книги из ГПНТБ / Барташев Л.В. Технико-экономические расчеты при проектировании и производстве машин

тельных операции, имеющих целью обеспечить бесперебойную работу оборудования на протяжении рабочих смен.

Практика показывает, что такой порядок способствует сокра­ щению простоев и повышению коэффициента использования оборудования до 0,75—0,8 (как, например, на 1ГПЗ).

Работа в три смены (как это имеет место иа Ульяновском моторном заводе и ряде других) с проведением всех профи­ лактических и подсобных работ в выходные дни, в межсмениые перерывы и на протяжении рабочих смен оказывается менее эффективной — коэффициент использования оборудования здесь ниже.

Вопрос о выборе оптимального режима для каждого завода должен решаться комплексно, с учетом всех многообразных факторов, влияющих на экономику производства.

С внедрением автоматизации резко меняется профиль обслу­ живающих производство рабочих, квалификация и соотношение между численностью неквалифицированного и квалифицирован­ ного персонала. При внедрении автоматических линий исчезает одна из характерных специальностей машиностроительного про­ изводства — рабочий-станочник; ведущей становится специаль­ ность наладчика. Соотношение между числом наладчиков и рабо­ чих, занятых на универсальных станках, обычно колеблется в пре­ делах от 1 : 8 до 1 : 15; при работе на полуавтоматах оно уже составляет от 1 : 3 до 1 : 4, на автоматах от 1 : 1 до 1 : 2, а на авто­ матических линиях доходит до 16 : 1.

Некоторые автоматические линии, построенные в последние годы с расчетом их использования для обработки различных де­ талей, включают резервные станки, которые могут быть и дубли-' рующими, встроенными в основную линию, и дополнительными на случай изменения состава и порядка технологических операций. Как дублеры они используются в том случае, когда станки основ­ ной линии выводятся на ремонт (хотя такое решение, как мы го­ ворили, нельзя назвать всегда целесообразным); как дополни­ тельные они вступают в работу тогда, когда в них возникает тех­ нологическая необходимость.

Весьма облегчает и упрощает задачу ремонтного обслуживания использование в автоматических линиях оборудования с унифици­ рованными сборочными единицами и стандартизованными дета­ лями (например, агрегатных станков).

Практика ряда заводов показывает, что относительно низкий коэффициент технического использования линий механической обработки объясняется в основном двумя причинами: организа­ ционными неполадками, на которые приходится до 40% всего вре­ мени простоев, и неисправностями инструмента, что связано

170

почти с такой же величиной простоев. Неисправности инструмента требуют его частой смены, что отнимает много времени. Для сни­ жения возникающих при этом потерь времени следует выбирать режущий инструмент с особой тщательностью; работать иа режи­ мах, обеспечивающих требуемую стойкость инструмента; перио­ дически его заменять, используя специальные приспособления, облегчающие установку на размер и крепление.

Установлено [27], что автоматическая линия может безот­ казно работать в среднем 0,5—3 ч. Отсюда можно сделать вывод, что если на восстановление ее работоспособности каждый раз будет затрачиваться только 10 мин, в течение которых нужно обнаружить неисправность, изъять отказавший элемент, отремон­ тировать или заменить его, то и при таких условиях окажется, что линия не додаст 8 — 1 0 % производимой ею продукции.

Особое значение при работе автоматических систем приоб­ ретает вопрос об определении периода стойкости инструментов при многоннструментной обработке. Во многих случаях эти потерн очень велики. Так, например, на Таллинском заводе «Вольта» автоматическая линия 1Л70, на которой ведется обработка станин электродвигателей 7-го габарита четырех типоразмеров, в каждую смену работает не больше 5,5 ч, при этом простои превышают 20% времени.

Потери происходят главным образом из-за переналадки с од­ ного размера на другой, планово-предупредительного ремонта, смены инструмента и подналадки. Это привело к тому, что в те­ чение 7 лет со дня пуска линии в эксплуатацию она давала лишь 40—50% своей проектной мощности [16].

