Экономические аспекты модернизации оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 621:658.58; 621.757; 621.797

Экономические аспекты модернизации оборудования

И.М. Корсакова, И.В. Говоров

Аннотация

промышленный испытательный стенд тележка

На примере испытательного стенда, предназначенного для проверки геометрической точности путеизмерительных тележек, рассмотрены возможные стадии совершенствования промышленного оборудования. Выполнены расчеты сравнительной эффективности работ по изготовлению и эксплуатации соответствующих модификаций стенда.

Для оценки экономической целесообразности мероприятий модернизации, реконструкции и ремонта в настоящее время широко применяется методика ЮНИДО [1], которая предусматривает использование следующих показателей: чистого дисконтированного дохода, внутренней нормы доходности, периода окупаемости и др. Однако перечисленные показатели, характеризующие абсолютную эффективность инвестиций в долговременном периоде, достаточно сложны в определении и требуют индивидуального подхода специалистов в каждом конкретном случае [2]. При этом остается открытым вопрос оперативной оценки сравнительной эффективности альтернативных вариантов совершенствования технических объектов в процессе их модернизации. Актуальность проблемы подтверждается тем, что модернизация, как способ приведения технических характеристик изделия в соответствие с современными требованиями путем относительно незначительных изменений конструкции, материалов или технологии изготовления, по-прежнему остается основным направлением совершенствования производственной базы отечественных предприятий.

Как известно, освоение новой продукции начинается с выпуска опытного образца, который в дальнейшем должен пройти все возможные стадии своего эволюционного развития с целью создания различных модификаций с требуемыми показателями качества. Основными из них являются показатели назначения (мощность, производительность, КПД и т.д.), надежности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость), эргономики и эстетики [3]. Обеспечение требуемых показателей качества производимого оборудования достигается путем систематизированной модернизации конструкции или технологии изготовления деталей и узлов предыдущей модификации. В зависимости от потребности и платежеспособности заказчик может выбрать вариант модернизации из предложенных предприятием-изготовителем или разработать свой. Поэтому реализуемый вариант усовершенствования должен быть экономически эффективен как для производителя, так и для потребителя.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Возможные стадии эволюционного развития новой продукции с целью получения ее различных модификаций и эффективность работ по созданию этих модификаций можно рассмотреть на примере последовательно проведенных модернизаций испытательного стенда СИ - продукции ЗАО «Термотрон-завод», - предназначенного для проверки геометрической точности путеизмерительных тележек в процессе их эксплуатации и проведения периодических калибровок.

Опытный образец стенда СИ (рис. 1) не соответствовал необходимым требованиям качества из-за наличия существенной погрешности измерений, обусловленной недостатками конструкции, которая проявила себя как недостаточно жесткая и виброустойчивая. Кроме того, ось вращения 2, установленная с целью имитации перепадов железнодорожного пути, располагалась в центре вращаемой балки 1 (возвышение пути имитировалось наклоном балки 1 при ее вращении на оси 2 относительно станины 5), что приводило к усложнению подсчетов и увеличению их погрешности. При этом погрешность возникала как при градуировке шкалы 4, которую необходимо было градуировать в мм возвышения, так и при считывании положения балки с помощью указателя 3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

С учетом недостатков опытного образца разработана модернизированная конструкция стенда СИ-1 (рис. 2), которая состоит из каркаса 7 жесткой сварной конструкции, балки 4, механизма подъема 1. Выходные геометрические параметры стенда (таблица) стабильно обеспечивают необходимую точность при контроле.

Различные значения ширины колеи имитируются установкой сменных шаблонов (lЧhЧb_1ч6) на полку 3, возвышение пути - поворотом балки 4 вокруг осей 6. Поворот осуществляется при помощи винтового механизма 1. Числовое значение величины возвышения пути определяется по линейке 9. Положения балки в точках возможных перепадов фиксируются опорой лыски фиксатора 8 на соответствующие опорные плоскости планки 2.

Таблица. Эксплуатационные геометрические показатели стенда СИ-1

Малые диски колес путеизмерительной тележки опираются на горизонтальные плоскости направляющей 5 и полки 3 или плоскости установленных на полку сменных шаблонов. При любом угле поворота балки положение в пространстве точек касания малых дисков правых колес остается постоянным, так как точки касания малых дисков находятся на оси поворота балки стенда. Это дает возможность при проверке стенда на геометрическую точность определять величину возвышения пути прямым замером.

Несмотря на то, что стенды СИ дешевле и проще в изготовлении, их опытная партия не нашла рынка сбыта из-за сложности в эксплуатации и невыполнения требований к качеству. Спросом же в настоящее время пользуются более трудоемкие и дорогостоящие, но надежные и удобные в эксплуатации стенды СИ-1, разработанные для железнодорожной колеи шириной 1435 мм (СИ-1-1435), 1520 мм (СИ-1-1520) и 1020 мм (СИ-1-1020).

