Изучение влияния основных технико экономических и эксплуатационных факторов параметров на экономическую эффективность рабочей машины
Министерство общего и
профессионального образования
Российской
Федерации
Бийский технологический
институт Алт.ГТУ им. И.И.Ползунова
Кафедра технической механики
Расчетная работа
по курсу «ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ»
Тема : СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ
( изучение влияния основных
технико-экономических
и эксплуатационных факторов (параметров)
на
экономическую эффективность рабочей машины
)
Выполнила : студентка
гр. ЭУП - 63
Родионова
Н.В.
Проверил
:
доцент Жеранин А.В.
Бийск 1999 г.
Структурный
анализ проводится с целью :
1)
определить и качественно охарактеризовать структуру
(состав и долю)
эксплуатационных расходов ;
2)
оценить относительную роль эксплутационных
расходов и других
технико-экономических факторов , т.е. выявить степень влияния их на
экономический эффект данной машины ;
3)
уяснить основные принципы (пути,
приёмы, методы,
способы, подходы и т.д.)
рационального (оптимального)
с экономической точки зрения
проектирования машин .
Вариант № 24
Дано : Стоимость машины С = 4000 руб.,
Мощность электропривода N = 20 кВт,
Отдача машины (стоимость выпущенной за год
продукции) ОТ = 50000 руб./год ,
Количество рабочих дней в неделю д =
6 ,
Продолжительность смены ч = 6 час ,
Количество рабочих смен см= 3,
Коэффициент загрузки машины кз = 0,95 ,
Стоимость электроэнергии сэ = 0,02 руб.
Коэффициент загрузки электропривода кп=0,9
Известно , что: в году 365 дней, 52 недели
и в среднем 5
Праздничных дней , в сутках 24
часа .
Допустим, что : годовая заработная плата
оператора ЗП =
= 1 900 руб.,
расходы Об на обслуживание
машины включены в оплату
труда Тр ,
доля накладных расходов Нк от
затрат Тр на оплату труда-
в = 1,
доля затрат на материалы и инструмент (Мт+Ин) в
стоимости От продукции а = 0,4 ,
расходы на ремонт за весь
период эксплуатации равны
стоимости машины ,S Рм = С .
Решение :
1) Количество рабочих дней
в году
рд = д*52-5= 6*52-5=307 дней.
2) Количество рабочих часов
машины за год рч=рд*см*ч*кз=
=
307*3*6*0,95=5250 часов
3) Общее количество часов в году оч=24*365=8760 часов.
4) Коэффициент использования машины n =рч/оч=5249,7/ 8760=
= 0,6
5) Период службы машины
Н=D/n = 1 / 0,6= 1,7 года ,
считая
, что машина работает до исчерпания механического
ресурса
и фактическое время ее работы h равно долговечности
D = 1 год ( далее численное значение долговечности
варьируем
до
10 лет ).
6) Годовой расход на
электроэнергию Эн= рч*N*сэ*кп=
= 5250*20*0,020*0,9=1890
руб./год
7) Затраты на оплату труда
Тр=зп*см=1900*3=5700 руб./год.
8) Суммарный экономический
эффект за период эксплуатации, когда машина работает до исчерпания
механического ресурса и h = D
SQ=D*[ От*(1-а)-Эн-(1+в)*Тр]-SРм-С=D[50000*(1-0,4)-1 890-
- (1+1)*5700] -4000-4000= 16 710 D – 8 000 (*)
При D=1 год SQ = 8 710 руб.
D=10 лет SQ = 159 100 руб.
Построим
график зависимости относительного экономического
эффекта
SQ / SQ от долговечности D(см. рисунок) ; кривая – 1
зависимости
SQ / SQ = f (D) аппроксимируется формулой
SQ / SQ = 1,8 D , следовательно
при увеличении долговечности в
10
раз ( с 1 года до 10 лет ) относительный экономический эффект
возрастает
в 18 раз !
9) Средняя за период службы Н рентабельность
q = SОт / SР =
= D*От / [D*(Эн+0,4*От+2*Тр)+2*С]=D*От / (D*Р+2*С) =
= 50 000*D / [D*(1 890+0,4*50 000+2*5
700)+2*4 000] =
= 50
000*D/(D*33 290+8 000) = 50 / (33,3 + 8 / D)
При D = 1 год q = 50 / (33,3 + 8/1)
= 1,21
D = 10 лет q = 50 / (33,3 + 8/10) = 1,47
10) Коэффициент эксплуатационных расходов k = SР / С =
= (D*P+2*C) / C =(D*33 290+2*4 000)/4 000 = 8,32*D+2
- кривая 2 .
