книги из ГПНТБ / Никберг И.М. Оптимальная долговечность оборудования металлургических предприятий

ной платы ремонтного персонала, расход вспомогатель­ ных материалов), снижается точность и чистота обработ­ ки продукции (металлорежущими станками, прокатными

il ы м и з н о с о м считается уменьшение стоимости дейст­ вующих машин и механизмов в связи с техническим про­ грессом, влияющим на снижение затрат труда для вос­ производства тех же видов оборудования.

Необходимо различать два вида морального износа: 1) снижение стоимости оборудования по мере уменьше­ ния издержек производства на изготовление машин той же конструкции и 2) обесценивание оборудования в свя­ зи с появлением более совершенных типов машин.

Как у нас в стране, так и за рубежом предложены ме­ тоды, позволяющие рассчитывать оптимальную долго­ вечность оборудования. В большинстве опубликованных работ по этому вопросу приводится методика определе­ ния экономически оптимальной долговечности по матери­ альному износу (без учета влияния морального износа). В таком понимании долговечностью считается полный срок службы машины до сдачи ее в лом из-за экономиче­ ской неэффективности ремонта и дальнейшей эксплуата­ ции вследствие физического износа. Оптимальная долго­ вечность по материальному износу является приближен­ ным выражением оптимальной долговечности, определен­ ной с учетом как физического, так и морального износа и является верхним пределом ее значения.

Г л а в а II

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ

Изучением проблемы долговечности оборудования за­ нимались в нашей стране специалисты различных отрас­ лей народного хозяйства. Цель исследования — разработ­ ка научно обоснованной методики расчетов оптимальных сроков службы промышленного оборудования, сельско­ хозяйственных машин, транспортных средств, а также строительных машин и механизмов. Проведенные работы

должны были способствовать правильному решению всех практических вопросов, связанных с долговечностью ма­ шин. Однако многие исследования полностью не отвеча­ ли этим требованиям.

Еще в 1925 г. инженером В. О. Васильевым впервые был предложен графический метод решения проблемы долговечности. Оптимальный срок службы сооружений и машин он определял путем сопоставления зависимости суммы амортизационных отчислений и расходов на час­ тичное восстановление машин (текущий, средний и ка­ питальный ремонты) от сроков их службы.

В 1939 г. А. И. Буяновым было разработано графиче­ ское определение сроков службы сельскохозяйственных машин. Оба метода можно считать принципиально иден­ тичными. Общий их недостаток — отсутствие аналитиче­ ского решения проблемы долговечности. Кроме этого, во втором методе допускается, что ежегодные затраты на ремонты увеличиваются пропорционально выработке и эта зависимость может быть представлена прямой лини­ ей, что неправомерно.

■В 1953 г. Н. Г. Кабениным был предложен метод оп­ ределения оптимального срока службы средств железно­ дорожного транспорта, предусматривающий не только графическое, но и аналитическое решение вопроса. Было установлено, что с удлинением срока службы паровозов стоимость ремонтов увеличивается. На основании этого был рассчитан средний процент нарастания стоимости ремонтов за каждый год службы паровозов.

В исследованиях, относящихся к более позднему пе­ риоду, экономическому обоснованию рациональных сро­ ков службы оборудования уделяется все большее внима­ ние. Методика определения оптимальных сроков службы автомобилей была предложена Государственным научноисследовательским институтом автомобильного тран­ спорта (НИИАТ) в 1958—1959 гг., а затем Л..А. Брон­ штейном и С. Р. Лейдерманом в 1961 г. В работе НИИАТа впервые была сделана попытка установления экономически оптимального срока службы автомобилей с учетом влияния факторов не только физического, но и морального износа. Недостатком этой методики являет­ ся то, что при установлении закономерности изменения затрат на ремонты и техническое обслуживание затраты на капитальный ремонт агрегатов и автомобиля в целом распределялись равномерно на весь последующий меж­

11

ремонтный пробег, что не соответствует действительно­ сти. Указанными авторами методически верно решен во­ прос о выделении затрат на капитальный ремонт из со­ става эксплуатационных расходов при условии, что за- - траты на текущий ремонт внутри каждого цикла описы­ ваются уравнением прямой линии, т. е. являются прерыв­ ной функцией. Однако методика не предусматривает определения оптимального срока службы автомобиля, а устанавливает лишь ограничения срока.

