Экономические аспекты морального устаревания техники Экономическая интерпретация понятия «моральное устаревание» - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Экономические аспекты морального устаревания техники Экономическая интерпретация - страница №1/1



Клочков В.В.1), Шкадова А.А.1), Ждановский А.В.2)

1) Московский физико-технический институт (государственный университет)

2) Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова

экономические аспекты морального устаревания техники

Экономическая интерпретация понятия «моральное устаревание»

Жизненный цикл изделий (ЖЦИ) многих подотраслей машиностроения – авиастроения, судостроения, энергетического машиностроения, и т.д. – обладает следующими особенностями. Во-первых, изделия этих отраслей являются весьма долговечными, и на протяжении срока их службы могут происходить существенные изменения системы цен (на материалы, энергоносители, и прочие ресурсы), а также могут появляться новые технологии, позволяющие существенно улучшить технико-экономические характеристики вновь выпускаемых изделий. Во-вторых, существенная, а нередко – подавляющая доля стоимости жизненного цикла (СЖЦ) продукции машиностроения приходится на этап эксплуатации. Поэтому одной из самых актуальных задач разработчиков долговечной техники является повышение ее эксплуатационной экономичности.

По мере совершенствования техники, ее технико-экономические характеристики улучшаются. Но в какой момент количество переходит в качество, и можно говорить о создании нового поколения изделий (соответственно, о моральном устаревании ранее выпущенных изделий)? Само по себе внедрение новых материалов, конструктивных и технологических решений не является самоцелью и не может служить объективным критерием выделения поколений техники. В работе [1] был предложен следующий критерий достижения качественного превосходства нового типа изделий над старым. Новый тип изделий можно относить к качественно новому поколению, если в момент его появления на рынке эксплуатирующим организациям выгодно вывести из эксплуатации старые изделия, даже если их ресурс не выработан до конца. Именно такой, «прорывный» уровень превосходства новой техники над ранее выпущенными изделиями стимулирует ускоренное обновление парка машин и позволяет радикально повысить спрос на продукцию машиностроения. Наличие данного критерия позволяет формировать экономически обоснованные требования к целевому уровню характеристик перспективных изделий, более корректно определять приоритетные направления НИОКР.

В данной работе (как и в статье [1]) в качестве примера рассматривается рынок среднемагистральных пассажирских самолетов. Тем не менее, изложенные ниже подходы и качественные выводы могут быть актуальными и для некоторых других подотраслей машиностроения. Критерием экономической эффективности пассажирских самолетов можно считать эксплуатационные затраты в расчете на летный час самолета или на пассажиро-километр [2]. Стоимость летного часа можно упрощенно представить следующим образом:



, (1)

где - средняя ставка амортизации в расчете на летный час, определяемая как отношение цены самолета к его назначенному ресурсу , выраженному в летных часах;



- текущие операционные затраты на летный час. Они складываются, прежде всего, из затрат на горюче-смазочные материалы (ГСМ), а также на техническое обслуживание и ремонт (ТОиР):

, (2)

где - средние затраты на ТОиР в расчете на летный час;



- удельный расход топлива, тонн на летный час;

gif" align=absmiddle width="36px" height="24px"> - цена тонны авиатоплива.

В работе [1] предполагалось, что авиакомпания может принять одно из двух альтернативных решений. Либо старое изделие эксплуатируется до полной выработки ресурса, и лишь затем заменяется изделием нового типа, либо оно списывается и заменяется немедленно при появлении на рынке нового поколения авиатехники. Списывая воздушное судно в момент появления на рынке нового типа изделий, авиакомпания несет дополнительные затраты. При наличии исправного воздушного судна, которое еще можно было эксплуатировать в течение летных часов, авиакомпания приобретает самолет нового типа, часовая ставка амортизации которого составляет . Таким образом, дополнительные затраты на приобретение “лишней” авиатехники за указанный период составят . В то же время, самолет нового типа, как правило, характеризуется более низким расходом топлива, а также большей периодичностью и меньшей трудоемкостью ТОиР. Поэтому, если бы эксплуатация старого воздушного судна продолжалась до полной выработки ресурса, потери вследствие более высокого уровня операционных затрат составили бы , где , - операционные затраты самолетов, соответственно, старого и нового типов. Следовательно, для принятия решения о списании старой авиатехники либо о продолжении ее эксплуатации до полного исчерпания ресурса необходимо соотнести величины затрат и потерь в обоих случаях. Если выполняется неравенство



,

старое воздушное судно целесообразно списать, несмотря на неполную выработку ресурса, сразу после появления возможности приобрести авиатехнику нового типа. Полученное неравенство означает, что часовая ставка амортизации изделий нового типа ниже разницы операционных затрат:



.

