книги из ГПНТБ / Краев В.И. Экономические обоснования при проектировании морских грузовых судов

оборудования и т. д. Даже при неизменном технологическом про­ цессе производительность возрастает в пределах 2—5%; в резуль­ тате снижаются условно-постоянные расходы, отпадает необходи­ мость в строительстве определенной доли новых производственных мощностей.

Во-вторых, сокращаются затраты энергии и материалов на еди­ ницу продукции, что прямо влияет на себестоимость ее производ­ ства и косвенно на размер потребных капиталовложений в сопря­ женные отрасли народного хозяйства.

В-третьих, автоматизация производства вызывает сокращение затрат живого труда — экономию рабочей силы. Влияние эконо­ мического эффекта от этого сокращения особо ощутимо на мор­ ском транспорте в связи со сложностью обеспечения нормальных условий труда и отдыха экипажа.

В-четвертых, источником экономического эффекта от внедре­ ния автоматизации является улучшение качества продукции, ока­ зывающее прямое положительное влияние на результаты произ­ водственной деятельности, если цена продукции учитывает ее ка­ чество.

Широко распространено мнение, что автоматизация неизбежно ведет к увеличению затрат прошлого труда на единицу продук­ ции (т. е. к большей фондоемкости продукции) или, иными сло­ вами, что при автоматизации производства необходимы дополни­ тельные капиталовложения. По мере накопления опыта становится ясно, что это правило не всеобъемлющее, и в ряде случаев при соблюдении специфических требований к оборудованию, вызывае­ мых автоматизацией, дополнительные капиталовложения могут быть сведены к минимуму или вообще не потребуются. Поэтому при внедрении автоматизации, в особенности комплексной, следует стремиться к экономии всех элементов общественного труда: умень­ шению единовременных затрат на создание автоматизированных средств по сравнению с заменяемым неавтоматизированным обо­ рудованием, снижению текущих затрат на продукцию в результате экономии живого труда, материалов, энергии и т. п., улучшению качества и свойств продукции.

Отечественный и зарубежный опыт позволяет утверждать, что капитальные затраты на автоматизацию морских судов быстро окупаются.

Сопоставляя дополнительные расходы и получаемую экономию, зарубежные исследователи пришли к выводу, что срок окупаемо­ сти дополнительных капиталовложений в средства комплексной автоматизации колеблется от одного года до пяти лет. При более низком уровне автоматизации срок окупаемости вложений увели­ чивается до 8—10 лет.

В течение последнего десятилетия автоматизация стала одним из главных направлений технического прогресса на морском флоте. В 1967—1972 гг. в развитых капиталистических странах 40—50% строящихся дизельных и до 90% паротурбинных судов были автоматизированными, а общее количество находящихся в эксплу-

178

атащш автоматизированных судов в настоящее время составляет более 15% от состава мирового флота.

Автоматизация отечественного флота до последнего времени осуществлялась, в основном, путем постройки автоматизирован­ ных судов за границей (суда типов «Новгород», «Котовский», «Новомиргород»). В настоящее время отечественная промышлен­ ность начала серийную постройку автоматизированных судов (суда типа «Светлогорск»); кроме того, продолжается пополнение флота автоматизированными судами зарубежной постройки.

В зависимости от объема различают частичную, комплексную и полную автоматизацию производственных процессов на морских судах.

Под частичной автоматизацией понимается автоматизация от­ дельных операций или параметров процесса. Комплексная автома­ тизация представляет собой автоматизацию всех фаз производст­ венного процесса; за человеком остаются функции контроля и на­ блюдения за средствами труда и автоматикой, при этом им могут выполняться также специальные функции, связанные с внесением производственно необходимых изменений при нарушении нормаль­ ного процесса. Полная автоматизация характеризуется примене­ нием электронно-вычислительных машин для самостоятельного ки­ бернетического управления и выбора оптимальных условий про­ цесса; при этом деятельность человека ограничивается функциями установки параметров.

