Социально-экономические эффекты цифровизации промышленных предприятий

Введение

Считается, что к 2030 году половина роста мирового ВВП будет связана с цифровизацией: цифровые решения повысят эффективность существующих предприятий во всех аспектах деятельности. Процессы цифровизации находятся в фокусе внимания многих промышленных предприятий. Многие исследователи посвящают свои работы данным аспектам. Сегодня к основным направлениям цифровизации бизнеса можно отнести такие актуальные направления.

Во-первых, это - искусственный интеллект. Он позволяет системно учитывать все параметры происходящих одновременно бизнес-процессов. Так, чтобы создать качественный продукт, инженеру-конструктору нужно в режиме реального времени контролировать множество параметров. Этого не может сделать человек, но такие задачи успешно решает искусственный интеллект. Также обученная нейросеть успешно берет на себя рутинные задачи, требующие длительной концентрации внимания, например распознавание брака или сортировку продукции.

Во-вторых, - роботизация промышленных процессов. Это направление набирает все большие обороты, так как оно имеет под собой огромную экономическую эффективность. В долгосрочной перспективе роботы могут работать с более низкими затратами, и более высокой производительностью.

В-третьих - технология цифровых двойников. Важно понимать, что цифровой двойник предприятия — это совокупность моделей, описывающих физику и математику производственного процесса, а не только 3D-визуализация оборудования и продукции. Когда модель производственного процесса описана в формулах, ее можно совершенствовать, просто подставляя параметры эксплуатации. Это намного дешевле и быстрее, чем эксперименты в реальном мире.

Так, многие авторы (например, Захаров В. Я., Каминченко Д. И., Фролов В. Г., Хайруллина А. Р., и др.) рассматривают вопросы цифровизации применительно к процессам управления организацией [12;13;14;15].

Существуют авторы (Воронова Н.С., Яковлева Е.А., Шарич Э.Э., Яковлева Д.Д. и др.), которые вырабатывают поведенческие алгоритмы для фирм, действующих в условиях развития цифровых технологий [2;3;6].

Некоторые авторы, например, Илюшникова Е. К., Ризванова М. А., Хоровинникова Е. Г., адаптируют цифровые процессы к инструментам управления персоналом организации [7;11;16]

Также есть разработки (например, автор Лугерт Н. Е.), основывающиеся на математическом аппарате, и, показывающие функциональное влияние факторов цифровизации ан конечные цели компании [5;8;9;10].

Есть работы, посвященные обзорам цифровых продуктов и решений, адаптированных к проблемам бизнеса [4].

При этом методы и инструменты оценки экономических эффектов от внедрения цифровых технологий в экономике в литературе проработаны не в полной мере.

Цифровизация – это явление, которое, помимо тренда современного развития, характеризуется существенными социально-экономическим эффектами.

В общем виде эффекты делятся на прямые и косвенные.

Прямые состоят в увеличении финансового результата организаций, они влияют на не него непосредственно. Например, рост производительности труда, прибыли, выручки, рентабельности и т. п.

Косвенные выгоды на первый взгляд неочевидны, они вытекают из прямых, являются производными от них.

Цель данной работы заключается в анализе различных видов эффектов от внедрения цифровых технологий на современных предприятиях, и предложение способов и методов их расчета.

При написании работы использовались такие методологические подходы, как системный анализ, синтез, метод сравнительной аналогии. Для интерпретации полученных зависимостей использовался математический аппарат. Для сопоставления отрицательных и положительных эффектов, затрат и потерь использовался балансовый метод. Для расчета прогнозных показателей использовался метод наращения по сложным процентам.

Основная часть.

Итак, цифровизация кажется достаточно дорогой для промышленных компаний, но спустя годы окупится существенным эффектом. Можно это представить на довольно простом примере. Некоторые компании алюминиевой отрасли России в особо опасных производственных цехах установили роботов, которые выполняют работу вместо реальных работников. Эффект от такого рода мероприятий выражается не только в том, что возросла производительность труда и, в целом, объем выпуска.

