Проект бизнес плана

Проект Участника молодежного
научно-инновационного конкурса «УМНИК».

«Создание нового композиционного материала, полученного методом набора элементов из модифицированной структурированной древесины, изготовленной по технологии «КИНС» с применением термоконтрастных ванн.

Грантополучатель: студент гр.1144 КНИТУ-КАИ Докукин Георгий Анатольевич. Адрес фактического проживания: г.Казань, ул. Ершова,
Контактные данные: моб. тел.: +7917230----
E-mail: egor-dokukin@mail.ru
КАЗАНЬ-2016
               

     1. Резюме бизнес-плана.

        1.1 Целью данного инновационного проекта является создание нового композиционного материала, полученного методом набора элементов из модифицированной структурированной древесины, изготовленной по технологии «КИНС» с применением термоконтрастных ванн.
         1.12 Вывод на рынок продукции, изготовленной из новых композиционных материалов для производства продукции триботехнического назначения: подшипников, направляющих и  комплектующих пар трения для гидроцилиндров, в том числе с помощью новых конструктивных  решений, как самих подшипников, так и композиционного материала, полученного методом пакетирования наборных профилированных элементов из модифицированной структурированной древесины, изготовленных по технологии «КИНС».
1.13 Удовлетворение потребностей народного хозяйства в подшипниках, способных работать в условиях повышенного абразивного износа, агрессивных  и  взрывопожароопасных средах, под воздействием  вибрационных нагрузок и  высоких температур, участие в государственной программе по импортозамещению.
1.2 Данный проект разработан на основании  следующих подготовительных этапов, необходимых для его последующей реализации:
 Проведён анализ теоретических наработок учёных и специалистов, изложенных в публикациях, патентах, описаниях полезных моделей, достигнутого уровня технологий, конструктивных решений, результатов и опыта промышленного применения триботехнических изделий из композиционных материалов на основе модифицированной древесины.
Проведены экспериментальные работы по подбору режимов прессования, сушки, пропарки, пропитке и насыщению смазками методом  термоконтрастных ванн, в том числе по технологиям «КИНС».
Разработан новый триботехнический материал и новые конструктивные решения для подшипников из этого композита.
Разработана технология изготовления новых конструктивных решений, как самого композита, так и новых  конструкций подшипников из него.
Изготовлены опытные образцы втулок для нефтяных качалок и втулок для направляющих вырубных штампов с  теплоотводящими элементами (без пропитки).
Определён состав необходимого лабораторного оборудования, оргтехники, средств измерений и контроля, необходимый инструментарий, перечень расходных материалов и т.д.
Произведён ориентировочный расчёт средств необходимых для реализации проекта, включая затраты на проведение государственной сертификации в уполномоченном органе, командировочные, затраты на рекламу и сопутствующие расходы.
Произведён анализ рынка подшипников  в России, возможности по импортозамещению, определён круг потенциальных потребителей для нашей продукции.
Для ознакомления потенциальных заказчиков с достигнутым уровнем наших разработок осуществлена публикация нескольких статей по промышленному применению технологий «КИНС»  с использованием интернет ресурсов (проза.ру). Подготовлен ряд статей  для публикаций в отраслевых журналах.
Подготовлены материалы для оформления нескольких ноу-хау с возможностью дальнейшей подачи заявок на патенты и полезные модели.
Получена генеральная доверенность (оформленная на меня, как на соавтора)  на право использования ноу-хау на «Способ получения модифицированной структурированной древесины» в коммерческих и научных целях.
Проведены рабочие встречи с потенциальными заказчиками.
1.3 В рамках предлагаемого проекта планируется проведение следующих мероприятий, необходимых для его реализации:
Проведение исследований с целью оптимизации технологий сушки, пропарки, прессования, пропитки и насыщения методом термоконтрастных ванн нового композиционного материала. Определить влияние технологических и конструктивных  факторов (степень прессования, процентное содержание смазки в порах композита, направление волокон, вида смазки на изменение величины коэффициента трения).