Иначе говоря, полная стоимость летного часа нового типа изделий (включающая амортизацию) должна быть ниже операционных затрат изделий старого поколения:



. (3)

Рассмотрим пример применения предложенного критерия. В настоящее время основу парка многих российских авиакомпаний составляют среднемагистральные пассажирские самолеты Ту-154М. В качестве альтернативы могут рассматриваться, например, самолеты А-320 производства компании Airbus Industry (ЕС). В табл. 1 приведены технико-экономические параметры указанных типов самолетов. Стоимость нормо-часа ТОиР принята равной 100 долларов; цена тонны авиатоплива – 600 долларов. Поскольку эти типы воздушных судов обладают практически одинаковыми пассажировместимостью и крейсерской скоростью, их часовая производительность идентична. Поэтому в качестве критерия экономической эффективности при сравнении этих изделий можно использовать как стоимость пассажиро-километра, так и стоимость летного часа.



Таблица 1

Сравнение технико-экономических характеристик среднемагистральных самолетов

Тип самолета

Ту-154М

А-320

Цена нового самолета, млн. долларов

-

54

Пассажировместимость, мест

166

164

Крейсерская скорость, км/ч

820

835

Часовая производительность, тысяч пкм/ч

136,1

136,9

Назначенный ресурс самолета, летных часов

45000

60000

Часовая ставка амортизации, долларов на летный час

-

900

Средняя трудоемкость ТОиР, человеко-часов на летный час

7

2

Средние затраты на ТОиР, долларов на летный час

700

200

Удельный расход топлива1, тонн на летный час

4,6

2,7

Средние затраты на ГСМ, долларов на летный час

2760

1620

Операционные затраты, долларов на летный час

3460

1820

Суммарные эксплуатационные затраты, долларов на летный час

3460

2720

По состоянию на начало 2008 г. цена авиатоплива в ряде аэропортов России превысила 1000 долларов за тонну, см., например, [3] и рис. 1.





Рис. 1. Средняя цена авиатоплива в аэропортах России и Западной Европы в 2000-е гг.1

В то же время, пользуясь формулами (1, 2) и данными табл. 1, можно определить, что уже при цене авиатоплива, равной 220 долларов за тонну, операционные затраты Ту-154М превысят стоимость летного часа А-320. Таким образом, согласно критерию, предложенному в работе [1], российские авиакомпании действительно заинтересованы в ускоренном списании авиатехники советского производства (даже при наличии значительного остатка ресурса) и ее замене на импортные самолеты. И хотя уже в 2007 г. воздушные суда зарубежного производства обеспечивали около 35% пассажирооборота гражданской авиации РФ, см. [4], к началу 2008 г. еще не произошло тотального вывода советской авиатехники из эксплуатации. Это может объясняться следующими факторами, не учтенными в предлагаемых упрощенных моделях:



  • ввод в эксплуатацию нового типа воздушных судов, тем более, зарубежного производства, может потребовать от авиакомпании значительных единовременных затрат (на переподготовку персонала, на лицензирование и сертификацию, на приобретение оборудования, необходимого для эксплуатации, и т.п.);

  • знак неравенства (3) может меняться за счет импортных пошлин, существенно увеличивающих ставку амортизации зарубежной авиатехники1;

  • при наличии массового спроса на более эффективные воздушные суда может возникать их дефицит, затрудняющий обновление парка. Ведущие мировые производители авиатехники загружены заказами на несколько лет вперед. При этом они не заинтересованы существенно наращивать выпуск и мощности, поскольку, если спрос на новые изделия будет быстро насыщен, период пиковой загрузки мощностей сменится периодом стагнации, угрожающей разрушением потенциала предприятий. В свою очередь, дефицит новой авиатехники ограничивает и предложение воздушных судов на вторичном рынке.