В общем виде существует много выгод от внедрения цифровых технологий. Пример таких выгод, выявленных в компании Ростелеком, показан на рисунке.

Рисунок. Результаты цифровизации в компании Ростелеком. Составлено авторами по данным Росстата [20]

Далее для целей нашего исследования систематизируем и классифицируем виды выгод, которые возникают в результате внедрения цифровизации.

Экономия на расходах на персонал.

Любые автоматизированные робототехнические системы способны полностью заменить целый штат персонала. В итоге в текущем, операционном контексте мы получаем значительные выгоды, хотя с точки зрения инвестиционных вложений цифровые технологии сегодня проигрывают человеческим ресурсам.

Таблица 1. Сравнительный анализ издержек персонал при внедрении цифровых систем и использовании персонала

Таким образом, робототехнические системы проигрывают только в плане инвестиционных долгосрочных расходов, однако в плане текущих операционных расходов у них явные преимущества перед человеческими ресурсами. Таким образом, вложившись один раз работодатель обеспечивает себе долговременный эффект.

Количественно положительных эффектов по этому виду гораздо больше, нежели отрицательных. Конкретный итоговый эффект по данному сопоставлению, которое представлено в виде баланса роста и сокращения расходов, покажет конкретный результат проводимых мероприятий.

Экономия на менеджменте и управлении персоналом.

Для робототехнических систем не нужно управление персоналом в привычном понимании этого слова. Например, исчезает необходимость в нематериальной мотивации, как таковой. А, между тем в последние годы нематериальная мотивация приобрела небывалое значение в организациях. Достаточно вспомнить Хоторнский эксперимент и целый комплекс подходов в управлении, вытекающих из теорий мотивации [17].

Также возникает экономия на многих составляющих материальной мотивации. Речь идет о корпоративах, онбординге, мероприятиях, нацеленных на командообразование, эффективные коммуникации, сплочение коллектива и т. п.

Сокращение расходов происходит, прежде всего, потому, что сама необходимость в менеджменте и управлении персоналом отпадает, для машин она не нужна. Они нуждаются только в техническом обслуживании, что менее затратно, чем весь комплекс трудовых функций, связанный с управлением персонала. Последнее время расходы на управление персоналом постоянно разрастаются и существенно увеличивают общие затраты предприятий.

При автоматизации затраты на выполнение ряда функций менеджера или управленца исчезают. Вместо этого актуализируются расходы на инженерно-технический персонал.

Таблица 2. Положительные и отрицательные эффекты цифровизации на промышленном предприятии за счет сокращения функций менеджмента

Как видно из приведенной таблицы выгоды от цифровизации положительно сказываются на экономии менеджерских ресурсов.

Экономия на обеспечении условий труда персонала.

Необходимо сказать, что, благодаря таким мероприятиям, удается экономить на различных составляющих затрат, к которым можно отнести и расходы в сфере обеспечения безопасности и охраны труда. Представляется выделить прямые эффекты от экономии на мерах по охране труда, которые напрямую влияют на результат, и косвенные, которые на первый взгляд не видны, и их сложно измерить, они представляют собой «подводную часть айсберга», составляющего затраты предприятия. Так к прямым затратам, которые экономятся в результате внедрения робототехнических систем можно отнести:

- экономию на доплатах за работу во вредных условиях труда;

- экономию на средствах индивидуальной защиты;

- экономию на организационных и технических решениях на предприятии для улучшения условий труда;

- экономия на проведении специальной оценки условий труда (СОУТ) и оценке профессиональных рисков (ОПР);

- экономия на отчислениях в Социальный фонд России (отчисления на социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профзаболеваний, на дополнительное пенсионное страхование при выявлении вредных условий труда).

