Экономическая эффективность автоматизации производства

 

Таблица 3.3 – Справочные данные для расчёта

Наименование показателя	единица измерения	значение показателя
1	2	3
Среднечасовая ставка специалиста-проектировщика, Спр	руб/ч	22,62
Среднечасовая ставка оператора по подготовке данных, Соп	-	1,63
Часовая норма выработки оператора  при переносе информации на магнитный носитель, Нч	знаков/ч	1800
Стоимость машино-часа проектных работ, См	руб./ч	80
Коэффициент накладных расходов при  разработке САПР, км	-	1,65
Среднечасовая ставка специалиста-разработчика САПР, Сп	руб./ч	34,37
Цена материала при изготовлении изделия, Сст	руб./кг	3
Цена единицы эксплуатационного  топлива, Ст	руб./л	20,0
Годовой объём полезной работы, выполняемой  единицей новой техники изделием, Ао	маш. ч/шт. год	4000

 

Алгоритм решения задачи

А. Расчёт годового экономического эффекта САПР в сфере подготовки производства изделия.

1. Расчёт годовой стоимости проектных работ (до и после автоматизации проектирования).

1.1 Расчёт годовой стоимости  ручных этапов проектирования  Ср (до и после автоматизации).

1.1.1 Годовая трудоёмкость проектных работ Т

Тi = m*∑i∑j nij*tij*kij, норма/час

где m – число моделей изделия, сменных за год, моделей/год

nij – количество проектных работ j-го вида и i-ой стадии проектирования на одну модель

tij – норма времени на выполнение проектных работ j-го вида на i-ой стадии проектирования, ч

kij – поправочный коэффициент, учитывающий условия выполнения работ, отличающихся от принятых в нормативах (сложность, ответственность, срочность).

Т₁=2*(1*10*1+7*2*1,8+24*8*1,4+3*10*1,2+12*6*1+2*60*1+2*24*1+21*80*1+ 15*17*1,1+6*3*1,2+17*10*1,2) = 5532,2 норма/час

 

1.1.2 Годовая стоимость  ручных этапов проектирования  Ср

Ср = Т* Ссп, руб./год

где Ссп – среднечасовая ставка специалиста (конструктора, технолога), выполняющего проектные работы, руб./час

Ср = 5532,2 *22,62=125138,36

 

1.2 Расчёт годовой стоимости  автоматизированных этапов проектирования  Са (только после автоматизации).

1.2.1 Годовые затраты  на подготовку данных Сподг

Сподг = m*(Тмн/Нч)*Соп, руб./год

где Тмн – объём информации, переносимой на магнитный носитель при проектировании одной модели, знаков/модель

Нч – часовая норма выработки оператора при переносе информации на магнитный носитель, знаков/ч

Соп - среднечасовая ставка оператора, руб./ч

Сподг = 2*(90000/1800)*1,63 = 163

 

1.2.2 Годовая стоимость  решения проектных задач на ЭВМ (в САПР) Среш

Среш = m*См*∑Тмi*ri, руб./год

где См – стоимость машино-часа проектных работ, руб./ч

Тмi – время решения i-ой задачи при проектировании одной модели, раз/модель.

Среш =2*80*(150*0,01+25*1+17*0,5) = 5600

 

1.2.3 Годовая стоимость автоматизированных этапов проектирования Са

Са = Сподг+Среш, руб./год

Са = 163+5600 = 5763

 

1.3 Годовая стоимость  проектных работ (до и после  автоматизации) С

С²р=Ср+Са

До автоматизации:С1=С1р, т. к. С1а=0

После автоматизации: С2=С2р+С2а

С¹_р=125138,36

Т₂ =2*(1*3*1,1+2*6*1,3+1*12*1,1+1*16*1+1*16*1) =128,2

С²_р=128,2*34,37=4406,234

Как правило, С1р>С2р, что даёт экономию текущих затрат при проектировании в САПР: ΔС = С1-С2= С1р-С2р-С2а

ΔС=125138,36-4406,234-5763=114969,126

 

2. Расчёт капитальных вложений в САПР

2.1 Предпроектные затраты  на разработку САПР Кпп

Кпп = кн*∑*tnnj*Cnnj, руб.