Аналогичное явление имело место и на Бакинском электроме­ ханическом заводе, где ^простои линии из-за несвоевременной поставки литья, поломок и отсутствия инструмента также были очень велики и мешали достижению проектной мощности. В ре­ зультате себестоимость обработки на Таллинском заводе оказалась на 50%, а на Бакинском на 120% выше.

Рекомендуется, проведя расчет времени наладки, определить оптимальную стойкость каждого инструмента, а затем сгруппиро­ вать инструменты для их смены применительно к режиму работы цеха. Таким способом устанавливается, какие инструменты сле­ дует заменить через 420 мин, какие через 210 мин и т. д.; при этом, конечно, неизбежен в отдельных случаях и пересчет скоростей резания.

Исключение из этого общего порядка может быть сделано лишь для инструментов (например, мелких сверл), отличающихся особо плохой стойкостью и нуждающихся в более частой смене; такая смена (через каждые 15—30 мин) должна вестись в соответ­ ствии с фактической стойкостью инструментов.

Полезно в условиях многоннструментной обработки применять счетчики циклов и учитывать работу инструментов по числу об­ работанных деталей.

171

Регулируя м стремясь удлинить периоды смены инструментов, необходимо в максимальной степени использовать следующие способы повышения стойкости инструментов:

В целях сокращения времени на смену инструментов следует применять инструменты новых конструкций, специально пред­ назначенные для многоинструментной обработки, закрепляемые и налаживаемые в размер вне линии.

Точный расчет стойкости инструментов, особенно необходимый при работе автоматических линий с массовым выпуском продукции, должен вестись с помощью электронно-вычислительных машин; их применение дает возможность правильно устанавливать перио­ дичность смены многоинструментной наладки.

В последнее время применяют устройства, автоматически на Старо-Краматорском машиностроительном з-де им. Орджони­ кидзе сконструирована автоматическая линия комплексной об­ работки железнодорожных осей, состоящая из 150 единиц различ­ ного оборудования, устанавливаемого в два ряда, каждый длиной 180 м. При выключении поврежденного участка незаконченные изготовлением детали сбрасываются в специальный магазин.

К станкам, следующим за выключенным, из межоперацпонного задела подаются детали, и работа всей линии продолжается в нор­ мальном темпе. Линия работает с тактом 80 сек, давая за год 125 ООО осей. Ее обслуживают 25 человек в смену. С пуском линии высвободилось 223 рабочих и свыше 100 станков. Производитель­ ность труда увеличилась в 6—7 раз, а себестоимость каждой оси снизилась на 20 р.

Автоматизация серийно-поточных линий механической обра­ ботки часто требует применения специализированных и нормали­ зованных устройств, расширяющих технологические возможности станков. Например, очень действенны в этом отношении поворот­ ные столы с автоматическим циклом, работающие по следующей программе: освобождение фиксатора, подъем поворотной план­ шайбы, поворот стола, опускание планшайбы и фиксация зажима.

На определенной стадии создания автоматических систем важное значение приобретают вопросы рационального выбора или (при необходимости) конструирования транспортных средств, синхронизации их с работой станочных агрегатов и т. п. Пра­ вильное решение этих задач зависит от многих факторов и прежде всего от транспортабельности обрабатываемых деталей на каждой фазе изготовления; степени конструктивной однородности всех типоразмеров деталей, закрепленных за линией; характера и

172

особенностей технологических требований, предъявляемых к про­

портные средства, тем надежнее они работают, тем дешевле экс­ плуатация всей линии. К наиболее широко применяемым транс­ портным устройствам в автоматических линиях отечественных и зарубежных конструкций, помимо скатов и склизов, относятся инерционные транспортеры, подвесные и шагающие конвейеры и иногда рольганги.