При D = 1год k = 10,32
D = 10 лет k = 85,20
11) Коэффициент стоимость машины
с = (1 / k)*100 % =
= [1/(8,32*D+2)]*100 % - кривая 3
При D = 1 год с =9,69 %
D = 10
лет с =1,17 %
12) Оценим влияние изменения стоимости С машины на
экономический эффект SQ с учетом изменения её
долговечности D
Уменьшим
стоимость в 1,5 раза С =С /1,5 =4000/1,5=
= 2667 руб., тогда :
-
при
D = 1 год и SQ = 16 710*D-2*С = 16 710*1-2*2 667 =
= 11 376
относительное приращение экономического эффекта составит sSQ = [(SQ -SQ ) / SQ ]*100 % =[(11 376 – 8 710)/8 710]*100%=
= 30,6 %
-
при
D = 10 лет и SQ = 16 710*10-2*2 667 = 161 766
sSQ = [(SQ -SQ ) / SQ ]*100 % =[(161 766 – 159 100)/159
100]*
*100 % = 1,67 %
Зависимость sSQ = f (D) для полутора кратного
уменьшения стоимости машины отображена на рисунке кривой 4.
Увеличим
стоимость в 1,5 раза С = С*1,5=4 000*1,5=
= 6 000 руб., тогда :
-
при
D = 1 год и SQ =16 710*1-2*6 000 = 4 710
sSQ = [(SQ -SQ ) / SQ ]*100 % =[(4 710 –8 710)/8 710]*
* 100 % = - 45,9 %
-
- при D = 10 лет и SQ = 16 710*10-2*6 000 = 155 100 руб.
sSQ = [(SQ -SQ ) / SQ ]*100 % =[(155 100 – 159 100)/
/159 100]* 100
% = - 2,5 %
Зависимость |sSQ| = f (D) для полутора кратного
увеличения стоимости машины представлена на рисунке кривой 5 .
Следовательно :
а) стоимость С машины ощутимо
влияет на ее экономический
эффект
только при малой долговечности ;
б) повышение же стоимости С
машины , направленное на
увеличение ее долговечности D , вполне целесообразно
, так
как
выигрыш от увеличения долговечности D намного
превосходит снижение экономического эффекта машины,
из-за её удорожания .
Например, увеличение исходной
долговечности в пять раз
( с 2 до 10 лет), сопровождаемое
повышением стоимости
машины даже вдвое , увеличивает
её экономический эффект
в девять раз ( см. формулу * ).
13) Оценим влияние снижения
энергопотребления Эн на
экономический эффект SQ машины с учетом ее
долговечности D
Допустим повышение КПД электропривода на 20% , которое
даст”
снижение расходов на электроэнергию до
Эн =0,8*Эн= 0,8*1 890=1 512 руб., тогда :
-
при
D = 1 год и SQ = D*[От*(1-0,4) – Эн - 2*Тр] – 2*С=
= 1*[50 000*(1-0,4)-1 512 – 2*5
700] – 2*4 000 = 9 088 руб.,
относительное
приращение экономического эффекта составит
sSQ = [(SQ -SQ ) / SQ ]*100 % =[(9 088 – 8 710)/8 710]*
100%=
= 4,3 %
-
при D = 10 лет и SQ = 10*[50 000*(1-0,4) – 1 512 – 2*5 700]-
- 2* 4 000 =
162 880
sSQ = [(SQ -SQ ) / SQ ]*100 % =[(162 880 – 159 100)/159
100]*
* 100 % = 2,4 %
Таким
образом снижение энергопотребления машины в рассматриваемом случае влияет на её
экономический эффект
крайне
незначительно , см. кривую 6, в
частности из-за невысокой
стоимости
одного киловатт-часа электроэнергии .
14) Оценим влияние снижения расходов Тр на труд ,
например на
30%
( до значения Тр =0,7*Тр=0,7*5 700 = 3 990 за счет частичной автоматизации
производственного процесса, позволяющей применять менее квалифицированных
операторов) на экономический эффект SQ машины .
-
при D = 1 год и SQ = D*[От*(1-0,4) – Эн - 2*Тр] – 2*С=
= 1*[50 000*(1-0,4)-1 890-2*3
990] –2*4 000 = 12 130 руб.,
относительный
экономический эффект машины составит
SQ / SQ =12 120 / 8 710 = 1,4 .
