Технико-экономическая эффективность от внедрения инструмента, оснащенного режущими элементами из сверх твердых материалов и керамики, достигается за счет следующих факторов:
- повышения скоростей резания, т.е. снижения машинного времени обработки;
- повышения стойкости инструмента, снижения простоев оборудования;
- концентрации операций и высвобождения рабочих-станочников, оборудования и производственных площадей;
- экономии дефицитных вольфрамо- и танталосодержащих твердых сплавов;
- улучшения качества обработанных поверхностей, повышения надежности и долговечности изделий.
В производственной практике, как правило, экономический эффект рассчитывают только по пп. 1 и 2, т.е. вследствие снижения себестоимости обработки единицы продукции благодаря повышению производительности обработки и (или) повышения стойкости инструмента и соответствующему снижению затрат на его обслуживание.
Факторы 3 – 5й в ряде случаев существенно повышают экономический эффект, но в производственной практике их учет более затруднителен и в данной методике не рассматривается.
Экономический эффект (Э) определяется как разность технологической себестоимости обработки единицы продукции на базовой (С1) и новой (С2) технологии, т.е. с использованием базового (старого) инструмента и нового (из композита или керамики), по формуле
Э = (С1 – С2) В 2
Определяем экономический эффект в следующей последовательности:
Затраты С1 и С2:
С1 = Зин1 + Зоб1;
С2 = Зин2 + Зоб2
Затраты на приобретение (или изготовление) и эксплуатацию инструмента:
Затраты, связанные с эксплуатацией оборудования, на котором работает инструмент:
Зоб1 = Sсм1· t осн1
Зоб2 = Sсм2·tосн2
|
|
Число, заготовок, обрабатываемых инструментом то его полного изнашивания:
b1 = b΄1· kyct1
b2 = b΄2· kyct2
Затраты на повторную заточку инструмента (или правку абразивного круга):
Sпер1 = Sсм.пер1·τпер1
Sпер2 = Sсм.пер2·τпер2
Для инструмента с механическим креплением многогранных пластин под Sпер понимают затраты на поворот (или переворот) пластины или перебор пластины вне станка:
Sпер1 = L1·τпер1
Sпер2 = L2·τпер2
Стоимость одной переустановки инструмента на станке при замене изношенного инструмента новым:
Sуст1 = Sсм1·τуст1
Sуст2 = Sсм2·τуст2
Показатели Sсмί, Sсм.пер.ί, рассчитывающиеся по нормативным данным исходя из расчета стоимости станко-минуты работы оборудования и стоимости минуты простоя оборудования, связанного с повторной заточкой инструмента [4], [1], [6], [7]. Стоимость станко-минуты работы оборудования определяется следующим образом:
Sсм = (За + Зв.м. + Зоб. + Зтеп. + Зо.пр. + Зпр.) / 60∙Fд + Зэл,
где За – годовая сумма амортизации оборудования, руб.;
Зв.м. – затраты на вспомогательные материалы, руб.;
Зоб. – затраты на ремонт и обслуживание оборудования, руб.;
Зтеп. – затраты на теплоэнергию и водоснабжение, руб.;
Зо.пр. – затраты общепроизводственного характера, руб.;
Зпр. – прочие затраты на оборудование, руб.;
Зэл. – затраты на силовую электроэнергию, руб.;
Fд – эффективный фонд времени работы оборудования в год, час.
Составляющие стоимости станко-минуты определяются по методике, изложенной в [2], или в первой части данного пособия, или по данным предприятия.
Определяем окончательное значение экономического эффекта Э.
|
|
Для усвоения методики приводим пример из кубического нитрида бора (КНБ) от внедрения инструмента.
Расчет экономической эффективности рассмотрим для детали В.НМ.- 118-01 на одной паре станков, т.к. ее выпуск самый большой и позволяет полностью загрузить пару станков в течение года без переналадок на другие виды продукции. (см. табл.2.1).
Таблица 2.1. Условия обработки детали В.НМ.-118-01
| № варианта | Тех. процесс | Оборудование, модель | Вид, тип, материал, режущей части инструмента | Режимы резания | Стойкость инструмента Т, число заготовок | |
| V, м/мин | S, мм/об | |||||
| Базовый | Mazak IVS200 | SNGN 120408 КМ 3215 | 0,32 | |||
| Новый | Mazak IVS200 | SNGN 120408-LF КМ CBN200 | 0,2 | |||
| Базовый | Mazak IVS200 | CCMT 060204 SM IC 907 | 0.18 | |||
| Новый | Mazak IVS200 | CCMW 060204 CBN 200 | 0,1 | |||
| Базовый | Mazak IVS200 | CNMG 12408 NF IC 907 | 0,2 | |||
| Новый | Mazak IVS200 | CCGW 09N308S-01020-LF CBN 200 | 0,2 |
Исходя из конкретных режимов резания и размеров обрабатываемой заготовки, определяем основное технологическое время обработки заготовки t ocнi по базовой и новой технологиям, а также определяем показатели kперi, kустi и b́i, связанные со стойкостью инструмента.
