ВведениеПрактика эксплуатации судов доказывает, что случаи поломок элементов судового валопровода составляют немалую часть от общего числа аварий судов и приводят к существенным экономическим потерям. Валопровод является одной из наиболее нагруженных систем судового энергетического комплекса. Значительная часть нагрузок, действующих на валопровод, являются случайными по времени и по величине, что усложняет их расчет на этапе проектирования вплоть до невыполнимого [1, 2]. В связи с этим не теряет актуальности задача создания системы, позволяющей регистрировать действующие нагрузки и проводить диагностику технического состояния в режиме реального времени. Оснащение такой системой судов в эксплуатации и вновь проектируемых позволит повысить надежность судовых энергетических установок.Процесс разработки и внедрения системы диагностики как инновационного продукта заключается в последовательных этапах: формирование гипотезы по решению проблемы, прикладные и фундаментальные исследования, НИОКР, создание опытного образца, организация и проведение первичных продаж, запуск массового производства.Опыт реализации инновационных проектов в судостроении свидетельствует, что наиболее требовательным к обоснованию экономической эффективности проекта для привлечения средств является переход от исследований к этапу опытно-конструкторских работ [3, 4]. Необходимость оценки экономической эффективности НИОКР по выбранному в работе проекту подтверждается тем, что результатом его реализации станет образец импортозамещающей продукции. При обосновании эффективности таких проектов обязательно учитывают [5]:1) жесткую конкуренцию за инвестиционные ресурсы по причине нехватки собственных средств у большинства разработчиков;2) количественно непрогнозируемый уровень поддержки со стороны государственных фондов и слабое распространение опыта частного инвестирования в отдельные НИОКР;3) необходимость внесения изменений в продолжительность и объем финансирования работы.Также следует учитывать, что успешно реализованный инвестиционный проект НИОКР позволит разработчикам обеспечить возмещение вложенных затрат и окупаемость инвестиций в пределах срока, приемлемого для инвестора [4]. В работе рассмотрены этапы обоснования проведения НИОКР по проекту разработки системы диагностики судового валопровода и их экономическая эффективность для решения актуальной задачи судостроительной отрасли – повышения надежности судовых энергетических установок.  Научно-техническая основаПроект посвящен созданию программно-аппаратного комплекса, способного обеспечить эксплуатационную надежность судна и повысить безопасность мореплавания путем диагностики фактического состояния и прогнозирования отказов судового валопровода.Совокупность постоянных и периодических знакопеременных нагрузок, действующих на валопровод судна, нередко приводит к отказам, связанным с превышением циклической прочности [6]. Помимо этого, при совпадении частоты действия отдельной внешней силы или эквивалентной с собственными частотами элементов валопровода возникает разрушающее явление резонанса, сопровождающееся резким увеличением амплитуды крутильных, поперечных или продольных колебаний. Смещение собственных частот в область рабочих частот вращения вызвано износом и повреждениями элементов валопровода: подшипников, демпфера, гребного винта и др. Работа энергоустановки в режиме резонанса представляет опасность и является недопустимой. Опыт авторов работы в проведении торсиографирования подтверждает, что в судовом валопроводе может возникать резонанс как отдельных, так и сразу нескольких видов колебаний в определенном диапазоне частот [7, 8]. Явления резонанса связанных колебаний сегодня не регламентированы в правилах мировых классификационных обществ, однако могут являться существенным фактором, влияющим на безопасность эксплуатации судовой энергетической установки. Анализ собранной статистики поломок позволяет дать количественную оценку актуальности исследований – отказы валопроводов судов составляют порядка 15 % всех отказов на судне, из которых в 37 % случаев поломка валопровода происходит из-за трещин гребного вала [9]. Одним из подходов к решению задачи повышения надежности является разработка и внедрение на судах системы диагностики, основанной на методах динамического тензометрирования и вибродиагностики. Авторами проекта предложен подход к повышению надежности судовой энергетической установки на основе одновременной регистрации крутильных, поперечных и продольных колебаний, реализованных в конструктивных блоках устройства (рис. 1) [10].   