Самолеты А-320, впервые представленные на рынке в 1988 г., и семейство Ту-154, разработанное в конце 1960-х гг.2, относятся, согласно общепринятой классификации, к двум разным поколениям реактивных гражданских самолетов. В данном случае поколения авиатехники качественно отличаются, согласно предлагаемому критерию, и с экономической точки зрения. Однако примеры достижения качественного превосходства новых типов изделий над старыми в прошлом еще не гарантируют, что такие возможности сохранятся и в будущем. Формирование перспективной стратегии развития авиастроения требует обоснованного прогноза морального устаревания гражданской авиатехники в будущем.

Как правило, динамику развития технологий можно описать так называемой S-образной кривой, см. рис. 2. На начальном этапе развития новой технологии, ее эффективность невелика (нередко даже по сравнению с существующими технологиями), и повышается медленно. Затем, по мере накопления знаний и опыта, начинается бурное развитие данной технологии, в ходе которого ее эффективность радикально возрастает. И, наконец, эффективность технологии приближается к пределам, обусловленным законами природы. При этом повышение эффективности требует все больших затрат.





Рис. 2. Характерная динамика развития новых технологий1

Большинство традиционных технологий в области гражданского авиастроения в настоящее время близки к исчерпанию пределов своего совершенствования, что подтверждается данными о динамике основных показателей технико-экономического совершенства гражданских самолетов и авиадвигателей в период с 1960-х по 2000-е гг. На рис. 3 и 4 представлены значения удельного расхода топлива и амортизационных затрат (в расчете на пассажиро-километр) среднемагистральных пассажирских самолетов семейства Boeing-737 (США), разработанных на протяжении нескольких последних десятилетий. Несмотря на общее наименование, в это семейство входят, фактически, изделия трех поколений. Наиболее раннее, введенное в эксплуатацию в начале 1970-х гг., представлено модификацией Boeing-737-200 Advanced. Следующее поколение (737 Classic), представленное модификациями 737-300, -400 и -500, появилось на мировом рынке в середине-конце 1980-х гг. И, наконец, наиболее современное поколение (737 Next Generation), включающее в себя модификации 737-700, -800 и -900, предлагается заказчикам с конца 1990-х гг.





Рис. 3. Динамика изменения удельного расхода топлива самолетов семейства Boeing-737

Поскольку амортизационные затраты рассчитываются на основе цены изделия, при сопоставлении современных модификаций с наиболее ранними возникает следующая проблема. Естественно, изделия ранних модификаций уже не выпускаются, поэтому их нынешние цены не поддаются непосредственному наблюдению. Восстановить необходимую для расчетов информацию принципиально возможно двумя способами. Во-первых, можно попытаться привести цены старых изделий, существовавшие в период их продажи, к сегодняшнему уровню цен, пользуясь индексами цен на продукцию машиностроения. Во-вторых, если изделия старых поколений еще эксплуатируются, можно взять за основу лизинговые ставки. Именно такой способ применялся для восстановления значений амортизационных отчислений на летный час и пассажиро-километр для самолетов Boeing-737-200 Advanced и Boeing-737 Classic (см. рис. 4).





Рис. 4. Динамика изменения ставки амортизационных затрат самолетов семейства Boeing-737

Как видно из этих рисунков, сокращение удельного расхода топлива на протяжении указанного периода происходило, но все более медленно. При этом повышение топливной экономичности сопровождалось прогрессирующим удорожанием самих изделий. Следовательно, сложившаяся ситуация в сфере совершенствования гражданской авиатехники соответствует верхнему участку S-образной кривой.


Влияние роста цен ресурсов и научно-технического прогресса на процессы морального устаревания техники

