Methods for determining economically justified product life cycles

Введение

Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью интеграции устойчивых подходов в производственные процессы, а подходы к оценке жизненного цикла продукции позволяют охватить широкий спектр возможных воздействий продукции, экологических, социальных и экономических на протяжении всего ее жизненного пути.

В различных источниках проанализированных авторами представлены такие подходы к обоснованию жизненного цикла, например Система стандартов оценки жизненного цикла ИСО СТБ 14040 [1,2], ISO 14044, ISO 14047 и ISO 14048 Environmental management - Life cycle assessment - Requirements and guidelines (Экологический менеджмент - Оценка жизненного цикла - Требования и руководящие принципы) [3-6], авторы учебных изданий [7-9], и исследователи [10,11 (27,28)] трактуют обоснование жизненного цикла только со стороны экологических аспектов, авторы [12-19 и многие др.] рассматривают только аспекты оценки жизненного цикла компаний и организаций, авторы [20] приводят интересную оценку жизненного цикла сложных технических систем под которыми однако, понимают только железнодорожные участки высокоскоростного движения ОАО РЖД, также представлено [21, 22] обоснование жизненного цикла в строительстве, авторы [23] оценивают жизненный цикл информационных систем, авторы [24] рассматривают затратную часть жизненного цикла изделий только отрасли машиностроения, авторы [25-27] рассматривают жизненный цикл высокотехнологичных изделий.

Все перечисленные источники, в своих трудах преследуют свои цели, безусловно важные и вносящие существенный вклад в канву обобщенной оценки жизненного цикла, но достаточно узкопрофильные, и на основе проведенной аналитики, можно констатировать отсутствие универсальной методики оценки жизненного цикла.

Целью исследования является изучение охвата аспектов, отраженных в различных подходах к оценке жизненного цикла продукции, которые возможно использовать для разработки новой методики оценки экономической целесообразности срока службы изделий, имеющей универсальный характер применения для различных отраслей и сфер деятельности.

Новизна данного исследования заключена в единой концепции комплексной оценки продукции, за счет интеграции различных методов оценки жизненного цикла, таких как анализ жизненного цикла, LCA (Life Cycle Analysis), оценка социального жизненного цикла, SLCA (Social Life Cycle Assessment), оценка затрат на протяжении жизненного цикла, LCC (Life Cycle Costing), анализа затрат и выгод CBA (Cost-Benefit Analysis) и чистой приведенной стоимости NPV (Net Present Value), позволяющей сформировать стратегию для снижения затрат на продукцию и её воздействий.

В исследования использованы такие методы исследования как сравнительный и функциональный анализ нормативных источников и стандартов по оценке жизненного цикла, методов оценки различных аспектов жизненного цикла продукции, позволяющих выйти на оптимизацию использования ресурсов, снижение воздействия на окружающую среду и повышению экономической эффективности.

Оценка жизненного цикла продукции (ОЖЦП) является важным инструментом для принятия аргументированных решений в рамках развития современного динамично развивающегося производства. ОЖЦП помогает определить, достаточно важный в современном мире аспект – воздействие на окружающую среду, но что более интересно для целей представленного исследования влияние на общество и экономику в целом. Т.е. ОЖЦП позволяет существенно оптимизировать процессы производства продукции и её утилизации, снизить затраты, но что само интересное, учесть допущение авторов, что те аспекты, которые еще не задействованы в представленных в научном пространстве подходах, могут сыграть доминантную роль в оценке жизненного цикла изделий или продукции. В исследовании рассматриваются три ключевых метода ОЖЦ: экологический анализ жизненного цикла LCA, социальный жизненный цикл SLCA и экономический анализ жизненного цикла LCC. Совокупность перечисленных методов позволяет охватить более широкий пул аспектов, влияющих на эффективность и устойчивость продукции. А дополнение в качестве методов анализа затрат и выгод CBA и чистой приведенной стоимости NPV, позволяет оценить экономическую рентабельность на протяжении всего жизненного цикла продукции (ЖЦП).

