книги из ГПНТБ / Павловец В.И. Экономическая эффективность новой техники в электронном приборостроении

ведлпво отмечено в ,[40], «сумма среднегодовых затрат1 на ремонт и собственно амортизацию средств труда достигает минимума при сроке службы агрегата, крат­ ном сроку износа всех его деталей» **>. Отсюда следует важный вывод, что при проведении мероприятий, свя­ занных с повышением долговечности электронных при­ боров, необходимо обязательно учитывать, чтобы срок их службы был кратен сроку службы радиоэлектронной аппаратуры. Таким образом, основное условие определе­ ния экономически оптимальных сроков службы электрон­ ных приборов — кратность пх сроков службы срокам службы радиоэлектронной аппаратуры, в которой они использованы.

Для расчета экономически оптимальных сроков служ­ бы электронных приборов |.можпо предложить следую­ щую формулу:

— коэффициент, определяемый как отношение рас­ четной кратности работы электронного прибора гр к при­ нятой /пр (коэффициент усреднения).

Расчетную кратность работы электронного прибора определяют как отношение времени работы аппаратуры к установленному времени работы электронного прибо­ ра, т. е.

ответственно, ч.

В подавляющем большинстве случаев за время рабо­ ты аппаратуры 7ра следует принимать средний срок ее службы Тса, как наиболее полно характеризующий не­ обходимую потребность заменяемой комплектации за время работы аппаратуры. В отдельных случаях, когда по истечении гарантийного срока службы аппаратуры заменяют все элементы съемной комплектации незави­ симо от их качественного состояния, можно применять

*> В данном случае радиоэлектронном аппаратуры. **) В данном случае электронных приборов.

100

b расчетах за величину Трп гарантийный срок службы аппаратуры 7га.

кратность времени работы электронного прибора составляет соглас­ но (3.20)

/ „ = 1 0 000/7 000=1,43.

Фактическая кратность составит 2, так как за время работы аппа­ ратуры в ней будет использовано два электронных прибора. Второй электронный прибор после прекращения работы аппаратуры еще может работать, но эксплуатироваться он не будет, следовательно, в соответствии с формулой (3.19) найдем

к ,-=1.43/2 = 0,715

и тогда согласно (3.18)

7э= Гс„/г, = 7 000 -0,715=5 000 ч.

Ввиду того что размер текущих эксплуатационных затрат, связанных с работой электронных приборов в аппаратуре, зависит от числа отказов совокупности электронных приборов, установленных в аппаратуре, то при расчетах экономической эффективности повышения надежности и долговечности электронных приборов удобнее пользоваться величиной, определяющей текущие

где 3 Уц — затраты, связанные с устранением неисправ­ ности аппаратуры, руб.; Зу — затраты, связанные с ма­ териальным ущербом, вызванным отказом аппаратуры из-за неисправности электронного прибора, руб.

Текущие затраты на восстановление аппаратуры (ре­ монт) из-за отказов электронных приборов прямо про­ порциональны числу возможных отказов, т. е.

Nor— число возможных отказов приборов данного типа в течение года. Определяют исходя из допущения, что отказы электронных приборов во времени распределены по экспоненциально,му закону.

Число возможных отказов Nav электронных приборов за год совокупности всех приборов Ап;, идущих на ком-

101

Плектацию данного вйда аппаратуры, определяют из вы­ ражения (допуская, что все приборы установлены в аппаратуру и работают непрерывно в течение време­ ни Та)

Затраты, связанные с материальным ущербом, вы­ званным отказом аппаратуры из-за неисправности элек­

Под стоимостью отказа аппаратуры понимают стои­ мость ущерба, вызванного простоем аппаратуры (пре­ кращение пли нарушение связи, остановка автоматиче­ ской линии на производстве и т. д.). В тех случаях, ког­ да отказ электронного прибора приводит к соответствую­ щему простою аппаратуры и величина ущерба, вызван­ ного простоем аппаратуры, пропорциональна продол­ жительности простоя аппаратуры, затраты Зу, связанные с материальным ущербом, определяются по аналогии со следующим примером.

простоя 7'щ)=1000 ч, причем 1 ч простоя приносит материальный

102

где Куд— удельные капитальные затраты (капитальные затраты, приходящиеся на 1 ч эксплуатации электрон­ ного прибора), связанные с производством электронных приборов, руб/ч; Кэ — удельные капитальные затраты потребителя, руб/ч.

Удельные капитальные затраты Куд представляют сумму затрат завода-изготовителя на разработку и кон­ струирование электронных приборов К„, на проведение установочных партий, отработку технологии на мелких сериях и организацию массового производства Куп, при­ ходящихся на 1 ч эксплуатации, и определяются по фор­ муле

где А„ — годовая производственная программа выпуска электронных приборов, шт.

Удельные капитальные затраты потребителя (Кэ) складываются из капитальных затрат, необходимых на содержание запаса электронных приборов (ЗИП) аппа­ ратуры (Клип), п капитальных затрат, связанных с ре­ зервированием аппаратуры (Кра)> отнесенных к средне­ му времени работы электронных приборов:

Капитальные затраты, связанные с содержанием ЗИП (К.-шп), определяют в такой последовательности:

а) устанавливают число приборов, необходимых для компенсации приборов, отказавших вследствие недоста­ точной их надежности, т. е.

б) рассчитывают число приборов для начальной ком­ плектации аппаратуры при базовом и новом вариантах:

1 0 3

ло электронных -приборов, необходимых для резервиро­

нятого установкой электронных приборов в аппаратуре, руб.; kH— коэффициент накоплений (0,15).

