6-3. Экономическое обоснование проектов автоматизации производства электроизделий
Экономическая эффективность должна являться основным критерием при автоматизации производства. Она определяется посредством сравнения затрат и результатов автоматизированного производства с неавтоматизированным, а также принятого варианта с другими вариантами автоматизации. Определение экономической эффективности автоматизации позволяет установить правильную очередность проведения работ в этой области.
Возможности и экономическая эффективность автоматизации современного производства тесно связаны с конструкцией выпускаемых изделий. Чем полнее конструкция электроизделия отвечает требованиям автоматизации его изготовления, тем легче осуществить комплексную автоматизацию и тем экономически эффективнее будет ее внедрение. Экономически наиболее эффективным поэтому оказывается комплексное проектирование электроизделия и автоматизированного процесса его изготовления. При таком проектировании само электроизделие создается с учетом того, чтобы возможно легче было автоматизировать процесс его изготовления.
Одна из важных задач заключается в том, чтобы предусмотреть в конструкции изделия возможность его транспортировки и складирования в условиях автоматического производства. Если конструкция изделия этого не обеспечивает, приходится применять специальные приспособления для межоперационной передачи заготовок. Вместе с устройствами для возврата приспособлений это увеличивает стоимость оборудования и требует дополнительных производственных площадей.
От конструкции отдельных деталей и узлов в значительной мере зависят возможность и экономическая эффективность автоматизации сборочных работ при изготовлении электрических машин, приборов и аппаратов. Для этого в конструкции базовых деталей нужно предусматривать направляющие плоскости для их передвижения в процессе поточной сборки и точные отверстия или плоскости для их установки. Комплектующие детали, поступающие на сборку с базовой деталью, должны быть сконструированы так, чтобы они могли легко доставляться к месту сборки без применения сложных распределительных механизмов. В ряде случаев при этом может возникнуть необходимость в пересмотре допусков на их размеры. В целях обеспечения правильности и точности автоматической сборки на ряде деталей иногда бывает нужно предусматривать более жесткие допуски, чем это требуется с точки зрения условий их работы в самом изделии.
Экономическая эффективность автоматизации во многом зависит от того, какие технические средства могут быть использованы для автоматизации.
В качестве примера в табл. 6-6 приведены технико-экономические характеристики различных носителей информации в системах цифрового программного управления металлорежущими станками.
Таблица 6-6
Технико-экономические показатели различных носителей информации в системах цифрового программного управления металлорежущими станками
В очень многих случаях автоматизация осуществляется в условиях дальнейшего роста объема производства соответствующих изделий. При этом возникает необходимость определить, насколько экономически эффективнее расширять выпуск этих изделий посредством автоматизации их производства, чем за счет простого увеличения количества прежних технических средств. Для этого новую технику, которую предполагается внедрить для повышения уровня автоматизации, нужно сравнить с той техникой, которой оснащено данное производство. Кроме того, может возникнуть необходимость проанализировать еще и другие возможные варианты дальнейшей автоматизации этого производства.
Как правило, автоматизация способствует значительному росту производительности агрегатов. Поэтому для определения ее экономической эффективности нужно сопоставить удельные показатели затрат по вариантам расширения производства на прежнем техническом уровне и посредством автоматизации.
Очень часто при определении экономической эффективности автоматизации производства в условиях увеличения объема выпуска продукции не возникает необходимость в расчете срока окупаемости. Это объясняется тем, что, увеличивая производительность агрегатов, автоматизация производства позволяет экономить как на удельных капитальных вложениях, так и на удельных эксплуатационных расходах.
Пример.
Расчет экономической эффективности внедрения автоматического цифрового компенсатора для измерения числа витков катушек и рамок. Внедрение такого компенсатора сокращает время, нужное для измерения числа витков одной катушки, с 25 до 6 сек,. Соответственно годовая производительность одной установки возрастает с 665 тыс. до 2750 тыс. катушек в год. Поэтому, хотя новая установка стоит 2300 руб., в то время как прежняя стоила 1500 руб., на удельных капитальных вложениях получается значительная разница в пользу новой установки; они уменьшаются
Внедрение автоматического компенсатора позволяет получить и экономию на удельных эксплуатационных расходах (табл. 6-7).
Относительная экономия удельных эксплуатационных расходов составляет:
Оба эти показателя (экономия на удельных капитальных вложениях и на удельных эксплуатационных расходах) характеризуют экономическую эффективность рассматриваемой автоматизации. Кроме того, при автоматизации повышается точность измерения и облегчается труд рабочего, производящего проверку числа витков.