Результаты исследования

Определение экономически обоснованного срока службы изделий является важной задачей для обеспечения эффективного использования ресурсов и снижения общих затрат на жизненный цикл продукции. Этот процесс включает оценку как технических характеристик изделия, так и экономических факторов, влияющих на его эксплуатацию и обслуживание [25-27].

Оценка жизненного цикла (ОЖЦ) является важным инструментом в управлении устойчивостью продукции. ГОСТ Р ИСО 14040—2022: «Оценка жизненного цикла — сбор информации, сопоставление и оценка входных потоков, выходных потоков, а также возможных воздействий на окружающую среду на всем протяжении ЖЦП» [28]. Однако, данную категорию можно рассматривать с различных аспектов и целей, приведем некоторые трактовки аспектов ОЖЦ продукции, услуги или процесса, ОЖЦ — Life Cycle Assessment, LCA [1-6].

Таблица 1. Анализ аспектов оценки жизненного цикла чего?

Все определения, приведенные в таблице, отражают универсальность и актуальность ОЖЦ, как механизма улучшения эффективности продуктов и процессов, а оценка является системной и охватывает все аспекты и этапы ЖЦП.

Границы оценки жизненного цикла. ОЖЦ зачастую довольно объемный и многовариантный процесс, однако общепринята и действует формальная трехступенчатая структура, с трактовкой итогов [34]: установка цели и масштаба, инвентаризация и анализ выбросов, и оценка их влияния (рис.1).

Источник: составлено авторами

Рисунок 1. Границы и структура оценки жизненного цикла продукции

Для обеспечения эффективности и нивелирования нормативной субъективности система ОЖЦ должна быть не предписывающей, а носить информационный и проектный характер, для использования при ограничениях и возможностях, проектировщиками и лицами, принимающими решения.

Рассмотрим различные методы оценки жизненного цикла (ОЖЦ):

1. Анализ жизненного цикла, LCA (Life Cycle Analysis) — метод подразумевает анализ экологических аспектов и потенциального воздействия продукции или процесса на окружающую среду на протяжении всего ЖЦП, что обычно называют анализом «от колыбели до могилы» [35,36]. LCA помогает понять, на каких этапах жизненного цикла происходят наибольшие экологические воздействия, что позволяет разработать стратегии для их минимизации [37]. LCA, осуществляет и качественный, и количественный анализ данных, и не имеет одной универсальной формулы, так как каждый отдельный случай может иметь свои специфические особенности. Однако, для оценки воздействия часто используется следующая формула (1) для расчета:

— количество входного или выходного потока i (например, выбросы CO₂);

— экологическое воздействие на единицу потока i (например, экологический коэффициент выбросов CO₂ на климат).

Последовательность расчета показателя LCA представлена в таблице 2:

Таблица 2. Основные этапы метода LCA для оценки жизненного цикла продукции

Рассмотрим на примере как рассчитывается показатель LCA, предположим, что производство 1 единицы продукции приводит к следующим выбросам: CO₂: 200 кг (экологический коэффициент = 1; CO₂ = 1 единица воздействия на изменение климата); SO₂: 10 кг (экологический коэффициент = 1; SO₂ = 0,5 единицы воздействия на кислотные дожди). Рассчитаем общее воздействие:

Полученный результата показывает, что основной вклад в воздействие на окружающую среду вносит выброс CO₂.

2. Оценка социального жизненного цикла, SLCA (Social Life Cycle Assessment) — метод используется для оценки социальных и социально-экономических последствий продукции или услуги на всех этапах их ЖЦП. Метод аналогичен экологическому LCA, но акцент на социальных аспектах, права человека, условия труда, вклад в экономическое развитие и воздействие на здоровье человека. SLCA не имеет универсальной формулы расчета, как в случае с экономическим или экологическим LCA, он опирается на качественный и количественный анализ данных, а также оценку значимости социальных аспектов. Формула для оценки воздействия SLCA может быть представлена как взвешенная сумма оценок по каждой категории:

— вес категории i;

— оценка воздействия в категории i;

— количество категорий.