Кроме того, возникает ряд косвенных элементов экономии затрат. Например, существует дополнительный эффект от возможности непроведения организационно-технических мероприятий при наличии опасных условий труда на производстве. Известно, что сегодня в соответствии с Трудовым кодексом, если в организации по результатам специальной оценки условий труда будут выявлены опасные условия труа (4 класс риска), то работодатели должны будут остановить производство, перевести работников на безопасные условия работы с сохранением среднего заработка, а для участка с опасными условиями труда разработать комплекс мероприятий, который позволит понизить класс риска, и перевести организацию хотя бы в зону вредных условий труда. Однако при условии наличия на рабочих местах роботов, а не реальных работников, таких дополнительных затрат можно избежать.

Также работодателю при внедрении робототехнических систем не надо вести переговоры с профсоюзными организациями различных уровней по поводу условий труда работников, тратить на это временные и административные ресурсы, так как реальных работников на производственном участке не существует. Отпадает также необходимость обучения уполномоченных профсоюзных лидеров по охране труда.

Дополнительный эффект состоит в том, что не нужно обучать работников по целому блоку оснований. Так, можно не обучать работников по охране труда, которое сегодня для вредных производств и рабочих профессий должно быть трех видов. Сейчас такое обучение ведется в рамках Постановления Правительства № 2464 и проходит в только в специально аккредитованных Министерством труда учебных центрах [1]. Как было сказано, оно ведется по трем программам для различных категорий работников, но для рабочих, оказавшихся во вредных условиях труда придется обучиться по всем трем. Отпадает и необходимость обучения вопросам оказания первой медицинской помощи, которую обязаны проходить все работники рабочих профессий (в соответствии с тем же Постановлением № 2464). Также не надо обучаться использованию средств индивидуальной защиты, которое сегодня является обязательным для всех работников, которые ими пользуются в соответствии с Постановлением Правительства № 2464. И еще надо отметить, что в соответствии с тем же выше упомянутым Постановлением каждый работник, допускающийся к работе во вредных условиях труда, должен в обязательном порядке пройти стажировку на рабочем месте и по итогу пройти испытание. Надо ли говорить, что все перечисленные виды обязательных обучений требуют дополнительных, причем существенных, финансовых и других затрат от работодателя. И при этом есть еще отдельные виды обучения, не упомянутые выше, которые распространяются на отдельные виды деятельности. Это различные допуски к работе, например для электриков – сдача на уровень работ с оборудованием по электробезопасности и т. д.

При внедрении цифровизации отпадает необходимость проводить инструктажи по охране труда, так как для машин они не нужны. Сегодня проведение инструктажей также жестко регламентируется законодательством, и возлагает дополнительные серьезные функции на специалиста по охране труда. Сократив количество объектов проведения инструктажей – мы также облегчим производственные затраты предприятия.

Экономия также возникнет от проведения предварительных и периодических медицинских осмотров, а также психиатрических освидетельствований, которые осуществляются на платной для организации основе.

Еще одной статьей экономии выступит экономия на средствах индивидуальной защиты (СИЗ), а также средствах коллективной защиты (СКЗ).

Также в качестве косвенных эффектов можно отметить снижение затрат на расследование несчастных случаев на производстве. В качестве существенных потерь здесь выступает остановка производства на период таких расследований. Таким образом, внедрение цифровых систем повлечет существенную экономию, так как существуют издержки по расследованию несчастного случая, убытки от остановки производства на период расследования, а самое главное – это штрафы от Социального фонда России и получение надбавок к тарифам на социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профзаболеваний.

Сегодня работодатели понимают, что они должны обеспечивать безопасность своих работников и соответствовать большому количеству нормативов и требований. Причем законодательство в сфере охраны труда очень ужесточается и ложится тяжелым финансовым бременем на организацию. Тенденция Минтруда заключается в усилении контроля и ужесточении требований, прежде всего в сфере подготовки работников, работающих во вредных условиях труда.

И все эти виды экономии – это не единственный эффект от внедрения цифровых систем.

Цифровые технологии сами по себе создают условия для более безопасного труда. Это означает, что, даже, если работают реальные люди, то в условиях автоматизации и роботизации производственных процессов риски возникновения травм снижаются, что обусловлено тем, что контакты с опасной и агрессивной средой осуществляют механизмы.

