Лабораторный практикум

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

На основании этих эмпирических данных программа может рассчитать сроки реконструкции и технического перевооружения для полиномиальной зависимости функции изменения объемов производства V(t)

изменения объемов производства V(t) для оценки достоверности расчетов программа рассчитывает критерий согласия Пирсона для полиномов степени n≤4, которые позволяют определить линии регрессии V(t).

Далее при помощи встроенных функций MATLAB 7.2 (polyfit, polyval, roots) можно определить сроки реконструкции и технического перевооружения цехов и участков машиностроительного предприятия (tmin;tmax). Программа расчета сроков реконструкции и технического перевооружения производственных подразделений предприятия позволяет строить календарные план-графики Гантта.

Рассредоточенные во времени точки перехода из зоны резерва в зону дефицита производственных мощностей (t1, t2.....ti на рис. 1) можно уточнить в численном виде для определения

где tmin – наиболее ранний срок реконструкции; tmax – наиболее поздний срок реконструкции;

tok – расчетный срок окупаемости капиталовложений, определенный в акте ввода дополнительных производственных мощностей в момент t1;

501

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

k – коэффициент изменения приведенных затрат с момента t1; Мпр – проектная производственная мощность (пропускная способность);

Smax – максимально возможное число единиц оборудования в цехе или на производственном участке;

F – годовой действительный (эффективный) фонд времени работы единицы оборудования за год.

Для того, чтобы решать эти уравнения в численном виде, необходимо знать зависимости изменения функции V(t). Другие величины можно определить из акта о вводе в действие производственных мощностей в момент t1, а величина k обосновывается либо статистически на основе данных по результатам реконструкции (технического перевооружения, расширения) других аналогичных цехов, либо рассчитывается по величине дефлирующего множителя, применяемого в бизнеспланировании для проектов реконструкции и технического перевооружения.

Для определения функции V(t) рекомендуется выполнять анализ данных за ряд лет по реконструируемым объектам. Наиболее общие зависимости, получаемые в итоге такого анализа, могут быть представлены линейными, полиномиальными и показательными регрессиями. Первые две группы зависимостей полиномиального, в том числе линейного типа, могут быть получены на ЭВМ путем использования специальных программ, например, полиномиальной регрессии.

В простых случаях применения полиномов первой степени, т.е. линейных регрессий V(t) можно воспользоваться общеизвестным методом средних. Для этого, например, для эмпирического поля из 8 точек, можно рассчитать значения отклонений ei экспериментальных значений от линии регрессии для системы уравнений:

502

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

На основании этой системы уравнений можно определить неизвестные коэффициенты a и b уравнения регрессии

Для проверки результатов можно построить соответствующий график изменения объемов выпуска по годам. Подставляя такую регрессию под интегральное выражение уравнения Вольтерра (3) и решая полученное уравнение, можно определить искомое значение tmin в виде действительного корня квадратного уравнения.

В общем виде, с учетом того, что срок окупаемости инвестиций предшествующего периода Tок = (tок –t 1), такие решения интегрального уравнения Вольтерра могут иметь следующий вид:

Решая данное уравнение (7) получаем (8)

ak/2 (tmin)2 + bk(tmin) = МпрTок + ak t12/2 + bkt1 . (8)

Данное уравнение для определения tmin приведем вначале к канонической форме, обозначив

ά= аk/2;

β= bk;

Число действительных решений этого уравнения зависит от величины дискриминанта β2 – 4 άγ. Если дискриминант больше 0, то имеются два решения, если равен 0 – одно решение, а если дискриминант меньше 0, то мы можем получить два мнимых корня. В данном случае дискриминант всегда больше 0, поэтому должно быть два решения канонического квадратного уравнения:

503

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

Аналогично можно получить второе решение tmin2, но, как видно из уравнения (10), оно является всегда отрицательным, поэтому дает мнимый корень, а действительным корнем является только (11).