Оптовые цены на инструмент определяем по прейскуранту цен либо по калькуляциям завода при его изготовлении на заводе –потребителе. Значения показателей заносим в табл. 2.2 (* обозначены показатели, рассчитанные на заводе).
Таблица 2.2
Показатели для расчета экономической эффективности от внедрения нового технологического процесса с применением инструмента из КНБ (кубического нитрида бора).
|
|
| № п/п | Наименование показателя | Обозначение | № варианта расчета | |||
| Стоимость пластины, руб. | Цин1 | 205,3 | 203,2 | |||
| Цин2 | 6318,9 | |||||
| Время на переворот пластины, мин. | τпер | |||||
| Стоимость одной повторной заточки, руб. | Sпер1 | |||||
| Sпер2 | ||||||
| Число повторных заточек | kпер1 | |||||
| kпер1 | ||||||
| Число периодов стойкости, т.е. количество режущих кромок | kуст1 | |||||
| kуст1 | ||||||
| Число заготовок, обрабатываемых за 1 период стойкости нового инструмента, шт. | b́нов1 | |||||
| b́нов2 | ||||||
| Число заготовок, обрабатываемых за 1 период стойкости переточенного инструмента, шт. | b́пер1 | |||||
| b́пер2 | ||||||
| Тарифная ставка рабочего (за 1 мин), руб/час | Lч | |||||
| Количество операторов | Чоп | |||||
| *Средняя заработная плата оператора в мес., руб. | з/поп | |||||
| Количество наладчиков | Чнал | |||||
| *Средняя заработная плата наладчика в мес., руб. | з/пнал | |||||
| Основное технологическое время обработки инструментом по технологии, мин. | tосн1 | 0,1 | 0,06 | 0,2 | ||
| tосн2 | 0,0975 | 0,062 | 0,207 | |||
| *Трудоемкость на 1 дет., н-ч | Т | 0,02 | ||||
Продолжение табл. 2.2.
| *Эффективный фонд времени работы оборудования в год, час | Fэ | 7171,2 | |
| Первоначальная стоимость пары станков, руб. | Ц | ||
| *% за кредит, руб. | % | ||
| *Срок полезного использования, мес. | n | ||
| Мощность эл.двигателей, кВт | Nдв. | ||
| Стоимость 1 кВт, руб. | Цэ | 1,2 | |
| Коэффициент загрузки оборудования | kз | 0,83 | |
| *Затраты на вспомогательные материалы, руб. | Зв.м. | ||
| *Затраты на ремонт и обслуживание оборудования, руб. | Зоб. | ||
| *Затраты на теплоэнергию и водоснабжение, руб. | Зтеп. | ||
| *Затраты общепроизводственного характера, руб. | Зо.пр. | ||
| *Прочие затраты на оборудование, руб. | Зпр. | ||
| *Годовой объем выпуска деталей, обрабатываемых по новой технологии, шт. | В2 |
* - данные взяты из приложения № 1 «Анализ эффективности приобретенного оборудования (Mazak IVS 200)».
Расчет приведенной стоимости работы станка, т.е. станкоминуты оборудования при обработке по технологии.
Sсм = (За + Зв.м. + Зоб. + Зтеп. + Зо.пр + Зпр.) / (60 ∙ Fэ) + Зэл
Амортизация в год: 12 ∙ (Ц + %) / n = 12∙(17246168 + 3899623) / 96 = 12 ∙ 21145791/96 = 2643 228 руб.
Затраты на силовую электроэнергию за мин:
З эл = 
= 
= 0,86 руб.
Км = 0,9 – средний коэффициент загрузки ЭД по мощности;
Кэ = 0,83 – средний коэффициент загрузки ЭД по времени;
Кw = 1,05 – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети;
η = 0,95 – средний коэффициент полезного действия ЭД.
Sсм = (2643228 + 171660 + 1162344 + 67956 + 159648 + 46872) / (60 ∙ 7171,2) + +0,86 = 14,08руб.
Стоимость минуты простоя станка
Sпростоя = Sсм – Зэл.= 13,22 руб.
