Нормы по шуму воздушных судов на местности как маркетинговый инструмент на конкурентном рынке авиационной техники
Основными факторами воздействия современных дозвуковых воздушных судов на человека и окружающую среду считаются шум на местности и эмиссия вредных веществ. В настоящее время допустимые уровни шума на местности регламентируются, прежде всего, томом 1 Приложения 16 к международной конвенции о гражданской авиации. В РФ и странах СНГ действуют гармонизированные с международными положениями Авиационные правила АП-36, регламентирующие уровни шума. Допустимые уровни шума на местности (1) постепенно ужесточаются. В 1972 г. вступила в действие гл. 2 т. 1 Приложения 16 стандарта ИКАО, с 1977 г. – гл. 3, согласно которой суммарный уровень шума в трёх контрольных точках надлежало снизить на 20 EPN дБ по сравнению с уровнем, определяемым требованиями гл. 2. С 01.01.2006 г. все вновь сертифицируемые самолёты должны удовлетворять требованиям гл. 4 т. 1, предусматривающей снижение суммарного уровня шума в трёх контрольных точках ещё на 10 EPN дБ.
Все вновь создаваемые и перспективные российские воздушные суда и авиадвигатели будут удовлетворять требованиям действующих экологических стандартов. Однако перспектива их ужесточения неоднозначна. Зарубежные двигателестроительные компании в настоящее время активно создают научный и технологический задел для кардинального улучшения экологических характеристик перспективных авиадвигателей. Несоответствие современным и перспективным экологическим стандартам в 1990-е гг. стало одним из главных факторов, определивших низкую конкурентоспособность отечественной авиатехники на мировом и даже внутреннем рынке. Выживание российского гражданского авиастроения возможно лишь при условии недопущения отставания от зарубежных конкурентов в части экологических характеристик продукции.
В то же время, весьма популярна (и не противоречит фактам (2)), гипотеза о том, что введение и последовательное ужесточение развитыми странами мира авиационных экологических стандартов – в особенности, именно по шуму на местности – преследует не столько цели защиты окружающей среды, декларируемые официально, сколько цели завоевания зарубежными компаниями более благоприятных позиций на рынках авиатехники и авиаперевозок. В пользу этой точки зрения говорит и недостаточно убедительное научное обоснование нормативных уровней шума на местности с позиций экологии и медицины. Если объём выбросов, по крайней мере, объективно измерим по абсолютной шкале, в тоннах тех или иных веществ, выбросы можно суммировать, и т.п., то уровень шума сам по себе измеряется по сравнительной, а не абсолютной шкале – в децибелах (3), что существенно менее осязаемо и затрудняет установление связи между уровнем шума и ущербом. По крайней мере, эта связь является не настолько прямой как в сфере выбросов вредных веществ: если на 20% меньший уровень эмиссии означает, что на 20% меньше вредных веществ попадет в атмосферу (4), то объяснить, как повлияет на ущерб снижение уровня шума на 20 дБ, существенно сложнее, если вообще возможно.
В принципе, шумовое воздействие авиации на окружающую среду имеет экономическое измерение. Так, уровень шума, производимого ВС, оказывает влияние на возможность и комфортность проживания, работы граждан, строительства тех или иных объектов в окрестностях аэропортов. С экономической точки зрения это может приводить к снижению цен соответствующих участков земли. Известны эконометрические исследования зависимости стоимости земли от расположения вблизи крупных аэропортов. Тем не менее, в данной сфере, в отличие от эмиссии вредных веществ, механизмы «торговли выбросами», корректирующих налогов за уровень шума, подобные механизму Киотского протокола, практически не используются. Интернализация внешних эффектов в части шума, производимого летательными аппаратами, существенно затруднена даже на фоне другой группы экологических воздействий авиации на окружающую среду – выбросов вредных веществ. Гораздо шире в этой сфере распространены прямые административные запреты на эксплуатацию ВС, не удовлетворяющих тем или иным нормам по уровню шума на местности, или дифференцированные ставки аэропортовых сборов в зависимости от уровня шума ВС. В ряде аэропортов действуют ограничения на полёты более шумных ВС в определённые часы, что также имеет свое экономическое измерение.