Рис. 1. Размещение блоков системы диагностики навалопроводе судна: 1 – первичные преобразователи;2 – измерительный блок; 3 – статорный блок;4 – блок приема и регистрации; 5 – питаниеFig. 1. Arrangement of blocks of the diagnostic system on the ship shafting: 1 - primary converters; 2 - measuring block; 3 - stator block; 4 - block of receivingand registration; 5 - power supply Система диагностики фактического состояния и прогнозирования отказов валопровода судна представляет собой программно-аппаратный комплекс, который укрупненно состоит из вращающейся вместе с валом (первичные преобразователи, измерительный и статорный блоки) и стационарной (блок приема и регистрации, питание) частей. Информация о колебаниях и деформациях вала передается при помощи радиосвязи антенными системами и проходит обработку, на основе которой формируется заключение о работоспособности. Перспективы коммерциализации Обязательным для судовладельца в России является торсиографирование судовых движительных установок, а именно проверка демпферов крутильных колебаний двигателей внутреннего сгорания. Применяемое сегодня измерительное оборудование регистрирует только параметры крутильных колебаний валопровода и не является прямым аналогом предложенного решения, поскольку не рассматривает такие параметры, как напряжения от изгибных и осевых колебаний, а также общую (структурную) вибрацию валопровода. Однако это позволяет принять данный сегмент рынка в качестве отправной точки в расчетах перспектив коммерциализации.В работе проведена количественная оценка объема рынка в натуральных величинах по причине волатильности курса валют, территория распространения – Российская Федерация. Общий объем рынка оценен по количеству судов в эксплуатации с применением методологии показателей PAM, TAM, SAM и SOM [11]:1. TAM (Total Addressable/Available Market). В соответствии с данными Российского морского регистра судоходства в 2022 г. общее число транспортных, обеспечивающих, рыбопромысловых и научно-исследовательских судов под флагом России составляет более 3 500 ед. На классификационном учете Российского речного регистра состоит более 24 000 судов, большая часть которых оснащена судовым валопроводом. Согласно данным официального отчета Единой межведомственной информационно-статистической системы (ЕМИСС) расчетный показатель «наличие морских судов» Федерального агентства морского и речного транспорта за 2021 г. составил 2 704 ед. 2. PAM (Potential Available Market). Прогнозная оценка величины потенциально доступного объема рынка предлагаемого продукта может быть дана с учетом того, что применение методов вибродиагностики актуально в глобальных отраслях: машиностроение, промышленное оборудование, строительство. Согласно данным официального отчета ЕМИСС количество крупных и средних предприятий и организаций по собирательной классификационной группировке видов экономической деятельности «Промышленность» на основе ОКВЭД2 превышает 16 000 предприятий. Всего на территории РФ действует более 450 000 промышленных предприятий, величину PAM с учетом специфики проекта возможно принять в количестве 10 % общего числа.3. SAM (Served/Serviceable Available Market). Оценка доступного объема целевого рынка проведена на основе официальных данных ФАУ «Российский речной регистр» [12]. Подтверждены сведения о 838 случаях повреждений судов и их элементов, из которых 114 – повреждения судовых валопроводов. Повреждения судовых валопроводов ежегодно составляют в среднем 13 % от общего числа повреждений элементов судов. С учетом географической досягаемости и оценки возможностей по распространению продукции объем рынка SAM принят в 500 ед.4. SOM (Serviceable & Obtainable Market, или Share of Market). Предварительная оценка реально достижимого объема целевого рынка, определяющего долю рынка проекта с учетом возможности роста и конкуренции – оснащение системой диагностики 50 судов отечественного флота в течение 5 лет.