Для лучшего использования мощности и времени работы обо­ рудования, сокращения простоев применяются специальные авто­ матические контрольные установки, одновременно обслуживающие десятки станков. Одна такая установка для обслуживания 60 стан­ ков впервые была сконструирована иа Новокраматорском машино­

оптико-механических заводах, а более простые установки АКРО, контролирующие только время занятости станка,— на многих заводах в Рыбинске.

В решении всех этих задач, учитывая нарастающие темпы автоматизации отечественной промышленности, исключительное значение приобретает технико-экономический анализ с надлежа­ щим учетом достижений и ошибок отечественной и зарубежной практики. Это связано с поисками оптимальных экономических решений, относящихся к размерам и эффективности капиталовло­ жений, снижению эксплуатационных затрат и пр. Следовательно, первостепенное значение имеет овладение методикой техникоэкономического анализа, сопоставлений и оценки результатов.

4. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Технико-экономическое сопоставление и сравнительную оценку автоматизированного производства с неавтоматизированным, а также автоматических линий различных конструкций между собой следует проводить на основе определения:

1)размера первоначальных затрат при каждом из вариантов;

2)частичной (технологической) себестоимости изготовления

типовой детали в условиях каждого варианта-;

3)размера приведенных затрат и годового экономического эффекта;

4)коэффициента рентабельности;

5)роста производительности труда.

специфических требований по сравнению с методикой, применяе­ мой при расчете экономической эффективности новой техники.

173

Все же некоторые вопросы заслуживают особого рассмотрения. К их числу прежде всего следует отнести вопрос об экономичном размещении автоматических установок и линий на.производствен­ ной площади.

Обследование многих заводов, проведенное в последние годы, показывает, что' этому вопросу уделяется незаслуженно мало внимания, хотя в общей сумме эксплуатационных расходов амортизация и содержание площади здания, занимаемой автома­

Н. М. Лычем и В. Г. Чирковым 677 машиностроительных и метал­ лообрабатывающих предприятий УССР [52]. На каждые 100 м2 производственной площади на 102 заводах установлен только один станок, на 210 заводах — два станка, на 165 — три, па 130 — от трех до пяти и лишь на 70 заводах — больше пяти. Расстановка прутковых токарных автоматов — самая разнообразная. На Харь­ ковском заводе «Серп и молот» — прямоугольная однорядная, при которой на один автомат отводится 17—22 м2 при расстоянии между ними 1600—2000 мм; на Харьковском велосипедном за­

томатном цехе ХТЗ — косоугольная двухрядная без внутренних проходов с площадью на один автомат 16,8—22,5 м2 и расстоя­ нием между автоматами 1300—2000 мм (такое же размещение принято и на Минском тракторном заводе), на 8ГПЗ и Горьковском автомобильном заводе —• косоугольная с внутренним про­ ходом. Минимальные расстояния между автоматами установлены на Харьковском велосипедном заводе им. Петровского (1000— 1300 мм) и Минском автомобильном (600—1300 мм).

Приведенные цифры говорят о большом разбросе их величин и значительных резервах снижения капитальных затрат, связан­ ных с организацией автоматизированного производства, и экс­ плуатационных расходов по статье «Амортизация и содержание зданий».

Для определения стоимости различных видов оборудования, встраиваемого в автоматические линии, можно использовать при­

При его выпуске в большем числе экземпляров необходимо полу-

174

Таблица 34

Нормативы затрат для расчета себестоимости оборудования автоматических линий

ценный расчетный результат умножить на соответствующий по­ правочный коэффициент (табл. 35), учитывающий серийность про­ изводства .

Переход на автоматические линии обычно бывает связан с по­ лучением довольно значительной экономии на производственных' площадях, что особенно важно учитывать при сопоставлении конкурентоспособных вариантов ( в процессе проектирования, а также в тех случаях, когда высвобождаемая в действующем

175

производстве площадь может быть полезно использована. В этом отношении интересный пример из практики завода «Автотрактородеталь» приводит А. И. Носков [61].