Так или иначе, связь уровня шума на местности, производимого ВС, с наносимым при этом ущербом, является сложной и неоднозначной. В большей степени уровень соответствующих норм обусловлен не потребностями общества в том или ином снижении экологического ущерба, а возможностями авиационной промышленности обеспечить более низкий уровень шума при сохранении приемлемых экономических показателей разработки, производства и эксплуатации авиационной техники. Иными словами, уровень этих норм определяется не «спросом» общества и экономики на меньший уровень шума, а «предложением» соответствующих технологий. Поэтому ужесточение норм по шуму на местности вызвано именно соображениями рыночной конкуренции, обеспечения преимущества определенным производителям ВС и авиационных двигателей на рынках, контролируемых теми или иными авиационными властями – США, ЕС и др. Это пример таких стандартов, которые практически полностью используются именно как инструмент конкурентной борьбы на глобальном уровне, а не минимизации негативных внешних эффектов. В этой связи нормы по шуму, действующие в гражданской авиации, представляют интерес как «модельный» пример стандартов, предназначенных именно для конкурентной борьбы. Отчасти это позволяет упростить экономический анализ процесса ужесточения этих норм.
Подходы к моделированию процесса ужесточения норм по шуму на местности в гражданской авиации
Можно представить процесс ужесточения норм по шуму как игру двух лиц, А и В, под которыми подразумеваются обобщённая западная авиационная промышленность и другая – прежде всего, российская, и/или авиапромышленность развивающихся стран, КНР, Индии, Бразилии и др. (в т.ч. в союзе с российской) Как показано в ряде работ (5), часто ужесточение норм может быть инициировано самой авиационной промышленностью, и практически наверняка с ней согласовано, поскольку устанавливать нормы, которые национальная авиационная промышленность не сможет выполнить, бессмысленно. В принципе, национальные или наднациональные власти могут установить такой уровень норм, который окажется невыполнимым для авиационной промышленности, расположенной в данной стране или группе стран, т.е. поставить в привилегированное положение зарубежную, а не национальную авиационную промышленность, но в странах Запада такая политика не практикуется широко.
В то же время, следует учитывать, что юрисдикция авиационных властей может не совпадать с границами, в которых расположены те или иные предприятия авиационной промышленности. Это неизбежно, поскольку собственной авиационной промышленностью располагает лишь несколько стран мира, тогда как гражданской авиацией пользуются практически все. Кроме того, и страны, в которых расположены предприятия авиационной промышленности, могут придерживаться норм, заданных не теми странами, к которым относятся указанные предприятия.
Следовательно, в данной игре целесообразно рассматривать два рынка, обозначаемые индексами 1 и 2, на которых стандарты устанавливают соответствующие авиационные власти. Эти рынки могут не совпадать с границами, в которых расположены предприятия обобщённых компаний А и В. Тем не менее, нормы на рынках 1 и 2 устанавливаются по согласованию, соответственно, с производителями А и В. Если, например, производитель А инициирует установление на рынке 1 более жёстких норм по шуму на местности, чем действуют на рынке 2, тогда (при условии, что сам инициатор готов этим требованиям удовлетворить) производителю В останется удовлетворять спрос лишь на рынке 2, причём, только определённую его долю.
Примем следующие упрощающие допущения, которые представляются в первом приближении реалистичными.
Во-первых, продукцию обоих конкурентов будем считать однородной, т.е. технико-экономические характеристики ВС обоих производителей идентичны. В силу этого, цена на их изделия складывается единая. В то же время, каждый производитель, удовлетворяющий нормам по шуму, может рассчитывать на обоих рынках на определённые доли, зависящие, скорее, от неэкономических факторов, в т.ч. политических, либо от предыстории развития определённых авиакомпаний, приверженности их тому или иному поставщику авиационной техники, инерции в смене поставщика, которая уже имеет вполне объективную экономическую природу.
Во-вторых, будем считать, что и изменение уровня шума не влияет на технико-экономические параметры изделий, а также на их цену. В то же время, снижение уровня шума на местности требует затрат на соответствующие НИОКР и, возможно, повышает прямые производственные затраты. Зависимости затрат на НИОКР и удельных производственных затрат от достигнутого уровня шума будем считать известными. Для каждого производителя, А и В, эти зависимости индивидуальны. Однако они обладают общими свойствами: более низкий уровень шума требует больших затрат на НИОКР и, по меньшей мере, не меньших производственных затрат.