Значения полученных показателей PAM, TAM, SAM и SOM представлены на рис. 2. В расчете объема рынка применен обобщенный подход к сбору информации. Проведен собственный анализ первичных данных на основе собранной статистической информации, подготовлен официальный запрос и проведены переговоры с экспертами рынка. Сбор вторичных данных обеспечен материалами официальной статистики единой межведомственной информационно-статистической системы России.   Рис. 2. Оценка объема рынкаFig. 2. Market size estimation О перспективах развития отрасли можно судить по выборке показателя «Производство основных видов продукции в натуральном выражении (в соответствии с ОКПД2)» Федеральной службы государственной статистики по типам произведенных судов (табл. 1).Таблица 1Table 1Производство судов в РоссииShip building in RussiaТип судна, количество2017 г.2018 г.2019 г.2020 г.Суда морские пассажирские1212Суда речные пассажирские1291729Суда пассажирские смешанного плавания «река-море»1221Суда наливные морские2000Суда наливные речные0710Суда наливные смешанного плавания «река-море»7300Суда сухогрузные морские1080Суда грузопассажирские морские1000Суда сухогрузные речные2112Суда сухогрузные смешанного плавания «река-море»05918Суда рыболовные; суда-рыбозаводы и прочие суда для переработки или консервирования рыбных продуктов035040Суда рыболовные035040 По оценке, приведенной в Государственной программе РФ «Развитие рыбохозяйственного комплекса», отрасль продолжает демонстрировать положительную динамику по многим ключевым показателям. Ежегодно по программе инвестиционных квот строятся более 25 судов, а до 2030 г. ожидается строительство не менее 150 рыбопромысловых судов на российских верфях с использованием не только инвестиционных квот, но и других инструментов стимулирования обновления рыбопромыслового флота. Среди классов судов России до 2035 г. востребованы к постройке 150 рыбопромысловых судов, 100 земснарядов, 100 танкеров для перевозки сырой нефти. Строительство современных судов неразрывно связано с необходимостью повышения их надежности и безопасности. Предложенной в работе системой диагностики можно оснастить как новые суда, так и уже существующие. Поэтому прямыми потребителями разрабатываемой системы являются судовладельцы (эксплуатация, диагностика до/после ремонта), судоремонтные, судостроительные предприятия (выходной контроль) а также компании, оказывающие услуги по торсиографированию демпферов крутильных колебаний. Всего на территории России зарегистрировано более 800 компаний-судовладельцев, более 140 судоходных компаний, более 110 научных и проектных организаций.Целевая аудитория проекта по доступным каналам сбыта:1. Судовладельцы – эксплуатация, диагностика до/после ремонта. По состоянию на 2022 г. в Астраханской области – 41 компания-судовладелец, например ООО «ЮгТранс», ООО «Южная линия», ООО «ЮниТанкер», ОАО «Лукойл-Нижне-волжскнефть» и др.2. Судоходные компании – эксплуатация, диагностика до/после ремонта. По состоянию на 2022 г. в Астраханской области зарегистрировано 6 судоходных компаний: Omskiy Shipping LLC, ООО «ВЕГА», ООО «Новая Судоходная Компания», ООО «ПФК Буксировщик», ООО СК «Аркшиппинг», ООО «Филиал СК АРК».3. Научные и проектные предприятия – проведение исследований и испытаний. По состоянию на 2022 г. в Астраханской области действуют 3 крупных предприятия: ООО «Моринжгеология», ООО «Сайпем С.п.А.», ЗАО «Югшельфгеопроект».4. Судостроительные и судоремонтные заводы – выходной контроль. По состоянию на 2022 г. в РФ насчитывается более 50 крупных компаний: ОАО «Судостроительная фирма «Алмаз» (Санкт-Петербург), ОАО «Адмиралтейские верфи» (Санкт-Петербург), ОАО «Амурский судостроительный завод» (Комсомольск-на-Амуре), ЗАО «Ахтубинский судостроительно-судоремонт-ный завод» (Ахтубинск), ООО «Балтийский завод – судостроение» (Санкт-Петербург) и др., из которых АО «Южный центр судостроения и судоремонта» и АО «ССЗ им. Ленина» (Астрахань) находятся в области реально достижимого объема сбыта в течение ближайших лет. Бизнес-модель и плановые экономические показателиЗа основу проектируемой бизнес-модели проекта взят девятиблочный шаблон А. Остервальдера и И. Пинье [13], который с достаточной точностью позволяет