2. Технико-технологическое обоснование инженерных решений

Показатели технического и технологического уровня (рис. 3) относят к группе дополнительных показателей оценки эффективности проектных решений. Проведение расчетов технических и технологических показателей связано с установлением параметров сравнимости между изучаемыми объектами исследования. В качестве параметров можно использовать время и соответствующие показатели производительности, трудоемкости, наработки на отказ и т.п.; объем производства продукции (для характеристики технологии) – материалоемкость, энергоемкость и т.п.; геометрические параметры рабочего органа или производительность (для характеристики машины) – металлоемкость, пропускная способность и т.п. Методики расчета данных показателей подробно описаны в специальной литературе по изучению машин, системы машин или технологий в целом [6, 9, 10]. В данной работе рассмотрим методику расчета лишь некоторых показателей, характеризующих эффективность проектных решений с технологической и технической точек зрения.

Группируя дополнительные технико-технологические показатели по функциональному признаку получим: общих технических и технологических показателей; трудовых; материальных, энергетических и качественных. Группа общих технических и технологических показателей используется для характеристики вновь создаваемых технических устройств и технологий. Она характеризует масштабы объекта исследования и основные его особенности. Например, показатели, определяемые при проектировании нового предприятия или производственного подразделения.

Основными показателями, характеризующими предприятие, являются производственная мощность и производственная программа. Производственную программу проектируемого предприятия следует определить в натуральных и стоимостных показателях. В технологической части на основании продуктового расчета (для механизации переработки) определяется сменная мощность по производству всех видов продукции. На основании этой сменной мощности и следует определить годовой объем производства продукции по видам с учетом коэффициента сезонности в натуральном и стоимостном выражении.

При проектировании строительства нового предприятия для расчета производственной программы может быть использована таблица 1.

Таблица 1

Производственная программа

№ п/п	Наименование продукции	Производственная мощность, ед./смену	Количество смен в год	Годовой объем производства, ед.
1 2 3 4

Количество смен работы предприятия в год может быть определено по формуле:

где п_см – число смен работы в сутки;

Д_к – календарное число дней в году;

Д_в – количество выходных дней в году, при шестидневной рабочей неделе Д_в = 52, при пятидневной рабочей неделе и 8-часовой рабочей смене Д_в = 98;

Д_п – количество праздничных дней в году;

Д_р – количество дней планово-предупредительных ремонтов (ППР).

Д_р принимается по графику ППР. В среднем для расчетов можно ориентировочно принять 15-20 дней в год.

Расчет численности основных производственных рабочих начинается с составления баланса рабочего времени одного среднесписочного рабочего за год в днях и часах по следующей форме (табл. 2):

Таблица 2

Баланс рабочего времени одного среднесписочного рабочего

Перечень учитываемых параметров	Значения
1. Календарный фонд, дн.
2. Праздничные дни
3. Выходные дни
4. Планируемые невыходы на работу, дн.: в том числе очередной и дополнительный отпуск отпуск в связи с обучением отпуск в связи с родами невыходы по болезни дни выполнения государственных заданий
5. Итого эффективный фонд работы, дн.
6. Средняя продолжительность рабочего дня, ч
7. Эффективный фонд рабочего времени, ч

Численность рабочих основного производства (Ч_о) может быть определена по одной из следующих формул:

или

где Q – объем проектируемого выпуска продукции за год, т;

Н_вр – норма времени на 1 тонну продукции, чел.-ч;

Ф_эч – эффективный фонд рабочего времени 1 рабочего, ч;

В_н – среднее выполнение нормы выработки, % (в расчетах принять 105-110%);

Ф_эд – эффективный фонд времени работы 1 рабочего, дней;

Н_выр – укрупненная норма выработки на 1 рабочего в смену, т.

Численность рабочих вспомогательного производства рассчитывается раздельно по участкам и цехам по следующей формуле:

где Ф_ч – годовой фонд времени работы участка, ч (зависит от режима работы);

Н_об – норма обслуживания участка, ч.

Численность специалистов, служащих и других категорий работников определяется согласно штатному расписанию предприятия.

Расчет численности работников целесообразно проводить по форме таблиц 3-5.

Таблица 3

Расчет численности рабочих основного производства

Вид продукции	Выпуск продукции за год, т	Укрупненная норма времени на 1 т продукции, чел.-ч	Затраты времени на выпуск продукции в год, чел.-ч	Эффективный фонд работы 1 рабочего в год, ч	Среднесписочная численность рабочих, чел.
1. 2. и т.д.

Таблица 4

Расчет численности рабочих вспомогательных производств

Вид участка, профессий рабочих	Режим работы участка (кол-во смен в сутки)	Число смен работы участка в год	Годовой фонд работы участка, ч	Норма обслуживания участка, чел.	Затраты труда по участку за год, чел.-ч	Эффективный фонд работы одного рабочего в году, ч	Среднесписочная численность рабочих, чел.
1. 2. и т.д. Итого

Таблица 5

Штатное расписание административно-управленческого персонала

предприятия

Должность	Кол-во ед.	Долж-ност- ной оклад, руб.	Годо- вой фонд з/пл., руб.	Сумма доплат по районному коэф-ту, руб.	Общий фонд з/пл с учетом районного коэф-та, руб.	Сумма отчислений на соц. страхование, руб.
1. 2. и т.д. Итого

Другие группы показателей используется для характеристики технологических процессов. Они характеризуют отдельные направления функционирования техники и технологии. Например, группа трудовых показателей.

Производительность труда – производство товарной (валовой) продукции (В) по технологии производства на одного среднесписочного работника на данной технологии определяется по формуле:

,

где П_р – производство продукции на одного среднесписочного работника, руб.;

К_р – количество среднесписочных работников, человек.