Кроме того, будем считать, что изначально изделия обоих производителей, А и В, удовлетворяли общему для обоих рынков, 1 и 2, стандарту по шуму на местности, который задавал начальный, «нулевой» уровень . Далее рассматриваются стимулы для обоих производителей инициировать на «своих» рынках ужесточение норм до того или иного уровня. Рассмотрим одношаговую игру, в которой оба игрока выбирают целевой уровень шума на местности и добиваются его принятия в качестве норм на «своём» рынке. Рассматривается континуум значений уровня шума, т.е. игра является непрерывной. Тем не менее, постулированные свойства функций выручки и затрат производителей определяют весьма простую структуру возможных равновесий. Поскольку в рамках принятых допущений:
- уровень стандартов, принятый данным производителем, не влияет на цену его продукции, а также спрос (если только эта продукция допущена к продаже на данном рынке, удовлетворяя принятым там стандартам),
- при попытке удовлетворять более жёстким ограничениям, любой производитель несёт более высокие затраты, тогда любой производитель будет заинтересован в ужесточении стандартов на «своём» рынке лишь при условии, что его конкуренту придётся покинуть этот рынок. В противном случае, согласно принятым допущениям, он не получит дополнительного дохода, но понесёт дополнительные затраты. Причём, оптимальным будет именно граничный уровень шума, при котором конкурент изменит своё решение и уйдёт с соответствующего рынка.
Важно также подчеркнуть, что равновесия, в которых один игрок ужесточает стандарт, а другой принимает этот вызов, доводя характеристики своей продукции до нового уровня, в рамках данной упрощенной модели невозможны. Обоснование таково: в этом случае, поскольку конкурент останется на рынке, инициатор ужесточения стандартов не получит никаких дополнительных выгод, по сравнению с исходным уровнем , но понесёт дополнительные издержки. В такой упрощённой модели возможны либо «нулевые» равновесия, либо равновесия с вытеснением конкурента со «своего» рынка компанией-инициатором ужесточения стандартов. При этом компания – «ведомый» соглашается с потерей доли на «чужом» рынке, и вообще не проводит НИОКР, нацеленных на снижение уровня шума.
Таким образом, несмотря на непрерывный характер стратегий в данной игре, фактически, выбор для каждого игрока сводится к двум дискретным вариантам: граничный уровень и начальный уровень . Если прибыль данного игрока при вытеснении конкурента благодаря ужесточению норм до граничного уровня выше, чем прибыль в противоположной ситуации (когда он проигрывает в «гонке стандартов»), тогда ему выгодно выступить инициатором ужесточения норм на «своём» рынке, причём, до указанного граничного уровня. В противном случае, данный производитель не выступит инициатором ужесточения норм на «своём» рынке, удовлетворившись исходным значением стандарта n0 .
Экономико-математическая модель конкуренции в сфере стандартов по шуму воздушных судов на местности
Введём следующие условные обозначения:
- N1 – ёмкость рынка 1;
- N2 – ёмкость рынка 2;
- a1 – доля производителя А на рынке 1;
- a2 – доля производителя А на рынке 2;
- β1=1-a1 – доля производителя В на рынке 1;
- β2=1-a2 – доля производителя В на рынке 2;
- n – уровень шума, EPN дБ;
- n0 – первоначальное значение уровня шума;
- CНИОКР(I)(n) – затраты производителя I на НИОКР, необходимые для того, чтобы уменьшить уровень шума от первоначального n0 до n;
- p – цена изделия, которая принимается одинаковой на всех рынках для продукции обоих конкурентов, поскольку продукция считается однородной;
- FC – постоянные производственные затраты (в расчётах не учитываются, поскольку считается, что они не зависят от выхода на те или иные рынки);
- Cперем(I) – переменные издержки производителя I, I = A,B;
- Смат(I) – материальные затраты производителя I, I = A,B;
Стр(I) – издержки на оплату труда производителя I, I = A,B.