Более сложные случаи, чем полиномиальные зависимости, для определения линии регрессии представляют высокодинамичные производства, экономический рост которых характеризуется показательной зависимостью типа V(t)=abt. Для данного случая tmin из интегрального уравнения Вольтерра можно определить следующим образом:

Так как согласно общеизвестным данным по табличным7 интегралам:

На основании полученного уравнения (15) после соответствующих преобразований можно, логарифмируя обе части равенства, рассчитать tmin уравнение (16). Данная формула может быть использована для программирования на ЭВМ в целях

7 Двайт Г. Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. М.: Наука, 1973. 228 с.

504

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

автоматизации расчетов наиболее ранних сроков реконструкции (технического перевооружения) цехов или производственных участков.

Максимально возможный tmax срок реконструкции (технического перевооружения) определяет предельные технические возможности цеха или производственного участка по увеличению объемов производства. В момент наступления этого события цех (участок), как правило, не имеет резервов производственной мощности без использования средств интенсификации производственных (технологических) процессов. Из уравнения

(4) можно получить:

a) для линейных зависимостей V(t) = at + b:

b)для показательных зависимостей V(t) = abt, логарифмируя после подстановки уравнения регрессии в (4) и преобразований, можно получить:

Не останавливаясь подробно на определении оптимального срока проведения реконструкционных работ (этот срок при правильной организации работ обычно находится в промежутке интервала tmin;tmax и определяется методом Ньютона-Лейбница по точке максимального экономического эффекта), а также на особенностях получения расчетных формул для других случаев, например, использования логарифмических закономерностей изменения линии регрессии V(t) и решения в итоге трансцендентных уравнений графическим способом или методом Ньютона, следует отметить следующее.

505

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

Практика расчетов показывает, что фактическая окупаемость капиталовложений в реконструкцию и/или техническое перевооружение цехов и участков в типовых случаях обычно находится в пределах 5...6 лет, в то время как межреконструкционный период (t1...tmax) в условиях интенсификации производства составляет около 7...8 лет. Т.е. интервал (tmin...tmax) чаще всего в типовых условиях имеет продолжительность около 2 лет. С учетом того, что реконструкция или техническое перевооружение цеха длится около года (с учетом проектных работ, выполняемых хозяйственным способом), то, по сути, интервал (tmin...tmax) во многих случаях является интервалом технической подготовки процессов реконструкции и технического перевооружения и проведения работ по подготовке производственных мощностей к выпуску увеличенного объема новых изделий.

Анализируя рассмотренный метод непрерывной технической реконструкции производства, следует подчеркнуть, что он имеет существенные преимущества перед проведением традиционных организационно-технических мероприятий. Практическая реализация рассмотренной системы организации работ по техническому перевооружению и реконструкции производства хозяйственным способом обеспечивает профилактику несоответствия заданных объемов производства и величин производственных мощностей в условиях высокой интенсификации производства выпуска новой продукции.

На основании изложенного систему непрерывной технической реконструкции производства можно определить так. Это – система технической подготовки производственных мощностей машино- и приборостроительных предприятий серийных типов производства. Она средствами реконструкции и технического перевооружения обеспечивает технологическую готовность всех производственных подразделений предприятия к выпуску новой продукции и увеличению объемов производства путем постоянного профилактического устранения дисбалансов производственных мощностей без остановки производства, на тех же площадях и при той же численности работников.

Практика работы одного из приборостроительных предприятий авиационной промышленности по этой системе показала

506

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

существенные результаты8. В течение пяти лет за счет применения рассмотренной выше системы организации работ хозяйственным способом, реконструкции восьми цехов, 50 производственных участков, выполнения других организа- ционно-технических мероприятий фактический индекс роста объема производства составил 194,4 %, производительности труда – 179,6 %, было освоено производство 52 новых изделий авиационной техники, улучшены условия труда более 5000 рабочих, повысилась фондоотдача, улучшены другие технико-экономические показатели производства.

