автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Научно-технические основы модернизации организационной структуры и технологических процессов для инновационного развития предприятия по производству электронных компонентов

шеи

005000991)

Яранцев Николай Владимирович

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕРНИЗАЦИИ ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ

Специальность 05.02.22 - Организация производства (в области радиоэлектроники)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 НОЯ 2011

Москва-2011

005000990

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «Биметалл», г. Калуга, и закрытом акционерном обществе «Аметист-Стан», г. Калуга

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Марин Владимир Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Савченко Владимир Петрович

доктор технических наук, профессор Черняев Сергей Иванович

Ведущая организация: открытое акционерное общество «НИИ материалов электронной техники»

Защита состоится 15 декабря 2011 г. в 12 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.131.04 при Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики (техническом университете) по адресу: 119454, г. Москва, проспект Вернадского, 78.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета)

Автореферат разослан « 11» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент

Замуруев С.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В настоящее время предприятия радиоэлектроники находятся в сложных условиях, продиктованных современной экономической ситуацией в Российской Федерации (РФ). С одной стороны, подавляющее большинство из них имеет государственный оборонный заказ на обеспечение систем вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ). С другой, этот заказ распределен неравномерно среди сохранившихся в рыночных условиях 373 предприятий и научных организаций радиоэлектроники и не является определяющим в их финансово-экономической деятельности.

Построенные и введенные в эксплуатацию во второй половине прошлого века предприятия радиоэлектроники умело извлекали максимум прибыли, используя свои материальные активы, масштабы и объемы производства продукции. Однако в условиях рынка традиционный подход к организации производства даже при эффективном управлении финансовыми активами уже не даёт прежнего результата.

Надежды на то, что иностранные инвесторы придут на помощь, как это было в эпоху индустриализации, когда наша страна закупила современные заводы и технологии, обучила кадры и ликвидировала технологическое отставание от западной промышленности, пока призрачны. Построенные в РФ несколько предприятий по выпуску бытовой техники и электроники базируются на комплектующих фирм-инвесторов, которые производят и продают эту продукцию и на территории России. Но наукоемкие технологии ее производства инвесторы предпочитают сохранять как «ноу-хау».

Электронная компонентная база (ЭКБ) для ВВСТ априори не может развиваться по схеме такого инвестирования в силу того, что иностранные, фирмы не заинтересованы в обеспечении национальной безопасности РФ. Поэтому отечественные навигационные и радиолокационные системы должны быть обеспечены сверхвысокочастотными (СВЧ) и квантовыми приборами, долговечность которых в значительной мере обеспечивается качеством ЭКБ: интегральных микросхем, источников электронов (катодов), лазерных диодов и специальных материалов (многокомпонентных металлических и композиционных).

С целью соответствия отечественного предприятия по производству ЭКБ современному уровню рыночных отношений, назрела необходимость в новой организации его структуры и системы управления на базе технологической модернизации, включающей ликвидацию неэффективных производственно-технологических ресурсов, разработку и освоение специальных материалов и изделий на их основе, создаваемых в т.ч. на правах государственно-частного партнерства, сохранение, переобучение и подготовку высококвалифицированного кадрового потенциала. В современных условиях предприятиям, обладающим наукоемкими радиоэлектронными технологиями, целесообразно изыскивать пути более эффективного использования и своих нематериальных активов. Поэтому исследования в этом направлении являются актуальными.

Степень изученности проблемы. Анализ современной отечественной и зарубежной литературы показывает, что предложены и апробированы несколько схем организации производства: иерархическая структура (Б. Злобин, С. Глазьев), чисто рыночная (С. Шаталин, JI. Абалкин) и сетевая (R. Sato, С. Jarillo, W. Powell).

Преимуществом иерархической структуры является четкая система подчинения и обмена информацией, а это обеспечивает хороший механизм организации массового производства и распределения ресурсов. Однако в отечественной радиоэлектронике таких производств (кроме государственных) практически нет. Рыночная структура, в подавляющем большинстве, не обеспечивает на достаточном уровне стимулирование обучения, обмен «ноу-хау». Сетевая структура в этом плане имеет явные преимущества, поскольку лишена таких недостатков, так как в ее основе лежит взаимное согласие всех участников отказываться от ориентации на преследование собственных целей в ущерб интересам других членов сети. Важным достоинством сети является взаимодополняемость и приспособляемость всех участников. В условиях нестабильности отечественного рынка для функционирования сетевой организации производства пока не созданы конкретные формы и условия ее реализации.

Исходя из народнохозяйственной значимости и потребности в дальнейшем развитии организационно-экономических механизмов управления рыночной деятельностью предприятий радиоэлектроники в условиях нестабильной рыночной среды, важна разработка научно-технических основ создания и функционирования инновационного предприятия по производству электронных компонентов, что и является целью данной работы.

Для достижения такой цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Определение основных проблем модернизации предприятий по производству электронных компонентов и изыскание основ создания оптимальных структур и организации производства, обеспечивающих его инновационное развитие.

2. Формирование набора показателей и видов работ для подбора участников холдинга «сотовой» структуры по производству электронных компонентов, реализуемого на единой промышленной площади (промплощадке).

3. Исследование способов получения бездефектных биметаллических и многослойных лент, прецизионных и высокостабильных композиционных материалов, как основы модернизации ЭКБ, и организация их производства на фирмах-участниках «сотовой» структуры, сосредоточенных на общей промплощадке холдинга.

4. Разработка научно-технических основ построения и функционирования новой структуры инновационного предприятия (холдинга) по производству электронных компонентов, включающей элементы как иерархической, так и сетевой структур.

Объектом исследования являются предприятия радиоэлектронного профиля Калужского региона, работающие в условиях рынка.

