книги из ГПНТБ / Барташев Л.В. Технико-экономические расчеты при проектировании и производстве машин
.pdfЛ. В. БАРТАШЕВ
ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ при проектировании
и производстве машин
И з д а н и е т р е т ь е , и с п р а в л е н н о е и д о п о л н е н н о е
М о с к в а «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 1 9 7 3
- ' M P ' -
|
|
I |
\ |
Б 26 |
|
|
|
|
|
|
|
УДК |
621.001.2.65.011.46 |
/ ' с* 'W |
|
|
|
|
|
Л. В. Барташев. Технико-экономические расчеты при проектировании п |
|||
производстве |
машин. М., «Машиностроение», 1973, 384 с. |
|
|
В |
книге |
изложена методика технико-экономических сопоставительных рас |
четов применительно к задачам, возникающим в проектной и оперативной ра боте конструкторов и технологов. Даются показатели оценки конструкций в экс плуатации и производстве, методы их расчета и устанавливаются критерии вы бора оптимальных технических решении. Подробно рассмотрены вопросы эко
номики |
автоматизации рабочих машин и компоновки автоматических систем, |
|||||
а также |
специфические |
особенности |
их подготовки к работе и |
эксплуатации. |
||
От |
второго издания |
эта книга |
отличается не |
только тем, что в |
методику |
|
расчетов |
внесены некоторые коррективы на основе |
последних данных и |
приведен |
|||
новый нормативный материал, но и значительной перестройкой всего |
материала |
|||||
книги в соответствии с требованиями |
новых ГОСТов (в отношении |
последователь |
ности технико-экономических расчетов). Кроме того, отдельные вопросы (на пример, освещающие экономику качества машин и их автоматизацию), а также
малоосвещенные |
в литературе |
вопросы экономических расчетов и характеристик |
|
прогрессивных |
способов получения заготовок значительно |
расширены. |
|
В книге обстоятельно изложены методические положения, связанные с оп |
|||
ределением экономической эффективности новой техники, |
увязанные с совре |
||
менными взглядами и идеями в этой области. |
|
||
Книга предназначена для конструкторов и технологов заводов и проектных |
|||
организаций. Она может быть |
полезна также преподавателям и студентам вузов |
||
и техникумов. |
|
|
|
Табл. 92. Ил. 51. Список |
лит. 105 назв. |
|
Р е ц е н з е н т канд. техн. наук А. В. Проскуряков
0185 — 333
333 — 73
038(01) — 73
|
Л е о н и д Вениаминович |
Б а р т а ш е в |
|
|
|
|
||||||
|
Т Е Х Н И К О - Э К О Н О М И Ч Е С К И Е Р А С Ч Е Т Ы |
|
|
|
||||||||
ПРИ |
П Р О Е К Т И Р О В А Н И И И П Р О И З В О Д С Т В Е |
М А Ш И Н |
|
|||||||||
Р е д а к т о р издательства |
В. |
И. Яковлева |
Технический |
редактор |
Е. П. |
Смирнова |
||||||
К о р р е к т о р Л. |
Ф. |
Никифорова |
Переплет |
Х у д о ж н и к а |
Е. |
В. |
Бекетова |
|||||
Сдано в набор |
19/VII 1973 |
г. |
П о д п и с а н о |
к печати |
2 2 / X I |
1973 |
г. Т-15959 |
|||||
Формат 60X907,, , |
Б у м а г а |
№ |
2. |
Печ. л. |
24,0 |
У ч . - и з д . |
л . 26,1 |
|
Т и р а ж |
13000 э к з . |
||
|
|
З а к а з |
467 |
Цена |
1, р. 54 к. |
|
|
|
|
|
||
Издательство «Машиностроение» Москва, |
107885,. Б - 78, 1-й Басманный пер . , д . 3. |
|||||||||||
Л е н и н г р а д с к а я |
типография |
Ks 6 |
Согозполнграфпрома |
|
||||||||
при Государственном Комитете Совета Министров |
СССР |
|
||||||||||
по д е л а м издательств, полиграфин и к н и ж н о й |
т о р г о в л и |
|
||||||||||
|
193144, Л е н и н г р а д , |
ул . Монсеенко, 10 |
|
|
|
|
© « М А Ш И Н О С Т Р О Е Н И Е » 1973 г .