Для эффективной работы персонала на новом робототезированном оборудовании необходимо обучение. С точки зрения эффективности оно не может проходить в учебных заведениях, и может осуществляться только на рабочих местах под задачи конкретного оборудования. Это, конечно, отяжелит затраты автоматизации, но такое производственное обучение - необходимый процесс цифровизации.

Таким образом, цифровизация инженерных систем предприятия может обеспечить значительную оптимизацию расходов и улучшить его финансовые показатели.

Схематично виды экономии, связанные с охраной и безопасностью труда при внедрении цифровых робототехнических систем представлены в таблице.

Таблица 3. Эффекты, связанные с улучшением условий труда в организации

Социальный эффект от улучшения условий труда связан с уменьшением травматизма, улучшением качества труда, увеличением удовлетворенности работников.

Рост производительности.

Известно, что роботехнические цифровые комплексы могут работать более производительно, нежели люди. Связано это со снижением трудоемкости выполнения тех или иных задач. Наглядно представить это можно наглядно при помощи баланса рабочего времени.

Ниже представлен типичный баланс планового эффективного фонда рабочего времени. Нетрудно увидеть, что любой работник вынужден отвлекаться от трудовых обязанностей по совершенно уважительным причинам, что приводит к тому, что он работает не полную рабочую смену, а по факту меньшее время. Это видно из представленного баланса рабочего времени. Тогда как робототехническая система при соответствующем техническом обслуживании может работать полный календарный фонд рабочего времени.

В приведенном расчете все данные отсутствия на работе берутся усредненно на одного работника. Также информация по выходным и праздничным дням взята из расчета производственного календаря на 2024 год [19].

Таблица 4. Баланс рабочего времени для типового промышленного предприятия

Авторами данного исследования были составлены балансы рабочего времени для пяти промышленных предприятий Сибирского Федерального округа. В результате получились данные того, что диапазон средней продолжительности рабочего дня варьировался от 7,28 часа до 7,8. В итоге средняя продолжительность рабочей смены при условии 8-ми часового рабочего времени составила 7,5 часа, что представляет собой 93,75% от расчетного рабочего времени. Потери составляют 6,25%.

Рассчитаем производительность труда посредством изменения времени затрачиваемого на труд. Примем за единицу объем производимой продукции. Тогда производительность труда составит в первом случае 1/8часов=0,125, во втором 1/7,5часов=0,133. Таким образом, производительность вырастет на 6,4%.

Рост производительности = ×100% = , (1)

Где Y₁ – базовый показатель;

Y₂ – измененный показатель.

Необходимо еще отметить, что на большинстве промышленных предприятий введено нормирование труда, которое представляет собой установление экономически обоснованных норм труда. Основной является норма времени. Она показывает сколько времени затрачивает работник на производство единицы продукции или одной услуги в нормальных организационно-технических условиях.

Состав и структура технически обоснованной нормы штучного времени выглядит следующим образом.

, (2)

где То - основное время;

Тв - вспомогательное время;

Вместе основное и вспомогательное время составляют оперативное время.

Ттех - время на техническое обслуживание рабочего места;

Торг - время организационного обслуживания рабочего места;

Вместе время на техническое и организационное обслуживание составляют время организационно-технического обслуживания.

Тотл - время на отдых и личные надобности;

Тпт - перерывы, обусловленные технологией и организацией производства;

Тпз - подготовительно - заключительное время.

При работе робототехнических систем структура нормы штучного времени будет выглядеть по-другому.

Например в ней исчезнет норма времени на отдых и личные надобности, так как машина в ней не нуждается. Не нужна будет норма подготовительно-заключительного времени, что связано с тем, что роботу не надо изучать задание, обсуждать его с руководителем и т. п. Робот выполняет программу, которую ему заложил человек. Организационно-техническое время, которое распадается на время организационного обслуживания и время технического обслуживания также не актуально. Организационное время предполагает затраты времени на уборку рабочего места, систематизацию материалов на рабочем столе компьютера и подобные затраты, которые не нужны непосредственно машине, подобные моменты включены в затраты машинного времени, которые заложит ему человек. Также у машины нет необходимости на техническое обслуживание рабочего места (время смазки, подналадки, мелкого ремонта, замены комплектующих и т. п.).