Таблица 6-7
Расчет и сопоставление эксплуатационных расходов, разнящихся в сравниваемых вариантах
Помимо расчета и сопоставления удельных показателей затрат, иногда интересно проверить, каковы будут абсолютные измерители затрат при заданном в настоящее время и в перспективном плане объеме производства данных изделий.
Пример.
Обоснование экономической эффективности внедрения контрольного полуавтомата с программным управлением для проверки различных типов измерительных трансформаторов. Раньше при проверке трансформаторов по коэффициенту трансформации, по количеству обмоток и на прочность изоляции на один пятиобмоточный трансформатор затрачивалось 5 мин рабочего времени. При внедрении полуавтомата все работы по проверке трансформаторов, кроме их подключения, автоматизируются. В результате, рабочее время на полную проверку пятиобмоточного трансформатора сокращается до 1 мин. Соответственно годовая производительность одной контрольной установки возрастает с 55 тыс. до 136 тыс. трансформаторов.
Капитальные вложения (стоимость установок и занимаемой ими площади здания цеха) увеличиваются с 2150 до 3015 руб. Однако поскольку и производительность полуавтомата значительно повысилась, внедрение его позволяет получить экономию на удельных капитальных вложениях; последние уменьшились
Кроме того, при внедрении контрольного полуавтомата достигается значительная экономия на удельных эксплуатационных расходах, улучшается качество проверки приборов и повышается культура труда рабочих, производящих проверку трансформаторов.
В рассматриваемом году на заводе должна производиться проверка 84 тыс. трансформаторов. Для этого требуется один полуавтомат (его годовая производительность 136 тыс. в год), а прежних установок — две (производительность одной такой установки 55 тыс. в год). Следовательно, необходимые капитальные вложения уменьшатся с 2150-2 = 4300 руб. до 3015 руб. Кроме того, экономия на эксплуатационных расходах составит:
(0,0355 — 0,0083) · 84 000 = 2280 руб/год.
В тех случаях, когда автоматизация производства требует больших удельных капитальных вложений, но позволяет получить экономию на удельных эксплуатационных расходах, нужно исчислить срок окупаемости через удельные измерители затрат.
Если автоматизация производства осуществляется в несколько этапов, целесообразно рассчитать, как изменятся показатели эффективности на последующих этапах.
Пример.
Определение экономической эффективности внедрения полуавтомата с программным управлением для гидрополирования кернов приборов. Раньше закругление необходимого радиуса на кернах производилось путем обкатки их в голтовочных барабанах. Полирование конуса выполнялось вручную на токарном станке. Полуавтомат с программным управлением сразу производит полирование конуса керна и придает ему необходимое закругление. При этом затраты времени на образование конуса и полирование керна уменьшаются с 1,01 до 0,37 мин. Соответственно годовая производительность агрегата возрастает с 262 тыс. до 732 тыс. шт. в год.
Стоимость оборудования повышается с 460 до 1815 руб., а удельные капитальные вложения увеличиваются
В то же время внедрение установки для гидрополирования позволяет получить экономию на удельных эксплуатационных расходах. Срок окупаемости, исчисленный через удельные показатели затрат, составит: 
Этот срок меньше нормативного, что свидетельствует об экономической эффективности внедрения полуавтомата для гидрополирования.
Если в будущем будут установлены три таких полуавтомата, которые могут обслуживаться одной работницей, то эксплуатационные расходы, разнящиеся в сравниваемых вариантах, снизятся с 0,3 до 0,12 коп/шт, при тех же удельных капитальных вложениях. Тогда срок окупаемости уменьшится до
Кроме того, при внедрении рассматриваемого полуавтомата улучшается качество полирования, точность формы конуса и радиуса закругления, а также повышается культура труда.
После расчета срока окупаемости на базе удельных измерителей затрат, предусматривающих полное использование возможностей оборудования в каждом варианте, целесообразно еще проверить, каким будет срок окупаемости в условиях определенной производственной программы.
Пример.
Определение экономической эффективности внедрения автомата для нарезки резьбы в круглых гайках. Раньше эта операция выполнялась на резьбонарезном станке. Гайка зажималась в цанге, нарезалась резьба, а потом с помощью сжатого воздуха гайка выталкивалась из цанги. Закрепление и снятие гайки со станка производилось нажатием ноги на педаль пневматического устройства. В новом автомате гайки засыпаются в вибробункер, откуда они попадают в зажимное устройство, где производится нарезка резьбы. Благодаря этому часовая производительность станка возрастает с 750 до 1670 шт., а годовая производительность — с 3,3 млн. до 7,5 млн. шт.