Предметом исследования являются организационно-управленческие структуры предприятий радиоэлектроники и особенности модернизации технологических процессов в них, обеспечивающих инновационное развитие.

Методическая основа исследований: в процессе исследования использованы методы системного анализа, имитационного моделирования, теории вероятности, прогнозирования, электронной микроскопии, химического и спектрального анализа, микрорентгенанализа. Фактологическую базу составили выполненные автором исследования по созданию и совершенствованию структуры производства и технологий изготовления многослойных и многокомпонентных материалов, как металлических, так и метаплооксидных композиционных, способов организации их серийного изготовления.

Достоверность и обоснованность исследований обеспечивается формулированием и детальным обоснованием всех рабочих гипотез и схем, технологических режимов, получением основанных на них результатов с использованием строгого математического аппарата и информационных технологий для обработки данных, сравнением их с результатами практического освоения, с данными исследований других авторов.

Личный вклад автора. Результаты, составляющие основное содержание работы, получены автором самостоятельно. Автором выполнены также лично все теоретические и экспериментальные работы по созданию и реализации новой «сотовой» структуры предприятия по производству электронных компонентов. Им разработаны лично или под его непосредственным руководством наукоемкие технологические процессы производства многослойных металлических и композиционных материалов для производства ЭКБ. Результаты, полученные в соавторстве, отмечены соответствующими ссылками.

Научная новизна. В диссертации разработаны научно-технические основы построения и функционирования инновационного предприятия по производству электронных компонентов в общей системе смешанной экономики и в условиях нестабильных рыночных отношений. Их суть заключается в следующем:

- «сотовая» структура построения и размещения производства нового типа должна строиться на базовом предприятии, имеющем значительные размеры основных производственных площадей и запасы энергетических мощностей, вырабатываемых во вспомогательных цехах, а также эффективные и оптимизированные службы маркетинга, снабжения и продаж, которые становятся общими для всех участников такого холдинга, причем все его участники - независимые акционерные общества, специализирующиеся на тех видах работ, которые для них являются ключевыми в обеспечении конкурентных преимуществ;

— для стратегического развития и управления все предприятия холдинга, возглавляемого высшим менеджментом, включены в сетевую схему организации производства и должны обладать значительными нематериальными активами (патенты, технологии, «ноу-хау» и их носители - разработчики), а в составе независимых акционерных обществ необходимо наличие научно-инновационного центра (НИЦ), научно-образовательного центра (НОЦ), а

также объединенного научно-технического совета (НТС) в качестве рекомендательного органа;

- с целью обеспечения инновационного развития холдинга «сотовой» структуры, его производственные участники должны иметь, как правило, материальные активы (здания и сооружения), для развития на их основе креативных технологий, и новые или модернизированные технологии своего основного производства, в данном случае - для изготовления спецматериалов на базе имеющихся там нематериальных активов, причем доля затрат по НИОКР в себестоимости новой продукции на ее создание должна быть не ниже 10%;

- предложены новые технологические режимы и технические решения по изготовлению высококачественных многослойных металлических и композиционных материалов, полученных классическими методами холодного и горячего плакирования, прецизионной вакуумной порошковой металлургии, освоенные серийно в производстве участников «сотовой» структуры и используемые в качестве исходного материала при изготовлении электронных компонентов базового предприятия созданного холдинга.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. «Сотовая» структура построения и функционирования нового предприятия по производству электронных компонентов (инновационного холдинга).

2. Модель управления инновационным холдингом, сочетающая механизмы иерархической и сетевой структур в виде семиячеистых сот.

3. Экспериментальные результаты и расчетные данные, технологические особенности получения многослойных, многокомпонентных металлических и композиционных материалов, необходимых для изготовления электронных компонентов.

Практическая значимость результатов проведенных исследований заключается в разработке научно-технических основ построения инновационного холдинга по производству ЭКБ, включающего его основное производство и сосредоточенные вокруг него в виде «сотовой» структуры, на единой пром-площадке с единым энергообеспечением, общими подразделениями снабжения, продаж и маркетинга, акционерные общества, обеспечивающие его полную потребность в полуфабрикатах и вспомогательных материалах, выпускаемых ими по новым наукоемким технологиям, разработанным, в т.ч. под руководством автора и при его непосредственном участии. Научно-технические основы создания инновационного предприятия радиоэлектронного профиля можно адаптировать и для других наукоемких производств в РФ.

Реализация и внедрение результатов исследований. Результаты исследований внедрены и используются в открытом акционерном обществе «Восход - Калужский радиоламповый завод», на промплощадке которого в виде «сотовой» структуры функционируют в составе инновационного холдинга с 2010 года независимые акционерные общества - его производственные и научные участники.

Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований докладывались на 5 Международных конференциях, в том числе «Физика электронных материалов» (Калуга, 2008), «Межфазная релаксация в по-4

лиматериалах (Москва, 2001), «Тонкие пленки в электронике» (Харьков, 2001), «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (Москва, 2008), «Радиационная физика твердого тела» (Севастополь, 2003) и 10 Всероссийских и региональных научно-технических конференциях, в том числе «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (Москва, 2000,2001,2004), «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе» (Москва, 2006-2009), «Наноинженерия» (Москва, 2008) и др.

Публикации. По теме исследований опубликованы 23 печатные работы общим объемом 7,8 п.л., из них 8 статей опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов по специальности диссертации.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, общих выводов, списка литературы из 107 наименований и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель, задачи и основные положения, раскрыта научная новизна и практическая значимость работы.