■В 1959 г. С. Е. Канторер предложил аналитический метод расчета оптимальных сроков службы машин без учета и с учетом влияния фактора их морального износа. При решении задачи автор принимает во внимание изме­ нение расхода энергетических материалов и снижение производительности машин в зависимости от сроков их эксплуатации.

В 1959 г. А. И. Селивановым была разработана мето­ дика определения экономически оптимальных сроков службы машин по физическому износу, а также впервые была предложена универсальная аналитическая зависи­ мость между прогрессивно нарастающими эксплуатаци­ онными расходами и сроком службы машин. Этим же автором была опубликована работа по вопросам учета влияния морального износа первого и второго рода на сроки службы машин, представляющая значительный теоретический и практический интерес . Методика А. И. Селиванова дает возможность более точно выразить из­ менение эксплуатационных расходов и тем самым полу­ чить более точные результаты. Возможность выражать, самые различные по своему характеру закономерности изменения эксплуатационных расходов хотя и не делает' методику универсальной, но значительно расширяет но­ менклатуру машин и оборудования, для которых могут быть определены оптимальные сроки службы.

Некоторые авторы (Ю. Н. Артемьев, А. С- Консон) исходят из того, что оптимальным является такой срокслужбы машин, при котором стоимость очередного капи­ тального ремонта не превышает или равна стоимости приобретения новой машины. Этот вывод основан на ло­ гическом рассуждении о целесообразности приобретения новой машины вместо расходования во всех случаях та­ ких же средств на капитальный ремонт старого оборудо­ вания. Но такое утверждение нельзя считать строга научным. Кроме того, в своих расчетах авторы не прини­

12

мают во внимание влияние такого важного фактора, как качество ремонтов.

А. С. Консон предлагает одним и тем же методом оп­ ределять срок службы машин не только по физическому, но и по моральному износу, учитывая снижение стоимо­ сти воспроизводства машины и снижение затрат на одно­ кратные капитальные ремонты в результате техническо­ го прогресса1. Однако этот метод не может дать верных результатов для определения оптимальных сроков служ­ бы машин как с учетом, так и без учета влияния мораль­ ного износа.

В 1965 г. была опубликована работа Р. М. Петухова, которым предложена методика определения экономиче­ ски обоснованных сроков ремонта, его эффективности и расчета рациональных нормативных сроков службы ма­ шин. На примере эксплуатации строительно-дорожных машин автор рассматривает критерий физического изно­ са п проблемы целесообразности продления сроков служ­ бы оборудования путем его ремонта или модернизации. В этой работе дана методика определения оптимальных межремонтных периодов эксплуатации машин,'узлов, де­ талей и рациональных сроков их службы. Рассматривая критерии физического износа, автор правильно отмечает, что его экономической мерой может служить только сте­ пень обесценивания машин и механизмов. Сравнивая удельные расходы на эксплуатацию и ремонт старой ма­ шины и на эксплуатацию оборудования современного об­ разца, автор определяет моральный износ второго рода.

Освещая проблему целесообразности продления сро­ ков эксплуатации машин путем ремонта или модерниза­ ции, Р. М. Петухов в качестве критериев оптимальной долговечности принимает себестоимость продукции (еди­ ницы работы) и срок окупаемости дополнительных капи­ тальных затрат. Приведенная в работе методика опреде­ ления экономической эффективности ремонта основана на расчете срока окупаемости дополнительных капиталь­ ных затрат на практическом примере ремонта бульдозе­ ра Д-271.

Рассматривая методику исчисления рациональных сроков службы машин, автор приходит к выводу, что эта задача относится к разряду многовариантных, чем и пред­ определен методический подход к ее решению. Рацио­

1 Консо. н А. С. Экономическая эффективность новой техники. М., Госполптиздат, 1958.