В машиностроении оперативное время включает основное и вспомогательное. В более простых производственных процессах учитывается оперативное время, как сумма основного и вспомогательного. Для робототехнических систем деление оперативного времени на основное и вспомогательное не нужно.

Таким образом в норму штучного времени робототехнических систем должно включаться оперативное время и время на перерывы, обусловленные технологией производства. Последний элемент обусловлен тем, что перерывы могут быть связаны с поломкой, отключением энергии и отсутствием резервного источника и другие непредвиденные случай (землетрясение, наводнение и прочие форс-мажоры).

В итоге формула выглядит следующим образом.

, (3)

В итоге мы сокращаем норму времени, и, тем самым, увеличиваем производительность труда.

Можно рассчитать усредненные величины сокращения нормы труда в процентном соотношении. По опыту авторов все исключенные затраты из формулы (2) составляют не менее 10% от ее общего размера.

Если обратиться к выше приведенному алгоритму для расчета эффекта и принять за основу единицу, то до внедрения цифровых систем мы производили 100% или единицу в долях. После внедрения затрачиваемое время на одну и ту де единицу производства сократилось на 10% и составило 90%. Тогда выпуск составит в долях: , то есть возрастет на 11%.

В практике нормирования труда известно, что прирост производительности при снижении трудоемкости происходит на величину по модулю большую, чем снижение трудоемкости. С организационной точки зрения это можно понять, если визуализировать процесс труда. Во время работы человек вынужден отвлекаться на отдых и личные надобности, изучение задания и т. п. Возвращение в трудовой процесс после всех этих отвлечений сопряжено с временим на врабатываемость, поэтому, даже, незначительные потери рабочего времени влекут за собой более значительный эффект от потери производительности труда. У машин всех описанных процессов нет, они могут использовать время на 100%, если только налажен процесс, и своевременно проведены оргтехнические мероприятия для обеспечения его бесперебойности.

Итоговые затраты на производство.

Рассмотрим, влияние цифровизации на составляющие затрат на производство продукции или услуги. Для анализа возьмем стандартные позиции затрат и укажем как повлияет цифровизация на их изменение.

Таблица 5. Динамика затрат на производство при внедрении цифровых технологий

Таблица 6. Расходы на услуги сторонних организаций

Таблица 7. Прочие затраты

Выше приведена основная классификация, предлагаемая авторами, которую на практике необходимо далее детализировать. Для расчета конкретных показателей по каждому пункту необходимо использовать данные первичной бухгалтерской отчетности, расчеты и обоснования начальных максимальных цен при планировании закупочных процедур (если на организацию распространяются требования контрактной системы), материалы инвестиционных программ и технико-экономических обоснований.

Рентабельность производства.

Ниже представлен анализ классических показателей рентабельности. Все предложенные мероприятия приведут к росту рентабельности производства и рентабельности персонала. Но при этом приведут к увеличению рентабельности инвестиций, так как цифровизация требует огромных затрат.

Рентабельность производства = Прибыль / Затраты, (4)

Рентабельность инвестиций = Прибыль / Инвестиции, (5)

Рентабельность персонала = Прибыль / Затраты на персонал, (6)

Говорить об эффективности внедрения цифровых систем можно, лишь в том случае, если в динамике будет происходить увеличение рентабельности производства. В долгосрочной перспективе суммарный эффект от внедрения цифровизации должен привести к росту именно этого показателя.

Эффект достигается за счет экономии затрат, которые должны быть формализованы, а, впоследствии, рассчитаны. Поэтому рассмотрим подробнее расчет экономии.

Расчет экономии от внедрения цифровизации.

Теперь рассмотрим механизм расчета экономии затрат при внедрении цифровых технологий. Такую экономию надо считать индивидуально по каждому источнику затрат в разрезе отдельных элементов. Мы здесь предложим общий подход для любого элемента затрат.