где tnnj – трудоёмкость j-ой работы предпроектной стадии, ч

кн – коэффициент накладных расходов

Cnnj – среднечасовая ставка специалиста, выполняющего j-ю работу предпроектной стадии, руб./ч

1,65(20*34,37 + 120*34,37) = 7 939,47

2.2 Проектные затраты  на разработку САПР Кп

Кп = кн*(∑jtnj*Cnj+tnд*Cjn)+Tmn*Cм,

где tnj – трудоёмкость j-ой работы на предпроектной стадии проектирования САПР, ч

tnд – трудоёмкость подготовки данных, ч

Tmn – машинное время для отладки программ, эксперимента, опытной эксплуатации и внедрения САПР, ч

Cjn – среднечасовая ставка специалиста-разработчика САПР, руб./ч

К_n=1,65((60+220+110+24)*34,37+(56+56+210)*34,37)+(24+10+160+320)*34,37**80 = 1 455 033,328

 

2.3 Затраты на приобретение оборудования К_об определяются лишь тогда, когда в комплектность поставки САПР пользователю включаются аппаратные средства (оборудование):

                                                                                                 

где С_обi - оптовая цена 1-го оборудования, входящего в комплект поставки, руб./ед.

I_i - количество i-ro оборудования в комплекте поставки, ед.

k_т - коэффициент, учитывающий затраты на поставку и монтаж оборудования, k_т =1,15

 

2.4 Капитальные вложения в САПР К

К = Кпп+Кп, руб.

К = 7939,47 + 1 455 033,328 = 1 462 972,798

 

3. Расчёт годового экономического эффекта САПР в сфере пользования (подготовки производства изделия) Эг

Эг’ = ΔС-Ен*К,

где Ен – нормативный коэффициент эффективности дополнительных капвложений (для САПР: =0,33 года).

Эг’ =114969,126-0,33*1 462 972,798= - 367811,897

Годовой экономический  эффект САПР образуется как результат  годовой экономии текущих затрат при проектировании ΔС. Но внедрение  САПР требует дополнительных капвложений К, которые необходимо купить. Чем? Экономией ΔС.

4. Расчёт срока окупаемости САПР Ток

Ток = К/(С1-С2), лет

Ток =1 462 972,798 /(125138,36-4406,234)=12,117 ≈ 12 лет

Чтобы внедрение САПР было экономически целесообразно не только по сравнению с неавтоматизированным вариантом проектирования, но и с народнохозяйственной точки зрения, необходимо выполнение условия:

Ток≤Токн = 1/0,33≈3 года.

 

В. Расчёт экономического эффекта САПР в сфере производства изделия Эг”

Эг” = m*Смт*ΔВм*Пг,

где Смт – цена материала, руб./кг

ΔВм – сокращение норм расхода материала на изделие, кг/шт.

Пг – годовая программа выпуска изделия одной модели, шт/год

Эг ”=2*3*0,1*2000=1200

Экономический эффект образуется как результат экономии на себестоимость  годовой программы изделия (по статье «Основные материалы») без дополнительных капвложений в производство.

 

С. Расчёт экономического эффекта САПР потребление изделия  Эг ”’

Эг”’ = m*Cт*ΔРт*Ао*Пг,

где Cт – цена единицы эксплуатационного топлива, руб./л

ΔРт – сокращение норм расхода топлива на единицу полезной работы, л/маш. ч.

Ао – годовой объём полезной работы, наполняемой единицей новой техники (изделием), маш. ч./шт. год.

Эг”’ =2*20*0,01*4000*2000=3 200 000

Экономический эффект образуется как результат экономии на эксплуатационных расходах при использовании новой техники (изделия) без дополнительных капвложений.

 

Д. Расчёт суммарного годового экономического эффекта САПР Эг

Эг = Эг’+ Эг ”+ Эг”’, руб./год

Э_г= - 367811,897+1200+3 200 000= 2 833 388,103

Срок окупаемости капвложений  в САПР:

Ток=К/(ΔС+ Эг ”+ Эг”’), лет

Ток=1 462 972,798 /(114969,126+1200+3 200 000)=0,441 года

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 4 «Технико-экономическое  обоснование выбора варианта организации  работы ГАЛ»

 

Задача. Оценить экономическую  целесообразность применения накопителей с гибкой автоматической линией (ГАЛ) при различных вариантах их конструкции и размещения. Выбрать наиболее эффективный вариант организации работы ГАЛ: без накоплений или с накопителями.

Исходные данные. В  процессе организационного проектирования ГПС разработана процедура оптимизации оперативно-календарного планировании, реализуемая в автоматическом режиме СУ ГАЛ.

Результатом оптимизации  является сокращение на ΔТ% длительности цикла обработки партии деталей  в ГАЛ. Однако обработка процедуры  требует образования межоперационных оборотных заделов в ГАЛ, для хранения которых необходимы автоматические накопители.