В главе 1 представлен обзор ранее опубликованных работ. Рассмотрены известные и предлагаемые системы управления радиоэлектронным производством, новые формы и структуры межфирменного взаимодействия. Проанализирован опыт организации разработок и производства современной ЭКБ одной из самых успешных мировых компаний, нидерландской Next eXPerence, инновационное развитие которой обеспечено значительными объемами нематериальных активов (14 тыс. патентов, «ноу-хау», технологии).

Проведено сравнение предлагаемых различных путей модернизации, как отдельных предприятий радиоэлектроники, так и отрасли в целом. Мнения специалистов в вопросах технологической модернизации отечественных предприятий отличаются широким спектром: от создания крупных холдингов из предприятий, расположенных в различных регионах РФ, до постепенного закрытия их всех и построения совершенно новых, с современными материальными активами (зданиями, оборудованием и т.п.). При этом нематериальные активы совершенно не принимаются во внимание. По результатам исследований отечественных ученых А.Е. Рождественского и С.С. Лаппо установлено, что именно нематериальные активы способны не только осуществлять стабилизирующую роль для предприятий в кризисной ситуации, но и указывать выход из нее. Из анализа следует, что из расположенных в различных регионах РФ, в виде радиоэлектронных кластеров, ряд предприятий, например, по производству ЭКБ, успешно прошли испытания рынком и функционируют. Они оптимизировали свою энергетику и номенклатуру ЭКБ, обеспечили требуемое ее качество, сертифицировали производство. Сохранились они не потому, что имели Госзаказ для обеспечения производства ВВСТ, а лишь в связи с тем, что участвовали в диверсификации технологий и рынка.

В главе 2 описаны методические подходы к исследованию проблемы модернизации структуры управления предприятий и технологий, дана характеристика региона со сосредоточением предприятий радиоэлектронного кластера, а также изложены изыскания по развитию научно-технических основ совершенствования организационной структуры предприятия по разработке и производству ЭКБ, предложенные автором.

Калужский радиоэлектронный кластер, функционирующий в современных рыночных условиях, включает в себя как крупные предприятия, так и производственные и научные фирмы среднего и малого бизнеса различных форм собственности. Объект исследования - ОАО «Восход»-КРЛЗ - крупный изготовитель ЭКБ для ВВСТ, как показали исследования, при существовавшей там структуре управления, планировал увеличить объемы производства с 408 млн рублей в 2009 году до 605 млн рублей в 2013 году и прибыль, соответственно, с 5,3 млн рублей до 11 млн рублей.

В то же время, реализованная в нем с 2010 года новая структура управления, которая послужила основой предложенной в данной работе модернизации отечественных предприятий, обеспечила для ОАО «Восход»-КРЛЗ уже к сентябрю 2011 года получение маржинальной прибыли в размере 20 млн рублей. Предложенная автором схема управления предприятием по производству отечественной ЭКБ приведена на рис. 1. Такая схема управления предприятием является иерархической. Высший менеджмент ОАО «Восход»-КРЛЗ состоит из 3 человек и управляет холдингом через соответствующие службы. Он ведет «мягкое» управление предприятием. Главная цель высшего менеджмента - объединение усилий всего коллектива предприятия на обеспечение производственной программы выпуска ЭКБ по критерию максимальной прибыли и на разработку факторов воздействия на рынок для обеспечения устойчивости предприятия на нем. Одним из таких факторов, причем основным, является качество ЭКБ, производимой коллективом, удовлетворяющее наиболее полно потребности потребителей и Заказчика и обеспечивающее высокую эффективность функционирования предприятия.

Вспомогательные производства - цеха и обеспечивающие службы

Технологическая служба I - главный технолог I

Конструкторский отдел -1 главный конструктор |

Служба НИР и ОКР -отдел развития и маркетинга

Финансово- к экономические службы |

Служба управления I персоналом I

Охрана ОС и труда - | единый отдел

Рис. 1. Схема управления и функционирования ОАО «Восход»-КРЛЗ

Показано, что построение этой схемы управления базировалось на нижеследующем. Основные материальные и нематериальные активы ОАО «Восход»-КРЛЗ сосредоточены в цехах основного производства, во вспомогательных цехах, в технологических и конструкторских подразделениях в виде оборудования, технологий, конструкций и высококвалифицированного персонала. Оцененные по упомянутой выше методике А.Е. Рождественского нематериальные активы ОАО «Восход»-КРЛЗ составляют около 4 млрд рублей. Показано, что в идеологии такой схемы заложен постулат, суть которого в том, что основная ценность предприятия сосредоточена в нематериальных активах - это высококвалифицированный персонал (ученые, инженеры, техники и рабочие), носитель всех технологий предприятия - поэтому условия его труда поставлены в нем в привилегированное положение. С целью внедрения этой идеологии в практику, в первую очередь были выделены финансовые средства, в размере более 30 млн рублей, для реконструкции всех бытовых помещений и вспомогательных обслуживающих объектов. В соответствии со схемой рис. 1 в единое подразделение (отдел охраны окружающей среды и труда персонала) включены отдел ООС, бюро охраны труда и лаборатория промсанитарии предприятия. Бухгалтерские, плановые и другие службы объединены в единое финансово-экономическое подразделение, которое, как и служба управления персоналом, находится под пристальным вниманием высшего менеджмента предприятия. Новому подразделению - отделу развития и маркетинга - переданы и вновь приняты профессионалы, в том числе и выпускники КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Эта служба не только курирует новые разработки, но и осуществляет внутренний и внешний маркетинг. Она распределяет функции маркетинга (организация поставок ЭКБ, в том числе розничную, оптовую торговлю и поставки по заказам, все виды рекламы, в т.ч. радио-, телерекламу, участие в выставках, прогноз продаж по основной ЭКБ, определение базовых цен на ЭКБ, определение политики наценок, расчет бюджета продаж и т.п.) на все основные подразделения.

