ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАРОЧНЫХ ЦЕХОВ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВАРИАНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

Разработка проекта производственного процесса изготов­ления заданных изделий, как всякая техническая задача, обычно допускает различные варианты решения возникающих вопросов. Наиболее часто такие варианты относятся к разным технологи­ческим способам изготовления продукции, различной степени механизации производственного процесса, разным типам обору­дования и оснастки рабочих мест и т. п. При этом использование каждого варианта в отдельности удовлетворяет требованиям к ка­честву заданной продукции в соответствии с техническими усло­виями на ее приемку.

Наиболее целесообразный вариант из числа возможных в прак­тике проектирования определяют на основе технико-экономиче­ского их сравнения. В результате такого сравнения выбирают луч­ший вариант, являющийся применительно к заданной программе выпуска изделий наиболее рациональным в техническом и наи­более рентабельным в экономическом отношении.

Р» Методика сравнительной технико-экономической оценки про­ектируемых вариантов технологии производства сводится к сле­дующему. Применительно к сварочному производству техниче­ские преимущества и недостатки сравниваемых вариантов под­лежат оценке по присущим каждому из них значениям указанных ниже основных характеристик и показателей:

прогрессивность технологии производства, определяемая вы­сокой производительностью применяемых сварочных процессов, отсутствием существенных препятствий для комплексной их ме­ханизации и автоматизации, возможностью достижения высокого качества заданной продукции и снижения ее трудоемкости при обеспечении безопасности и безвредности выполняемых работ;

длительность производственного цикла изготовления заданной продукции (лучшему варианту присуща наименьшая длительность производственного цикла);

габаритные размеры и масса необходимого технологического оборудования (лучшему варианту присущи наименьшие габарит­ные размеры и масса оборудования);

площадь и кубатура здания цеха, необходимые для организа­ции производственного процесса (лучший вариант отличается наиболее компактным его размещением в цехе);

требуемое число рабочего и обслуживающего персонала для изготовления заданной продукции (лучший вариант требует наименьшего числа указанного персонала);

удельная производительность технологии изготовления задан­ной продукции, определяемая показателями ее годового выпуска на одного рабочего и на 1 м2 площади, занятой производственным процессом.

Результатов сопоставления между собой сравниваемых ва­риантов технологии производства заданной продукции по пере­численным выше техническим характеристикам и показателям еще недостаточно для определения оптимального варианта. Последний может быть выявлен путем экономического анализа наиболее прогрессивных и конкурирующих между собой в техни­ческом отношении вариантов. Поэтому техническую оценку срав­ниваемых вариантов технологии производства всегда дополняют их экономической оценкой.

Согласно утвержденной методике для оценки экономической эффективности применения различных вариантов техники в на­родном хозяйстве следует определять соответствующие каждому варианту годовые приведенные затраты 3 по формуле

3 = С + ЕНК, руб/год, (13)

где С — себестоимость годового выпуска продукции, руб.; К — капитальные вложения в производственные фонды, руб.; Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложе­ний, принимаемый в расчетах равным 0,15; ЕиК — сумма ежегод­ного погашения капитальных вложений, руб.

Лучший вариант характеризуется наименьшей величиной 3 приведенных годовых затрат.

В практике проектирования расчетное значение коэффициента эффективности капитальных вложений нередко существенно от­личается от его нормативного значения, являющегося наименьшим допускаемым. Поэтому возникает необходимость проверки соб­людения этого обязательного условия. Для такой проверки ис­пользуют следующую формулу:

где Е — расчетное значение коэффициента эффективности капи­таловложений; С] и Cj — себестоимость годового выпуска про­дукции по базовому (Сх) и предусматриваемому новому (более прогрессивному) варианту (С2) проекта цеха, руб.; К и К2 — ка­питальные вложения в производственные фонды соответственно по тем же вариантам, руб.; Ток — срок окупаемости капитальных вложений, выражаемый в годах.

Нормативное значение срока окупаемости, соответствующее принимаемому в настоящее время нормативному значению коэф­фициента эффективности капитальных вложений (£н=0,15), составляет Ти = 6,67 лет (не более).

В подсчеты капитальных вложений и себестоимости годового выпуска продукции по сравниваемым вариантам достаточно вво­дить затраты только по тем элементам капиталовложений и себе­стоимости, по которым сравниваемые варианты различаются ме­жду собой. Такое упрощение расчетов не влияет на действительное соотношение их результатов по сравниваемым вариантам. Указан­ную «упрощенную» себестоимость продукции называют техноло­гической себестоимостью в отличие от полной себестоимости, в ко­торую входят все без исключения издержки.