13

нальный срок службы машин определяется с учетом эф­ фективности капитальных вложений и фактора времени путем сопоставления величины суммарных текущих и ка­ питальных затрат за весь период эксплуатации,, необхо­ димых для воспроизводства парка машин при различ­ ных сроках их службы. Однако методика не предусмат­ ривает единую схему определения оптимальной долговеч­ ности службы оборудования с одновременным установ­ лением оптимальных величин и структуры межремонт­ ного цикла. В качестве критерия оптимальности для оп­ ределения продолжительности межремонтного периода автор принимает минимальные совокупные затраты на единицу продукции в течение одного межремонтного пе­ риода. Кроме того, применение статистического метода подхода к учету затрат на ремонт и межремонтное об­ служивание делает задачу определения рациональных сроков службы машин задачей статистико-экономиче­ ской, в то время как ее следует рассматривать как тех­ нико-экономическую.

Определенный интерес представляет работа Ю. Д. Таршиса и Н. М. Зворыкина о сроках службы машин1. У авторов нет сомнения в том, что машину необходимо за­ менять при достижении минимальной величины себестои­ мости единицы изготовляемой на ней продукции. Но се­ бестоимость продукции не включает затраты труда, не­ обходимого для производства прибавочного продукта, являющегося основным источником расширенного вос­ производства. Поэтому для обоснования экономически оптимального срока службы машины авторы принимают в качестве критерия показатель удельной рентабельности продукции, под которым фактически понимают удельную прибыль. Однако эта величина, находясь в обратной за­ висимости с себестоимостью, практически не вносит в ме­ тодику ничего нового.

Экономическому обоснованию долговечности машин еще на стадии их проектирования с учетом перспектив развития соответствующей отрасли машиностроения по­ священа работа Н. Т. Бруевича. Формулируя условия выбора оптимальной долговечности машин, автор учиты­ вает средний чистый и удельный средний чистый доходы, получаемые за время от начала эксплуатации до текуще­

1 Т а р ш л с Ю. Д., З в о р ы к и н Н. М. Повышение надежности оборудования шинных заводов. М., «Машиностроение», 1971.

14

го момента. Полные затраты складываются нз стоимости новой машины, расходов по ее эксплуатации и стоимости ремонтов.

По мнению автора, необходимо, чтобы удельный сред­ ний чистый доход, т. е. полученный в течение всего срока службы машины, был не менее заданной величины. Раз­ меры оптимального удельного чистого и оптимального полного чистого доходов уточняются в процессе выбора иаивыгоднейшего срока службы машины.

Выбор оптимальной долговечности заключается в сле­ дующем. Задавшись определенной, характеристикой на­ дежности будущей машины — стоимостью приобретения, установки и эксплуатации машины, а также себестоимо­ стью выпускаемой продукции, определяют оптимальную долговечность машины с учетом заданных условий ее ра­ боты. Затем, выбрав новые варианты характеристик, на­ ходят оптимальную долговечность в других условиях для каждого варианта в отдельности. Останавливаются на том варианте, который удовлетворяет условиям опти­ мальности наилучшим образом.

•Существенный вклад в определение оптимальных сроков службы средств труда в социалистическом хозяй­ стве внес В. В- Новожилов1. В своих работах он проана­ лизировал условия, определяющие экономические грани­ цы службы оборудования, и показал возможность на­ хождения оптимального срока эксплуатации без учета влияния технического прогресса. Для определения эконо­ мических пределов службы средств труда в условиях тех­ нического прогресса, по мнению автора, необходимы следующие данные:

1) кривая зависимости расходов по эксплуатации старых средств труда (без собственно амортизации) от срока их службы, которая должна отражать степень тех­ нического износа оборудования;

2)кривая понижения' себестоимости выпускаемой Продукции на новом оборудовании под влиянием техни­ ческого прогресса; ■

3)кривая изменения капитальных вложений в новое оборудование.

Будущий прогресс техники трудно предвидеть со сто­

татов при оптимальном планировании. М., «Наука», .19712.