 Приобретение необходимого для проведения исследований лабораторного оборудования, оргтехники, средств метрологического контроля, инструментария,  расходных материалов и т.п.
На основании проведённых исследований выбрать оптимальную технологию изготовления композита, ориентированную на возможность промышленного применения.
Разработка конструкции стенда для испытаний подшипников и изготовление стенда. Проведение стендовых испытаний .
Проведение опытно-промышленных испытаний на действующем производстве.
По итогам проведения стендовых и опытно-промышленных испытаний определиться с наиболее перспективными конструкциями подшипников с точки зрения технических характеристик и возможностью организации их промышленного производства.
Подготовка документов, необходимых для проведения сертификации нового композиционного материала и подшипников, изготовленных по технологиям «КИНС» и проведения сертификации, в компании уполномоченной на проведение такой деятельности (виды сертификации выбираются по согласованию с потенциальными потребителями продукции).

2. Краткое описание идеи, положенной в основу проекта.
2.11 Характеристика проблемы и обоснование необходимости её решения.
Увеличение работоспособности и износоустойчивости узлов трения занимает одно из центральных мест в комплексной проблеме повышения надёжности и долговечности механизмов и машин.
   Металлические подшипники качения и скольжения при работе в абразивных, агрессивных, взрывопожароопасных и влажных средах коррозируют, заклинивают, требуют регулярного подвода смазки и технического обслуживания. Одним из способов увеличения ресурса узлов трения является применение подшипников из новых композиционных материалов, имеющих высокую механическую прочность, износостойкость, невозможность внезапного аварийного выхода из строя деталей подшипникового  узла.
   2.12 Описание инновационной идеи.
Я представляю Вашему вниманию проект по промышленному внедрению технологий «КИНС». Целью, которого  является  организация современного производства и сбыта  подшипников, направляющих и комплектующих к гидроцилиндрам из нового композиционного материала, по технологиям «КИНС».
Рассмотрим возможность применения метода композиционного избирательного насыщения системы (в данном случае волокнистой) на примере известного композиционного материала «древесины модифицированной» (МДФ), модифицированной в соответствии с требованиями стандарта: ГОСТ 24329-80 «Древесина модифицированная» для производства изделий триботехнического назначения (подшипников).
Именно, возможность композиционного избирательного насыщения «основы-каркаса» многообразным набором разнородных по своей природе компонентов: эмульсий, паров жидкостей, расплавов солей, металлов, аэрозолей, паров металлов, порошков и т.п. позволяющая избирательно компоновать необходимый набор потребительских свойств и качеств. Причем, этот процесс выбирается из целого многообразия способов, традиционно применяемых в промышленности для изменения, как поверхностного слоя методами пластической деформации, химико-термической обработкой (цементация в газообразном жидком и твердом карбюризаторе, нитроцементация, алитирование и т.п.), электроискрового легирования, химического и электрохимического воздействия на «основу-каркас» с целью получения заданных прогнозируемых потребительских качеств. Важно, что на любой стадии процесса насыщения «основы», возможен абсолютный контроль над процессом количественного и качественного насыщения .
Традиционные технологии, применяемые при производстве триботехнической продукции из композиционных материалов  на основе модифицированной древесины (МД)  имеют, как понятные конкурентные преимущества, так и нереализованные возможности, заложенные технологически и конструктивно. К несомненным достоинствам можно отнести эффект самосмазки, негорючесть, отсутствие необходимости применения сальников  и периодической смазки (шприцевания подшипниковых узлов ) , высокий ресурс при работе в условиях абразивного износа и агрессивных средах по сравнению с большинством импортных и отечественных подшипников , виброустойчивость , низкая себестоимость (в  разы ниже , чем у импортных аналогов и сопоставимая с ценами на подшипники российских производителей ), большой опыт промышленного применения во многих отраслях народного хозяйства , включая предприятия  оборонно-промышленного комплекса , возможность применения в сальниковых узлах , несмотря на наличие эллипсности , рисок и задиров на рабочей поверхности штока.