Эффективность работ предприятия-изготовителя по созданию разнообразных модификаций предлагается оценивать по увеличению выпуска товарной продукции. Варианты технологических процессов при изготовлении разнообразных модификаций сравниваются по показателям технологической себестоимости.

В общем случае технологическая себестоимость С_n каждой последующей n-й модификации определяется зависимостью

С_n = (С_м1 ± ДМ_n) + (С_зп1 ± ДЗП_n) + (С_об1 ± ДР_СЭОn), (1)

где С_м1 - прямые материальные затраты 1-й модификации; ДМ_n - разница в прямых материальных затратах между 1-й и n-й модификациями; С_зп1 - затраты на оплату труда основных рабочих при изготовлении 1-й модификации; ДЗП_n - разница в затратах на оплату труда основных рабочих между 1-й и n-й модификациями; С_об1 - затраты на содержание и эксплуатацию оборудования при изготовлении 1-й модификации; ДР_СЭОn - разница в затратах на содержание и эксплуатацию оборудования между 1-й и n-й модификациями.

Общая товарная продукция в денежном выражении определяется следующей суммой:

,

где Ц_n - условная цена изделия n-й модификации, определенная по технологической себестоимости; V_n - годовой объем выпуска продукции n-й модификации; m - номенклатура выпускаемых модификаций.

Условная цена реализации может быть определена исходя из технологической себестоимости по формуле

Ц_n = С_n + П_n,

где П_n - условная прибыль, определяемая по технологической себестоимости, от продажи изделия n-й модификации.

Экономический результат освоения последующих n-1 модификаций технологического оборудования можно оценить по увеличению выпуска товарной продукции:

Э_n-1 = - Т₁,

где Т₁ - товарная продукция 1-й модификации в денежном выражении, определяемая как Т₁ = Ц₁V₁.

Первая модификация стенда СИ-1-1435 имеет технологическую себестоимость С₁ = 35,0 тыс. руб. Изменения затрат на оплату труда основных рабочих (ДЗП_n), а также на содержание и эксплуатацию оборудования (ДР_СЭОn), для остальных модификаций примем равными нулю, так как технологические операции и оборудование, на котором они реализуются, остались прежними. Изменения прямых материальных затрат индивидуальны и составляют: ДМ₂ = 0,14 тыс. руб. (для стенда СИ-1-1520), ДМ₃ = - 1,5 тыс. руб. (СИ-1-1020). Подставляя указанные значения в формулу (1), получим технологическую себестоимость 2-й (С₂ = 35,14 тыс. руб.) и 3-й (С₃ = 33,5 тыс. руб.) модификаций.

В качестве прибыли от реализации П_n может быть использована условная величина, определяемая в зависимости от технологической себестоимости C_n и принятого на предприятии уровня рентабельности R:

.

Учитывая, что для основных видов продукции предприятия рентабельность установлена на уровне 20…30 %, для дальнейших расчетов можно использовать единое значение условной цены: Ц₁ = Ц₂ = Ц₃ = 43,0 тыс. руб. Тогда при равном годовом объеме реализации всех позиций номенклатуры V₁= V₂ = V₃ = 50 шт./год увеличение выпуска товарной продукции от освоения производства стендов СИ-1-1520 и СИ-1-1020 составит

Э ₂ = - Т₁ = 6 450,0 - 2 150,0 = 4 300,0 тыс. руб.

Условная прибыль от реализации при этом возрастает с 400,0 до 1 268,0 тыс. руб.

Стенд рассмотренной конструкции (с ручным управлением) целесообразно использовать для проверки геометрической точности путеизмерительных тележек, находящихся в эксплуатации.

Размещено на http://www.allbest.ru/

При крупносерийном выпуске тележек их контроль может проводиться стендом СИ-2, модернизированным за счет автоматизации имитационных перемещений (рис. 3). Различные значения ширины колеи имитируются модулем линейных перемещений 1. Возвышение пути имитируется поднятием (опусканием) опор 2 пневмоцилиндрами 3. Положения опор в точках возможных перепадов фиксируются приводом 4 с шаговым электродвигателем.

Однако освоение новой, автоматизированной модификации стенда предусматривает дополнительные затраты на приобретение и оснащение его дорогостоящей микроэлектронной аппаратурой, импортными модулями различных перемещений, индикации и управления, приводами с шаговыми электродвигателями и др., что приводит к значительному повышению себестоимости изготовления изделия, а соответственно и его цены. Используя данные предприятия, в дальнейших расчетах примем условную цену реализации стенда СИ-2 Ц₄ = 487,5 тыс. руб. при технологической себестоимости С₄ = 390,0 тыс. руб. Так как плановая реализация этой модификации стенда V₄ = 5 шт., то прирост выпуска товарной продукции от освоения производства всех последующих модификаций стенда составит

Э ₃ = - Т₁ = 6 450,0 + 2 437,5 - 2 150,0 = 6 737,5 тыс. руб.