ПРЕДИСЛОВИЕ
В-решениях Партии и Правительства по хозяйственным вопросам перед советскими машиностроителями поставлены большие и ответственные задачи: повысить эффективность производства на основе технического прогресса, совершенствования его организа ции, улучшения использования производственных фондов и капи тальных вложений, улучшения качества продукции, осуществле ния строжайшего режима экономии. В связи с этим конструкторы обязаны увеличивать производительность, экономичность, на дежность и долговечность машин, приборов и оборудования, мото
ресурс двигателей, снижать вес машин на единицу мощности, а технологи — разрабатывать и внедрять высокоэффективные тех нологические процессы, систематически улучшая действующие в производстве технологические процессы и повышая их техноло гическую оснащенность.
Номенклатура изделий отечественного машиностроения изме ряется в настоящее время многими тысячами наименований раз личных типов и моделей оборудования, механизмов, аппаратов и приборов, с каждым годом она все больше расширяется; при этом резко увеличивается и количественный выпуск продукции маши ностроения.
Развитие техники, совершенствование технологии и организа ции производства нельзя успешно осуществлять без всестороннего и глубокого экономического анализа, соответствующих сопоста вительных расчетов и обоснований.
Партия и Правительство неоднократно обращали внимание на необходимость усилить работу по улучшению экономических по казателей во всех звеньях народного хозяйства, добиваясь более эффективного использования капиталовложений, трудовых и ма териальных ресурсов, максимального снижения затрат обще ственного труда на производство единицы продукции. Сентябрь ский (1965 г.) Пленум ЦК КПСС, наряду с задачами совершенство вания системы -управления и планирования производства, особо подчеркнул значимость рациональной организации материального стимулирования внедрения новой техники, создания необходимых условий для широкого развития творческой инициативы.
Планы развития новой техники, механизации и автоматизации производства в настоящее время обосновываются расчетами эко номической эффективности запроектированных мероприятий.
В типовой методике определения экономической эффективности капитальных вложений, разработанной АН СССР и Госпланом
СССР, установлены основные показатели эффективности и дана общая схема их расчета. Однако эта методика, предназначенная для использования в различных отраслях народного хозяйства и промышленного производства, не учитывает (и не могла учесть) специфических особенностей машиностроения.
• I * |
з |
Экономисты машиностроительной промышленности должны определить для конструкторов и технологов основные направле ния и задачи в проведении расчетов эффективности, вооружить их нормативными материалами, разработать простые и достаточно точные методы, позволяющие находить экономически наивыгод нейшие решения в процессе проектирования машин и технологи ческих процессов их изготовления. Советские ученые и инженеры, занимающиеся технико-экономическими расчетами, разработали ряд таких методик.
В настоящем труде автор стремился возможно полнее изложить существующие методы технико-экономического анализа, расчетов и обоснований, рекомендуемые для применения на заводах, в ос новном, серийного машиностроения.
Книга состоит из двух частей. В первой изложены экономи ческие основы конструирования машин. Рассматривая процесс конструирования машин как объектов производства и будущей эксплуатации, автор приводит технико-экономические показа тели для сравнительной их оценки, дает методику определения показателей и рекомендации, которые направлены к тому, чтобы помочь конструктору положительно на них влиять. Особенно подробно анализируются с экономических позиций вопросы уни фикации, агрегатирования и технологичности конструкций, проб лемы долговечности и надежности машин, основные пути снижения затрат труда и материалов при изготовлении машин.
Специфика экономических обоснований рациональных кон структивных решений при проектировании автоматических систем, их тесная зависимость от принятых методов технологии определили необходимость рассмотрения в первой части книги и этого вопроса.