3. Продукция, планируемая к производству.
3.1 Продукция, создаваемая в ходе реализации данного проекта – триботехнические изделия из разрабатываемого нового композиционного материала. В моём случае это подшипник для дисковой бороны «Рубин» (компания «Лемкен»), втулка для нефтяной качалки и  втулка  для  направляющих колонок вырубных и гибочных штампов.
          3.11Сегодня традиционной областью применения изделий из композитов на основе МД являются:
1. Машиностроение (направляющие втулки для штампов, повышающие их стойкость до 2,72 раза);
2. Нефтедобыча (втулки сальникового узла, подшипники погружных насосов);
3. Сельскохозяйственные машины и агрегаты;
4. Транспортные системы;
5. Направляющие для  термопластавтоматов, автоматических линий;
6. Поршни и направляющие втулки для гидроцилиндров.
7. Все производства с повышенным содержанием или возможным выделением в рабочую зону горючих и взрывоопасных веществ. В частности, предприятия горнодобывающей промышленности, газопереработки, нефтехимии, пороховые заводы и т.д.
3.12 С появлением новых быстроходных сельхозагрегатов, с увеличением производительности транспортных систем, числа рабочих ходов в штампах,- достигнутый уровень потребительских свойств, определяют ресурс подшипникового узла, начинает не соответствовать новым, более высоким рабочим параметрам, необходимых для надежной работы новых изделий и агрегатов.
Иными словами, удельные нагрузки, скорости (в перерасчете на число оборотов либо двойных ходов ползуна), рабочая температура, виброустойчивость, влагопоглощение (гидрофобность), повышение пусковых моментов, работа в реверсивном режиме требуют значительного повышения базовых характеристик. А с учетом низких теплопроводных свойств МД, сдерживающих возможность увеличения скоростных параметров, удельных нагрузок и рабочих температур возникла необходимость создания нового поколения композиционных материалов на основе реальных нано эффектов, в том числе по технологии «КИНС» (Композиционные Избирательно Насыщенные Системы).
Реализация  задач по увеличению теплопроводности композиционного материала «КИНС» и значительному  снижению коэффициента трения с использованием реальных нано эффектов сделали возможным создание нового поколения композиционных материалов с прогнозируемыми свойствами.
Новые возможности композиционных материалов, изготовленных по технологии «КИНС» сделали возможным изменение конструкции подшипников, в частности, для обеспечения равномерного распределения нагрузки в зоне трения за счет бомбирования (придания бочкообразности, седлообразности, либо другого расчетного криволинейного профиля), обеспечивающей  равномерное распределение нагрузок на композит в зоне пятна контакта, либо в геометрии композита, либо в геометрии прижимной и опорной крышек подшипника, что обеспечивает значительное  снижение износа по острой кромке композита, особенно в мертвой замкнутой зоне, которая является существенным недостатком для большинства конструктивных решений в подшипниках с применением композиционного материала.
Важным, определяющим фактором с точки зрения триботехники, является возможность обеспечения прогнозируемого режима трения на сопрягаемых поверхностях: полусухого, жидкостного, в идеале – гидростатического.
Обеспечение условий для гидростатического трения требует совершенно иных допусков посадок, точнейшего выполнения сопрягаемых деталей. Высокой чистоты и шероховатостей пар трения и даже, что очень существенно,- параметров шероховатостей и методов доводки металлической обоймы, либо шейки вала. Лучшие результаты получены нами при раскатке и накатке роликом, как наилучшие по возможности упрочнения наружного слоя, сглаживанию вершин и острых кромок , возникновению наклепа и упорядочению ориентации молекул металла в поверхностном слое с увеличением микротвердости в поверхностном слое до 25%.
Следующее направление – это работа с древесиной для придания ей прогнозируемых свойств на межклеточном уровне, с использованием реальных наноэффектов.