описать модель продаж ценностного предложения (табл. 2). Таблица 2Table 2Бизнес-модельBusiness-modelОсновные партнеры По типам партнерских отношений:– отношения «поставщик – производитель»:целевая аудитория;– сотрудничество с неконкурентами: университеты;– конкуренты: совместная деятельность и поставка ресурсовОсновные направления деятельности Основные виды:– производство;– проведение испытаний (консалтинг);– техническая поддержкаПредлагаемыепреимущества Применение системы диагностики на судах позволит:– производить диагностику валопровода по фактическому состоянию;– прогнозировать «усталостные» разрушения Ценности продукта заключаются:– в новизне;– индивидуальности;– снижении расходов;– снижении рисков    Отношенияс клиентами Основные:– персональная поддержка;– особая персональная поддержка В перспективе:создание ценности совместно с потребителемСегментыклиентов – судовладельцы;– судоходные компании;– научные и проектные предприятия;– судостроительные заводыОсновные ресурсы – персонал (команда специалистов);– материальные (экспериментальная база);– информационные (патенты, результаты исследований, каналы распространения);– финансовые (свободные денежные средства)Каналы связи По степени значимости для потребителя:– партнерские (у заинтересованных организаций);– прямые (через интернет-площадки)Структура расходов Основные расходы на функционирование: закупка основных материалов и оплата трудас отчислениями Потоки выручки Основной поток доходов – от разовых сделок согласно ценностному предложению. Готовность клиентов платить за ценность обеспечивается двумя факторами: 1. Эксплуатация продукта позволит повысить безопасность мореплаванияи снизить затраты при авариях судов.2. Стоимость услуг по проведению испытаний и измерений в течение срока службы судна сопоставима с конечной ценой продукта Бизнес-модель В2В (бизнес-для-бизнеса) проекта предусматривает следующую схему коммерциализации продукта. Потенциальные потребители: юридические лица, владеющие судном или техникой. Коммерческая модель проекта предполагает основные виды доходов по производству, пусконаладке и техническому обслуживанию предлагаемой в проекте системы диагностики в виде комплекта модернизации судовых энергетических установок. Дополнительными потоками прибыли являются проведение технических испытаний и исследований колебаний судовых валопроводов, в том числе торсиографирование демпферов крутильных колебаний, предоставление услуг по первичному вводу системы в эксплуатацию, обучение пользователей и интеграция с имеющимися на судне информационными системами.Экономическая окупаемость НИОКР проекта рассчитана на основе сумм финансирования двух этапов программы «Старт» Фонда содействия инновациям. Выполнение задач программы «Старт-1» предполагает проведение прикладных научных исследований и экспериментальных разработок (изготовление прототипа продукта, а также его испытания), которые позволят проверить реализуемость заложенных в НИОКР подходов и решений для снятия научно-технических рисков реализации проекта в целом, а также позволят оценить возможность создания на последующих стадиях реализации проекта продукта и его востребованность на рынке. Этап «Старт-2» реализации проекта направлен на обеспечение проведения НИОКР на основе полученного ранее научно-технического задела, результаты которого позволят перейти к коммерциализации создаваемой инновационной продукции.В основе большинства методов определения экономической эффективности инвестиционных проектов в рыночной экономике лежит вычисление чистого дисконтированного дохода (NPV), позволяющего сопоставить все денежные притоки и оттоки, приводя их к текущему моменту времени и внутренней нормы доходности (IRR), позволяющей оценить степень привлекательности альтернативного размещения ресурсов.Для проектов, содержащих большую долю НИОКР, потоки доходов и расходов, как правило, разнесены во времени. Для вычисления NPV в этом случае используется зависимость [5], решаемая методом последовательных приближений. В разработанной нами модели продажи предусмотрены в первый год реализации проекта, поэтому была использована следующая формула для определения чистого дисконтированного дохода: где t – годы реализации инновационного проекта (t = 1, 2, 3, …, T); P(t) – чистый денежный поток за год; K1 – ставка дисконтирования; I – первоначальные инвестиции.