При частичной автоматизации на морских судах экономические преимущества ее внедрения могут быть реализованы далеко не полностью. Наибольший эффект на морском флоте обеспечивает комплексная автоматизация, т. е. автоматизация управления суд­ ном, его энергетической установкой, механизмами, устройствами и системами. Идея создания полностью автоматизированного судна, управляемого без участия человека, проблематична из-за того, что достижение полной автоматизации на судах требует больших затрат; кроме того, особые условия эксплуатации мор­ ских судов, значительная продолжительность и сложность произ­ водственного цикла (рейса) вызывают необходимость присутствия на судне хотя бы минимального экипажа. На основании опыта строительства и эксплуатации автоматизированных судов Реги­ стром СССР введено деление их на две группы: группа А і — суда с безвахтенным обслуживанием машинного отделения, группа А2— суда с сокращенной вахтой в машинном отделении.

На судах постройки 1971—1975 гг. объем автоматизации будет соответствовать степени автоматизации судов группы А2 и вклю­ чать устройства, обеспечивающие:

дистанционное автоматизированное управление главным дви­

гателем с мостика; автоматизацию работы механизмов и систем, обслуживающих

главный двигатель; автоматизацию судовой электростанции, котельной установки,

судовых систем;

автоматизацию грузовых и зачистных систем танкеров в объ­ еме дистанционного управления арматурой и работой насосов.

В настоящее время разработана теоретическая основа и суще­ ствует техническая база для внедрения автоматизации, характер­ ной для судов группы А и однако широкое внедрение безвахтенного обслуживания энергетических установок сдерживается в ос­ новном недостаточной надежностью ныне существующих средств автоматизации наиболее ответственных судовых механизмов.

Для объективной оценки экономической эффективности авто­ матизации необходимо определить изменение:

эксплуатационных затрат и капиталовложений у потребителя (грузовладельца), вызываемое изменением «качества» продукции судоходного предприятия;

эксплуатационных затрат и капиталовложений по автоматизи­ руемому производству (судну);

эксплуатационных затрат и капиталовложений в смежные от­ расли, создающие технические средства автоматизации;

затрат на подготовку кадров для автоматизируемого произ­ водства.

Внедрение автоматизации на морском флоте вызывает измене­ ние «качества» транспортной продукции в виде увеличения ско­ рости доставки грузов и уменьшении ущерба, имеющего еще место в результате изменения качества перевозимых товаров или полной утраты их. Оба эти фактора подлежат учету при определении эко­ номической эффективности автоматизации морских транспортных судов, так как ускорение доставки грузов позволяет сократить обо­ ротные средства в грузах, а уменьшение аварийности судов и порчи грузов—уменьшить ущерб, наносимый народному хозяйству несохранной перевозкой грузов.

Изменение эксплуатационных затрат и капиталовложении при внедрении автоматизации наиболее ощутимо в случае комплексной автоматизации и оптимизации процессов регулирования, управле­ ния и контроля работы агрегатов, установок и т. п.

При комплексной автоматизации судна:

создается реальная возможность сокращения численности вах­ тенных машинной и палубной команд, а следовательно и всего экипажа в целом при одновременном облегчении труда;

сокращается строительная стоимость судна вследствие умень­ шения числа и размеров жилых, общественных и санитарных по­ мещений (столовой, кают-компании, салонов, камбуза, провизион­ ной и других кладовых), емкости цистерн пресной воды, шлюпоч­ ного устройства и спасательных средств, обслуживающего обору­ дования (систем вентиляции, кондиционирования, санитарной и пр.);

увеличивается чистая грузоподъемность судна вследствие умень­ шения численности экипажа, веса надстроек, оборудования, систем Vi устройств, а также запасов воды;

повышается точность ведения процессов до пределов, практи­ чески недостижимых при ручном управлении и контроле, что соз­

180

дает условия для их интенсификации, оптимизации и улучшения эксплуатационных характеристик оборудования;

сокращается путь, проходимый судном от порта отправления до порта назначения, в результате увеличивается валовая эксплу­ атационная скорость хода судна;

увеличивается интенсивность погрузочно-разгрузочных операций и уменьшается стояночное время рейса;

повышается надежность работы оборудования, увеличивается срок его службы, уменьшается объем, стоимость и время ремонта судна;

сокращается число аварий, происходящих по вине обслуживаю­ щего персонала, уменьшаются убытки, вызываемые аварийным ремонтом и простоем судна в процессе ликвидации последствий аварии;

сокращается расход топлива благодаря уменьшению числа ма­ невров в течение рейса, работе главной и вспомогательных устано­ вок на оптимальных режимах;

создается возможность улучшить организацию профилактиче­ ских II ремонтных работ во время эксплуатации судна, что позво­ ляет снизить расходы на заводской ремонт и время ремонта судна.