Вторая часть книги посвящена экономике технологических процессов по всем основным фазам машиностроительного произ водства: получение отливок, поковок (штамповок) и заготовок из проката, механическая и термическая обработка, получение разъемных и неразъемных соединений.
При технико-экономической оценке сравниваемых конструкций и технологических вариантов адекватных (взаимозаменяемых) процессов за базу принята технологическая себестоимость, рассчи тываемая по методу машино-часов и машино-коэффициентов.
В основу книги положена расчетная методика, применявшаяся автором на протяжении многих лет. Предлагая ее для сравнитель ного технико-экономического анализа и сопоставительной оценки конструктивных и технологических вариантов, автор предостере гает и от упрощения расчетов в ущерб точности результатов, и от
ненужного их |
усложнения. |
В третьем |
издании книги на основе исследований последних |
лет в расчетную методику внесен ряд коррективов, даны новые нормативные материалы, облегчающие технику расчета и де лающие сами расчеты более точными; почти все примеры заменены более интересными, взятыми из практики предприятий,
4
Ч а с т ь п е р в а я
Экономические основы конструктивных решений
Конструкция каждой машины требует экономического обоснова ния ее целесообразности. Это обоснование должно строиться на данных технико-экономического анализа производственных и эксплуатационных характеристик машины. Как объект производ ства машина должна быть простой и дешевой, требовать мини
мальных затрат труда и |
времени на |
подготовку ее производства |
и освоение, отличаться |
возможно |
меньшей материалоемкостью |
и допускать экономически целесообразное при ее производстве применение передовых методов технологии. Как объект эксплуа тации машина должна обладать соответствующими заданными ей параметрами (производительность, грузоподъемность, точность работы, радиус действия, расход горючего и пр.), быть удобной при ее обслуживании и ремонте, надежной и экономичной в работе и обеспечивать возможность ее использования с наименьшим числом рабочих при гарантии их полной безопасности.
Во многих случаях задача определения экономической эффек
тивности конструкции |
новой машины, решаемая |
конструкторами |
и технологами, может иметь не одно, а несколько |
решений. Тогда |
|
необходимо провести |
технико-экономический сопоставительный |
расчет всех возможных вариантов и на его основе выбрать опти мальный.
Среди многих технико-экономических показателей, определя ющих экономическую эффективность (снижение трудоемкости, веса, повышение производительности, надежности, автоматизма и др.), особенно важное значение имеют размер потребных капита ловложений и величина годовых издержек производства, опреде ляющая себестоимость выпускаемой машиной продукции (или производимой работы).
Экономическая эффективность капиталовложений, идущих на изготовление какой-нибудь машины, проявляется в конечном счете в повышении производительности общественного труда и может быть "определена по степени снижения себестоимости еди ницы продукции, изготовляемой при помощи этой машины. Так, например, экономическая эффективность новой конструкции про катного стана определяется размером снижения себестоимости 1 т прокатанного металла, эффективность турбины — снижением се-.
бестоимости 1 кВт-ч выработанной ею электроэнергии, эффек тивность ковочного пресса — снижением себестоимости 1 т поко вок и т. д.
Капиталовложения представляют собой затраты на воспроиз водство основных фондов. Стоимость машины при эксплуатации входит в состав основных фондов потребителя и затраты на ее приобретение и монтаж являются для него капиталовложениями. Поэтому при экономическом анализе эффективности машины как объекта эксплуатации под капиталовложениями следует понимать затраты на ее покупку и установку. Поскольку исчисление стои мости в заводских условиях затруднено существующей системой учета затрат и ценообразования, следует при определении эко номической эффективности пользоваться показателем отпускных цен и себестоимости.
Немаловажным элементом в сравнительных расчетах является также разница в размерах капитальных затрат на строительство зданий, поскольку их .высота и площади, фундаменты под обору дование непосредственно зависят от габаритов и компоновочной схемы машин, удельных нагрузок на площадь пола и т. п. Штам повочные прессы, например, по сравнению с паровыми или паро воздушными молотами дают возможность снизить капитальные затраты на строительство здания цеха в связи с уменьшением глубины фундаментов и высоты пролетов.