Доказано, что схема управления и функционирования объекта исследования - ОАО «Восход»-КРЛЗ - предложена впервые и ранее не использовалась на других отечественных предприятиях, в т.ч. радиоэлектронного профиля. Это и позволило за 3 с небольшим года постепенной ее реализации получить существенные изменения в вопросах достижения максимальной прибыли. Справедливо будет заметить, что такие успехи объекта исследования достигнуты и потому, что его производство сертифицировано, и в нем в достаточной мере реализована система непрерывного совершенствования предприятия на основе метода «20 ключей» Ивао Кобаяси, мотивирующая всех работников к активным действиям на основе бенгмаркина (сравнения).

Установлено и показано, что у ОАО «Восход»-КРЛЗ в Калужском радиоэлектронном кластере имеется ряд предприятий среднего и малого бизнеса, поставляющих ему спецматериалы и элементы для производства основной номенклатуры - ЭКБ - с одной стороны, а также свободные производственные площади, энергоносители и т.п., с другой.

Уникальные возможности ОАО «Восход»-КРЛЗ позволяют, в частности, разместить производства региональных изготовителей и поставщиков материалов и комплектующих на своей территории и в своих производственных помещениях, предоставить им энергоносители, услуги маркетинга, продаж и т.д. Расчеты показали, что это приведет к снижению цены на материалы и комплектующие для производства ЭКБ в ОАО «Восход»-КРЛЗ и, в конечном счете, повысит технико-экономические показатели, как самой ЭКБ, так и продукции поставщиков материалов и комплектующих, снизит накладные расходы, при размещении участников на единой промплощадке. Несомненно, эти предприятия-поставщики должны привнести в «сотовую» структуру современные технологии производства или программы их модернизации.

Показано также, что методологически предлагаемая структура отвечает модели широко обсуждаемой ныне внутриотраслевой модернизации, но в то же время она кардинально отличается от нее. Модель внутриотраслевой модернизации предполагает вместо существующих НИИ и предприятий радиоэлектроники построить совершенно новые с современными технологиями и оборудованием мирового уровня. Однако, расположенные в различных регионах РФ, предприятия такого холдинга будут терять на транспортных расходах, грузоперевозках и т.п., стоимость которых будет только возрастать. Сосредоточение же региональных участников «сотовой» структуры на единой промплощадке, как предлагает разработанная нами модель, наряду с вышеприведенными преимуществами, исключает и такие потери.

К тому же, участники «сотовой» структуры производства, расположенные, как правило, в центре или в черте города, высвободят занимаемые ими здания и другие помещения от оборудования, в составе нового холдинга они смогут в этих зданиях совместно развивать креативные технологии. Улучшится и экологическая ситуация в городе, поскольку вышеупомянутые участники имели несовершенные очистные сооружения. Следовательно, создание такого холдинга будет поддержано региональными и местными властями. Активы будущих производственных участников «сотовой» структуры представлены на рис. 2.

Рис. 2. Активы производственных участников «сотовой» структуры организации производства

Производственные участники «сотовой» структуры организации производства при сосредоточении их на промплощадке базового предприятия не теряют не только своей самостоятельности, оставаясь независимыми акционерными обществами, но и основного вида своей деятельности, получив явные преимущества по энергообеспечению, маркетингу и продажам. Наглядно услуги базового предприятия участникам сети могут быть показаны так, как это изображено на рис. 3.

Рис. 3. Услуги, предоставляемые базовым предприятием производственным участникам «сотовой» структуры

Такие возможности базового предприятия вытекают из анализа его материальных и нематериальных активов (см. рис. 4).

Доказано таким образом, что «сотовая» структура организации и управления производством позволяет создать новый промышленный холдинг по разработке и производству ЭКБ инновационного типа. Образно, его участников, расположившихся на промышленных площадях базового предприятия, можно представить в виде ячеистой структуры из шестиугольников, как углерод в графене. Поскольку речь идет о промышленном холдинге по производству ЭКБ, а основой электроники и по настоящее время является кремний, то наглядно ячеистую структуру может представлять аналог графена — силицен (см. рис. 5) - будущий конкурент графена.

Материальные активы

Недогруженные производственные здания, площади и помещения классов 10,100

Излишние теплоэнергетические мощности и энергоресурсы

Очистные сооружения с запасом мощностей переработки и нейтрализации загрязняющих веществ

Научно-инновационный и научно-образовательный центры

Базовое предприятие

Многолетние связи служб»

продаж и маркетинга I--

с потребителями ЭКБ I

Наукоемкие технологии, 1 патенты и существующий ! высококвалифицированный!

персонал ----------г---------

Имидж предприятия, поддержка местных властей

Нематериальные активы

Рис. 4. Активы базового предприятия

Ячейка такой «сотовой» структуры может быть представлена как одно из независимых акционерных обществ. В целом ячейки такой «сотовой» структуры можно представить, как группу производственных, так и научных участников, объединенных в сеть на единой промплощадке базового предприятия по производству ЭКБ. Для того чтобы такая сеть работала и развивалась, ее участники должны соответствовать определенным требованиям.

Выполненные исследования дают основания констатировать: базовое предприятие должно иметь материальные и нематериальные активы, чтобы оно в полной мере могло удовлетворить потребности участников сети в необходимых услугах, а каждый участник, размещенный в сети, должен иметь материальные и нематериальные активы в таком виде, который экономически выгоден, как для базового предприятия, так и для всех участников нового холдинга. Здесь важны прежде всего нематериальные активы (правая часть рис. 2), но не менее важны материальные (левая часть рис. 2), так как высвобождаемые ими здания и т.п. являются базой для развития креативных технологий (торговли, спорта, досуга и т.п.). Важнейшими из вносимых участниками сети активов являются новые и модернизированные технологии.