Затраты труда определяются по следующей формуле:

,

где t_ОПм – время работы машины при выполнении технологической операции, ч;

Р_м – численность персонала, обслуживающего машину при выполнении технологической операции, чел.;

n_м – количество машин, одновременно работающих при выполнении технологической операции, шт.

Группа материальных показателей.

Материалоемкость продукции определяется в физическом выражении по сырью (колбасное производство – по мясу), либо в стоимостном выражении по сумме используемых материалов и определяется по формуле:

,

где М_о – материалоемкость продукции, руб./ед.;

Сi – стоимость i-го материала используемой при изготовлении продукции, руб.;

Q – количество продукции, ед.

Широко используемый показатель, характеризующий конструктивные преимущества машин и оборудования, называется металлоемкостью. Металлоемкость сеялок, борон, катков, культиваторов, косилок определяют через отношение массы машин к их рабочему захвату:

,

где М_п – металлоемкость машины, кг/м;

М_к – общая конструктивная масса машины, кг;

В_ш – ширина захвата, м.

Металлоемкость зерновых комбайнов, вальцовых станков и т.п. рассчитывают через отношение массы к пропускной способности ведущего рабочего органа (молотилки, вальца):

,

где М_зк – металлоемкость зернового комбайна, кг ч/т;

W_ч – производительность комбайна, т/ч.

Группа энергетических показателей.

Энергоемкость продукции показывает удельное потребление топливно-энергетических ресурсов (бензина, дизельного топлива, электроэнергии, и других видов топлива) на произведенную продукцию в физическом и стоимостном выражении. Энергоемкость определяется по формуле:

,

где Е – энергоемкость продукции, МДж/ед., МДж/ руб.;

Е_п – общее потребление энергии для реализации технологии, МДж;

Q – количество продукции в физическом или стоимостном выражении, ед., руб.

В литературных источниках энергию выражают в различных физических единицах (Вт-ч, кВт-ч, л.с. ч, кал и т.д.). Единица работы в системе СИ – джоуль (Дж), 1 Дж = 1 Н * 1м. Для облегчения расчетов приведем соотношения следующих единиц энергии (см. прил. 5):

1 кВт-ч = 10³ Вт = 10^{3 *} 1 Вт * 3600 с = 10³ Нм/с * 3600 с = 3,6*10⁶ Дж = 3,6 МДж;

1 л.с. = 0,736 кВт, 1 л.с.-ч = 0,736 кВт-ч, 1 л.с.-ч = 0,736 кВт-ч * 3,6 МДж = 2,65 МДж;

1 кал = 4,19 Дж, 1ккал = 4,19 кДж = 4,19*10^-3МДж;

1 кг у.т. = 7000 ккал, 1 кг у.т. = 7000 ккал * 4,19*10^-3МДж/ккал = 29,33 МДж;

1 кг д.т. (дизельного топлива) = 1,45 кг у.т. * 29,33 МДж/кг у.т. = 42,5 МДж;

1 кг а.т. (автомобильного топлива) = 1,5 кг у.т. * 29,33 МДж/кг у.т. = 43,9 МДж;

1 м³ газа = 7500…8900 ккал = 7500 ккал/м³ * 4,19 МДж/ккал = 31,4…37,9 МДж.

В некоторых случаях для упрощения расчетов определяют электроемкость, топливоемкость и т.п. Здесь важно точно отразить особенности проектируемой технологии.

К группе качественных показателей можно отнести: долговечность, надежность, срок службы машин, до- и послеремонтный ресурс, коэффициент эксплуатационной надежности, прирост урожайности или продуктивности, качество получаемой продукции, сырья (сортность, чистота и др.), снижение потерь продукции и расхода кормов, качество переработки сельскохозяйственной продукции и т.д. Например, сокращения потерь урожая, связанных с продолжительностью проведения полевых работ. Продолжительность же зависит от производительности МТП, которую можно повысить за счет предлагаемых в проекте мероприятий, способствующих повышению коэффициента использования рабочего времени смены и коэффициента технической готовности машин.

Величина потерь урожая подсчитывается по формуле:

Q = К_ni  У_i (Д_фi – Д_рi)  П_i,

где С - стоимость потерь урожая;

К_пi - коэффициент потерь, ед/день;

У_i - урожайность культур, ц/га;

Д_фi, Д_рi - фактическая и расчетная продолжительности проведения операций (процессов), дней;

П_i - площадь под культурой, га.

Значения коэффициентов потерь при возделывании зерновых и кормовых культур см. приложение 6.

Определить, каковы технико-технологические показатели и как их рассчитать, могут помочь специалисты-производственники, специальная литература по данным технологиям или дипломный руководитель. Главное − в конце расчетов необходимо определить показатели технико-технологической эффективности предлагаемого проектного решения (например, повышение производительности, снижение материалоемкости или энергоемкости и т.п.).

Например, возможное повышение производительности труда за счет ликвидации внутрисменных потерь рабочего времени можно определить следующим расчетом, %:

,

где ∆П – рост производительности труда за счет ликвидации внутрисменных потерь рабочего времени, %;

Т_пр - общая сумма потерь рабочего времени в течение дня, зависящих от рабочего, мин;

Т_оm – время регламентированных перерывов на отдых и личные надобности, мин;

Т_п.н. – сумма времени перерывов в течение рабочего дня, связанных с недостатками в организации труда и производства, мин;

Т_оn – сумма оперативного времени по нормативному балансу времени рабочего дня, мин.

После определения показателей технической и технологической эффективности проводится расчет показателей экономической эффективности. Но прежде чем начинать рассматривать данную методику рассмотрим методику расчета элементов производственных затрат.