Переменные затраты складываются из материальных затрат и затрат на оплату труда:
Переменные затраты |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
Материальные затраты считаем пропорциональными объёму выпуска:
Материальные затраты |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
где:
- Смат(I) – удельные материальные затраты производителя I на выпуск единицы продукции, I = A,B;
- QI – объём выпуска производителя I.
Зависимость затрат на оплату труда от объема выпуска учитывает эффект обучения (6), характерный для высокотехнологичных отраслей промышленности. Суть этого эффекта в том, что с ростом накопленного объёма выпуска происходит накопление опыта, снижается трудоёмкость производства и, следовательно, снижаются удельные затраты на оплату труда на одно изделие. В простейшем случае, зависимость удельных затрат на оплату труда от накопленного выпуска имеет следующий вид:
Зависимость удельных затрат на оплату труда от накопленного выпуска |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
где:
- СI(1) – удельные издержки производителя I на оплату труда в расчёте на первое изделие, I = A,B;
- q – накопленный выпуск с начала серийного производства изделий данного типа,
- λ – темп обучения в производстве. По данным исследований (7), темп обучения в гражданском самолётостроении составляет 15–20%. Тогда суммарные затраты производителя I на оплату труда составят:
Формула 1. Cуммарные затраты производителя I на оплату труда |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
При больших объёмах выпуска (Q больше или равно 1000) можно использовать следующую формулу:
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
Формула 2. Суммарные затраты производителя I на оплату труда |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
Для того чтобы определить, какие из стратегий являются оптимальными для производителей, сравним:
● ситуацию, когда производитель A выполнил определённый объём НИОКР и снизил уровень шума относительно своего конкурента. При этом он сможет установить на контролируемом им рынке 1 более жёсткий стандарт и завоевать оставшуюся долю этого рынка , оставив при этом за собой долю рынка 2. В этой ситуации его прибыль составит
Формула 3. Прибыль |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
где
Источник: Формула 3 - расшифровка |
● и ситуацию, когда производитель А проиграет в «гонке стандартов». Поскольку при этом он в любом случае не сможет, ужесточив стандарты, вытеснить конкурента с контролируемого им рынка 1, но потеряет свою долю на рынке 2, ему невыгодно начинать НИОКР, нацеленные на снижение шума. В этой игре начинать такие исследования и разработки имеет смысл, лишь если игрок рассчитывает на победу. Итак, прибыль игрока А в случае, если он проигрывает в «гонке стандартов», составит
Формула 4. Прибыль игрока А в случае, если он проигрывает в «гонке стандартов» |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
Тогда производителю А будет целесообразно начинать НИОКР при условии
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
что определяет максимально приемлемую для него «плату за выигрыш» в «гонке стандартов», т.е. пороговые затраты на НИОКР, нацеленные на снижение шума:
Формула 5. Максимально приемлемая «плата за выигрыш» в «гонке стандартов» |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
Отсюда при известном законе изменения затрат на НИОКР Сниокр(А)(n), можно найти граничный уровень шума nmin(A), до которого готов снизить шумность своих изделий производитель A, чтобы вытеснить конкурента В с контролируемого рынка 1.
Пусть, например,
Формула 6 |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
Т.е. сокращение шума в 10 раз относительно начального уровня (на 10 дБ) стоит R1 денежных единиц. Такой закон, во-первых, отражает убывающую предельную производительность инвестиций в НИОКР, т.е. первоначальное сокращение на 90% обойдётся во столько же, сколько и последующее сокращение ещё на 9% от начального уровня. Во-вторых, шкала измерения шума в децибелах также опирается на десятичный логарифм. Далее, при наличии объективной информации о реальной стоимости НИОКР по снижению уровня шума (а такая информация апостериори известна), можно использовать и более корректные законы.
Исходя из формул 5, 6, чтобы вытеснить конкурента В с контролируемого им рынка 1, производитель А готов снизить уровень шума до следующего значения:
Формула 7. Снижение уровня шума |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
Аналогичные расчеты можно провести и для производителя В. Далее сравниваем nmin(A) и nmin(B). И если, например, nmin(A) < nmin(B), в «гонке стандартов» победит производитель А. Ему достаточно будет, проведя соответствующий объём НИОКР, снизить шумность своих изделий до уровня, незначительно ниже, чем nmin(B) – поскольку его соперник не готов заплатить соответствующую «плату за выигрыш», игрок А уже получит монопольное положение на контролируемом им рынке 1, оставив за собой и долю на рынке 2 (ибо у игрока В не будет оснований препятствовать на контролируемом им рынке продаже менее шумных изделий, чем его собственные). Следовательно, снижать уровень шума своих изделий существенно ниже nmin(B) игроку А невыгодно.