Традиционное одностадийное, контурное, многостадийное или комбинированное прессование обеспечивает понятное увеличение плотности, прочности и еще ряда параметров.
Мы используем на первом этапе подготовки композита комплексное прессование с учётом того, что в радиальном направлении степень прессования не должна превышать 15% , сознательно недопрессовывая в радиальном направлении, оставляя себе технологический запас на допрессовку 10 – 12%.
Прессование традиционно производится на гидравлических прессах в щадящих режимах. О реальном, избирательном применении динамических нагрузок на торец вдоль волокна, - нам не известно.
Поэтому, одним из основных элементов нашего ноу-хау является динамическое воздействие на один торец с демпфирование нагрузки на противоположном, что позволяет нам получать корпускулу с односторонней ориентацией в пространстве. Каналы в древесине после предварительного комбинированного прессования на гидравлическом прессе в вакууме заполняются технологическими жидкостями, затем подвергаются избыточному гидравлическому давлению и только  потом, динамическая подпрессовка, позволяющая закрыть поры со стороны приложения избирательной динамической нагрузки, оставляя необходимое сечение на выходе из корпускулы.
Основной эффект при получении заданных прогнозируемых свойств композита, мы получаем после динамического воздействия на один из торцев   заготовки вдоль волокна с  применением  демпфирующих элементов при опоре на противоположный торец заготовки, замыкая в корпускуле необходимую порцию смазки со стороны наружной обоймы, одновременно ограничивая сечение капилляра у торца,  находящегося в непосредственном контакте с беговой дорожкой внутренней обоймы подшипника, что позволяет избирательно регулировать размер пор для дальнейшего насыщения в  вакууме мелкодисперсными добавками в виде аэрозолей металлов, механических смесей, расплавами солей , павами,  порошками  неметаллов (порошки на основе композиций из пластинчатого мелкодисперстного графита), фуриленами и парами технологических жидкостей.
 Главными  достоинствами предлагаемых новых  композиционных материалов , изготовленных по технологиям «КИНС» применительно к подшипникам  являются :
1. Отсутствие необходимости в периодической смазке;
2. Отсутствие необходимости в применении сальников;
3. Негорючесть;
4. Возможность длительной работы в условиях повышенного абразивного износа и агрессивных средах;
5. Возможность безопасной работы в зоне выделения горючих и взрывоопасных воздушных смесей;
6. Возможность работы при повышенных температурах  (до 195 градусов по Цельсию);
7. Безотказная работа при высоких вибрациях и знакопеременных нагрузках, в том числе при низких температурах;
8. Низкая себестоимость , сравнимая с продукцией отечественных производителей  и значительно ниже импортных аналогов;
9. Технологии «КИНС» созданы на основе российских «ноу-хау»;
10. Сохранение работоспособности при внешнем воздействии;
11. Ремонтопригодность:
12. Экологическая безопасность.
Кроме традиционных областей применения  аналоги наших подшипников успешно применялись на оборонных предприятия , «КамАЗе» и др. на штамповочном производстве в качестве направляющих втулок на скалках штампов , увеличивая ресурс  уникальных дорогостоящих штампов до 2,72 раза, что подтверждено актами и сопутствующей приёмочной документацией.
4. Анализ рынка подшипников:
           Динамика развития рынка подшипников в России оставляет желать лучшего.
Подшипниковая отрасль РФ переживает ряд проблем, замедляющих её развитие. Самой серьезной проблемой является низкая эффективность отрасли, которая ежегодно падает. Говоря о производстве подшипников на внутреннем рынке России, следует отметить, что структуру производства составляют такие виды продукции, как шариковые или роликовые подшипники и подшипники скольжения.
Производство подшипников из года в год снижается, так если в 2012 году в России производилось 71,1 млн. шт. подшипников качения, то в 2015 – 48,6 млн. шт., т.е. снизилось более чем на треть. В 2016 это падение продолжается (ежегодное падение на 5-10%). Тому есть объективные и субъективные причины.