Следует учитывать и другие пути экономии капиталовложений: уменьшение затрат на вспомогательное оборудование (паровые котлы и трубопроводы при паровоздушных молотах, не требую щиеся при штамповке на прессах), на складские площади, на до бавочное механическое оборудование (например, при использо вании штамповочных прессов, позволяющих получить заготовки повышенной точности) и пр.
При определении экономической эффективности капитальных вложений в производственные объекты Типовой методикой [85] рекомендуется также учитывать затраты для пополнения или уменьшения оборотных фондов. В первую очередь это относится к таким мероприятиям, которые вызывают изменение производ ственных циклов или размеров производственных запасов. В не которых случаях они могут иметь решающее значение.
В заводской и проектной практике нередко возникает такое положение, когда инженерная задача — с соблюдением всех обусловленных ею технических требований — может быть решена по-разному. Поэтому необходимо из ряда возможных и сопостави мых вариантов выбрать такой, который обеспечивал бы наиболь ший экономический эффект.
Естественно считать, что экономически целесообразной будет такая конструкция машины или такая технология, применение которой обеспечивает получение экономии на каждый затраченный рубль не меньше, чем имеет место в данной отрасли промышлен ности (или народного хозяйстра) средний процент прироста на-
ционального дохода. В машиностроении этот нормативный коэф
фициент эффективности |
капиталовложений Д'" = 0,2 р. (в |
1967 |
г. |
||||
он |
был |
примерно 0,17 |
р.).' Следовательно, если сопоставляются, |
||||
скажем, |
два |
варианта, |
причем капитальные затраты |
Ki |
> |
Кг, |
|
а |
годовая |
себестоимость продукции соответственно |
Сг |
<С Сг , |
то более дорогой вариант целесообразно применить лишь в том
случае, когда экономия на себестоимости |
(A3 — С г — |
Сг) на |
каждый дополнительно затраченный рубль |
(А/С = Кх—/С2) |
будет |
не меньше 0,2 р., т. е. |
|
|
Величина, обратная /С", определяет то количество лет (так называемый «нормативный срок окупаемости» С"), через которое размер экономии, полученной при реализации более дорогого ва рианта, достигнет суммы вложенных в него дополнительных капитальных затрат:
eg = 4 - = |
**.-*? = 4 4 ^ 5 лет. |
к |
' гс:-с: |
Общепринято определять годовую экономию по второму году эксплуатации машины или внедрения новой технологии, а в расчет капиталовложений принимать только первоначальные затраты. Делением первой величины на вторую устанавливается фактиче ский коэффициент эффективности затрат Kt, по которому судят, насколько экономически целесообразным является выбранное решение; если Kt ^ К", то принято считать, что это решение экономически оправдано.
Нам представляется, что такой подход к решению этой задачи неправилен в силу ряда причин, некоторые из которых рассмо трены ниже.
1. Практика (и, в частности, исследования ЦНИИТМАШа) показывает, что размер экономии от внедрения прогрессивной тех ники в разные периоды ее действия (службы) меняется весьма значительно. Если за 100% принять общую сумму экономии, ко торую получает предприятие за так называемый «срок окупае мости», то оказывается, что в первый год эксплуатации новой тех
ники экономия составляет1 всего 0,7%, |
во |
второй — 2,5%, |
в третий—-14,9%, в четвертый — 42,4% |
и в |
пятый — 39,5%. |
Эти цифры заставляют усомниться в правомерности определения экономии (для расчета коэффициента фактической эффективности) по данным второго года эксплуатации.
2. Прогностическая кривая (рис. 1) динамики капиталовложе ний и экономической эффективности, составленная на основе ряда
1 Имеющиеся в нашем распоряжении цифры из других источников, в основ ном, подтверждают приведенные данные ЦНИИТМАШа [33],
7
заводских и проектных материалов, показывает, что в то время как капитальные затраты в начальный период разработки и внедрения новой техники растут по круто поднимающейся кривой (на протя жении периода разработки и внедрения научно-исследователь ской работы — НИР), рост экономии, наоборот, идет постепенно, поднимаясь до своего максимума, а затем довольно резко начи нает падать до среднеотраслевого уровня эффективности и ниже; это говорит о том, что внедренная техника перестала быть эффек тивной и требует замены.