-
при D = 10 лет и SQ =10*(50 000*0,6-1 890 –2*3 990) –
- 2*4 000 = 193 300 руб.,
SQ / SQ =193 300 / 8 710 = 22,2 .
Следовательно экономический
эффект машины в рассматриваемых условиях возрастает от 1,4 до 22,2 и тем
существеннее, чем выше её долговечность, см. кривые 1 и 7.
15) Оценим влияние увеличения
отдачи От машины (например в
1,5
и 2 раза , до значений От = 1,5* От = 1,5*50 000 = 75 000
и От
=2*От=2*50 000 =100 000 руб./год,
за счет повышения её
производительности,
применения специализированной оснастки,
прогрессивной
технологии и т.п.) на её экономический эффект SQ
-
при D = 1 год и SQ = D*(0,6*От – Эн
- 2*Тр] – 2*С=
= 1*(0,6*75
000 – 1 890 – 2*5 700) – 2*4 000 = 23 710 руб.,
и SQ =1*(0,6*100 000 – 1 890 – 2*5 700) – 2*4
000=38 710 руб.
относительный экономический эффект составит :
SQ / SQ = 23 710/ 8 710=2,7 и SQ / SQ = 38 710/ 8 710=4,4
-
при D = 10 лет и SQ =10*(0,6*75 000 – 1890 – 2*5 700)-
-
2*4 000 = 309 100 руб. и SQ = 10*(0,6*100 000 – 1 890 –
- 2*5 700) – 2*4 000 = 459 100 руб.
SQ / SQ = 309 100/ 8 710 =35,5 и SQ / SQ = 52,7
Следовательно экономический
эффект машины возрастает с
увеличением
ее отдачи От и тем значительнее , чем ниже ее
долговечность
D см. кривые 8 и 9 .
16) Оценим влияние долговечности
машины на объём отдаваемой
ею продукции
и численность машинного парка .
Суммарный объём продукции SS,отдаваемой машиной за весь
Срок
Н ее службы, равен SS = От*h , руб.,
где
h=h *Н – фактическая продолжительность работы машины ,
если
машина отрабатывает весь технический ресурс , то SS =От*D
Годовой объём продукции SS =От*h *N , руб. / год ,
где
N =n*H , шт.,- количество
одновременно ,находящихся в
эксплуатации
машин ; n – численность годового выпуска ( ввода в
эксплуатацию
) машин , шт./год.
SS =
От*n*h *Н=От*D*n , руб./год
Следовательно суммарный объём продукции , отдаваемый машиной за весь
срок её службы , и годовой объём продукции
группы
одновременно работающих машин пропорциональны
произведению
годовой отдачи От на долговечность D машины .
Например,
при одновременном увеличении отдачи и долговечности вдвое, суммарный объём
продукции , отдаваемый одной машиной
возрастает
вчетверо . Если объём годовой продукции группы машин
задан,
то повышение долговечности и отдачи , например, вдвое
позволяет
во столько же раз сократить число N одновременно находящихся в эксплуатации машин , и вчетверо
сократить годовой
выпуск
n ( ввод в эксплуатацию ) новых машин , что дает существенный выигрыш в
затратах на их приобретение и обслуживание .
17) Оценим влияние на экономический
эффект SQ
отдачи и
долговечности
машин при одновременном
сокращении их
числа и увеличении их стоимости
, для чего сравним две группы машин
Пусть N = 1 000 шт.,С =4 000 руб., От = 50 000 руб./год,
D
= 5 лет, Эн = 1 890
руб, Тр = 5 700 руб.
N = 500 шт.,С =8 000 руб., От
= 100 000 руб./год,
D =
10 лет, Эн
= 3 780 руб, Тр = 5 700 руб.
h
= 1 , а = 0,4 , в = 1, тогда :
Годовой объём продукции первой и второй
групп машин
SS = От
* N h = 50 000*1 000*1=SS = От *N *
h =
100 000* 500*1=50 млн. руб.
Суммарный экономический эффект всех машин :
-
первой
группы за весь срок их эксплуатации h =D =
5 лет
SQ = N
*SQ = N
*{D *[От *(1-а)-(Эн +(1+в)*Тр
]-
-
Рм - С }= 1 000*{5*[50
000*(1-0,4)-(1 890+(1+1)*5 700)]-
-
4 000 – 4 000 }= 75,550 млн.
руб.
-
второй
группы за тот же срок ( 5 лет ) эксплуатации, когда
Рм
= С = (D /D
)*C = (5/10)*8 000 = 4 000 руб.