Условная прибыль от реализации при сравнении с первой модификацией возрастает с 400,0 до 1 755,5 тыс. руб.

Поскольку модернизированные образцы изделий должны учитывать интересы как производителя, так и потребителя, то необходимо определение условий, при которых покупателю выгодно приобретать модернизированную продукцию с различными эксплуатационными и стоимостными показателями.

Для этого достаточно сравнить приведенные затраты (Зпр), сопровождающие различные варианты выполнения работ потребителем с использованием рассматриваемых стендов

Зпр_n = C_Гn + Е_нК_n, (2)

где C_Гn - технологическая себестоимость годового объема выполняемых работ при использовании n-го варианта модернизации; Е_н - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности (в расчетах рекомендуется принимать Е_н = 0,15…0,2); К_n - капитальные вложения, сопровождающие внедрение у потребителя n-го варианта модернизированного оборудования.

Технологическая себестоимость годового объема выполняемых на стендах работ может быть определена суммой

C_Гn = См_n + С_ЗПn + С_ОБn, (3)

где См_n - затраты на материалы (См_n = 0, так как технологический процесс испытания тележек не сопровождается существенными материальными затратами); С_ЗПn - затраты на оплату труда основных рабочих (с начислениями) при испытании тележек на стенде n-й модификации; С_ОБn - затраты на содержание и эксплуатацию стенда n-й модификации.

Затраты на оплату труда основных рабочих можно определить по зависимости

С_ЗПn = t_n З_ср n_n N_n k_д k_соц,

где t_n - трудоемкость испытания тележки на стенде n-й модификации; З_ср - средняя часовая оплата труда рабочего (по данным предприятия примем З_ср = 80 руб./час.); n_n - количество рабочих, принимающих участие в испытательных работах на стенде n-й модификации; N_n - годовая программа работ, выполняемых на стенде n-й модификации; k_д - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату рабочих (k_д = 1,12); k_соц - коэффициент, учитывающий обязательные отчисления на социальные цели (k_соц =1,301).

Для укрупненной оценки затрат на содержание и эксплуатацию стендов воспользуемся зависимостью

С_ОБn = С_Рn + С_Аn,

где С_Рn - затраты на ремонтно-профилактические мероприятия для стенда n-й модификации; С_Аn - годовые амортизационные отчисления для стенда n-й модификации; k_т - коэффициент, учитывающий транспортно-монтажные и пусконаладочные расходы предприятия (k_т = 1,15); Н_р - средняя по предприятию величина расходов на ремонт (в том числе капитальный) технологического оборудования (Н_р = 7 %); Н_а - норма амортизационных отчислений (для стендового оборудования Н_а = 14,3 % в соответствии с принятым сроком полезного использования).

Подставляя приведенные значения в выражение (3), получим следующую параметрическую зависимость:

C_Гn = 116,57 t_n n_n N_n + 0,245Ц_n. (4)

Так как в рассматриваемом случае капитальными (единовременными) вложениями потребителя можно считать затраты на приобретение стендов, то для их расчета используется зависимость

К_n = k_т Ц_n n_{ст n}, (5)

где n_{ст n} - количество приобретаемых стендов n-й модификации.

В дальнейшем рассматриваются два варианта испытаний тележек: на стенде с ручным управлением СИ-1 (n_{ст 1} = 1) и на автоматизированном стенде СИ-2 (n_{ст 2} = 1). Тогда, принимая Е_н = 0,18 и подставляя зависимости (4), (5) в выражение (2), получим следующую параметрическую зависимость для приведенных затрат:

Зпр_n = 116,57 t_n n_n N_n + 0,452 Ц_n. (6)

Вариант с минимальными приведенными затратами (Зпр_n > min) можно считать наиболее эффективным для потребителя.

Стенды рассмотренных конструкций поставляются в отделение железной дороги, которое обслуживает 50 путеизмерительных тележек. Каждая тележка проверяется не реже 1 раза в 3 месяца (около 200 проверок в год). Выполним сравнительный анализ эффективности использования стендов при программе испытаний N_I = 200 шт./год.

Вариант 1. Для испытательного стенда СИ-1 с ручным управлением при времени испытания тележки t₁ = 2 ч и количестве рабочих, принимающих участие в испытательных работах, n₁ = 2 приведенные затраты в соответствии с зависимостью (6) составят

Зпр₁ = 116,57 ·2·2·200 + 0,453·43000 ? 112,7 тыс. руб.

Вариант 2. Испытания на стенде СИ-2 выполняет один рабочий (n₄ = 1) в течение t₄ = 0,75 ч, поэтому приведенные затраты для 4-й модификации стенда равны

Зпр₄ = 116,57 ·0,75·1·200 + 0,453·487500 ? 237,8 тыс. руб.