Пример. Представлены для рассмотрения два варианта проекта сооружения сборочно-сварочного цеха. По первому варианту предусмотрено поточное произ­водство изделий с применением механизированных сборочных устройств и авто­матов для выполнения сварочных операций. Соответствующими сметными расче­тами определены следующие значения необходимых капитальных вложений и суммы цеховой технологической себестоимости годового выпуска заданных изделий: Ki — 4,5 млн. руб. и С, = 3,5 млн. руб. в год. По второму варианту проекта для выполнения той же программы выпуска изделий предусмотрено использование автоматических сборочно-сварочных линий, что повысило сумму необходимых капитальных вложений до К2 = 5,5 млн. руб., но обеспечило сни­жение проектной цеховой себестоимости годового выпуска продукции до С2 = = 3,3 млн. руб. в год.

Определяемые по формуле (14) расчетные значения коэффициента эффектив­ности Е капиталовложений и срока их окупаемости Ток составляют соответственно Е = 0,2 и Ток — 5 лет. Сопоставление этих расчетных значений с упомянутыми выше их нормативными значениями (Ен — 0,15 и ТИ = 6,66 лет) показывает, что второй вариант проекта экономически эффективнее первого и отличается вполне удовлетворительными значениями указанных расчетных величин.

В сварочном производстве вообще и особенно при изготовле­нии деталей, наплавленных износостойкими сплавами, нередко различные варианты технологии сварки (наплавки) обеспечивают разное качество продукции. Последнее выражается обычно эк­сплуатационными показателями долговечности (срок службы либо износостойкость наплавленных деталей) или показателями удельного расхода на единицу обрабатываемого материала (на­пример, количество расходуемых наплавленных лемехов на каж­дые 1000 га пашни, обрабатываемой тракторными плугами). В подобных случаях в описанные выше расчетные формулы (13)—(14) следует вместо фактической себестоимости Сг годового выпуска продукции вводить его скорректированную себестоимость Ск с учетом изменения качества изделий

Ск = CLTc. к/тн. к

или

Г —ГР /Р

^t1 wk'1 с*к»

где Тс_ к и Тн. к — срок службы продукции прежнего и повышенно­го качества в одинаковых единицах времени; Рс. к и РНшК — удель­ный расход продукции прежнего и повышенного качества, шт.

Невыполнение указанной корректировки себестоимости про­дукции, как правило, приводит к ошибочным выводам. В под­тверждение этого можно привести немало примеров, когда тех­нологический вариант, отличающийся наиболее низкой цеховой себестоимостью наплавленных деталей, не обеспечивает у потреби­теля этих деталей наибольший срок их службы сравнительно с де­талями, наплавленными с применением более дорогой технологии. Лучший вариант должен быть оптимальным с точки зрения по­требителя продукции.

Экономический анализ необходим также тогда, когда имеется всего один вариант технологического процесса. При этом анализ дает возможность выявить недостатки разработанного варианта и пути рационализации предусмотренного производственного процесса либо необходимость замены его другим процессом, экономически более эффективным.

Чаще всего в практике проектирования выполняют экономи­ческое сравнение производственного процесса, разработанного в представляемом на утверждение проекте, с другими вариантами процессов, принятыми в ранее утвержденных проектах аналогич­ного либо подобного производства. В таких случаях для обеспе­чения сопоставимости сравниваемых вариантов непременным ус­ловием является приведение их программ годового выпуска про­дукции к одинаковым либо близким количественным значениям. При этом используют следующую методику экономического ана­лиза рассматриваемых вариантов с помощью построения гра­фиков.

По каждому сравниваемому варианту проекта определяют годовые приведенные затраты по формуле (13) после следующих ее преобразований. Входящую в эту формулу себестоимость С годового выпуска продукции для упрощения расчетов представ­ляют в виде цеховой технологической себестоимости, т. е. включа­ющей только те элементы себестоимости, которыми сравниваемые варианты различаются между собой. Кроме того, учитывают, что цеховая технологическая себестоимость С годового выпуска продукции подразделяется на переменные расходы vTl, пропор­циональные годовому выпуску изделий, и на условно-постоянные расходы с, почти или совершенно не зависящие от годового вы­пуска продукции П. Следовательно, величину цеховой техноло­гической себестоимости годового выпуска продукции можно пред­ставить в виде

С =vll + с.