Однако не все технико-экономические преимущества автомати­ зации могут быть выражены в денежном отношении, например улучшение и облегчение условий труда экипажа, увеличение срока службы оборудования, улучшение маневренности судна при управ­ лении главным двигателем с ходового мостика. В целях упроще­ ния расчетов эффективности автоматизации на морских судах преимущества, обеспечивающие экономический эффект, подлежа­ щий учету в денежном выражении, можно объединить в следую­ щие группы:

экономия прямых и косвенных расходов на содержание судо­ вого экипажа, включая зарплату, питание, спецодежду и т. п.;

экономия расходов на топливо благодаря работе энергетиче­ ского оборудования в оптимальных режимах и уменьшению числа маневров;

экономия затрат на ремонт за счет уменьшения объема ремонта; снижение строительной стоимости судна вследствие сокращения численности экипажа и более рациональной комплектации устано­

вок и систем; экономия за счет снижения удельных затрат по доставке груза

в результате увеличения валовой эксплуатационной скорости и со­ кращения стояночного времени рейса;

экономия вследствие повышения провозной способности судна в результате увеличения чистой грузоподъемности судна и дли­ тельности эксплуатационного периода.

Дополнительные затраты, имеющие место при внедрении средств автоматизации, включают:

стоимость средств автоматизации, их монтажа и наладки; увеличение стоимости судовых механизмов и оборудования в ре­

зультате приспособления его к автоматизации;

181

расходы на топливо, если средства автоматизации требуют зна­ чительного расхода энергии;

расходы на ремонт средств автоматизации, в том числе расходы по содержанию береговых бригад.

Уровень экономической эффективности различных вариантов автоматизации, различающихся по объему и техническим средствам, определяется в результате взаимного влияния факторов экономии и дополнительных затрат по каждому варианту.

Влияние факторов, определяющих эффективность внедрения автоматизации, на показатели экономической эффективности мор­ ских судов иллюстрируется схемой на рис. 13.1.

Влияние характеристик судна на эффективность автоматизации коротко можно сформулировать следующим образом:

при одном и том же объеме автоматизация более эффективна на судах с высокой интенсивностью использования (долей ходового времени рейса) — танкерах, балкерах, контейнеровозах и др. вслед­ ствие снижения расходов на топливо и увеличения провозной спо­ собности;

с увеличением размера (тоннажа) судна эффективность авто­ матизации возрастает;

эффективность автоматизации при прочих равных условиях тем выше, чем больше скорость судна.

Эксплуатационные условия работы судна определяются величи­ ной грузопотоков, родом и партионностью грузов, направлением и дальностью перевозки, числом портов захода, их техническим осна­ щением и обычаями, уровнем поясных коэффициентов на топливо и заработную плату. Все перечисленные условия можно разделить на две группы: влияющие на соотношение ходового и стояночного времени рейса txjtCTи влияющие на уровень его эксплуатационных расходов. Результаты выполненных исследований показали, что автоматизация более эффективна с увеличением tx/tCj и на судах тех бассейнов, где выше поясные коэффициенты.

Расчеты экономической эффективности автоматизации в про­ цессе проектирования производятся при определении целесообраз­ ного уровня автоматизации судов и при выборе наиболее эффек­ тивных технических вариантов автоматизации заданного уровня.

Как правило, первая задача решается укрупненно, ибо с увели­ чением степени автоматизации возрастает номенклатура необходи­ мых средств автоматики, часть которых должна быть создана вновь, отсутствует достаточно подкрепленный опытом нормативный мате­ риал и т. д. В практике исследований эта задача решается и дру­ гим способом: находится максимальная величина дополнительных затрат, вложенных в средства автоматизации, при установленном размере экономии эксплуатационных затрат (заранее определяется допускаемая численность экипажа, сокращение ходового времени рейса, уменьшение расхода топлива и т. п.).

Решение второй задачи, обычной для практики научно-исследо­ вательских и проектных организаций, позволяет определить, какой из технических вариантов автоматизации экономически наиболее

182

Факторы, определяющие эффективность^автоматизации

эффективен, а также оценить уровень его эффективности в срав­ нении с лучшим из известных в мировой и отечественной практике.