Затраты на заработную плату рабочих и отчисления на социальные нужды за минуту
Зз = 12∙(Чоп ∙ з/поп + Чнал ∙з/пнал)∙ 1,26/60 ∙ Fэф = 12∙ 1,26 ∙(2∙ 10350 + 2∙ 21300) = 957096 / 60 ∙ 7171,2 = 2,22
Затраты на переворот пластины (на повторную заточку инструмента)
Sуст1 = kуст1 ∙ τпер ∙ (Зз + Sпростоя) = 4∙5∙(2,22 + 13,22) = 308,8руб.
Sуст2 = kуст2 ∙ τпер ∙ (Зз + Sпростоя) = 2∙5∙(2,22 + 13,22) = 154,4руб.
Число заготовок обрабатываемых инструментом до его полного изнашивания
1 вариант
b1 = b́нов1∙ kуст1 + b́пер1∙ kуст1∙ kпер1 = 200∙4+0 = 800дет.
b2 = b́нов2∙ kуст2 + b́пер2∙ kуст2∙ kпер2 = 10000∙2+5000∙2∙3 = 50000дет.
2 вариант
b1 = b́нов1∙ kуст1 + b́пер1∙ kуст1∙ kпер1 = 700∙4+0 = 2800дет.
b2 = b́нов2∙ kуст2 + b́пер2∙ kуст2∙ kпер2 = 6000∙2+3000∙2∙1 = 18000дет.
3 вариант
b1 = b́нов1∙ kуст1 + b́пер1∙ kуст1∙ kпер1 = 240∙4+0 = 960дет.
b2 = b́нов2∙ kуст2 + b́пер2∙ kуст2∙ kпер2 = 9500∙2+4500∙2∙2 = 37000дет.
Затраты на приобретение, эксплуатацию инструмента по технологии на одну деталь
1 вариант
Зин1 = kсу∙ (Цин1+ Sпер1∙ kпер1 + Sуст1∙(1+ kпер1)) / b1 = 1,2 ∙(205,3 +220∙ 0 + 308,8 ∙(1+0)) / 800 = 0,77 руб.
Зин2 = kсу∙ (Цин2+ Sпер2∙ kпер2 + Sуст2∙(1+ kпер2)) / b2 = 1,2 ∙(6318,9 +220∙ 3 + 154,4 ∙(1+3)) / 50000 = 0,18 руб.
2 вариант
Зин1 = kсу∙ (Цин1+ Sпер1∙ kпер1 + Sуст1∙(1+ kпер1)) / b1 = 1,2 ∙(150 +220∙ 0 + 308,8 ∙(1+0)) / 2800 = 0,2 руб.
Зин2 = kсу∙ (Цин2+ Sпер2∙ kпер2 + Sуст2∙(1+ kпер2)) / b2 = 1,2 ∙(1840 +220∙ 1 + 154,4 ∙(1+1)) / 18000 = 0,16 руб.
3 вариант
Зин1 = kсу∙ (Цин1+ Sпер1∙ kпер1 + Sуст1∙(1+ kпер1)) / b1 = 1,2 ∙(203,2 +220∙ 0 + 308,8 ∙(1+0)) / 960 = 0,64 руб.
Зин2 = kсу∙ (Цин2+ Sпер2∙ kпер2 + Sуст2∙(1+ kпер2)) / b2 = 1,2 ∙(4200 +220∙ 2 + 154,4 ∙(1+2)) / 37000 = 0,17руб.
Сумма: 
= 0,77 + 0,2 + 0,64 = 1,61 руб.
= 0,18 + 0,16 + 0,17 = 0,51 руб.
Затраты связанные с эксплуатацией оборудования
1 вариант
Зоб1 = Sсм ∙ tосн1 = 14,08 ∙ 0,1 = 1,408 руб.
Зоб2 = Sсм ∙ tосн2 = 14,08 ∙ 0,0975 = 1,373 руб.
2 вариант
Зоб1 = Sсм ∙ tосн1 = 14,08 ∙ 0,06 = 0,845 руб.
Зоб2 = Sсм ∙ tосн2 = 14,08 ∙ 0,062 = 0,873 руб.
3вариант
Зоб1 = Sсм ∙ tосн1 = 14,08 ∙ 0,2 = 2,816 руб.
Зоб2 = Sсм ∙ tосн2 = 14,08 ∙ 0,207 = 2,915 руб.
Сумма: 
= 1,408 + 0,845 + 2,816 = 5,069 руб.
= 1,373 + 0,873 + 2,915 = 5,161 руб.