И дело даже не в том, что оборудование на наших заводах устарело и изношенно. Попытка объединения всех заводов по производству подшипников в большой эффективно работающий холдинг не дала ожидаемого эффекта, ни в части повышения качества, расширения ассортимента, ни в реальном увеличении объёмов  производства. Тем более,  что все попытки по импортозамещению за счёт создания конкурентоспособных производств, на базе современных технических решений, а это и новейшие технологии, и высокопроизводительное оборудование (автоматические линии), совершенные конструкции новых поколений подшипников, а главное, к сожалению, - отсутствие эффективного менеджмента в отрасли ,- ставят крест на успешном решение задач по импортозамещению триботехнической продукции в обозримом будущем
В условиях стремительного развития военно-промышленного комплекса страны, реализации комплексных программ по развитию станкостроения, машиностроения, возрождение других отраслей промышленности потребность в различных видах подшипников  многократно возрастает. И эта потребность в основном покрывается за счет импорта  (Япония, Китай, западная Европа).
В 2015 году в России было произведено 48 581,0 тыс. шт. подшипников шариковых или роликовых, что на -2,9% ниже объема производства предыдущего года.
Производство подшипников скольжения в январе 2016 года увеличилось на 9,8% к уровню января прошлого года и составило 1 063 тыс. шт.
Объем российского экспорта подшипников шариковых в 2015 году снизился по сравнению с прошлым годом на 1 786 540 шт. (-20%) до 7 069 040 шт., что в стоимостном выражении составило 36 648 тыс. долл.
Объем импорта подшипников роликовых игольчатых на российский рынок в 2015 году снизился по сравнению с прошлым годом на 3 629 799 шт. (-49%) до 3 747 764 шт., что в стоимостном выражении составило 6 531 тыс. долл.
В январе-декабре 2015 года средние отпускные цены производителей на подшипники шариковые или роликовые установились на уровне 336,0 руб./шт. Этот показатель на 42,2%, или на 99,7 руб./шт. выше, чем за аналогичный период предыдущего года.
Отечественное производство подшипников на российском рынке составляет менее 50% , и дет соответственно рост иностранных поставок. В 2016-2017 году ожидается увеличение импорта до 60%.
Доля России в мировом производстве подшипников составляет около 2%– это самый низкий показатель за последние  20-25 лет.
Из-за значительного падения объёмов производства подшипников в России, резко возросли цены и на отечественную, и особенно, на импортную продукцию.
На снижение объёмов производства влияет стоимость материалов для производства. Основным сырьем для изготовления подшипниковой продукции является сталь марки «ШХ 15», которая за последний год выросла в цене на 4%. Затраты на производство также включают в себя и расходы на содержание и эксплуатацию оборудования.
В январе-декабре 2015 года средние отпускные цены производителей на подшипники шариковые или роликовые установились на уровне 336,0 руб./шт. Этот показатель на 42,2%, или на 99,7 руб./шт. выше, чем за аналогичный период предыдущего года.
Объем российского экспорта подшипников шариковых в 2015 году снизился по сравнению с прошлым годом на 1 786 540 шт. (-20%) до 7 069 040 шт., что в стоимостном выражении составило 36 648 тыс. долл.
Объем импорта подшипников роликовых игольчатых на российский рынок в 2015 году снизился по сравнению с прошлым годом на 3 629 799 шт. (-49%) до 3 747 764 шт., что в стоимостном выражении составило 6 531 тыс. долл.
При этом доля всех российских производителей сегодня составляет менее 2% от общего объема мирового рынка, что говорит о состоянии дел само за себя. Часть успешных во времена СССР предприятий на сегодняшний день перестали существовать. Другие предприятия-производители работают при полной загрузке мощностей, используя устаревшее оборудование. При этом производится продукция низкого качества. Некоторые предприятия сегодня функционируют ещё достаточно стабильно, поскольку нацелены на выполнение госзаказа. Всё это, безусловно, влияет на конкурентоспособность российской продукции на мировом рынке.