Как показано выше, на данном этапе достижение существенного улучшения технико-экономических характеристик новых изделий все менее вероятно (как в гражданском авиастроении, так и в ряде других отраслей). На этом основании в работе [1] сделан пессимистический вывод о том, что в обозримом будущем создание принципиально новых поколений авиатехники (т.е. «прорывных» изделий, удовлетворяющих условию (3)) практически невозможно, и авиакомпании будут стремиться эксплуатировать имеющуюся у них технику до полной выработки ресурса, лишь после этого приобретая новые, более экономичные изделия. Единственным побудительным мотивом для досрочного вывода изделий из эксплуатации при этом может быть лишь ужесточение различных экологических стандартов, норм безопасности полета, требований пассажиров к уровню комфорта, и т.п. Тем не менее, в условиях постоянного роста цен ресурсов, используемых при эксплуатации машин – прежде всего, энергоносителей (что показано на рис. 1) – условие добровольного досрочного списания изделий прежних поколений может выполняться даже при относительно небольшом сокращении расхода топлива. Следовательно, принципиальная возможность создания «прорывных» изделий сохраняется, несмотря на замедление темпов совершенствования изделий и их удорожание. Рост цен энергоносителей является (наряду с ужесточением экологических стандартов, норм безопасности и требований к комфорту) одной из главных движущих сил процессов смены поколений гражданской авиатехники. Его влияние на развитие авиационной промышленности противоречиво. С одной стороны, рост цены авиатоплива вызывает рост эксплуатационных затрат авиакомпаний и тарифов, что негативно сказывается на объеме авиаперевозок и потребной численности парка воздушных судов. Но, с другой стороны, при более высокой цене топлива даже небольшое превосходство новых изделий может стать «прорывным», что вызовет ускоренное списание старой авиатехники и массовый спрос на новую.

В качестве примера, как и ранее, рассмотрим рынок пассажирских самолетов. Предположим, что цена авиатоплива растет со временем по закону , а параметры новых изделий, предлагаемых на рынке в году , принимают следующие значения: средний удельный расход топлива - , затраты на ТОиР - , амортизационные расходы на летный час - . Тогда в году операционные затраты (в расчете на летный час) изделий, выпущенных в году , определяются следующей формулой:

. (4)

Полные эксплуатационные затраты (в расчете на летный час) новых изделий, выпускаемых в году , определяются следующей формулой:



. (5)

Сопоставляя эти величины, эксплуатирующая организация, согласно данной модели, принимает решение о продолжении эксплуатации изделий, выпущенных в году , или об их немедленной замене на новые изделия. Если одновременно выполняются следующие неравенства:



(6, 7)

самолеты, выпущенные в году , становятся морально устаревшими в году , и даже если их ресурс не выработан до конца, авиакомпании будут стремиться заменить их на новые. Таким образом, срок морального устаревания самолетов, выпущенных в году , составит . В то же время, эксплуатация авиатехники должна быть обязательно прекращена в момент полной выработки ресурса. Обозначим среднегодовой налет на одно воздушное судно , летных часов в год. Если интенсивность эксплуатации воздушных судов в течение периода моделирования существенно не меняется, ресурс будет полностью выработан через лет, где – назначенный ресурс, и самолет будет списан. Таким образом, фактический срок службы определяется по следующему правилу:



. (8)

Если условия (6, 7) выполняются длительное время, может возникать режим цепной смены поколений, когда существующие изделия досрочно списываются и заменяются новыми, более экономичными, которые, в свою очередь, также будут досрочно списаны спустя несколько лет при появлении еще более экономичных изделий, и т.д. Поскольку при цепной смене поколений новые изделия, приобретенные для замены морально устаревших, сами, в свою очередь, морально устаревают спустя несколько лет и выводятся из эксплуатации до полной выработки ресурса, их фактический срок службы ниже ожидаемого в момент покупки. Не влияет ли это на корректность принимаемого решения о покупке изделий нового поколения? Ведь их приобретение и немедленный вывод из эксплуатации старых изделий целесообразны лишь при условии (3):



,

но ресурс новых изделий не будет выработан полностью. На рис. 5 наглядно показано, что возможность досрочного списания изделий нового поколения не снижает заинтересованности авиакомпаний в их покупке при выполнении условий (6, 7).





Рис. 5. Динамика эксплуатационных затрат при цепной смене поколений изделий

Когда -е поколение изделий списывалось досрочно и заменялось на -е, суммарные затраты на эксплуатацию изделий -го поколения были ниже, чем операционные затраты при продолжении эксплуатации изделий -го поколения:



,

где - момент выхода на рынки изделий -го поколения. В то же время, -е поколение изделий будет списано досрочно, если суммарные затраты на эксплуатацию очередного -го поколения будут ниже, чем операционные затраты при продолжении эксплуатации изделий -го поколения:



,

где - момент выхода на рынки изделий -го поколения. Однако в период с момента до эксплуатация изделий -го поколения была наиболее предпочтительной альтернативой, поскольку , при . Таким образом, даже перспектива неполной выработки ресурса изделий -го поколения не снижает заинтересованности в их приобретении, когда эти изделия появляются на рынке.