При расчете экономического эффекта в результате повышения надежности и долговечности приборов для всей совокупности приборов определяют годовой фонд времени работы этих приборов в аппаратуре, для чего можно использовать формулу

где /грп — коэффициент, учитывающий время работы при­ бора в аппаратуре в году.

На основании приведенных формул для определения удельных капитальных затрат, приходящихся на 1 ч экс­ плуатации электронных приборов, текущих затрат и го­ дового фонда времени работы электронных приборов в аппаратуре формулу для определения экономического эффекта вследствие повышения надежности и долговеч­ ности электронных приборов можно преобразовать к виду

104

Формула (3.41) после преобразования принимает следую­ щий вид:

приведенных затрат за экономически оптимальный срок службы электронных приборов Т-0.

При приведении к 1 году коэффициент суммирования ежегодных затрат за экономически оптимальный срок службы электронных приборов можно определить по формуле

3.4. Экономическая эффективность сокращения веса, габаритов и повышения светоотдачи электронных приборов

Наряду с повышением надежности и долговечности продукции электронного приОирисгриенни' иажтлг зтгчение приобретает в настоящее время сокращение веса и габаритов электронных приборов. Это направление на­ учно-технического прогресса в электронном приборо­ строении привело к разработке и производству не только дискретных приборов, но и функциональных узлов, бло­ ков, приборов на основе микросхемотехникн и интеграль­ ной электроники и образованию принципиально нового направления в конструировании радиоэлектронной аппа­ ратуры, называемого микроминиатюризацией.

Применение изделий микроэлектроники в радиоэлек­ тронной аппаратуре позволяет значительно уменьшить затраты па изготовление и эксплуатацию аппаратуры за счет:

106

1 ) резкого сокращения габаритов и веса радиоэлек­ тронной аппаратуры;

2 ) снижения трудоемкости проектирования и произ­ водственного процесса изготовления аппаратуры;

3) значительного повышения надежности аппарату­ ры в целом из-за более высокой надежности интеграль­ ных схем (ИС). Так, например, применение интеграль­ ных схем для ЭВМ системы наведения межконтинен­ тальной баллистической ракеты «Мпннтмен» (США) по­ зволило сократить вес ЭВМ на 50%, что значительно повысило надежность этой машины. Повышение надеж­ ности позволило, в свою очередь, снизить стоимость экс­ плуатации системы более чем в 10 раз [48]. Сопостави­ тельные данные для двух вариантов ЭВМ системы наве­ дения приведены в табл. 3.2.

Т а б л и ц а 3.2

(па интегральных схемах)

Снижение себестоимости радиоэлектронной аппара­ туры в результате применения ИС различной степени интеграции [15] иллюстрируется на примере цифровой системы, эквивалентной по функциональной сложности 1000 вентилям (табл. 3.3).

Как видно из данных, указанных в табл. 3.3, замена дискретных элементов на интегральные схемы с малой степенью интеграции (в среднем 3,3 вентиля за 1 схему) позволяет уменьшить затраты на сборку в 2,75 раза и сократить общую стоимость изготовления системы в 1,24 раза; при использовании интегральных схем со средней степенью интеграции (в среднем 10 вентилей на 1 схе­ му) затраты на сборку уменьшатся в 4,4 раза, а себе­ стоимость изготовления системы — в 2 раза; при исполь­ зовании больших интегральных схем типа МОП (при средней сложности 166 вентилей/схему) затраты на сбор­ ку уменьшатся в 2 2 раза, а себестоимость изготовления системы — в 3,2 раза; при использовании больших иите-

107

*' В случае использования дискретных элементов и ИС с малой и средней степенями интеграции стоимость сборки, включая затраты на печатные платы, материалы и амортизацию инструмента, принята равной 1 центу на 1 отверстие печатной платы, в случае использова­ ния большой интегральной схемы (БИС) аналогичные затраты при­ равнены 3 центам.

**' При использовании БИС стоимость проектирования и изго­ товления фотошаблонов не учтена.

тральных схем типа МОП (1000 вентнлей/схему) за­ траты на сборку уменьшатся в 91,9 раза, а себестоимость изготовления системы — в 6,25 раза.

Темпы развития микроэлектроники опережают темпы развития других направлений электронной техники как в нашей стране, так и в передовых зарубежных странах, особенно в США. Так, если за период 1971 —1975 гг. среднегодовые темпы развития электронного приборо­ строения США составят 4,3%, то среднегодовые темпы прироста производства интегральных схем составят 9,7% (табл. 3.4) [60].

В результате исследований, проведенных специали­ стами, было установлено, что во всех типах радиоэлек­ тронной апа.пратуры около 70% функциональных схем может быть заменено интегральными. В частности, про­ цент схем, которые можно представить в интегральной форме для логических схем в ЭВМ, составляет почти

108

Т а б л и ц а 3.4

*) Данная группа включает конденсаторы, резисторы, трансформаторы, разъемы,

ных схем в различные виды бытовой радиоэлектронной аппаратуры, по данным Ассоциации радиоэлектронной

Необходимо отметить, что рост производства инте­ гральных схем в США сопровождается одновременно значительным снижением цен на них, что опособствует их широкому внедрению в самые разнообразные виды радиоэлектронной аппаратуры. Об этой тенденции до­ статочно убедительно говорят следующие данные. Так, если за период 1971— 1975 гг. среднегодовое производ­ ство интегральных схем в ценностном выражении уве-

109