одной стороны, революционный характер создания САПР, а с другой - эволюционный характер ее развития, предполагающий периодическое вложение средств в актуализацию систем и повышение ее изменяющейся во времени эффективности. При этом используют следующие критерии выбора средств системы:

максимум производительности при ограниченных затратах;

минимум затрат ( $$З$$ ) при ограниченной производительности (П);

максимум отношения $$П/З$$ ;

максимум разности экономии ( $$Э$$ ) и затрат ( $$З$$ ) и др.

При оценке эффективности создания функционирования САПР ТП применяются подходы, описанные выше. Вместе с тем, функционирование САПР ТП дает специфический косвенный экономический эффект

$$\Delta Э = \Delta Э_П+ \Delta Э_К ,$$

где $$\Delta Э_П$$ - прямой экономический эффект;

$$\Delta Э_К$$ - косвенный экономический эффект. Введем следующие понятия:

$$\Delta Эд =\sum\limits_{i=1}^{n}{(C_{l}M_{1} -С_{2}М_{2})}$$ - прямой экономический эффект от снижения трудоемкости процесса проектирования;

$$C_{1,} C_2$$ - стоимость обработки единицы информации до и после внедрения разработанной САПР ТП;

$$М_{1}, М_2$$ - объем годовой информации технологической задачи до и после внедрения разработанной САПР ТП;

$$n$$ - число взаимосвязанных задач;

$$\Delta Эк = Эр + \Delta Эпи + \Delta Э_ф$$ - косвенный экономический эффект, где $$\Delta Эp$$ - экономия материальных ресурсов;

$$\Delta Эпи$$ - экономия путем повышения производительности при изготовлении изделий;

$$\Delta Эф$$ - экономия в результате высвобождения элементов производительного фонда.

Коэффициент сравнительной эффективности определяют по формуле

$$Е_{п}= \cfrac{\Delta Э}{K_0},$$

где $$К_{о}$$ - единовременные затраты.

Срок окупаемости капитальных затрат (в годах)

$$T_{ок}=\cfrac{K_o}{\Delta Э_Г}$$

где $$\Delta Э_Г$$ - годовая экономия текущих затрат.

Внедрение информационных технологий сопряжено с капитальными вложениями как на приобретение техники, так и на разработку проектов, выполнение подготовительных работ и подготовку кадров. Поэтому внедрению должно предшествовать экономическое обоснование целесообразности внедрения информационных систем (ИС). Это означает, что должна быть исчислена эффективность применения автоматизированных информационных технологий (АИТ).

Под эффективностью автоматизированного преобразования информации понимают целесообразность применения средств вычислительной и организационной техники при формировании, передаче и обработке данных. Различают расчетную и фактическую эффективность. Первичную (расчетную) определяют на стадии проектирования автоматизации информационных работ, т. е. разработки технорабочего проекта; вторую (фактическую) - по результатам внедрения технорабочего проекта.

Обобщенным критерием экономической эффективности является минимум затрат живого и овеществленного труда.

При этом установлено, что чем больше участков управленческих работ автоматизировано, тем эффективнее используется техническое и программное обеспечение.

Экономический эффект от внедрения вычислительной и организационной техники подразделяют на прямой и косвенный.

Под прямой экономической эффективностью понимают экономию материально-трудовых ресурсов и денежных средств, полученную в результате сокращения численности управленческого персонала, фонда заработной платы, расхода основных и вспомогательных материалов вследствие автоматизации конкретных видов планово-учетных и аналитических работ.

Не исключено, что внедрение АИТ на первом этапе не приведет к уменьшению числа работников планово-учетных служб. В этом случае учитывают косвенную эффективность,проявляющуюся в конечных результатах хозяйственной деятельности предприятия. Ее локальными критериями могут быть: сокращение сроков составления сводок, повышение качества планово-учетных и аналитических работ, сокращение документооборота, повышение культуры и производительности труда и т. д. Основным же показателем является повышение качества управления,которое, как и при прямой экономической эффективности, ведет к экономии живого и овеществленного труда. Оба вида рассмотренной экономической эффективности взаимоувязаны.

Определяют экономическую эффективность с помощью трудовых и стоимостных показателей. Основным при расчетах является метод сопоставления данных базисного и отчетного периодов. В качестве базисного периода при переводе отдельных работ на автоматизацию принимают затраты на обработку информации до внедрения АИТ (при ручной обработке), а при совершенствовании действующей системы автоматизации экономических работ - затраты на обработку информации при достигнутом уровне автоматизации. При этом пользуются абсолютными и относительными показателями.

Например, на ручную обработку отдельных деталей РЭС следует затратить 100 чел./ч. (Г0), а при использовании АИТ - 5 чел./ч.).

Абсолютный показатель экономической эффективности $$T_{эк}$$ составляет

$$Т_{эк} = Т_{о}- Т_{1} = 100 - 5 = 95 чел./ч.$$

Относительный индекс производительности труда $$J_{ПТ}= 0,05$$.

Это значит, что для обработки деталей при автоматизации требуется по сравнению с ручной обработкой только 5% времени. Используя $$J_{ПТ}$$, можно определить относительный показатель экономии трудовых затрат. При обработке счетов-фактур в результате применения АИТ экономия составит 95%. Наряду с трудовыми показателями необходимо рассчитывать и показатели стоимостные. Следовательно, затраты на обработку информации в базисном и отчетном вариантах определяют в денежном выражении.