Поскольку модель построения и функционирования нового холдинга должна быть наглядна и понятна, ячеистая структура силицена для этих целей нам кажется оптимальной. В ней промышленная площадка базового предприятия радиоэлектронного профиля со всеми видами энергетики представлена в виде равнобедренного треугольника (см. рис. 5).

Гипотетическая ось времени, параллельная одной из сторон треугольника, направлена к вершине и отражает его течение справа налево. На промпло-щадке, в виде ячеек «сотовой» структуры, размещены различные предприятия (компании), получающие от базового предприятия все виды энергоресурсов и имеющие общие с ним подразделения продаж, маркетинга и снабжения. Каждая компания - отдельная ячейка - независимое акционерное общество. Форма организации деятельности: каждая компания занимается той деятельностью, которую она может выполнять лучше других, но все компании объединены в сеть. Сетевая форма организации деятельности

компаний строится таким образом, что независимые акционерные общества, участники сети, имеют взаимные обязательства и не ставят основной целью извлечение максимальной прибыли для собственной компании, а действуют в общих интересах сети. Наряду с сетью, в «сотовой» структуре присутствуют элементы иерархической формы организации - высший менеджмент и объединенный научно-технический совет, причем решения последнего носят рекомендательный характер.

Как видно из рис. 5, промплощадка базового предприятия пока не полностью заполнена участниками сети (ячейками): причем одни из них - вверху - вытесняются (из-за своей неэффективности или экологической опасности) с территории промплощадки, а другие - внизу - только заходят на нее. Часть из

Рис. 5. Модель функционирования «сотовой» структуры инновационного предприятия по производству ЭКБ

них уже функционирует, а некоторые только создаются. Ячейки объединяются в соты (по семь штук), причем имеющие номера - уже работают. Семи-ячеистая структура промышленных участников сети (1-7) уже сформирована. Наука - слово женского рода, в модели представлена изображением девушки. Она только начала формировать свою семиячеистую структуру (8-14), действуют из них только пронумерованные ячейки. В модели наука движет производство. В основном благодаря ее усилиям будут создаваться новые технологии. Рекомендации по заполнению промплощадки новыми участниками сети дают высший менеджмент и объединенный научно-технический совет.

В главе 3 приведены результаты исследований, связанных с изысканием или модернизацией режимов получения специальных материалов, с изучением их свойств применительно к использованию в производстве ЭКБ._ Показано, что между структурой управления нового холдинга и модернизированными технологиями существуют сложные взаимозависимости, в плане обеспечения его инновационного развития. Среди специальных материалов для ЭКБ следует выделить многослойные и многокомпонентные материалы.

Описаны результаты исследований, показывающие, что в качестве тонколистовой основы возможно использование отечественной низкоуглеродистой стали обычного качества при производстве плакированных алюминием лент типа АЖ, АЖА и АЖН. Это обеспечит получение значительного экономического эффекта. Металлические композиционные ленты АЖА и АЖН разработанного сортамента можно широко использовать в конструкциях и технологиях ЭКБ. Работы по модернизации технологии и производства многослойных и многокомпонентных лент выполнялись в соавторстве с В.П. Ма-риным и А.П. Коржавым в АО «Аметист-М».

Описаны исследования по получению целой гаммы металлических и композиционных лент, а также особенности разработки технологических маршрутов их производства. Отмечено при этом, что толщины исходных лент многослойного пакета, оптимальные режимы очистки, обезжиривания лент, режимы давлений при подкате и плакировании, виды защитных сред и температуры отжига целесообразно подбирать на экспериментальных «образцах-карточках». На них исследовали прочность схватывания слоев, глубину диффузионных границ в процессе холодного плакирования и отжига. Эти изыскания осуществляли с применением аналитического оборудования НИЦ «АТОМ», г. Москва, с участием д.т.н. Томилина H.A.

Поиск режимов обработки проведен согласно деформационной гипотезе, по которой степень пластической деформации emjn, дающей прочное соединение в системе сталь-алюминий при холодной сварке на воздухе и характеризующей надежную свариваемость металлов при этом процессе, должна быть, во-первых, не менее е' и достаточная для освобождения соединяемых поверхностей от оксидных пленок и образования между чистыми поверхностями узлов схватывания и, во-вторых, не менее е", необходимой для сохранения узлов схватывания после снятия нагрузки. Их обеспечили применением хромированных валков. Осуществляли также, например, для лент АЖ, два промежуточных отжига при температуре 850 К: первый был реализован после

процесса плакирования алюминия на стали, а второй - перед прокаткой с малой степенью деформации (5... 8%).

Описаны некоторые технологические последовательности и особенности, а также параметры оборудования для получения биметаллов, триметаллов и т.д. Показано, например, что зачистку формообразующей ленты Fe-Al, 08КП (08,08 ПС), необходимо производить металлическими щетками на установке полуавтоматической зачистки «Меридиан»: толщина исходной ленты 2 мм при ширине 190 мм. Оптимальна при этом двухсторонняя зачистка в трихло-рэтилене при скорости движения ленты 7... 10 мм/мин. После этого целесообразно ультразвуковое обезжиривание лент в моющем растворе «Лабомид» на установке типа «Тисса». Эти операции осуществляются для получения физически чистых поверхностей перед холодным плакированием алюминием. Односторонней зачистке перед плакированием в трихлорэтилене необходимо подвергать в установке «Меридиан» и алюминиевые ленты. Финишное получение ленты АЖА более эффективно реализовать на линии прецизионного холодного плакирования «Schmitz».