Рассмотрим более подробно метод автоматизации определения сроков реконструкции и (или) технического перевооружения была использована система MATLAB 7.2. (рис.3)

Рис. 3. Расчет сроков технического перевооружения и реконструкции производства

8 Внедрение системы непрерывной реконструкции производства в практику осуществлено генеральным директором УППО (г.Уфа) Панковым Г.В.

507

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

2. Описание используемых программных комплексов

Для выполнения данной работы на первом уровне обучения можно использовать не систему MATLAB 7.2. , а калькулятор.

3.Задание

1.На основании данных табл.1 определить с использованием метода средних (5) уравнение регрессии (6);

Таблица 1

Изменение объемов производства в цехе

Условные обозначения, табл.1:

*-расчетные значения (без индекса отчетные данные за предыдущие годы )

kи=1,0 -коэффициент изменения приведенных затрат с момента t1; Мпр= 670,0 тыс.н-час – проектная производственная мощность

(пропускная способность);

Smax=180 - максимально возможное число единиц оборудования в цехе;

F= 4015 час для двухсменного режима работы – годовой действительный (эффективный) фонд времени работы единицы оборудования за год;

tok – пять лет от даты t1.

2.На основании уравнения Вольтерра (7) определить tmin c учетом (10,11) или с использованием метода дискриминанта;

3.На основании линейного уравнения (17) определить tmax;

4. Методика выполнения задания

Методика выполнения задания изложена в теоретической части лабораторного занятия.

508

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

5.Контрольные вопросы

1.Как рассчитать величину производственной мощности?

2.Как построить график сопоставительного анализа загрузки производственных мощностей (на предприятии)

3.Как устраняют дисбалансы производственных мощностей методами технического перевооружения и реконструкции производства?

4.Как построить график реконструкции и технического перевооружения цехов и участков предприятия?

5.Как определить наиболее ранний и наиболее поздний сроки (tmin , tmax) реконструкции и технического перевооружения цехов и участков предприятия?

6.Как определить систему непрерывной технической реконструкции производства?

7.Какими технико-экономическими показателями можно охарактеризовать практическое применение системы непрерывной технической реконструкции производства?

6.Требования к отчету

Отчет должен включать:

1.титульный лист;

2.заполненную таблицу 1 и рис.2 изменения объемов производства в цехе;

3.расчет уравнения регрессии по условиям изменения объемов производства в цехе при постановке на производство новой инновационной продукции;

4.Расчет на основании уравнения Вольтерра tmin , а также tmax;

5.Выводы и рекомендации для разработки инновационного проекта технического перевооружения (реконструкции) производства в цехе.

8. Критерий оценки результатов

При подведении итоговой оценки рекомендуется руководствоваться следующими критериями: «отлично» – соответствует более 90% качественному усвоению учебного

509

Раздел VI. Методы технического перевооружения производства

материала; «хорошо» – соответствует более 75% до 90% качественного усвоения учебного материала; «удовлетворительно» – соответствует более 50% до 75% качественного усвоения учебного материала при условии отсутствия ошибок в расчетах при условии отсутствия ошибок в расчетах и обоснованиях.

В случае невыполнения перечисленных критериев или отсутствия на занятии студент должен пройти повторное выполнение лабораторного задания самостоятельно и представить новый вариант отчета к защите.

Список литературы

1.Селиванов С.Г., Гузаиров М.Б., Кутин А.А. Инноватика. Учебник для вузов. – М.: Машиностроение. 2008. -721 с.

2.Селиванов С.Г., Гузаиров М.Б. Системотехника инновационной подготовки производства в машиностроении. – М.: Машиностроение. 2012. -568 с.

3.Бунаков П.Ю. , Широких Э.В. Технологическая подготовка производства в САПР. – М.: ДМК Пресс. 2012. -208 с.

510