Абсолютный показатель стоимости

$$Сэк = С_{0} - С_{1}.$$

Индекс стоимости затрат

$$J _{ст\text{ } зат} = С_{1} / С_{0}.$$

Срок окупаемости затрат

$$Т_{ок} = (З_{0} + П_{0}) \cfrac{К эф}{ С_{0} - С_{1}},$$

где $$З_{0} $$ - затраты на техническое обеспечение; $$П_{0}$$ - затраты на программное обеспечение; $$Кэф$$ - коэффициент эффективности.

Контрольные вопросы

Как различают эффективность создания САПР и эффективность ее функционирования?

Какие критерии эффективности используют при выборе средств системы?

Как должна быть рассчитана эффективность применения автоматизированных информационных технологий (АИТ)?

Что понимают под эффективностью автоматизированного преобразования информации?

Что называют обобщенным критерием экономической эффективности?

Что входит в прямую экономическую эффективность?

Что составляет косвенную эффективность АИТ?

Что определяет стандарт для обмена данными о промышленных изделиях?

Кратко перечислите документы, содержащиеся в томах STEP.

Как рассчитывается экономическая эффективность информационных технологий?

Дайте характеристику стандартов управления качеством промышленной продукции.

Дайте характеристику стандартов, используемых в CALS-техно-логии.

Укажите основные свойства процесса проектирования информационных систем.

Перечислите основные особенности исходных данных для проектирования информационных систем.

Заключение

Человечество вступило в эру информатизации. В настоящее время на предприятиях, фирмах, в быту не рассматривается вопрос, внедрять или не внедрять информационные технологии; актуальной стала задача, какую ИТ и когда внедрять. Процветают фирмы и страны, которые уделяют информатизации первостепенное значение. Развитие ИТ происходит по экспоненциальному закону. Соответственно, расширяется предметная область новой науки итологии.

Информационная технология является основополагающим понятием, которое охватывает знания, методы и средства, обеспечивающие процессы сбора, хранения, обработки, восприятия, передачи и применения информации во всех ее возможных формах. ИТ применяются во всех сферах человеческой деятельности - образование, наука, производство, быт и т. д., с целью снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения эффективности бизнес-процессов. Реализуются ИТ обычно в виде автоматизированных информационных систем - САПР, АСУТП, КИС, АСНИ и т. п.

За последние 30-40 лет ИТ стремительно развивались и прошли путь от технологий решения частных математических и технических задач в вычислительных центрах общего пользования с ЭВМ первых поколений до корпоративных информационных систем и CALS-технологий, обеспечивающих информационную поддержку бизнес-процессов на всех этапах жизненного цикла продукта. В настоящее время используются тысячи различных информационных технологий, созданием и внедрением которых занимаются сотни фирм.

Современная И Т, рассматриваемая как сложная система, состоит из следующих элементов: человеческий компонент, математическое и алгоритмическое обеспечение, лингвистическое обеспечение, программное обеспечение, техническое обеспечение, информационное обеспечение, организационное и методическое обеспечение.

Эффективность внедряемых ИТ во многом зависит от спроектированной архитектуры информационной системы, в том числе от принципа действия и диапазона возможностей, конфигурации и взаимосвязей элементов, средств пользовательского интерфейса, возможностей программирования и т. д. Разрабатываемая архитектура должна учитывать быстрое развитие самих ИТ и технологий коммуникаций.

Для классификации ИТ применяются различные подходы и признаки. Достаточно широкое распространение получила классификация, использующая этапы жизненного цикла продукции. В этом смысле выделяют частные И Т, которые автоматизируют информационные процессы отдельных этапов, например, при маркетинге, планировании, проектировании продукта, управлении технологическими процессами и т. д., и интегрированные И Т, охватывающие все этапы ЖЦ, например, CALS-технология. Знакомство с ИТ различных классов необходимо для решения задач реинжиниринга бизнес-процессов.

Современные ИТ обладают свойствами целесообразности, целостности, взаимодействия с внешней средой и развития во времени. Применительно к проектированию и производству электронных средств эти свойства обеспечивают комплексность решения задач, интерактивный режим работы пользователей, реализацию возможностей имитационного моделирования, принятие обоснованного решения на каждом этапе жизненного цикла продукции и другие способы повышения эффективности бизнес-процессов.

В разрабатываемые ИТ закладываются общесистемные и другие принципы. Основными из них являются: включаемость, системное и информационное единство, открытость, комплексность, инвариантность, интеграция, модульность, развитие, стандартизация и безопасность.

К настоящему времени в основном разработана методология создания и развития информационных технологий. Важными компонентами методологии на уровне CALS-систем являются технологии анализа и реинжиниринга бизнес-процессов. Созданы частные методологии применительно к составным частям И Т. Например, при разработке программного обеспечения широко используется методология, в основе которой лежит концепция модульного программирования.

Внедрение ИТ на отечественных предприятиях должно производиться с учетом национальных особенностей и уровня подготовленности персонала. Большое значение для достижения успеха имеет тщательный анализ и описание бизнес-процессов. Полученные об ИТ сведения быстро устаревают, поэтому необходимо постоянно отслеживать информацию и принимать решения с учетом последних данных, например, в Internet.