Детально описан способ изготовления ленты в процессе совместной прокатки стали и алюминия, удовлетворяющей по своим параметрам требованиям для глубокой вытяжки сложных деталей ЭКБ. Показано, что основные факторы, определяющие адгезию (схватывание) плакированного алюминия -это: степень деформации, скорость деформации, коэффициент трения между валком прокатного стана и прокатываемым материалом, коэффициент трения между прокатываемым и накатываемым материалами, диаметр прокатывающих валков, температура прокатки, обратный ход полосы, угол задачи ее в валки, отношение толщин слоев, соотношение прочностных показателей. Показано, что для получения качественного материала необходимо прежде всего оптимизировать режимы термообработки и использовать легированный алюминий. Установлено, что, поскольку сплакированная лента сталь-алюминий по существующему технологическому маршруту должна подвергаться отжигу в шахтной или проходной печи при Т=870 К, не исключена опасность образования в системе сталь-алюминий хрупких интерметаллических фаз типа Fe2Al5 и FeAl5. Это было доказано экспериментально. Показано, что снижение температуры отжига в течение 1 часа при 830...850 К, с одной стороны, и использование для плакирования алюминия, легированного кремнием до 1 —1,5%, с другой, дают возможность получить качественный биметалл: кремний позволяет при отжиге способствовать получению прослойки из Fe3SiAli2, что тормозит реакционную диффузию Fe в Al, и, следовательно, образования хрупких интерметаллических соединений удаётся избежать. Установлено также, что снижение температуры требует увеличения давления при плакировании: для обеспечения образования большого числа центров схватывания, давление в клети прокатного стана должно составлять порядка 1800 тонн.

Также подробно описаны новые и модернизированные режимы получения бездефектных лент (Ag-Cu), композиционных изделий типа Pd-Pd5Ba, Cu-Ba0-Li20 и др., востребованных в производстве источников электронов (катодов) и других элементов ЭКБ. Модернизация технологий спецматериалов для ряда важных элементов ЭКБ продемонстрирована при детальном описа-

НИИ нового способа получения биметалла медь-серебро (МС). Бездефектность такой ленты была обеспечена введением подслоя из алюминия. Показано, что в исходном, если соотношение (доля) подслоя не превышает 0,6%, пакете, при Т=920.. .970 К тонкий слой алюминия превратится в твердый раствор меди.

Дальнейшее плакирование подката серебром (с относительным обжатием 63% за проход на стане Кварто 110/320x300), промежуточный отжиг, прокатка на требуемую толщину (0,5 мм) и окончательный отжиг обеспечивают такой эффект, когда не наблюдается образование пузырей или интерметалли-дов на границе серебро-подслой. Как показал металлографический анализ (рис. 6), на границе раздела слоев отсутствуют интерметаллидные частицы или избыточные фазы. Имеет место взаимодиффузия элементов слоев с образованием твёрдых растворов. Толщина слоя чистого серебра за вычетом толщины диффузионной зоны равна примерно 120 мкм (25% от общей толщины ленты).

Таким образом, экспериментально проверена эффективность введения технологического подслоя из металла-раскислителя в биметалл медь-серебро с целью исключения образования газовых пузырей между слоями при отжигах. При этом косвенно подтверждена ранее принятая гипотеза о том, что основной причиной образования пузырей при отжиге биметаллов (особенно с медными слоями) является термическая диссоциация или восстановление естественной оксидной плёнки, разрушенной, но не удалённой из зоны контакта слоев при плакировании. Введение химически активного подслоя минимально необходимой толщины позволяет вести отжиги биметалла в требуемом режиме и получать заданные механические свойства готовой ленты. Это позволяет рекомендовать применение биметалла для замены серебряных катодов конденсаторов на биметаллические, а также оптимизировать технологии уже находящихся в производстве лент МС и МЖМС. Биметалл МС нового качества применим и в качестве электродов С02-лазеров отпаянного типа.

Изучена и проанализирована эффективность использования оборудования вакуумной порошковой металлургии при реализации на нем этих технологий. Описана основная номенклатура нового холдинга в части организованного в нем производства специальных материалов, а также приведены некоторые их свойства.

В заключении отмечено, что в сфере производства отечественных ЭКБ успешно функционировало НПО «Элма» (генеральный директор, член-корреспондент РАН Б .Г. Грибов), включавшее в себя НИИ, КБ и заводы городов Зеленограда, Калуги и Ставрополя, где и работал, в свое время, автор данной диссертации. В этом НПО были сосредоточены не только разработка и

Рис. 6. Фотография продольного микрошлифа готового биметалла МС с алюминиевым подслоем (х170)

производство широкого спектра номенклатуры отечественной ЭКБ, но и изготовление технологического, контрольно-измерительного оборудования. В нем были реализованы также и основные из «20 ключей» Кобаяси, рекламируемой сегодня системы 20 японских направлений построения производства.

Последующие события, произошедшие в нашей стране, всем известны и здесь не место их комментировать. В результате этих событий только часть, как было показано в данной работе, отечественных предприятий по производству ЭКБ сохранилась. Однако в условиях рыночных реформ выжили только те, которые оптимизировали свою энергетику, номенклатуру производства, реализовали программы энерго- и ресурсосбережения, обеспечили надежность поставки и требуемое качество ЭКБ.

Большая часть предприятий по производству ЭКБ сохранилась в виде самостоятельных малых предприятий, отделившихся в свое время от крупных отечественных заводов радиоэлектронного профиля. Но в отличие от знаменитой нидерландской компании NXP, отделившейся от фирмы Royal Phylips Electronics, объем продаж которой за 3 года после выделения составил около 4 млрд долларов США, отечественные, представляют собой лишь фирмы с малой номенклатурой ЭКБ, незначительными объемами производства, т.е. они не получили широкого развития. Однако есть и один общий параметр, который характерен для отечественных и зарубежных (NXP, например) малых компаний: значительные нематериальные активы (технологии, патенты, «ноу-хау» и их носители - высококвалифицированные специалисты).