15

влияние на затраты, себестоимость и капиталовложения. Поэтому оптимальные сроки службы с учетом техниче­ ского прогресса в данном производстве можно рассчи­ тать только как более или менее вероятную величину.

Развивая выдвинутый в свое время С. Г. Струмилиным тезис о возмещении при понижении стоимости средств труда, В. В. Новожилов утверждает, что мораль­ ный износ является потерей в том случае, если не реали­ зуется возможность его предвидения и уменьшения пу­ тем выбора средств с более короткими сроками службы пли менее подверженных моральному износу и достиже­ ния таким путем еще большей экономии труда.

Р. Н. Колегаев в 1963 г. предложил методику опреде­ ления оптимальных сроков службы машин1, которая вно­ сит существенные дополнения в применявшиеся до этого методы' нахождения наименьшей себестоимости единицы продукции (работы) машины. Автор методически обосно­ вал допущения линейности возрастания эксплуатацион­ ных затрат лишь в пределах одного межремонтного цик­ ла со снижением уровня этих затрат после каждого ка­ питального ремонта. Кроме того, методика позволила оп­ ределить не только оптимальный срок службы машины, но и эффективность каждого капитального ремонта. и длительность межремонтного цикла.

Важное преимущество этой методики — возможность ее применения для определения оптимальных сроков службы орудии труда, применяемых в различных сферах материального производства: в строительной индустрии, в автотранспортном хозяйстве, в различных отраслях ма­ шиностроения и в радиоэлектронной промышленности.

Продолжение исследований в этой области позволило автору создать методику определения оптимальной дол­ говечности-машин при условии обеспечения наибольшей рентабельности их эксплуатации21-

Институтом экономики ЦНИИчермета предложен аналитический метод определения оптимальных сроков службы оборудования черной металлургии с использова­ нием данных корреляционного анализа. В качестве кри­ терия оптимальности приняты минимальные’ затраты на производство единицы продукции. Для определения наи-

технически;; систем. М., «Советское радио», 1967.

16

Положительным в этой методике является возмож­ ность относительно простым способом выявить основные факторы, влияющие иа продолжительность экономичес­ ки оправданных сроков эксплуатации оборудования, и определить степень их влияния.

Вопросам экономического обоснования .продолжительности экс­ плуатации машин посвящены некоторые работы, написанные в раз­ ное время за рубежом. Несмотря на то что экономические мотели долгое время имели ограниченное применение в практике расчетов оптимальных сроков службы машин, работы эти представляют опре­ деленный интерес. Еще в 4923 г. Д. Тейлор (США) в статье «Ста­ тистическая теория старения» предложил модель, которая предназ­ началась для определения оптимальных сроков службы оборудова­ ния, приняв за основу сумму минимальных затрат на приобретение единицы оборудования плюс проценты иа доход, получаемый от экс­ плуатации машины. Эта методика была применима к одной машине, т. е. не рассматривала условий, связанных с заменой нескольких машин. Д. Тейлор оперировал дискретными значениями ежегодных затрат и попользовал сложные проценты для расчета будущих за­ трат на единицу произведенной продукции. Улучшая модель Тейло­ ра, Г. Хотелинг аз работе «Общая математическая теория старения» упростил вычисления, оперируя непрерывными функциями дли уче­ та процентной ставки на доход от эксплуатации машины. В качест­ ве критерия эффективности он минимизировал все будущие прибы­ ли (доход минус затраты), приводя их к настоящему в-ременм с уче­ том 'Дисконтированной стоимости утилизации машин.

Г. Прейнренч в 1940 г. в статье «Экономическая жизнь про­ мышленного оборудования» высказал предположение о том, чго стоимость действующей машины испытывает влияние всех возмож­ ных в дальнейшем замен в связи с неизбежным моральным износом этой машины в будущем. Это предположение вполне логично, так как в условиях технического прогресса в действительности устаре­ вание является серьезным экономическим фактором, сокращающим срок службы оборудования.

В 19512 г. А. Алчан .предложил более усовершенствованную мо­ дель, основанную на применении непрерывных функций. Для вывода уравнений были попользованы экспоненциальные зависимости, при этом оптимизированная прибыль представлена как целевая функция.