Параметрические расчёты и качественный анализ их результатов
Целесообразно при заданных ёмкостях обоих рынков проанализировать равновесия в зависимости от долей, которые могли бы занимать обе компании на этих рынках. Хотя эти доли, как правило, являются весьма инертными, тем не менее, это неопределённые величины, и важно определить границы «областей», внутри которых реализуются те или иные равновесия. Аналогичная задача параметрического анализа равновесий при различных долях двух секторов рынка, занимаемых двумя конкурентами, решалась в работе «Проблемы стратегического позиционирования российской наукоёмкой промышленности (на примере гражданского авиастроения)» (8) при помощи специально разработанной компьютерной программы.
Итак, при каждом наборе начальных условий, под которыми подразумеваются, прежде всего, ожидаемые объемы продаж на обоих рынках и доли, на которые оба производителя могут на этих рынках рассчитывать, следует оценить для каждого производителя, А и В, граничный уровень шума, до которого он готов (ценой соответствующих затрат на НИОКР) снизить шумность своих изделий, чтобы одержать победу в «гонке стандартов». Для проведения качественного анализа поведения модели были выбраны следующие начальные значения параметров: N1=1000, N2=1000, cA(1)=100 млн.дол, cB(1)=100 млн.дол, λA=15%, λB=15%, САмат=60 млн. дол., СBмат=60 млн. дол., p=1000 млн. дол., n0=100 дБ, RA=5 млрд. дол./10 дБ, RB=5 млрд. дол./10 дБ, a2 и b2 меняются в диапазоне от 0% до 100%. На рис. 1–4 изображены графики зависимости граничных уровней шума nAmin, nBmin. от долей, которые могут занимать на рынках 1 и 2 производители А и В, если будут удовлетворять нормам соответствующих рынков по шуму на местности. Изменение уровня шума относительно начального уровня отображено в логарифмической шкале. Например, сокращение уровня шума со 100 до 10 означает его снижение на 10 дБ, до 1 – на 20 дБ, до 0,01 – на 40 дБ, и т.д.
Графики nAmin изображены сплошными кривыми, графики nBmin - штриховыми линиями. Причём, если изменение доли рассматривается как непрерывное во всём диапазоне от 0% до 100%, то доля b1 принимает следующие дискретные значения: 10%, 50% и 90%, которым на рис. 1–4 соответствуют три семейства кривых: без маркеров (b1 = 10%), с треугольными маркерами (b1 = 50%) и с квадратными маркерами (b1 = 90%).
Итак, на рис. 1 изображены графики граничных уровней шума при исходном, приведённом выше наборе параметров, когда оба производителя одинаковы по своим технологиям, и контролируют рынки равной емкости.
Рис. 1. Зависимость минимально приемлемых для конкурентов уровней шума на местности (пример 1, производители и рынки симметричны). |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
Если на «чужом» для себя рынке 1 производитель В может занять лишь малую часть, 10%, он практически всегда проигрывает в граничном уровне шума своему конкуренту А. При большей доле на «чужом» рынке 1, 50%, он уже выйдет победителем в «гонке стандартов», если доля конкурента, фирмы А, на рынке 2 не превосходит 50%. Наконец, если на рынке 1 игрок В может рассчитывать на 90%-ную долю, он будет устанавливать стандарты по уровню шума, если только его конкурент не займёт более 90% на контролируемом им рынке 2 (что в реальности маловероятно). Т.е. доля на рынке дает преимущество в возможности устанавливать стандарты, получая выгоду.
То же самое касается и ёмкости рынка, который контролирует производитель. На рис. 2, при сохранении всех остальных исходных данных примера 1, предполагается, что N2=500.