Как было показано в данной работе, проблему модернизации отечественной радиоэлектронной отрасли можно решить созданием в каждом регионе, имеющем на своей территории радиоэлектронный кластер, инновационного холдинга. Такой холдинг создается в виде «сотовой» структуры на пром-площадке базового предприятия по производству ЭКБ. Ячейки «сотовой» структуры - это сосредоточенные на этой промплощадке независимые акционерные общества (средние и малые предприятия) по разработке, производству отдельных видов ЭКБ и специальных материалов. Организационная структура такого холдинга - сетевая, с элементами иерархической схемы управления: высший менеджмент и объединенный научно-технический совет. Если решения научно-технического совета носят рекомендательный характер для научных и производственных участников «сотовой» структуры холдинга, то решения высшего менеджмента являются обязательными.

Поэтому к составу и квалификации высшего менеджмента предъявляются весьма жесткие требования. В реализованном, по результатам данных исследований, инновационном холдинге ОАО «Восход»-КРЛЗ три высших менеджера: бизнесмен высокой квалификации, специалист по организации производства, разработке и внедрению наукоемких технологий, и третий -ученый в области создания ЭКБ. С целью исключения реализации ошибочных решений, в работе высшего менеджмента используется право «вето»: если даже один член высшего менеджмента против того или иного решения - оно не реализуется.

Научно-техническими основами модернизации организационной структуры и технологических процессов, с целью инновационного развития отечественного холдинга, являются:

- нематериальные активы участников «сотовой» структуры холдинга (технологии, технологическая документация, патенты, «ноу-хау» и т.д.) в денежном выражении должны превышать стоимость материальных активов, как правило, в несколько раз;

- материальные активы (здания, сооружения, энергоресурсы) базового предприятия должны быть достаточными для размещения и обеспечения энергетикой всех научных и производственных участников «сотовой» структуры холдинга, а материальные активы в виде зданий и иного, высвобожденные научными и производственными участниками в результате их перемещения на базовое предприятие, должны быть пригодными для развития в них креативных технологий (торгового, спортивного, туристического и гостиничного бизнесов);

- инновационное развитие холдинга по производству отечественной ЭКБ, как правило, обеспечивается внедрением новых разработок и реализацией имеющихся нематериальных активов, где важнейшую роль играют научные участники «сотовой» структуры, такие как НИЦ, работающий на правах государственно-частного партнерства, и НОЦ - в вопросах подготовки и переподготовки кадров из состава работников холдинга - для повышения эффективности освоения новых технологий производства ЭКБ и расширения спектра креативных технологий.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что одним из путей модернизации предприятий и технологий радиоэлектронной отрасли в современных условиях является создание инновационных холдингов, организованных в виде «сотовой» структуры. Ячейки «сотовой» структуры, независимые акционерные общества среднего и малого бизнеса, такого холдинга, размещенные на территории базового предприятия, обычно известного и устойчивого в условиях рынка, используют в своей научно-производственной деятельности его материальные и нематериальные активы и действуют на рынке в общих интересах холдинга.

2. На примере модернизации организационной структуры и технологических процессов отечественного предприятия по производству ЭКБ показано, что необходимым условием успешного функционирования созданного холдинга является превышение стоимости его нематериальных активов (технологии, изобретения, патенты, «ноу-хау и т.д.) над материальными, а достаточным - когда вложения в НИОКР составляют не менее 10% в себестоимости новой продукции. Причем, обязательными ячейками «сотовой» структуры должны быть научно-инновационный центр, функционирующий на правах государственно-частного партнерства, и научно-образовательный центр, созданный совместно с техническим вузом.

3. Доказано, что основой модернизации отечественных технологий производства специальных материалов для ЭКБ является разработка прецизион-

ных режимов их получения с сохранением классических технологий базового оборудования горячего и холодного плакирования, а также вакуумной порошковой металлургии. Как правило, эти материалы должны быть в значительной степени востребованы в производстве базового предприятия.

4. Показано, что важнейшими технологиями, разработанными и освоенными с участием автора на предприятиях-участниках «сотовой» структуры, являются:

- технология холодного плакирования биметаллических лент Al-Fe для глубокой вытяжки деталей ЭКБ;

- технология термообработки трехкомпонентного пакета с прослойкой Al для получения бездефектной ленты медь-серебро для производства различных катодов;

- технология получения нанодисперсных порошков интерметаллида палладия для изготовления вторичноэмиссионных катодов методами вакуумной порошковой металлургии для СВЧ-приборов;

- технологии горячего и холодного плакирования и формования серии многослойных и многокомпонентных специальных материалов для производства изделий отечественной ЭКБ.

5. Установлено, что реализованные на базе материальных активов (помещений) научных и производственных участников холдинга креативные технологии являются надежным финансовым источником его инновационного развития.

6. Показано, что гексагональная ячеистая сотовая структура силицена (аналога графена) наиболее наглядно и доступно иллюстрирует модель построения предлагаемого инновационного холдинга, поскольку кремний -основа современной радиоэлектроники.