}
|
к |
|
|
Рис. 1. Прогностическая |
кривая динамики капиталовложений |
и эко |
|
номической |
эффективности |
|
Кривая, показанная на рис. 1 в двух вариантах — для менее (/) и более (2) прогрессивной техники, характерна тем, что общий период эффективного применения этой техники Я э ф складывается из того времени (оно условно названо нами сроком окупаемости С0 ), в течение которого размер полученной экономии достигает суммы вложенных капиталовложений, и времени чистого накопления Я н , когда эта экономия превосходит по своей величине среднеотрасле вой уровень эффективности. После этого в течение некоторого времени Я у она держится на этом уровне, замыкая общий срок службы С С л машины, т. е.
ССЛ = П^ + ПУ = С0 + ПЯ + ПУ.
К тому моменту, когда кривая экономической эффективности опускается до среднеотраслевого уровня, в производство должна вступить новая, более эффективная техника, а заменяемая ею постепенно изымается из эксплуатации.
Такова общая картина изменения экономической эффективно сти новой техники с мбмента ее запуска в эксплуатацию до замены новой, более прогрессивной.
8
3. На протяжении всего срока службы эксплуатируемой тех ники неоднократно приходится нести дополнительные затраты
(например, |
на модернизацию, оснащение добавочной автомати |
|
кой и пр.), которые изменяют первоначальную |
(балансовую) |
|
стоимость |
машины 1 и, естественно, также должны |
быть учтены. |
Общепринятая методика этот вопрос, по существу говоря, пол иостью игнорирует.
Сказанное позволяет прийти к выводу о том, что было бы пра вильнее (если даже не учитывать добавочные капиталовложения во время эксплуатации машины) определять коэффициент факти ческой экономической эффективности от внедрения новой техники как частное от деления общей экономии, получаемой от внедрения этой техники за весь срок ее службы, к сумме заложенных в нее капитальных затрат.
Известное представление об эффективности внедряемой тех ники можно получить и из соотношения времени эффективного действия этой техники Яэ ф к тому периоду С0 , в течение которого размер экономии достигает величины вложенных в эту технику
затрат, |
т. е. |
|
|
|
|
|
|
/Сэ ф = / 7 э ф : С 0 = 1 + ( Я Н : С 0 ) . |
|
||
По данным ЦНИИТМАШа, основанным на материалах |
ана |
||||
лиза работы 41 завода тяжелого машиностроения, Я„ : С0 |
для |
||||
новой |
технологии |
составляет |
1,33, |
для новых материалов— |
1,2, |
для новых приборов — 0,67 |
и для |
нового оборудования и |
кон |
||
струкций — 0,6 |
[33]. |
|
|
|
Достижение наименьших эксплуатационных издержек (наи меньшей себестоимости продукции) обычно связано с относительно более высокими первоначальными, в силу чего было бы недоста точно и неверно вести сравнение различных вариантов только на основании получаемого снижения себестоимости.
Типовая методика определения экономической эффективности [85 ] рекомендует в таких случаях пользоваться методом так назы ваемых приведенных затрат, при котором сопоставление вариантов ведется по величине годовой себестоимости продукции С г и раз меру капитальных затрат К, отнесенных с помощью нормативного
коэффициента эффективности |
К" |
к |
одному году, т. е. исчисляя |
приведенные затраты ПЗ по формуле: |
|||
ПЗ = |
Сг |
+ |
КэК. |
При сравнении нескольких вариантов наивыгоднейшим с эко номической точки зрения будет тот, у которого эти затраты ми нимальны.
1 В данном случае не имеет никакого значения, как будут бухгалтерски оформляться эти изменения первоначальной стоимости.
9