Из-за значительного падения объёмов производства подшипников в России, резко возросли цены и на отечественную, и особенно, на импортную продукцию, что отчасти, связано  с двукратным падения курса рубля по отношению к мировым валютам.
В заключении следует отметить, что в настоящее время прослеживаются позитивные сдвиги: Минпромторг РФ указал на то, что подшипниковая подотрасль очень важна для «избавления» российской экономики от импортной зависимости. Производители надеются, что реализация закона «О промышленной политике в Российской Федерации» позволит увеличить показатели производства как в отрасли промышленности в целом, так и в подшипниковом производстве. Но на сегодняшний день не было отмечено никаких конкретных принятых мер по решению проблем с помощью государственного регулирования.
Основное удорожание происходит за счет повышения цены на сталь ШХ 15 - основного материала для изготовления подшипников.  Принятый в России закон «О промышленной политике в Российской Федерации» начал оказывать влияние на развитие производственных отраслей хозяйства страны, но пока не коснулся производства подшипников, и в настоящее время любой производитель способен занять свою успешную нишу на этом рынке.
Большинство подшипников и их элементов, представленных на рынке  производятся из металла, ничтожно мала доля подшипников из более дешевых неметаллических композиционных материалов с дополнительным набором потребительских свойств. Эта ниша практически свободна.
В предлагаемом проекте предполагается промышленное применение технологий «КИНС», которые позволяют решать следующие проблемы, стоящие перед всей отраслью в целом:
Существенное снижение затрат на выпуск подшипников по сравнению с традиционными подшипниками качения и скольжения.
Повышение производительности труда и, как следствие снижения себестоимости
Создание продукции с дополнительным набором потребительских ную  и внутреннюю обоймы (по необходимости)  – остальное из материалов по технологии КИНС, что приводит к удешевлению подшипника; существенно облегчается ремонт и обслуживание подшипников в узлах промышленного оборудованя.
Таким образом предлагается менее затратная система производства подшипников, которая приведет и к общему удешевлению изделия на 15-20% от действующих на рынке цен, и к снижению затрат на обслуживание подшипника в процессе эксплуатации еще на 5-10% (эксплуатационные испытания проведены на ряде предприятий в течение от 1-ого до 3-х лет).
Рынок подшипников, изготовленных по технологиям  КИНС, благодаря отсутствию предложений от мировых и российских производителей  в конкретном сегменте,  может составить не менее 30% всего рынка подшипников на первом этапе и далее до 50-55%, в том числе, как на первичном, так и на вторичном рынках,  и решить проблемную,  на сегодня задачу по замене дорогостоящих импортных подшипников. 
5.Маркетинговый план:
5.1 НГДУ «Прикамнефть», Казанский вертолётный завод;
5.11 Отсутствие предложений в сегменте рынка подшипников  с нашими потребительскими свойствами (негорючесть, отсутствие необходимости в периодической смазке, отсутствие необходимости в применении  сальников и т.д.).5.12 ;
5.2 Решения , связанные с защитой интеллектуальной собственности , планируется реализовать с помощью заявок на ноу-хау, т.к. оформление патента РФ реально не способно защитить наш приоритет;
5.3 Подходы к обоснованию цены на нашу продукцию изложены выше, но при любом раскладе, наша цена сопоставима с ценой отечественных производителей.
5.4 Организация сбыта нашей продукции планируется через созданные  в интернете сайт продаж, рекламу о нашем продукте и административный ресурс.
6. Финансовый план;
6.1 Финансирование проекта осуществляется за счёт бюджетных ассигнований и составляет 500 000 руб. Привлечение частных инвесторов к реализации данного проекта - проблематично в виду наличиям понятных финансовых рисков.
6.2 План доходов и расходов, план денежных поступлений и выплат  сегодня сложно прогнозировать. Т.К. ситуация на рынке реагирует на конъюктуру  мировых рынков, реально привязанных к курсу  американского  доллара.