7. Практическая реализация проблемы модернизации предприятий радиоэлектронной отрасли осуществлена на примере инновационного холдинга ОАО «Восход»-КРЛЗ в городе Калуге. Там производственные участники холдинга (ОАО «Восход»-КРЛЗ, ОАО «Биметалл», ОАО «КБ «Сектор», ЗАО «Аметист-Стан», ООО «Аметист-М», ООО «Эколюм-Восход», ЗАО «Пожарная микроэлектроника») заполнили полностью семиячеистую «сотовую» структуру производства и семиячеистая «сотовая» структура научных его участников (ОАО «Научно-инновационный центр компонентов радиоэлектроники «Восход» имени А.И. Шокина», ООО «Научно-образовательный центр «Вакуумная и микросистемная техника для радиоэлектроники», ЗАО «Фотодиод «ФД», ООО «Конструкторское бюро микроэлектроники») также близка к завершению.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рекомендованных ВАК научных журналах и изданиях:

1. Марин В.П., Яранцев Н.В., Чистяков Г.А. Физико-технологические основы и механизмы организации производства многослойных металлических и многокомпонентных композиционных материалов //Наукоемкие технологии. 2010. Т.11, №11. С.9-14

2. Чернов Н.К., Пономарев В.А., Яранцев Н.В. Совершенствование технологии изготовления медно-серебряных биметаллов, используемых в изделиях электронной техники // Наукоемкие технологии. 2009. Т.10, №5. С.23-26.

3. Физические основы и технологические особенности получения мелкодисперсных порошков высокой чистоты / Н.В. Яранцев [и др.] // Наукоемкие технологии. 2010. Т.11, №11. С.15-17.

4. Физико-технический способ совершенствования композиционных лент для катодов мощных вакуумных приборов / Н.В. Яранцев [и др.] // Наукоемкие технологии. 2009. Т.10, №5. С.19-22.

5. Ультразвук в технологиях получения многослойных материалов и наноструктур / Н.В. Яранцев [и др.] // Наукоемкие технологии. 2009. Т.10, №5. С.60-64.

6. Новые технологии получения композиционных материалов, обеспечивающих повышенный ресурс / Н.В. Яранцев [и др.] // Наукоемкие технологии. 2008. Т.9, №10. С.4-9.

7. Коржавый А.П., Марин В.П., Яранцев Н.В. Технология горячего и холодного плакирования в приборостроении // Наукоемкие технологии. 2003. Т.4, №2. С.26-37.

8. Коржавый А.П., Марин В.П., Яранцев Н.В. Перспективные ленточные металлические материалы для электронной техники // Наукоемкие технологии. 2001. Т.2, №4. С.50-56.

В других журналах и изданиях:

9. Яранцев Н.В. Сотовая структура построения экологически безопасного производства в радиоэлектронике // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М., 2009. T.l. С.258-259.

10. Марин В.П., Мирошников П.А., Яранцев Н.В. Совершенствование техники получения низкотемпературных катодов для СВЧ ЭВП // Электронная и вакуумная техника: Приборы и устройства. Технология. Материалы: Материалы научно-технической конференции. Саратов, 2010. Вып. 3. С.65.

11. Амеличева К.А., Король Л.Н., Яранцев Н.В. Новая технология получения холодных источников электронов для мощных вакуумных приборов // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М., 2008. T.l. С.195-196.

12. Ультразвук в технологиях получения многослойных материалов и наноструктур / Н.В. Яранцев [и др.] // Физика электронных материалов: Материалы Международной конференции с участием зарубежных специалистов. Калуга, 2008. Т.1. С. 156-158.

13. Новая технология получения композиционных лент с нанопорошком Pd5Ba / Н.В. Яранцев [и др.] // Наноинженерия: Сборник трудов первой Школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению. М., 2008. С.26-27.

14. Марин В.П., Яранцев Н.В. Техника получения наноматериалов для радиоэлектроники // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного прибо-

ростроения: Материалы VI Международной научно-технической конференции. М., 2008. С.181-188.

15. Газоразрядные лазеры на углекислом газе и их использование в мониторинге окружающей среды / Н.В. Яранцев [и др.] // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М., 2007. Т.2. С.29-33.

16. Яранцев Н.В. Безопасный и эффективный метод получения плакированной ленты для глубокой вытяжки изделий приборостроения // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М., 2006. С.13-18.

17. Некоторые проблемы создания многослойных структур, эксплуатируемых в условиях воздействия ионной бомбардировки / Н.В. Яранцев [и др.] // Межфазная релаксация в полиматериалах: Материалы Международной научно-технической конференции. М., 2001. С.244-246.

18. Бычков H.A., Дерюгина Е.О., Яранцев Н.В. Особенности создания миниатюрных холодных катодов для атомарных газовых лазеров // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М., 2004. С.186-188.

19. Некоторые особенности электрофизических параметров планарных сандвич-структур / Н.В. Яранцев [и др.] // Радиационная физика твердого тела: Труды XIII Международного совещания. Севастополь, 2003. С.349-355.

20. Яранцев Н.В. Особенности применения ультразвука в технологии получения многослойных материалов с минимальной техногенной нагрузкой на биосферу // Труды II областной студенческой научной конференции. Калуга. 2007. Вып.2, ч.З. С.88-89.

21. Амеличева К.А., Жданов С.М., Яранцев Н.В. Новая экологически безопасная технология получения электронных материалов // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Труды Всероссийской научно-технической конференции. М., 2001. T.l. С.287-289.

22. Коржавый А.П., Бондаренко Г.Г., Яранцев Н.В. Перспективные металлические материалы для газовых лазеров // Тонкие пленки в электронике: Труды 12-ого Международного симпозиума. Харьков, 2001. С.298-304.

23. Коржавый А.П., Яранцев Н.В. Технологические аспекты получения сандвич-материалов для электронной техники // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Труды Всероссийской научно-технической конференции. М., 2000. С.111-112.

Яранцев Николай Владимирович

Научно-технические основы модернизации организационной структуры и технологических процессов для инновационного развития предприятия по производству электронных компонентов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 03.11.2011 г. Формат бумаги 60x84 1/16 Печ. л. 1,25 Тираж 100 экз. Заказ № 356 Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет). 119454, г. Москва, проспект Вернадского, 78