Итак, экономия любого ресурса осуществляется по двум направлениям:

1. Снижение количества потребляемого ресурса, что является наиболее очевидным эффектом.

2. Уменьшение цены ресурса. Такой эффект возможен, например в случае, когда нейросеть выберет ресурс с наименьшей ценой из всех возможных вариантов.

По первому направлению экономии рассчитываем эффект,

- экономия от снижения z-го ресурса в m-м расчетном периоде, учитываемая в i-м расчетном периоде.

, (7)

Где - объем выпуска соответствующего вида продукции (услуг);

- фактический (расчетный) объем выпуска соответствующего вида продукции (услуг) в m-м расчетном периоде после внедрения мероприятий по цифровизации;

V_m,z - объем потребления z-го ресурса;

- фактический (расчетный) объем потребления z-го ресурса после внедрения цифровых технологий;

- стоимость покупки единицы z-го ресурса в m-м расчетном периоде.

По второму направлению рассчитывается экономия в виде эффекта - - экономия от снижения расходов на приобретение z-го ресурса в m периоде прогнозного расчета.

, (8)

Где - стоимость покупки единицы z-го ресурса в m-м расчетном периоде;

- стоимость покупки единицы z-го ресурса в m-м расчетном периоде в условиях принятия оптимальных решений цифровой единицей;

- объем выпуска соответствующего вида продукции (услуг);

Итоговый эффект получается от сложения двух эффектов, первого и второго видов:

, (9)

Если мы хотим рассчитать эффект на последующие периоды, то необходимо прибегнуть к концепции наращения по методу сложных процентов. Предлагаем в расчетах использовать метод расчета аннуитетного платежа «постнумернадо», в этом случае эффект будет учитываться только в конце расчетного периода. Тогда в 1-м расчетном периоде после внедрения мероприятий по цифровизации, эффект экономии равен своей сумме .

Во 2-м расчетном периоде регулирования, эффект составит:

, (10)

Где ИПЦ – индекс потребительских цен, официально утвержденный в социально-экономическом прогнозе развития России [18].

Тогда в 3-м расчетном периоде эффект составит:

, (11)

Соответственно в 4-м расчетном периоде значение эффекта будет составлять:

, (12)

В n-м расчетном периоде в формализованном виде совокупный эффект составит:

, (13)

В итоге мы получаем расчет экономического эффекта от внедрения цифровых технологий.

При расчете мы исходили из двух видов эффектов, которые в работе обозначены, как и , которые были описаны выше. В реальности на предприятии может возникнуть только один из двух этих эффектов. Это зависит от структуры внедряемых технологий, их функционального предназначения.

Заключение.

Таким образом в результате внедрения цифровых технологий в современных организациях мы столкнулись с новой постановочной задачей – необходимость оценки эффективности и эффектов от внедряемых систем. Задача эта является объемной и глубокой и требует проработки и расчета по каждому виду эффектов.

В данной работе была проведена систематизация возможных эффектов и показаны источники их возникновения. Авторы выделили эффекты, которые возникают за счет снижения расходов на персонал, на обеспечение условий труда, на менеджмент и управление. Каждый эффект детализирован и представлен перечень элементов, влияющих на результат.

В работе визуализирован процесс снижения затрат времени через анализ баланса рабочего времени и нормы времени. Предложен подход, позволяющий это снижение нормы времени рассчитать. Снижение трудоемкости приводит к росту производительности на большую по модулю величину, что закладывает внутренние резервы роста экономических показателей в результате цифровизации.

Все эффекты возникают за счет экономии определенных ресурсов, для чего необходимы механизмы расчетов. Такие расчеты нужны для определения финансового-экономических планов развития организаций за счет прогнозирования объемных показателей деятельности.

Общий вывод таков, что цифровизация несет выгоды, которые выражаются, как в экономических, так и в социальных показателях. К экономическим относятся рост производительности, снижение затрат, и, как следствие, рост рентабельности производства. К социальным – снижение травматизма, улучшение условий и качества труда работников.