Годовой эффект потребителя (при более эффективном варианте использования стенда СИ-1: Зпр₁ < Зпр₄) по приведенным затратам в этом случае составит

Э_{потр 1} = Зпр₄ - Зпр₁ = 238,3 - 112,7 = 125,1 тыс. руб. (7)

Другими потребителями продукции службы малых серий ЗАО «Термотрон-завод» являются предприятия транспортного машиностроения, выпускающие путеизмерительные тележки в объемах 500…1000 шт. в год. Проведем аналогичные расчеты сравнительной эффективности применения потребителем стендов СИ-1 и СИ-2 для годовой программы N_II = 800 шт./год.

Зпр₁ = 116,57 ·2·2·800 + 0,453·43000 ? 392,5 тыс. руб.

Зпр₄ = 116,57 ·0,75·1·800 + 0,453·487500 ? 290,3 тыс. руб.

Годовой эффект потребителя (при более эффективном варианте использования стенда СИ-2: Зпр₁ > Зпр₄) по приведенным затратам в этом случае составит

Э_{потр 2} = Зпр₁ - Зпр₄ = 392,5 - 220,8 = 102,2 тыс. руб. (8)

Если стенд с ручным управлением целесообразно использовать для проверки геометрической точности путеизмерительных тележек, находящихся в эксплуатации, о чем свидетельствует результат расчета (7), то при серийном выпуске тележек необходимо, чтобы на проверки уходило минимальное время, что обеспечивается стендом с автоматизированным управлением имитационными перемещениями.

Если предположить, что при некотором значении N_n = N_кр оба варианта у потребителя равноэффективны (Зпр₁ = Зпр₄), то, используя зависимость (6), можно вычислить критический объем работ, определяющий границу экономической целесообразности применения сравниваемых модификаций стенда:

При выпуске тележек с годовой программой N > 531 шт. эффективность приобретения стендов с автоматизированным управлением, судя по результату расчета (8), очевидна.

Такой же подход может быть реализован и в других областях машиностроения. Например, если рассмотреть ряд токарно-винторезных станков, модернизированных на базе станка ДИП-200 (162, 1А62, 1Б62, 1Д62, 1К62, 16К20Ф3), то можно отметить увеличение таких технических характеристик, как мощность привода главного движения (от 3,7 кВт у станка 162 до 10 кВт у станка 1К62), диапазон регулирования частоты вращения шпинделя (от 50 до 160), максимальная частота вращения шпинделя (от 600 до 2000 мин^-1), предельная величина подач суппорта (от 2,15 до 4,16 мм/об), число скоростей вращения шпинделя (от 18 до 23), наличие системы ЧПУ (у станка 16К20Ф3), а также удорожание каждой последующей модели и снятие с производства невыгодных для предприятия-изготовителя образцов устаревшей продукции. Однако в современных условиях ведения хозяйственной деятельности многие заводы, выпускающие изделия индивидуального и мелкосерийного производства, могли бы довольствоваться (по техническим и стоимостным показателям) достаточно простыми конструкциями токарно-винторезных станков (типа модели 162) при условии возможности их эффективной модернизации в соответствии с меняющимися объемами и номенклатурой выпускаемой продукции.

Таким образом, обновление парка технологического оборудования в условиях ограниченных финансовых возможностей большинства отечественных предприятий может начинаться с приобретения доступных по цене моделей с постепенной их модернизацией согласно рекомендациям [3, 4, 5]. При этом предприятию-изготовителю следует прорабатывать унифицированные конструкции соответствующих изделий с целью минимизации затрат на последующих этапах их адаптации и совершенствования.

Список литературы

1. Беренс, В. Руководство по оценке эффективности инвестиций / В. Беренс, П.М. Хавранек. - М.: Интерэксперт: Инфра-М, 1995. - 528 с.

2. Зарембо, Ю.Г. Об оценке экономической эффективности модернизации, реконструкции и ремонта / Ю.Г. Зарембо // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2004. - № 3. - С. 7-10.; № 4. - С. 7-10.

3. Качество машин: справочник: в 2 т. / А.Г. Суслов, Э.Д. Браун, Н.А. Виткевич [и др.] - М.: Машиностроение, 1995. - Т. 1. - 256 с.

4. Горленко, О.А. Классификация модернизаций технологического оборудования машиностроительного предприятия / О.А. Горленко, И.М. Корсакова // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2002. - № 10. - С. 15-21.

5. Корсакова, И.М. Определение потребности в модернизации технологического оборудования / И.М. Корсакова // Справочник. Инженерный журнал.- 2006.- № 2. - С. 58-62.

Материал поступил в редколлегию 27.02.07.

Размещено на Allbest.ru