Дж. Дуглас в 1962 г. занимался проблемой долговечности стро­ ительного оборудования. Совершенствуя уже имеющиеся экономиче­ ские модели, он разработал новый вид уравнений, отражающих влияние технического прогресса на изменение экономически выгод­ ных сроков эксплуатации техники. В дальнейшем эта же модель была улучшена, что позволило использовать ее для аналитического формализованного исследования проблемы замены оборудования с учетом влияния разных экономических факторов. В-последней рабо­ те Дж. Дугласа «Оптимальная долговечность оборудования как средство обеспечения максимальной прибыли», опубликованной в 1968 г., предложена система уравнении, включающих затраты, свя­ занные с приобретением, содержанием, ремонтом и эксплуатацией строительного оборудования.

Пользуясь уравнениями и варьируя переменными величинами, можно количественно обосновать решения, которые необходимо при­

18

пять п отношении экономически выгодного срока службы имегоще-- гося в наличии оборудования. Экономически выгодный срок служ­ бы какой-либо составной части оборудования в данной работе опре­ деляется как отрезок времени из общего срока службы оборудова­ ния, в течение которого окупаемость достигает .максимума.

'Американский инженер Р. Джонсон в 1947 г. предложил мето­ дику расчетов оптимальных сроков службы паровозов, считая наивыгодиейшим такой срок эксплуатации, при котором среднегодовой прирост расходов на ремонт паровоза будет равен уменьшению сум­ мы среднегодовых амортизационных отчислений на его восстанов­ ление. Методика, предложенная Р. Джонсоном, аналогична методу определения нанвыгоднсйшего срока службы паровоза, разработан­ ному еще в 1925 г. советским инженером В1 О. Васильевым. Недо­ статком методики является отсутствие достаточно убедительного математического обоснования величины приращения среднегодовых затрат на ремонты и размер амортизационных отчислений на вос­

становление.

В 1948 г. специальный американский ежегодник опубликовал статью «Экономическая жизнь грузовых автомобилей», которая была посвящена определению оптимального срока службы грузовых автомобилей. Предложенный в этой статье графический метод .не отличался от метода, разработанного значительно раньше советским

инженером А. И. Буяновым.

В 1949 г. Г. Терборг в статье «Динамическая политика в исполь­ зовании обо'рудования» привел довольно удачный пример экономи­ ческого значения устаревания и замены оборудования. В руковод­ стве по замене оборудования, выпущенном Институтом машинове­ дения и смежных дисциплин в 1950 г., приведено принципиальное

описание этого метода.

Положительным в этом методе следует считать попытку учесть влияние технического прогресса на срок службы машины в величи­ не «эксплуатационной .неполноценности» машины. Недостатком .ме­ тода является линейное возрастание эксплуатационной неполноцен­ ности в зависимости от срока службы оборудования. Кроме того, автором предложен ряд упрощенных формул, но без достаточного обоснования их выводов, что не позволяет произвести анализ их до­ стоверности.

В основном метод Г. Терборга мало отличается от других мето­ дов, предложенных советскими и зарубежными авторами.

Книга Р. Перифой (США) посвящена методике определения оп­ тимальных сроков службы строительных машин. Принцип установ­ ления оптимального срока службы машины сводится к анализу ди­ намики средней себестоимости единицы продукции или работы ма­ шины в зависимости от ее общего срока службы. В тот период, ког­ да себестоимость единицы работы машины, которая вначале неиз­ менно снижалась, начинает возрастать, наступает экономически вы­ годный срок окончания службы машины и замены ее повой маши­ ной. Метод, предложенный Р. .Перифой, также повторяет методы,

предложенные ранее советскими авторами.

Венгерским ученым Г. Рецен в 1982 г. был опубликован «Ме­ тод расчета и оценки экономически целесообразных пределов капи­ тальных ремонтов машин и оборудования». На основе этой мето­ дики можно всесторонне исследовать производственно-экономияей­ скую деятельность предприятия при наличии .различных показателей затрат на ремонт оборудования; она может быть использована для

19