Рис. 2. Зависимость минимально приемлемых для конкурентов уровней шума на местности (пример 2, производитель А контролирует вдвое больший рынок). |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
На этом рисунке видно, что производитель В всегда будет проигрывать в «гонке стандартов», если сможет занимать на «чужом» рынке 1 долю 10% и даже 50%. Лишь если он сможет занимать на этом рынке 90%, он сможет установить более жёсткий стандарт по шуму на местности, если только конкурент, фирма А, не будет занимать на его «домашнем» рынке 2 долю свыше 80% (как уже говорилось, такие сочетания маловероятны). Также заметим, что достижимые уровни шума на 1–2 порядка (на 10–20 дБ) выше, чем в примере 1, т.е. явное преимущество одного из игроков ослабляет конкуренцию в сфере ужесточения стандартов.
На рис. 3 при прочих исходных данных примера 1 предполагается, что производитель А имеет преимущество в технологиях снижения шума на местности: RA= 4 млрд долл.
По сравнению с рис. 1, видно, что производитель А получает существенное преимущество в задании стандартов по шуму на местности, за исключением сравнительно маловероятного случая, когда он занимает на контролируемом им рынке 1 долю 10%, а на «чужом» для него рынке 2 – не более 20%. Такое же влияние оказывает на соотношение сил конкурентов разница в уровне производственных издержек. Кроме того, важно отметить, что в последнем примере достигаются уровни шума, на 10–20 дБ ниже, чем в исходном примере 1, т.е. технологическое преимущество в сфере снижения шумности ВС чрезвычайно сильно отражается и на мировом уровне стандартов.
Разумеется, предлагаемая модель нуждается в калибровке на основе реальных (а не просто реалистичных по порядку величины) данных. Однако при дальнейшем развитии предлагаемый подход позволит прогнозировать ужесточение норм по шуму на местности и оценивать экономически обоснованные затраты российской авиационной промышленности и отраслевой науки на соответствующие исследования и разработки.
Авторы
Варюхина Е.В. |
Источник: http://технодоктрина.рф/ |
Варюхина Е.В. - канд. техн. наук, науч. сотр. Центрального аэрогидродинамического института, г. Жуковский
Клочков В.В. - д-р экон. наук, вед. науч. сотр. лаборатории экономической динамики и управления инновациями Института проблем управления РАН
Список литературы:
- Дмитриев В.Г., Мунин А.Г. Экологические проблемы гражданской авиации // Аэрокосмический курьер. 2003. – № 2. – С. 15–17; Страдомский О.Ю. Прогноз ужесточения ограничений на полёты // Аэрокосмический курьер. 2003. – № 2. – С. 20–21.
- Клочков В.В., Гусманов Т.М. Экологические стандарты как инструмент стимулирования спроса на продукцию авиационной промышленности // Маркетинг в России и за рубежом. – М., 2007. – № 3. – С. 39–45.
- В гражданской авиации принято измерение т.н. воспринимаемого уровня шума в EPN дБ, связанного с уровнем звукового давления, т.е. уже относительно объективной величины. Тем не менее, в отличие от эмиссии, уровень шума не обладает аддитивностью.
- Что, строго говоря, также не означает, что экологический ущерб будет именно на 20% ниже – многое зависит от распределения вредных выбросов в атмосфере, от поглощающих возможностей окружающей среды и т.п.
- Клочков В.В., Гусманов Т.М. Экологические стандарты как инструмент стимулирования спроса на продукцию авиационной промышленности // Маркетинг в России и за рубежом. – М., 2007. – № 3. – С. 39–45.
- Wright T.P. Factors Affecting the Cost of Airplanes // Journal of Aeronautical Sciences. 1936. – Vol. 3, February. – P. 122–128.
- Wright T.P. Factors Affecting the Cost of Airplanes // Journal of Aeronautical Sciences. 1936. – Vol. 3, February. – P. 122–128; Alchian A. Reliability of Progress Curves in Airframe Production // Econometrica. 1963. – Vol. 31, № 4, – P. 679–694
- Русанова А.Л., Клочков В.В. Проблемы стратегического позиционирования российской наукоёмкой промышленности (на примере гражданского авиастроения) // Экономическая наука современной России. – М., 2009. – № 4. – С. 64–78