Для четырех автоматических линии обработки клапанов (10 млн. шт./год) требуется 1428 м2 , а для размещения технологического оборудования той же производственной мощности в неавтоматизированном производстве нужно 1803 м 2 .

автоматической линии или на заменяемых ею универсальных станках.

К важнейшим статьям эксплуатационных затрат при работе

обслуживающего персонала (Зв ); 2) амортизация оборудования (А); 3) расходы на электроэнергию, пар и воздух для производствен­ ных целей (Э); 4) расходы на ремонт технологического оборудо­ вания (Р).

Остальные затраты обычно не имеют существенного значения и в себестоимости обработки деталей на линиях одинакового на­ значения сохраняют примерно одну и ту же величину. Это дает возможность не учитывать при сравнительных технико-экономи­ ческих расчетах затраты по этим статьям 1 .

Поскольку целью расчета чаще всего является сопоставление частичной себестоимости Сч обработки или сборки изделия в усло­ виях автоматизированного и неавтоматизированного производства или при разных вариантах автоматизации, то задача сводится к тому, чтобы установить размер часовых затрат на оплату труда

не претерпевают каких-либо изменений и из сопоставительного расчета исключаются. Однако может быть и замена, скажем, некалиброванного проката, применявшегося до автоматизации, калиброванным, и тогда необходимо подсчитать стоимостные изменения.

1 См. также [16, 61, 101 ] .

176

Расчетная формула в общем виде с учетом специфичности ра­ боты автоматических систем будет следующая:

где Ст — себестоимость 1 ч работы автоматической линии, вклю­ чающая расходы по'перечисленным выше статьям; Pi — часовые расходы на инструмент.

Величина расходов по оплате труда основных и вспомогатель­ ных рабочих, занятых на линии, а также обслуживающего ее тех­ нического персонала должна определяться прямым счетом. Надо лишь еще раз обратить внимание на изменение профессиональ­ ного профиля рабочих, обслуживающих производство. В связи с этим был бы вполне закономерен пересмотр профессий рабочих, относимых к числу основных и вспомогательных. Так, в частности, наладчики, электрики и даже слесари, обслуживающие автомати­ ческие линии, по нашему мнению, должны быть отнесены к основ­ ным рабочим.

Расходы по амортизации, с нашей точки зрения, нельзя рас­ считывать по общепринятым для машинного оборудования нор­ мам. Здесь более чем где-либо необходимо установить срок кон­ структивного старения (морального износа) установки и положить его в основу определения нормы амортизации.

В постановлении Совета Министров СССР, принятом в 1961 г., о новых нормах амортизационных отчислений, которые введены в действие с 1 января 1963 г., нормы амортизации предусмотрены только для автоматических линий, работающих в массовом про­ изводстве; срок их службы определен в 12 лет (отчисления на вос­ становление равны 8,3%).

Между тем в настоящее время автоматические линии из пере­

ченных в систему, сколько степенью стабильности конструкции обрабатываемых деталей (или самого изделия), так как с ее изме­ нением дальнейшее использование системы становится практи­ чески невозможным.

Для линий, составленных из агрегатных станков или станков с программным управлением, как и для роторных автоматических линий, это обстоятельство не имеет большого значения, поскольку подобные линии без больших затруднений и крупных дополнитель­ ных затрат можно перестроить на выпуск других объектов. Однако установленные для различных станков, работающих в серийном производстве, нормы амортизационных отчислений примерно на 20—25% ниже, чем для тех же станков, эксплуатируемых на

заводах с массовым выпуском продукции. Следовательно, и это обстоятельство говорит о том, что приведенная выше норма амор­ тизации для автоматических линии не может быть применена в равной мере для всех случаев.