Последовательность вычисления SLCA, представлена в таблице 3:

Таблица 3. Этапы метода SLCA для оценки жизненного цикла продукции

Рассмотрим на примере как рассчитывается показатель SLCA, предположим, что оценивается социальное воздействие продукта на три категории, каждой категории присваивается вес в зависимости от её значимости, условия труда — 40% (оценка — 4 из 5 возможных), влияние на здоровье — 30% (оценка — 3 из 5 возможных), права человека — 30% (оценка — 5 из 5 возможных), затем проводится анализ на основе собранных данных для следующих этапов ЖЦП добыча сырья, производство, использование и утилизация, и далее рассчитаем общее социальное воздействие по продукту:

Таким образом, расчет показал, что оценка социального воздействия продукта составляет 4 из 5 возможных, это довольно высокий показатель. Метод SLCA измеряет воздействие продукта или процесса на общество на протяжении всего ЖЦП [39]. Разница между SLCA и другими инструментами оценки социального воздействия заключается в объекте (продукт или услуга), и его диапазоне, это весь ЖЦП. В SLCA социальное содержание оцениваемых продуктов оказывает положительное или отрицательное воздействие на заинтересованные стороны напрямую. Влияние может быть связано с влиянием поведения организации, социально-экономического процесса и социального капитала, а также с учетом косвенного воздействия заинтересованных сторон [40].

3. Оценка затрат на протяжении жизненного цикла, LCC (Life Cycle Costing) — метод оценки, который учитывает все экономической затраты, связанные с продуктом или системой на протяжении всего их жизненного цикла. Формула 3 для оценки воздействия LCC охватывает начальные затраты, эксплуатационные расходы, техническое обслуживание и затраты на утилизацию, позволяя оценить полную стоимость владения продуктом или системой [41]:

— начальные затраты (инвестиции на приобретение, разработку, установку);

— эксплуатационные затраты в году t (затраты на потребление ресурсов, рабочую силу, энергию, материалы);

— затраты на техническое обслуживание в году t (расходы на поддержание работоспособности, регулярное обслуживание, ремонт);

— затраты на утилизацию (затраты на демонтаж, утилизацию или переработку);

— остаточная стоимость (возможная стоимость от продажи или переработки продукта в конце его жизненного цикла);

— ставка дисконтирования (учет изменения стоимости денег во времени);

— предполагаемый (ожидаемый) срок службы.

Рассмотрим на примере как рассчитывается показатель LCC, предположим, что изделие стоит 500 000 рублей, эксплуатационные затраты составляют 50 000 рублей в год, затраты на обслуживание — 10 000 рублей в первый год (увеличиваются на 10% ежегодно), ставка дисконтирования 5%, срок службы изделия — 5 лет с остаточной стоимостью 100 000 рублей, необходимо рассчитать полные затраты на ЖЦП с учетом всех факторов. Рассчитаем полные затраты на ЖЦП:

Шаг 1: расчет ежегодных затрат

Год 1: ; Год 2:

Год 3: ; Год 4:

Год 5:

Шаг 2: дисконтирование затрат

Теперь дисконтируем затраты по формуле (4) по ставке дисконтирования 5%:

Год 3: ; Год 4:

Год 5:

Шаг 3: дисконтирование остаточной стоимости

Шаг 4: расчет LCC

Теперь суммируем дисконтированные затраты и остаточную стоимость:

Таким образом, общие затраты на жизненный цикл изделия за 5 лет составляют 688 633 рублей. LCC позволяет выбрать наилучший вариант, минимизируя общие затраты в долгосрочной перспективе, а не только первоначальные инвестиции.