Для иллюстрации применения предлагаемого инструментария рассмотрим процесс морального устаревания среднемагистральных пассажирских самолетов семейства Boeing-737. В 1971 г. на рынке была представлена модификация 737-200 Advanced, в 1985 г. – модификация 737-300 Classic, а в 1998 г. – модификация 737-600 Next Generation (перечисленные модификации сопоставимы по пассажировместимости). Значения удельного расхода топлива на час крейсерского полета примем равными, соответственно, 3,3 т/л.ч., 2,6 т/л.ч. и 2,3 т/л.ч. Пусть часовые ставки амортизации двух последних модификаций составляют, соответственно, 660 долл./л.ч. и 1000 долл./л.ч. Для упрощения расчетов пренебрежем сокращением трудоемкости и стоимости ТОиР при переходе к новым поколениям самолетов. Согласно формулам (4-7), самолеты модификации 737-200 Advanced будут выведены из эксплуатации по экономическим соображениям, когда цена авиатоплива превысит

.

Заметим, что цена авиатоплива как в России, так и за рубежом достигла этого уровня лишь сравнительно недавно (см. рис. 5).

Если назначенный ресурс самолетов Boeing-737 составляет (вне зависимости от модификации) около 50000 летных часов, а производство модификации 737-200 Advanced было прекращено в 1984 г., при среднегодовом налете на уровне 3000 л.ч./г. практически все самолеты данной модификации к началу 2000-х гг. уже должны быть списаны по причине выработки ресурса, что и наблюдается на самом деле. Тем не менее, немногие экземпляры модификации 737-200 Advanced, оставшиеся в ряде авиакомпаний мира (вероятно, по причине менее интенсивной эксплуатации) действительно были выведены из эксплуатации в последние годы, когда цена авиатоплива вплотную подошла к отметке 1000 долл./т.

Если производство самолетов Boeing-737 Classic прекратилось в 1998 г. (с началом выпуска модификаций Next Generation), последние выпущенные изделия поколения Classic выработают свой ресурс приблизительно к 2015 г. В то же время, согласно предлагаемому критерию, самолеты модификации 737-300 Classic могут быть выведены из эксплуатации и полностью заменены более современными изделиями 737-600 Next Generation по экономическим соображениям, когда цена авиатоплива превысит следующий уровень:



.

Если до 2015 г. цена авиатоплива не достигнет столь высокого уровня, самолеты Boeing 737 Classic будут выведены из эксплуатации по причине физического, а не морального старения.

Что касается ныне выпускаемых самолетов Boeing 737 Next Generation, их досрочное списание по экономическим соображениям возможно лишь при появлении принципиально новых изделий, обладающих существенно более низким удельным расходом топлива. На рис. 6 изображены верхние границы значений удельного расхода топлива самолетов нового типа, при которых выполняется условие (3). Рассмотрены следующие случаи: воздушные суда нового типа не подорожали по сравнению с Boeing 737 Next Generation; сокращение удельного расхода топлива повлекло за собой удорожание самолетов нового типа на 20%; 50%. Горизонтальная штриховая линия соответствует параметрам самолетов Boeing 737 Next Generation, которые и должны быть превзойдены изделиями нового типа.



Рис. 6. Максимальные значения удельного расхода топлива самолетов нового типа, при которых морально устареют самолеты Boeing 737 Next Generation

В обозримом будущем маловероятно достижение столь высокого уровня цены авиатоплива либо столь значительного сокращения удельного расхода топлива, как показано на рис. 6. Следовательно, и самолеты модификаций Next Generation, вероятнее всего, быстрее устареют физически, чем морально.