Изменяющие части себестоимости
1 вариант
С1 = Зин1 + Зоб1 = 0,77 + 1,408 = 2,178 руб.
С2 = Зин2 + Зоб2 = 0,18 + 1,373 = 1,553 руб.
2 вариант
С1 = Зин1 + Зоб1 = 0,2 + 0,845 = 1,045 руб.
С2 = Зин2 + Зоб2 = 0,16 + 0,873 = 1,033 руб.
3 вариант
С1 = Зин1 + Зоб1 = 0,64 + 2,816 = 3,456 руб.
С2 = Зин2 + Зоб2 = 0,17 + 2,915= 3,085 руб.
Сумма: 
= 2,178 + 1,045 + 3,456 = 6,679 руб.
= 1,553 + 1,033 + 3,085 = 5,671 руб.
Экономический эффект:
1 вариант
Э = (С1 – С2)∙ В2 = (2,178 – 1,553) ∙394416 = 246510 руб.
2 вариант
Э = (С1 – С2)∙ В2 = (1,045 – 1,033) ∙394416 = 4733 руб.
3 вариант
Э = (С1 – С2)∙ В2 = (3,486 – 3,085) ∙394416 = 146328 руб.
Сумма: 
= 246510 + 4733 + 146328 = 397571 руб.
Сводная таблица экономического эффекта от внедрения инструмента из КНБ.
Таблица 2.3.
| Показатели | 1 вариант | 2 вариант | 3 вариант | Сумма | ||
| Годовой объем выпуска деталей, шт. (В2) | ||||||
| Имеющиеся части себестоимости | Затраты, связанные с эксплуатацией оборудования, руб. | Базовый | 1,408 | 0,845 | 2,816 | 5,069 |
| Новый | 1,373 | 0,873 | 2,915 | 5,161 | ||
| Затраты на приобретение, эксплуатацию инструмента по технологии на одну деталь, руб. | Базовый | 0,77 | 0,2 | 0,64 | 1,61 | |
| Новый | 0,18 | 0,16 | 0,17 | 0,51 | ||
| Экономический эффект, руб. |
Вывод:
Применение пластин из кубического нитрида бора позволяет снизить затраты на режущий инструмент, значительно сократить время простоя оборудования, связанного с заменой (переворотом) инструмента. Сокращение простоев станка позволит увеличить годовой выпуск продукции со снижением ее себестоимости, следовательно, увеличиться прибыль и сократиться срок окупаемости оборудования.
Библиографический список:
1. Гибкое развитие предприятия. эффективность и бюджетирование / Академия народного хозяйства при правительстве Российской Федерации. – М.: Дело, 2000. – 35с.
2. Гамрат-Курек Л.И., Иванов К.Ф. выбор Варианта изготовления изделий и коэффициенты затрат. М. Машиностроения, 1975,-133с.
3. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных
проектов и их отбору для финансирования. Утверждены 31.03.1994. № 7-12/42: Официальное издание. - М. 1994.
4. Организация и планирование машиностроительного производства. Учебник для вузов. Издательство З-е перераб. и доп. Под ред. И.М. Разумова, Л.Я. Шухгальтера и Л.А. Глаголевой. М., Машиностроение, 1974, 592с.
5. Организация производства и управление предприятием: учебник для вузов / О.Г.Туровец [и др.]; под ред. О.Г. Туровец. – 2-е изд.- М.: ИНФРА-М, 2008.-544с.
6. Организация производства и менеджмент: учебник пособие / Е.С. Быков, В.В. Ленина, Н.Н. Шубина.- Пермь: Издательство Пермского государственного технического университета, 2008.-256с.
7. Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамическими материалами, и их применение: справочник / В.П.Жедь, Г.В.Боровский, Я.А. Музыкант, Г.М. Ипполитов. – М.: Машиностроение, 1987.-320с.
8. Типовая система технического обслуживания и ремонта металло- и деревообрабатывающего оборудования. М., Машиностроение, 1988. - 320с.
9. Экономика инновационных процессов: учебное пособие / Е.С. Быкова, В.В. Ленина, Н.Н.Шубина.- Пермь: Издательство Пермского государственного технического университета, 2009,-266с.
10. Экономика и организация производства в дипломных проектах по технологическим специальностям. Под ред. Геворкяна A.M. M. 1982.
11. Экономика и организация производства на предприятиях машиностроения: учеб. Пособие / Е.С. Быкова, В.В. Ленина, Н.Н. Шубина. – 2-е изд. перераб. и доп. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та., 2013.-264с.