Совокупность вышеперечисленных методов анализ жизненного цикла LCA, оценка социального жизненного цикла SLCA и оценка затрат на протяжении жизненного цикла, LCC для выбора оптимального срока служб изделия, оценивает затраты на производство, эксплуатацию, техническое обслуживание и утилизацию продукции:

Ø сырьё: анализ влияния добычи и обработки сырья;

Ø процесс производства: оценка потребления энергии и выбросов;

Ø эксплуатация: исследование влияния потребления энергии и выбросов;

Ø утилизация: анализ воздействия процессов утилизации и переработки отходов продукции.

4. Метод чистой приведенной стоимости, NPV (Net Present Value) - основан на оценке будущих денежных потоков с учетом дисконтирования. Метод NPV [42], важный инструмент анализа, используемый для оценки экономической эффективности ЖЦП, позволяет учитывать все будущие денежные потоки, связанные с продукцией, и дисконтировать их к текущему моменту времени. Расчет NPV приводит все будующие доходы и расходы, связанные с изделием, к текущей стоимости с учетом ставки дисконтирования [43]. Основные этапы метода NPV представлены в таблице 4 и включают следующие:

Таблица 4. Основные этапы метода NPV для оценки жизненного цикла продукции

Формула 5 расчета NPV приведена ниже [44]:

𝑟 — ставка дисконтирования;

𝑡 — номер периода;

𝑛 — общее количество периодов.

Преимуществами метода NPV для ОЖЦ являются такие аспекты как: учёт временной стоимости денег; комплексный анализ: оцениваются все денежные потоки на протяжении всего ПЖЦ продукции, включая начальные инвестиции, операционные доходы и расходы, а также затраты на утилизацию; и простота интерпретации: положительное значение NPV указывает на то, что проект или продукт экономически эффективен, в то время как отрицательное значение указывает на убытки [45-47].

Рассмотрим возможности применения метода NPV для ОЖЦ продукции [48].

ü при разработке продукта, помогает оценить экономическую целесообразность создания нового продукта, с учетом всех будущих доходов и расходов;

ü для оптимизации производства позволяет выбрать наиболее экономически эффективный способ производства и эксплуатации продукта;

ü позволяет принимать эффективные управленческие решения для оптимального распределения ресурсов на протяжении всего ЖЦП;

ü для оценки экономической устойчивости продукции, позволяет включить затраты на утилизацию и переработку продукции.

Метод NPV является мощным инструментом для оценки экономической эффективности продукции на протяжении всего её ЖЦ. Использование NPV позволяет оптимизировать затраты и максимизировать прибыль, а также обеспечивает развитие и конкурентоспособность продукции.

5. Метод анализа затрат и выгод, CBA (Cost-Benefit Analysis), помогает определить, приносит ли проект достаточные выгоды, чтобы оправдать вложенные в него затраты, и служит основой для принятия решений о его реализации, применяется для оценки экономической целесообразности проектов, при котором затраты на реализацию сравниваются с ожидаемыми выгодами. Применение метода CBA для ОЖЦ продукции позволяет систематически учитывать все затраты и выгоды, связанные с продукцией, и оценивать их в денежном выражении для принятия обоснованных решений [49]. Основные этапы метода анализа затрат и выгод CBA представлены в таблице 5:

Таблица 5. Последовательность вычисления CBA для оценки жизненного цикла продукции

Однако, для оценки затрат и выгод СВА используется следующая формула (6 и 7) для расчета [50]:

Чистая приведенная стоимость (NPV):

𝐶𝑡 — затраты в году t;

𝑟 — ставка дисконтирования;

𝑡 — номер периода;

T — общее количество периодов, срок анализа (например, срок службы проекта).

Соотношение затрат и выгод (BCR, Benefit-Cost Ratio) [41]:

Рассмотрим на примере, предположим имеется проект, который требует стартовых инвестиций 1 млн. рублей. Ожидаемые выгоды от проекта — 300 тыс. рублей ежегодно в течение 5 лет. Ставка дисконтирования — 5%.

Шаг 1: определение затрат и выгод.

Стартовые затраты (год 0): 1 000 000 рублей.

Ежегодные выгоды (год 1-5): 300 000 рублей.