Решение вопроса об эффективности строительства автоматизи­ рованного судна путем сравнения только с действующими судами без учета имеющихся достижений в отечественной и мировой прак­ тике проектирования и строительства может привести к выбору малоэффективных объема и технического варианта автоматизации. Поэтому при обосновании объема автоматизации и вариантов тех­ нического решения необходимо базироваться на достижениях совре­ менной науки и техники и сравнивать предлагаемые варианты с лучшими отечественными и мировыми образцами.

Базовым принято называть то судно, с которым следует сопо­ ставлять выбранный тип нового судна при определении его эконо­ мической эффективности.

Выбор судна в качестве базы для сравнения при определении экономической эффективности автоматизации морских транспорт­ ных судов сложен и значительно отличается от выбора объекта при определении эффективности новых типов проектируемых судов. Сложность состоит в том, что влияние автоматизации морского судна на экономические показатели его работы проявляется через множество составляющих: строительную стоимость, расходы на со­ держание экипажа, увеличение провозной способности и т. д. Если сравниваемое базовое судно будет отличаться от проектного вари­ анта по таким характеристикам, как грузоподъемность, скорость, приспособленность к грузовым работам, то есть по характеристи­ кам, влияющим на эти же составляющие экономических показатей, то установить влияние автоматизации будет практически невоз­ можно.

Поэтому в качестве базы для определения экономической эффек­ тивности автоматизации морского грузового судна должен прини­ маться его лучший проектный вариант с обычными прогрессивными для расчетного периода решениями по оборудованию судна сред­ ствами автоматизации.

Экономическая эффективность автоматизации морских судов за­ висит от условий обеспечения безопасности мореплавания, интен­ сивности использования судна и от системы его технического обслу­ живания (в основном, от организации ремонта).

Безопасность мореплавания является мерилом численности судового экипажа, а следовательно, и величины расходов на его содержание.

Наибольший эффект достигается при автоматизации непрерыв­ ных производственных процессов, когда эксплуатация средств авто­ матики характеризуется высокой степенью интенсивности. Поэтому автоматизация морских судов выдвигает требование значительного повышения интенсивности их использования как перевозочных средств, т. е. сокращения стояночного времени рейса. Если судно в течение нескольких недель будет простаивать в портах, то вся полученная за время движения экономия от автоматизации будет сведена на нет.

184

Автоматизация на судах может обеспечить экономический эффект только при условии, если судовой экипаж будет в состоянии устранить возникающие неисправности и обеспечивать нормальное выполнение производственного цикла.

Определение экономической эффективности автоматизации мо­ жет быть выполнено на различных стадиях проектирования морских судов: при поисковых исследованиях, при обосновании и уточнении сетки типов судов, технических заданий и проектировании кон­ кретных типов судов. Состав и последовательность расчетов в этих случаях различны.

В общем случае исследование экономической эффективности автоматизации на морских грузовых судах включает:

выбор расчетного типа судна, на котором исследуется эффектив­ ность внедрения автоматизации;

назначение расчетных вариантов автоматизации и определение эксплуатационно-технических характеристик, необходимых для эко­ номико-эксплуатационных расчетов по базовому судну;

определение трудоемкости обслуживания, организации работы, состава и численности экипажа по базовому судну и всем вариан­ там автоматизации судна;

определение изменений эксплуатационно-технических характери­ стик судна по всем вариантам автоматизации;

установление расчетных условий эксплуатации судна на линии (направлении);

расчет строительной стоимости, эксплуатационных расходов, доходов и показателей экономической эффективности по базовому судну и вариантам автоматизированного судна;

анализ полученных результатов, определение оптимального ва­ рианта автоматизации, расчет предполагаемого годового эффекта, который может быть получен народным хозяйством в результате внедрения оптимального варианта автоматизации.

При обосновании эффективности автоматизации на стадии про­ ектирования конкретных судов, намеченных к строительству, отпа­ дает необходимость в выполнении весьма сложной и трудоемкой работы по выбору основных эксплуатационно-технических характе­ ристик судна, на котором намечается внедрение автоматизации, так как эти характеристики уже определены техническим заданием.

Общий порядок обоснования целесообразного уровня автомати­ зации не отличается, в принципе, от порядка обоснования морских транспортных судов, изложенного в первой главе. Однако, при рас­ чете показателей экономической эффективности автоматизации воз­ никает ряд особенностей, которые необходимо рассмотреть более подробно.