После подстановки в формулу (13) указанного значения себе­стоимости С и, принимая во внимание, что последний член ЕиК формулы (13) является для каждого варианта проекта цеха в от­дельности постоянной величиной, значение годовых приведенных затрат (руб/год) можно выразить в виде

Зі = vini - ф- (с - f-^K) і = viIll (13.а)

где Ht = (с + ЕнК)і = const,

Легко видеть, что формула (13а) представляет [собой уравнение прямой в системе координат З, П. При этом величина отсекаемого этой прямой (рис. 10) отрезка ОН{ на оси ординат численно равна сумме постоянной вели­чины ежегодного погашения капиталь­ных затратой постоянной части цехо­вой технологической себестоимости го - Рис ]0 Зависимость суммы дового выпуска продукции. Построение годовых приведенных затрат расположения этой прямой на график ' 3 от количественного годо-

(рис. 10) выполняют путем проведения вого выпуска 77 заданных

4 гг / s изделии при постоянном пар-

из точкрі Пі (ни оси абсцисс) ординаты ке производственного обору-

высотой 3t (см. отрезок П1 — 3,). По - дования цеха

следующим соединением вершины этой

ординаты (точки 3() прямым отрезком с точкой Я,- на оси ординат получают искомое расположение прямой Я,- — 3(- на графике.

Эта прямая описывает зависимость величины приведенных

годовых затрат от количественного годового выпуска заданных изделий по рассматриваемому 1-му варианту проекта.

Указанный на рис. 10 характер изменения величины 3 при­веденных годовых затрат в зависимости от количества Я изготов­ляемых за год изделий будет действительным только в пределах постоянного состава парка технологического оборудования. По мере увеличения годовой программы выпуска продукции загрузка этого оборудования будет возрастать. После достижения 100%- ной загрузки предусмотренного комплекта (1к) оборудования его пропускная способность будет исчерпана (рис. 11, б).

Для дальнейшего увеличения программы годового выпуска продукции (от Я1 до 2/7х) потребуется соответствующее увеличе­ние парка оборудования. Если для этого случая предусмотреть установку второго такого же комплекта оборудования, то посто­янная составляющая Яг в формуле (13а) увеличится (см. рис. 11, а) приблизительно в 2 раза (2Ях), а средний коэффициент загрузки двух комплектов оборудования (2k) составит сперва k3 50 %. С дальнейшим увеличением годового выпуска продукции (от Ях до 2Ях) будут прямолинейно возрастать как годовые приведен­ные затраты 32, так и средний коэффициент загрузки двойного комплекта оборудования. После исчерпания пропускной способ­ности этого оборудования, т. е. после достижения 100%-ной его загрузки, снова потребуется увеличение парка оборудования. Если и в этом случае предусмотреть дополнительную установку еще одного комплекта оборудования, то постоянная составляю­щая Ht в формуле (13а) снова возрастет примерно в 3 раза (3Н^) по сравнению с первоначальным ее значением (Hi), а средний коэффициент загрузки трех комплектов (Зк) оборудования сна­чала составит 1г3 ^67%. По мере дальнейшего увеличения го­дового выпуска продукции (от 2Ях до 3/7Х) будут прямолинейно

Рис. 11. Зависимость суммы годовых приведенных затрат (Зц Зг, ... 3Б) от количественного годового выпуска (/7ц 2Пг, ... 5ЯХ) заданных изделий при увеличении парка производственного оборудования цеха в связи с планируемым значительным ростом выпуска продукции по годам:

а— график изменения годовых приведенных затра 3 = 1 (77); б — график изменения загрузки (к3%) парка производственного оборудования по мере увели­чения числа его комплектов (k, 2k, ..., 5k) в связи с ростом выпуска продукции (77) по годам

Рис. 12. Графический способ сравнения экономической эффективности двух вариантов проекта цеха, отличающихся различной технологией производства продукции

возрастать как годовые приведенные затраты З3, так и средний коэффициент загрузки парка оборудования Зк до исчерпания пропускной способности последнего. Изменения коэффициента за­грузки оборудования и постоянной составляющей Ht в формуле (1 За) при дальнейшем увеличении годовой программы выпуска будут происходить аналогично вышеописанному.

В результате зависимость величины годовых приведенных затрат от изменяющегося в широких пределах годового выпуска продукции имеет ступенчатый характер (рис. 11). При этом каж­дая ступень представляет собой отрезок прямой (Зх, 32, ■■■, 36 и т. д.).

В пределах каждого значения состава парка оборудования ко­эффициент его загрузки по мере увеличения годового выпуска изделий изменяется также прямолинейно от минимального зна­чения до 100%. При этом одновременно с увеличением парка обо­рудования на один комплект происходит спад среднего значения коэффициента загрузки до нового начального значения (см. рис. 11):

(*з)н = ^-Ю0%,

где N — число комплектов оборудования.

84

С увеличением числа комплектов оборудования N значение (*з)н асимптотически стремится к единице или 100%.

В дальнейшем описании рассматриваемой методики с целыо упрощения ее изложения предусмотрен случай изменения годовых приведенных затрат по формуле (13а) только в пределах постоян­ного состава парка оборудования. Поэтому при необходимости изменения числа единиц оборудования (в случаях значительного увеличения рассматриваемого годового выпуска продукции) сле­дует учитывать описанные выше соответствующие поправки на изменение величины постоянного члена в формуле (13а) для срав­ниваемых вариантов проекта.