Рентабельность инвестиций определяется индексом доходности PI, который составил 1,33. При расчете внутренней нормы доходности для определения NPV2 был принят коэффициент дисконтирования K2 = 1 (100 %). Внутренняя норма доходности была рассчитана по формуле Расчет основных плановых экономических показателей произведен в соответствии с разработанной бизнес-моделью, калькуляцией себестоимости, плановой ценой и планом продаж по производству и проведению технических испытаний и исследований. Результаты расчета приведены в табл. 3 и 4.Таблица 3Table 3Основные экономические показатели проектаGeneral figures of economic performance of the projectЭкономические показатели, тыс. руб.2023 г.2024 г.2025 г.2026 г.2027 г.Планируемое количество продаж систем диагностики, ед.1371630Планируемое количество технических испытаний и исследований, ед.1281218Планируемое количество услуг по технической поддержке и обслуживанию оборудования, ед.–281625Выручка от коммерциализации проекта, всего, тыс. руб.1 2003 6009 90020 40036 150В том числе:     – выручка от продажи оборудования, тыс. руб.9002 7006 30014 40027 000– выручка от проведения технически испытаний, тыс. руб.3006002 4003 6005 400– выручка от услуг технической поддержки, тыс. руб.–3001 2002 4003 750Затраты, всего, тыс. руб.8002 4006 60013 60024 100В том числе:     – затраты на производство, тыс. руб.6001 8004 2009 60018 000– затраты на проведение технических испытаний, тыс. руб.2004001 6002 4003 600– затраты на услуги технической поддержки, тыс. руб.–2008001 6002 500Прибыль от продаж, тыс. руб.4001 2003 3006 80012 050Единый налог по упрощенной системе с объектом, доходы – 6 %722165941 2242 169Чистая прибыль, тыс. руб.3289842 7065 5769 881Рентабельность продукции, %4141414141Рентабельность продаж, %27,327,327,327,327,3Амортизационные отчисления401404608801 460Чистый денежный поток, тыс. руб.3681 1243 1666 45611 341Коэффициент дисконтирования, %8,5Сумма капитальных вложений, тыс. руб.12 000Чистый дисконтированный доход (NPV проекта), тыс. руб.3 975,31Индекс доходности1,33Внутренняя норма доходности проекта (IRR проекта), %33,8Срок окупаемости проекта, лет4,5 Таблица 4Table 4Срок окупаемости проектаPay-out terms of the projectГодыДенежныепоступления, тыс. руб.Коэффициентдисконтирования K = 1 / (1 + K)tТекущая стоимостьденежных потоков,тыс. руб.Текущая стоимостьнарастающим итогом,тыс. руб.13680,9217339,17339,1721 1240,8496954,951 294,1233 1660,78312 479,293 773,4146 4560,7224 661,238 434,64511 3410,66487 539,515 974,14 Проведенные расчеты доказали, что в течение 5 лет проект себя полностью окупит и обеспечит рентабельность продукции на уровне 41 %. Рентабельность продаж ожидается на уровне 27,3 %. Показатель чистого дисконтированного дохода NPV составит за пятилетний период 3 975,31 тыс. руб. Внутренняя норма доходности проекта (IRR) составит 33,8 %, на каждый рубль вложенных инвестиций планируется получить 1,33 руб. чистых денежных потоков (чистой прибыли и амортизации). Таким образом, все показатели экономической оценки инвестиционного проекта свидетельствуют о его экономической эффективности. ЗаключениеПредставленное в работе научно-техническое обоснование проекта, его новизна, перспективы коммерциализации, анализ рынка, бизнес-модель и расчет плановых экономических показателей эффективности позволяют считать проект создания системы диагностики судового валопровода экономически целесообразным. Реализация наукоемких проектов в судостроительной отрасли зачастую требует существенных вложений на этапе НИОКР, поэтому важным является обоснование вложенных затрат и окупаемость инвестиций в пределах приемлемого срока. Преимуществом предлагаемого проекта является небольшая сумма первоначальных капитальных вложений. Значение чистого дисконтированного дохода в результате реализации проекта может значительно вырасти при включении в расчет денежного потока величины предотвращенного ущерба от простоя судна в результате повреждения судового валопровода. Полученные в работе результаты могут являться основой для обоснования инвестиционной привлекательности других проектов в судостроении и смежных отраслях.