Провозная способность судна. Внедрение автоматизации оказы­ вает влияние на увеличение провозной способности судна благодаря увеличению длительности эксплуатации, чистой грузоподъемности и производительности 1 т грузоподъемности в результате роста валовой эксплуатационной скорости и интенсивности грузовой обра­ ботки в портах. Увеличение длительности эксплуатационного

185

периода прямо пропорционально влияет на повышение провоз­ ной способности судна, так как позволяет в течение года совер­ шить дополнительный рейс или часть рейса. Иначе обстоит дело с чистой грузоподъемностью судна: увеличение провозной способ­ ности за рейс или год зависит от состава перевозимых грузов на линии, принятой для расчета. Для морских перевозок характерно преобладание грузопотока по весу или кубатуре грузов в одном на­ правлении; если в более загруженном направлении следуют грузы с высоким удельным погрузочным объемом, то увеличение чистой грузоподъемности судна не приводит к увеличению количества груза в судне, лимитируемого вместимостью. В этом случае не сле­ дует предусматривать увеличение загрузки судна и в обратном, менее загруженном, направлении, а нужно условно принять, что загрузка в обратном направлении определяется отношением сум­ марного объема перевозок, производимых в обратном направлении, к объему перевозок, осуществляемых в прямом направлении.

На ранних стадиях проектирования методически более верно несколько изменять высоту борта судна и, следовательно, грузовме­ стимость судна исходя из равенства удельной кубатуры.

Если же загрузка судна в прямом направлении лимитируется не грузовместимостью, а грузоподъемностью, то увеличение чистой грузоподъемности судна вследствие автоматизации должно быть учтено при определении загрузки судна в обоих направлениях.

Выигрыш в чистой грузоподъемности судна при внедрении авто­ матизации достигается в результате сокращения численности эки­ пажа вследствие снижения веса надстройки, запасов воды и про­ визии, а также уменьшения запасов топлива. По данным ЦНИИМФ, выигрыш в чистой грузоподъемности сухогрузного теплохода при сокращении численности экипажа с 42 до 22 человек может дости­ гать 3,5 т на одного человека. В периодических изданиях ГДР ука­ зывалось, что вес материалов на каюты и общественные помещения рыбопромысловых судов составляет 3,35 т на одного члена экипажа.

Снижение веса запасов при автоматизации судна легко опреде­

ф— коэффициент, учитывающий снижение расхода топ­ лива;

.Рзап. т — расчетные запасы топлива на рейс неавтоматизиро­ ванного судна.

Увеличение валовой эксплуатационной скорости судна при его автоматизации определяется рядом причин, в том числе сокраще­ нием проходимого судном пути в результате более точного удержа­ ния авторулевым на курсе, плавания наиболее выгодными путями с учетом прогноза гидрометеорологических условий и т. д. Авторуле­

186

вые и плавание наиболее выгодными путями уже нашли применение на частично автоматизированных судах, находящихся в эксплуата­ ции и принимаемых в расчете в качестве базовых. Поэтому при определении объема и технических средств автоматизации в рас­ четах учитывается только то увеличение валовой эксплуатационной скорости, которое будет получено при внедрении каждого из рас­ четных вариантов по сравнению с базовым.

Экономия ходового времени рейса комплексно автоматизирован­ ных судов по сравнению с неавтоматизированными, по данным ЦНИИМФ, приведена в табл. 13.1.

Та блица 13.1

Экономия ходового времени рейса комплексно­

Аналогичное положение по учету увеличения интенсивности гру­ зовых работ. Так, в настоящее время на танкерах автоматизиро­ ваны процессы управления грузовыми насосами и замера уровня груза в танках, что позволило увеличить интенсивность грузовых работ. Внедрение комплексной автоматизации грузовых работ обес­ печивает дальнейшее увеличение интенсивности погрузки и вы­ грузки груза, которое и должно быть учтено при сравнении проект­ ных вариантов судна с базовым судном.

Строительная стоимость судна. При определении рационального объема автоматизации для расчета строительной стоимости судов лучше пользоваться достаточно разработанными в настоящее время укрупненными нормативами стоимости на 1 т веса металлического корпуса, оборудования и на 1 л. с. мощности главного двигателя. Найденное значение будет соответствовать строительной стоимости варианта судна с принятым в настоящее время на судах уровнем автоматизации. Далее, укрупненно же определяется изменение строительной стоимости по отдельным составляющим: снижение ее благодаря сокращению численности экипажа и улучшению комп-

187