Итак, при постоянном (предусмотренном в проекте) составе парка оборудования зависимость годовых приведенных затрат от годового выпуска заданных изделий 3t = f (Я,) может быть изображена отдельной прямой по каждому сравниваемому вари­анту проекта (либо по различным проектам).

При сравнении двух различных вариантов проекта возможно, что соответствующие им прямые Зх = f1 (Я) и 32 = /2 (Я) не пересекутся, либо пересекутся в некоторой точке.

В первом случае очевидно, что все ординаты прямой одного варианта будут меньше ординат прямой другого варианта. Следо­вательно, вариант, отличающийся меньшими ординатами соответ­ствующей ему прямой, экономически более целесообразен сравни­тельно с другим вариантом, прямая которого отличается боль­шими ординатами.

Во втором случае, т. е. при пересечении прямых обоих сравни­ваемых вариантов в некоторой точке п (рис. 12) эта точка соот­ветствует такому значению годового выпуска продукции Я0, при котором годовые приведенные затраты по обоим рассматри­ваемым вариантам проекта одинаковы и, следовательно, оба срав­ниваемые варианты проекта в экономическом отношении равно­ценны.

Для всех значений планируемого годового выпуска изделий (nt < Яс либо Пі > Я0) большая экономическая эффективность будет соответствовать тому варианту проекта, ординаты прямой которого будут меньше, чем у прямой другого варианта. Таким образом, согласно графику на рис. 12 при заданной программе годового выпуска изделий Я,- < Яс большей экономической эф­фективностью отличается первый вариант проекта (отрезок пря­мой Кі — п), а при Я, > Яс — второй вариант (отрезок п — 32).

Пример. Проектом сборочно-сварочного участка предусмотрено изготовление сварных изделий типа А при годовой программе их выпуска в количестве 3500 шт. При этом цеховая себестоимость изделия составит 10 руб., а капиталовложении на сооружение сборочно-сварочного участка потребуются в сумме 300 000 руб. Представленный проект следует сравнить по экономической эффективности с дру­гим проектом сооружения сборочно-сварочного участка, предусматривающим изготовление таких же изделий при годовом их выпуске в количестве 5000 шт. с внедрением в их производство более прогрессивной технологии. При этом цехо-

Рис. J3. Характерные ^случаи графического анализа ^эконо­мической эффективности трех различных вариантов проекта цеха - для_ выпуска заданной продукции

вая себестоимость каждого изделия составит^ руб., а^капитальные'вложения на сооружение сборочно-сварочного участка потребуются в сумме 400 ООО руб-^^j

Для решения поставленной задачи предлагаем^читателю"построить (подобно рис. 12) график взаимного расположения двух прямых: 3, = /, (Я) и 32 = f2 (П), соответствующих сравниваемым двум проектам по изменению годовых приведен­ных затрат 3] и 32 в зависимости от изменения годового выпуска изделий П. Затем, пользуясь построенным графиком, определить, при каком годовом выпуске изделий оба проекта будут экономически равноценными, а также установить пределы годового выпуска изделий, определяющие экономические преимущества каждого из рассматриваемых проектов сравнительно с другим.

Правильные ответы на поставленные вопросы следующие. Равноценными в экономическом отношении оба проекта будут при годовом выпуске изделий П0 = 2600 шт. Первый_проект экономически более эффективен в сравнении со вторым при П < 2600 шт. Второй проект экономически более эффективен в сравне­нии с первым при П > 2600 шт.

При сравнении трех вариантов для практики проектирования характерны два случая (рис. 13), отличающиеся различным взаим­ным расположением прямых 31 = f1 (Я), 32 = /2 (Я) и З3 = = /з(^)> а также точек пересечения их между собой. Наиболь­шая экономическая эффективность производства по мере увели­чения планируемого годового выпуска продукции будет обеспечи­ваться в первом случае (рис. 13, а) по ломаной линии Кх — пЬ2 — м2,з — З3, а во втором (рис. 13, б) — по ломаной линии Кх — пі, з — З3. В последнем случае вариант 2 технологии производства невыгоден по сравнению с другими двумя вариантами при лю­бом значении Я.

Эта методика может быть применена и в случаях экономиче­ского сравнения между собой большего числа вариантов произ­водственного процесса.

Описанная методика графоаналитического сравнения эконо­мической эффективности различных вариантов производства по­зволяет анализировать их в некоторых пределах изменения зна­чений годового выпуска продукции. При этом легко достигается приведение программ годового выпуска продукции по сравнивае­мым вариантам к одинаковому количественному значению. Кроме того, описанная методика дает возможность устанавливать эко­номически целесообразные пределы применения каждого сравни­ваемого варианта производства.