Капитальные вложения увеличиваются с 720 до 2500 руб., а удельные капитальные вложения возрастают
Экономия на эксплуатационных расходах образуется главным образом за счет уменьшения заработной платы с начислениями на нее органам социального страхования. Экономия на обработке одной гайки составляет 0,00044 руб/шт.
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений экономией на эксплуатационных расходах, исчисленный через удельные показатели затрат, будет:
Этот срок меньше нормативного, что свидетельствует об экономической эффективности внедрения рассматриваемого автомата.
Пусть в интересующем нас году завод должен нарезать резьбу у 5 млн. гаек. Проверим экономическую эффективность внедрения спроектированного автомата для этого случая.
Один автомат обеспечит этот выпуск, а станков прежнего типа потребовалось бы два. Соответственно удельные капитальные вложения составят:
при прежнем способе обработки
этом случае срок окупаемости, исчисленный через удельные измерители затрат, будет равен:
206
что также свидетельствует об экономической эффективности внедрений рассматриваемого автомата применительно к данному объему производства гаек.
Обычно за расчетный объем выпуска принимается производственная программа данного предприятия по изготовлению тех или иных деталей. Надо, однако, учитывать связь автоматизации производства со специализацией и кооперированием предприятий. Для полного использования всех возможностей нового, высокопроизводительного оборудования автоматизация может вызвать необходимость пересмотра специализации и кооперирования предприятий. Если раньше, на прежнем уровне техники, производство данных деталей могло быть децентрализованным и осуществлялось на нескольких предприятиях, то при автоматизации может встать вопрос о централизации их изготовления на одном или ограниченном числе предприятий. Поэтому при решении вопроса о том, на какой объем выпуска нужно ориентироваться при расчете и сопоставлении затрат по сравниваемым вариантам, нельзя ограничиться лишь производственной программой данного предприятия по этим деталям. Надо учитывать потребность в них и других предприятий.
Нельзя также забывать о том, что сама производственная программа по изготовлению данных деталей была составлена в результате согласования потребностей с прежними возможностями производства. Естественно, что с учетом новых возможностей удешевления производства может быть увеличена и сама программа выпуска рассматриваемых деталей на данном заводе, поскольку возрастет потребность в этих изделиях. Следовательно, объем выпуска, на который ведется расчет экономической эффективности, нельзя определять механически, без соответствующего анализа, без учета того, как он изменится при автоматизации производства. Иначе весь расчет может приобрести чисто формальный характер.
В целом ряде случаев автоматизация производства осуществляется для достижения экономии эксплуатационных расходов в условиях, когда объем производства данных изделий остается неизменным. Поскольку проведение автоматизации связано с новыми капитальными вложениями, надо определить срок их окупаемости. Этот расчет должен выполняться на базе абсолютных показателей затрат: капитальных вложений — в рублях, а эксплуатационных расходов — в рублях за год.
Пример.
Определение экономической эффективности внедрения центральной станции автоматического регулирования температуры на гидравлических прессах. Раньше регулирование температуры при прессовании производилось с помощью терморегуляторов, за показаниями которых постоянно следил рабочий, вынужденный отвлекаться от основной работы. Внедрение центральной станции дает возможность автоматически поддерживать нужную для прессования температуру одновременно на 25 прессах.
Капитальные вложения возрастают с 3 тыс. руб. (стоимость 50 терморегуляторов) до 15 тыс. руб. (стоимость станции управления). Годовая экономия на эксплуатационных расходах за счет уменьшения брака, благодаря более точному поддержанию нужной температуры прессования, составит 10 тыс. руб. С учетом дополнительных амортизационных отчислений годовая экономия на эксплуатационных расходах уменьшится до 9070 руб. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений составит:
Этот срок меньше нормативного, что свидетельствует об экономической эффективности внедрения рассматриваемой станции автоматического регулирования. Кроме того, внедрение ее позволит повысить качество прессования и культуру труда рабочих.
В некоторых случаях основанием для капитальных вложений в автоматизацию может служить невозможность без нее вообще выполнить данную работу. В результате оптимального автоматического регулирования производственных процессов во многих случаях повышается также качество продукции. И этому далеко не всегда может быть дана конкретная денежная оценка в экономическом расчете. В ряде случаев важное самостоятельное значение приобретает достигаемое посредством автоматизации облегчение и рациональное изменение характера труда, улучшение его условий и повышение безопасности.