SQ =N *SQ =N *{5*[От *0,6-(Эн + 2*Тр
)]-Рм -С } =
= 500*{5*[100 000*0,6-( 3 780+2*5 700 )]- 4 000–4 000 } =
=108,050 млн. руб.
Относительный экономический эффект SQ /SQ =
= 108,050/75,550 = 1,4
Следовательно экономический эффект машины второй группы
за 5
лет эксплуатации в 1,4 раза выше экономического эффекта
машин первой группы, несмотря на вдвое
большую их стоимость
С ,
стоимость их ремонта Рм и энергопотребления Эн !
Суммарный экономический эффект
машин второй группы
за
полный срок службы h =D
=10 лет
SQ =N
*{D *[От 0,6-Эн +2Тр)]-Рм –С }=500*{10*[100 000*0,6-
- 15 180] – 8 000-8 000} =
216,100 млн. руб.
Относительный
экономический эффект SQ /SQ =216,10/75,55=
= 2,8
Следовательно суммарный
экономический эффект машин
второй группы за полный
период их эксплуатации превышает
экономический эффект машин
первой группы в две целых восемь
десятых раза , что ( на SQ -SQ =216,10-75,55 = 140,55 млн. руб.)
больше всего экономического
эффекта машин первой группы за
весь период их эксплуатации
!
Приведённый анализ схематичен, неполон т.к.
:
допущены упрощения и предположения ; не учтена динамика
изменения эксплуатационных факторов ,
например, вероятного
снижения стоимости электроэнергии и материалов с течением
времени , производительности машин по мере износа . Тем не менее
он
дает отчетливое представление о влиянии эксплуатационных расходов на экономическую
эффективность рабочих машин и
позволяет
сделать первый общий вывод :
увеличение полезной отдачи и долговечности
машин – наиболее
эффективный
и выгодный способ увеличения объема промышлен-
ной
продукции и повышения экономической эффективности.
Для других машин при другой структуре
эксплуатационных расходов влияние
различных факторов на экономическую эффективность будет иным . Например
, невелика доля стоимости С
дорожных, строительных, сельскохозяйственных машин, не автоматизированных
металлорежущих станков и т.п. в сумме эксплуатационных расходов, а
следовательно, несущественно ее
влияние на их экономическую эффективность, т.к. расходы на труд Тр
относительно велики и не
поддаются существенному сокращению потому , что такие машины не могут
функционировать без постоянно прикрепленного оператора.
Напротив, расходы на труд Тр
относительно невелики и
состоят
только из стоимости периодического ухода и наблюдения
за
работой энергетических машин ( электродвигателей, электрогенераторов
насосов, компрессоров, вентиляторов ) , а
также
машин автоматов и полуавтоматов потому , что они могут долгое время
функционировать без участия оператора . В связи с
этим
стоимость С таких машин имеет доминирующее
значение,
в
частности вследствие умеренных расходов на электроэнергию
Эн из-за высокого КПД энергетических
машин .
Напротив, фактор энергопотребления
( расходы на
электроэнергию Эн ) ²перевешивает² и стоимость С машины ,
и
нередко расходы на труд Тр у тепловых машин ( криогенные и
паро-газогенераторные
установки и т.п.)
В настоящее время высокий
технический уровень машин ,
определяемый
их конкурентоспособностью и совершенством ,
непременно
предполагает, гарантирует практически безремонтную
эксплуатацию
(SРм = 0) .
Безремонтная эксплуатация предполагает устранить :
-
капитальный ремонт
-
восстановительный ремонт заменой его комплектационным
ремонтом, осуществляемым заменой износившихся
деталей , узлов, агрегатов ;
-
вынужденные ремонты, вызванные поломкой и износом деталей;
-
планово-предупредительные ремонты , проводимые систематически .
-
безремонтная
эксплуатация достижима :
-
увеличением
срока службы изнашивающихся деталей ;
-
построением
машин по агрегатному принципу , допускающему независимую смену * изнашивающихся пар и узлов ;
-
созданием
практически * не изнашивающихся фрикционных
поверхностей пар трения , служащих базой при установке сменных
деталей .
Итак,
второй общий вывод : создавать
конструкции машин обеспечивающие увеличение экономической эффективности ,
сокращение эксплуатационных расходов и уменьшение стоимости продукции
НЕВОЗМОЖНО без правильной оценки
роли ( значения ) того или иного фактора (
параметра ) и умения
поступиться тем или иным фактором , когда снижение его
доли
в общих расходах вступает в противоречие с требуемым
повышением полезной отдачи, долговечности и надежности !
|