Было отобрано несколько  альтернативных вариантов конструкции  накопителей, и для каждого на основе имитационного моделирования  работы ГАЛЛ выявлено требуемое число накопителей и схемы из размещения. Смета затрат, связанных с внедрением накопителей в ГАЛ, приведена в таблице 4.1 (в расчёте на один накопитель).

В состав ГПС должны входить 8 унифицированных ГАЛ. Текущие эксплуатационные расходы на содержание ГПС – 998,8 тыс. руб./год. Капвложения в ГПС – 13945 тыс. руб. Годовая производственная мощность ГПС без оптимизации составляет 800 тыс. деталей в год.

Движение деталей в  ГПС осуществляется партиями по 6 штук в паллетах. Средняя длительность цикла обработки партии деталей в ГАЛ без оптимизации 30 мин. Годовой действительный фонд времени работы ГПС – 253 дня. Режим работы – трёхсменный с обязательной профилактикой 1 час в смену. Продолжительность смены 8 часов.

 

 

Таблица 4.1 – Смета  затрат на один накопитель

Статьи затрат	Показатель	Значение показателя
Капвложения, руб.
Проектирование накопителя	Кпр	0,3 Кизг
Моделирование работы ГАЛ	Кмод	0,1 Кизг
Изготовление накопителей	Кизг	Кизг
Монтаж и отладка накопителя	Км	0,05 Кизг
Производственные площади под накопитель	Кпл	30
Эксплуатационные расходы, руб./год
Амортизационные отчисления	Са	0,3 Кизг
Ремонт и техническое обслуживание	Ср	0,02 Кизг
Содержание производственных площадей	Спл	3800

 

Алгоритм решения задачи

Принимаем к рассмотрению два варианта организации работы ГАЛ:

1. (базовый) – без накопителей

2. (новый) – с накопителями

1. Расчёт коэффициента  роста производительности варианта 2 по сравнению с вариантом  1.

1.1 Расчёт производительности  ГАЛ за смену по варианту 1 М1

М1 = Мгис/(Fr*f*L*n), партий/смену

где Мгис – годовая производственная мощность ГПС по варианту 1, шт./год

Fr – годовой действительный фонд времени работы ГПС, дней

f – сменность работы ГПС, смен

L – количество ГАЛ в ГПС, ед.

n – размер партии детали (ёмкость паллеты), шт./партии

М1 =800000/(253*3*8*6)=21,96 партий/смену

 

1.2 Расчёт ритма запуска  партии деталей в обработку  на ГАЛ

R=(Тсм-Тц1)/М1, мин. партию

где Тсм – продолжительность смены, мин.

Тц1 – средняя длительность цикла обработка партии деталей в ГАЛ по варианту 1, мин.

R = (8*60-30)/21,96=20,491

 

1.3 Расчёт производительность  ГАЛ за смену по варианту 2 М2

М2 = (Тсм-(1-0,01ΔТ)Тц1)/R, партий/смену,

где ΔТ – процент сокращения длительности цикла обработки партии деталей в варианте 2 по сравнению  с вариантом 1.

М2 =(480-(1-0,01*15)*30)/ 20,491=22,18

 

1.4 Коэффициент  роста  производительности  варианта  2 по сравнению с вариантом 1

α =М2/М1

α =22,18/21,96 = 1,01

 

2. Расчёт приведённых затрат по вариантам.

2.1 Расчёт приведённых  затрат  по варианту 1 з1

з1= С1+Ен*К1,

где С1 – текущие эксплуатационные расходы на содержание ГПС, руб./год

К1 – капвложения в ГПС, руб.

Ен - нормативный коэффициент эффективности дополнительных капвложений (=0,15) год.

з1= 998 800 + 0,15*13 945 000 = 3 090 550

 

2.2 Предоставление приведённых затрат по варианту 2 з2 через приведённые затраты по варианту 1

з2 = (С1+ΔС)+Ен*(К1+ΔК)=з1+Δз,

где ΔС – дополнительные эксплуатационные расходы на содержание накопителей в ГПС, руб.

ΔК – дополнительные капвложения в создание накопителей  в ПГС, руб./год

Δз – дополнительные приведённые затраты, связанные  с внедрением накопителей в ПГС, руб./год 

з2 = 3 090 550 + 15 133 610= 18 224 160

 

3. Представление дополнительных приведённых затрат  Δз как функции параметров накопителей Ктзг и Н.