При каких условиях моральное старение техники будет опережать физическое, и изделия, не выработавшие до конца свой ресурс, будут списываться досрочно? Срок морального устаревания изделий будет сокращаться со временем, если амортизационные затраты новых изделий возрастают медленнее, чем сокращение операционных затрат при замене изделий на более экономичные . Как правило, указанное условие выполнимо на среднем участке S-образной кривой. На ее завершающем участке условия (6, 7) также могут выполняться, пока значение амортизационных затрат новых изделий не превысит сокращение затрат на ГСМ. Но при этом срок морального устаревания изделий возрастает, пока не превысит срок полной выработки ресурса.

Прогнозы сроков морального устаревания изделий необходимы для определения экономически обоснованного уровня ресурса. Как известно, во многих случаях повышение ресурса конструкций сопряжено с опережающим ростом их стоимости [5]. Возрастают как переменные затраты (поскольку приходится увеличивать размеры и вес изделий, применять более прочные и дорогие материалы), так и постоянные издержки (поскольку повышение ресурса требует значительного объема НИОКР, испытаний, и т.п.). Если перспективное изделие, вероятнее всего, морально устареет до полной выработки ресурса, можно избежать неоправданных затрат на его повышение. Напротив, если моральное устаревание изделий в обозримом будущем маловероятно, целесообразно увеличение их ресурса. В реальности вряд ли возможно получить точный прогноз сроков морального устаревания машин, поскольку многие факторы, использованные в модели (4-8), плохо поддаются прогнозированию. Развитие технологий идет неравномерно, а динамика цен энергоресурсов практически непредсказуема1. Поэтому расчеты по модели (4-8) необходимо проводить для различных сценариев изменения цен и развития технологий. Для снижения рисков, связанных с неопределенностью темпов морального устаревания, целесообразно закладывать в конструкцию перспективных изделий возможности глубокой модернизации, увеличивая их модернизационный потенциал.


Выводы

1. Предлагается считать изделие морально устаревшим с экономической точки зрения, если его целесообразно списать и заменить изделием нового типа, несмотря на наличие остатка ресурса. Показано, что для этого разница текущих эксплуатационных затрат старого и нового изделий должна превышать ставку амортизации нового изделия.



2. Несмотря на исчерпание возможностей совершенствования технологий, даже малое преимущество новых изделий перед изделиями, эксплуатируемыми в настоящее время, может стать «прорывным» в силу удорожания топлива. В условиях устойчивого роста цены энергоресурсов, может наблюдаться процесс цепной смены поколений техники, характеризующийся ускоренным списанием изделий при последовательном появлении на рынке все более экономичных аналогов.
Литература

  1. Клочков В.В., Гусманов Т.М. Проблемы прогнозирования спроса на перспективные гражданские самолеты российского производства // Проблемы прогнозирования, № 2, 2007, с. 16-31.

  2. Костромина Е.В. Экономика авиакомпании в условиях рынка / М.; НОУ ВКШ “Авиабизнес”, 2002 – 304с.

  3. www.tdtoap.ru

  4. www.mintrans.ru

  5. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций / М.: Машиностроение, 1984 - 312с.

1 Здесь и далее используются данные о расходе топлива на т.н. крейсерском, т.е. наиболее экономичном режиме полета. Поскольку, помимо крейсерского режима, каждый полет включает в себя участки взлета, набора высоты, снижения и посадки, маневрирования, и т.д., фактический расход топлива в реальности всегда выше.

1 Обобщающие данные о ценах авиатоплива подготовлены в Центральном институте авиационного моторостроения им. П.И. Баранова.

1 Впрочем, при нынешних ценах авиатоплива сдерживающее влияние импортных пошлин уже ослабло, в чем можно убедиться, пользуясь данными табл. 1, рис. 1 и формулами (1-3).

2 Последняя модификация Ту-154М была введена в эксплуатацию в 1985 г.

1 Разумеется, S-образные кривые являются лишь простейшей моделью процесса развития технологий. В реальности этот процесс является ступенчатым, а не непрерывным, как на рис. 1.

1 В данной работе предполагается, что цена авиатоплива со временем только возрастает. В случае открытия новых источников энергоресурсов, приводящего к их существенному удешевлению, более экономичные воздушные суда будут эксплуатироваться до полной выработки ресурса, поскольку их досрочное списание заведомо не приведет к снижению эксплуатационных затрат. Для их замены будут приобретаться более дешевые изделия с большим расходом топлива, обеспечивающие меньший уровень эксплуатационных затрат согласно уравнениям (1, 2).