Практика показывает, что период эффективного использова­ ния узкоспециализированных линий не превышает 4—5 лет. За это время должны быть погашены все затраты, связанные с их изготовлением (за вычетом остаточной стоимости отдельных эле­ ментов оборудования, которые могут найти дальнейшее применение в производстве и стоимости лома) и отладкой. Поэтому при техникоэкономических сравнительных расчетах необходимо выбирать для таких установок более высокую норму амортизационных отчисле­ ний •— примерно 25—30% (из которых около 80% пойдет на вос­ становление), а не 12,2%, как определено для условий массового производства.

Для «гибких» автоматических линий, работающих в серийном производстве, видимо, правильным будет размер амортизацион­ ных отчислений, равный 10—10,5%, из которых 60—65% должны идти на восстановление, т. е. срок службы таких линий можно считать 15—:16 лет. Это, кстати, соответствует и тем нормативам, которые даны Госпланом СССР для агрегатных и специальных станков, работающих на заводах серийного производства.

Также тщательно должны быть подсчитаны расходы на инстру­ мент, энергию и ремонт. Методика таких расчетов применительно к отдельным станкам подробно изложена во второй части книги при рассмотрении вопросов экономики механической обработки. Здесь же следует отметить только те особенности в расчетах, которые связаны со спецификой автоматических линий как ком­ плексных систем.

следующая заточка инструментов производится одновременно на всех станках и для подавляющего большинства инструментов еще до того, как они затупятся. Поскольку время работы инструмента в данном случае, как правило, меньше периода его экономической стойкости, то число переточек до полного износа будет больше, чем при использовании инструмента на индивидуальных станках.

Стоимость переточки будет меньше, так как на этой операции снимается меньший слой металла, и, следовательно, она выпол­ няется быстрее. Поэтому расходы на инструмент по каждому станку будут иные, чем при работе такого станка вне автомати­ ческой .линии. Суммируя результаты сделанных по каждому станку расчетов,, получают общие часовые затраты для всей линии по этой статье.

Определение расходов на энергию — в отличие от расчетов затрат на инструмент— проводится не только по каждому .станку в отдельности, но и по остальным объектам электрооборудования (электроприводу транспортера деталей, транспортера для уборки

178

стружки, механизмов поворота и пр.), которое обслуживает все транспортные, регулировочные и иные операции, связывающие установленные в линию станки между собой.

Аналогичное положение имеет место и при определении рас­ ходов на ремонт, когда приходится учитывать не только суммар­ ные расходы по всем станкам, встроенным в линию, но и по транс­ портным, поворотным и другим механизмам, выполняющим соот­ ветствующие функции в общей работе линии.

Некоторые методические указания по определению категории сложности ремонта автоматических линий, составленных из агрегатных станков, даются в «Единой системе ППР» [30]. Однако в целом этот вопрос еще мало исследован и во многих случаях приходится считаться с практическими данными заводов, эксплуа­ тирующих автоматические линии [69].

Постатейный анализ эксплуатационных издержек необходимопроводить по каждому виду оборудования, включаемого в авто­ матическую линию, поскольку в ряде случаев может оказаться, что проводить комплексную автоматизацию не целесообразно, а выгоднее автоматизировать только часть операций или вообще

и на амортизацию (на 609 р/год), но вместе с тем и дает значитель­ ную (18 447 р/год) экономию на заработной плате благодаря уве­ личению вдвое коэффициента обслуживания.

Капитальные затраты на автоматизацию в размере 7000 руб. оправдывались за счет получаемой экономии в течение полугода.

Совершенно другая картина получилась при анализе расходов, связанных с эксплуатацией транспортного оборудования линии. Оказалось, что увеличению издержек на ремонт, амортизацию и электроэнергию в общей сумме 7347 р. может быть противопо­ ставлена экономия на заработной плате в 7801 р., т. е. общая годовая экономия составляет всего 454 р. Капитальные затраты

Отсюда стало ясно, что в данном случае нужно было ограни­ читься только установкой автооператоров на станках и отказаться от использования сложной и дорогой транспортной системы.

Итак, определив частичную себестоимость для каждого из

и проектного варианта определит годовой экономический эффект автоматизации.