Шаг 2: дисконтирование затрат и выгод и подсчет NPV.

Для каждого года рассчитываем дисконтированные значения выгод и затрат с использованием ставки дисконтирования 5%.

Чистая приведенная стоимость NPV составляет 297 893 рублей, что значит, что проект приносит выгоду, превышающую затраты.

Шаг 4: расчет BCR.

Соотношение выгод и затрат BCR = 1,30, что означает, что каждый рубль затрат приносит 30 копеек выгоды.

Таким образом, проект экономически целесообразен, так как NPV>0 и BCR>1.

Преимущества метода CBA для ОЖЦ [51]:

1. Для комплексного учета всех факторов: учитывать все затраты и выгоды, связанные с продукцией, и обеспечивает полный и объективный анализ.

2. Для принятия более обоснованных решений: основанных на количественной оценке всех экономических аспектов продукции.

3. Для оценки долгосрочных последствий: учитывает долгосрочные последствия и позволяет оценивать проекты на протяжении всего ЖЦП.

4. Метод универсален, так как его можно адаптировать для различных типов продукции и проектов, учитывая специфические условия и факторы.

Рассмотрим возможности применения метода CBA для ОЖЦ продукции:

ü для оценки экономической целесообразности инвестиций в разработку и внедрение новой продукции;

ü для оптимизации производства, позволяет выявить наиболее экономически эффективные способы производства и эксплуатации продукции;

ü для управления экологическими аспектами: позволяет оценить устойчивость продукции, за счет учета экологических затрат и выгод.

ü для разработки экономически обоснованных стратегий утилизации и переработки продукции, в конце жизненного цикла.

По результатам аналитического исследования методов ОЖЦ, можно сказать, что метод LCA способствует разработке стратегии по минимизации экологического следа, за счет оценки экологического воздействия продукции на всех этапах жизненного цикла, метод SLCA способствует созданию социально ответственной продукции, за счет охвата социальных аспектов производства [52]. Метод LCC способствует снижению общих расходов, посредством комплексной оценки экономических затрат продукции. Методы CBA и NPV обеспечивают принятие более аргументированных управленческих решений по целесообразности внедрения новых технологий и стратегий, посредством количественной оценки издержек и преимуществ [53,54].

Заключение

Определение экономически обоснованного срока службы изделий требует более комплексного подхода, объединяющего широкий набор аспектов и различные методы анализа. Выбор конкретных методов зависит от типа изделия, условий эксплуатации и специфики бизнеса. Регулярный пересмотр и обновление этих оценок позволяет компаниям адаптироваться к изменениям рынка и технологическим новшествам, обеспечивая оптимальное использование ресурсов и минимизацию затрат.

Оценка жизненного цикла продукции достаточно сильный инструмент для повышения устойчивости и эффективности производственных процессов. Интеграция методов экологического, социального и экономического анализа позволяет учитывать все аспекты жизненного цикла продукции и принимать обоснованные управленческие решения [55, 56].

Однако, авторы считают, что важно ввести в методику определения экономически обоснованного срока службы изделия или продукции интегральный показатель, который бы отражал специфические риски на различных этапах жизненного цикла продукции, начиная от разработки и выбора материалов для изготовления, до вывода из эксплуатации.

В современной цифровой и высокотехнологичной экономике, когда временной лаг между появлением новых и усовершенствованных технологии достаточно короткий, по мнению авторов исследования, данный аспект обязательно необходимо учитывать при определении экономически обоснованного срока службы изделия либо продукции.

Практическое использование результатов данного исследования дает исследователям базу методов для оценки и оптимизации производственных процессов, которая позволит организациям снизить затраты на сопровождение продукции, улучшить репутацию продукции и повысить конкурентоспособность, и продукции, и компании за счет устойчивого управления продуктами [57,58]. В настоящий момент, авторы, на основе результатов данного исследования работают в направлении создания и разработки усовершенствованного и более комплексного подхода к определению экономически обоснованного срока службы изделия или продукции.