Как уже отмечалось ранее, экономическую эффективность можно оценивать как разность между прибылью от использования вновь созданной единицы техники и себестоимостью ее создания. Кроме того, в современных условиях на повышение экономической эффективности машин большое влияние оказывает снижение экономического ущерба от загрязнения окружающей среды в результате применения данной машины.
Снижение стоимости машиностроительной продукции представляет комплексную задачу – производственную и конструкторскую. Основную роль играет рационализация производства (механизация и автоматизация производственных процессов, концентрация технологических операций, специализация заводов, производственное кооперирование и др.). Эти меры осуществимы и дают наибольший эффект при больших масштабах производства и стабильной продукции.
Экономическую эффективность можно повысить путем снижения себестоимости при реализации одного варианта технического решения создаваемой машины по сравнению с другими. То есть, очевидно, что необходимо правильно обосновывать установление заданий на выпуск новой техники. Так как определенный типаж машин разрабатывается на достаточно длительный период, на который устанавливаются исходные данные для разработки технических заданий, то основными требованиями к процессу создания новых машин являются обеспечение качества и повышение технического уровня машины, экономия производственных и эксплуатационных ресурсов, безопасность для жизни и здоровья человека и охрана окружающей среды. Кроме того, применение принципов стандартизации и унификации конструкций с учетом требований и норм международных стандартов позволяет повысить технологические возможности и конкурентоспособность создаваемой машины. Разработка перспективных технических решений создаваемых новых моделей машин способствует повышению обеспечения народного хозяйства минимально необходимым количеством моделей современных технических средств, а также расширить внутренний рынок и экспортные поставки. Поэтому технические решения должны разрабатываться на основе и с учетом новейших результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Суммарные текущие затраты и капиталовложения для всех машин, входящих в параметрический ряд, также зависят от масштаба производства. При этом, чем меньше серийность производства, тем больше капиталовложения. Для выбора оптимальной структуры выпуска машин соответствующих типоразмеров необходимо, прежде всего, определить годовой объем работ, подлежащих выполнению этими машинами, с учетом того, что для выполнения плановых объемов работ используется определенное количество выпущенных ранее машин, поэтому при расчете объема работ, который должна выполнять новая техника, следует учитывать лишь годовой прирост объема работ, соответствующих началу серийного выпуска новой техникой. Кроме того, должен быть учтен износ и выход из строя старой техники, которая должна быть заменена новой техникой. Естественно, что новая техника должна быть более производительной по сравнению с прежней. Поэтому для решения поставленной задачи необходимо учесть и относительные показатели производительности сравниваемых моделей машин. При прочих равных условиях потребное количество новой техники уменьшится во столько раз, во сколько раз увеличится производительность машины. При этом соответственно во столько же раз возрастает полезный годовой фонд одной машины нового поколения. Определив таким образом, общий объем работ и ориентируясь на потребности народного хозяйства, устанавливают структуру типажа машин. Соответствие выпуска машин фактической потребности в них позволяет снизить затраты на приобретение новой техники.
Прежде чем вводить в эксплуатацию ту или иную новую модель необходимо оценить ее технический уровень с учетом различных характеристик – от режимных, размерных и весовых до эксплуатационных и конструктивно-производственных. К эксплуатационным, в частности, относятся производительность и экономичность.
К способам повышения технического уровня машины относятся снижение удельной массы машины, а также повышение ее энергонасыщенности и производительности. Правильное обоснование способов повышения технического уровня машин играет важную роль при определении предельных затрат, связанных с улучшением качественных показателей машин. Однако следует иметь в виду, что улучшение отмеченных показателей не должно приводить к снижению надежности.
Значительный экономический эффект дают стандартизация и унификация деталей, узлов и агрегатов. Стандартизация является существенным фактором снижения себестоимости машин и ускорения проектирования.
Унификация способствует сокращению номенклатуры деталей и уменьшению стоимости их изготовления, упрощению эксплуатации и ремонта машин, а также сокращению номенклатуры обрабатывающего, мерительного и монтажного инструмента.
Повышение качества и конкурентоспособности продукции, кроме того, должно соответствовать требованиям международных стандартов, в том числе и экологической безопасности.
Экологическая безопасность машины оценивается по следующим показателям:
– потребление природных ресурсов;
– расход энергии;
– загрязнение окружающей среды (атмосферы, гидросферы и литосферы).
Как уже отмечалось, машиностроение и транспортные системы являются основными потребителями природных ресурсов и энергии, а также играют определяющею роль в загрязнении окружающей среды.
Общей целью оценок экологической безопасности автомобилей является оценка их конкурентоспособности и определение направлений улучшения экологических показателей машины или их отдельных узлов.
На основании оценки экологического ущерба, наносимого окружающей среде работой машины, делается вывод о целесообразности методов улучшения экологических показателей машины. Так, например, уменьшение расхода топлива и выброса вредных веществ машиной в условиях эксплуатации может быть достигнуто уменьшением массы машины, снижением сопротивления движению, повышением КПД двигателя.
Таким образом повышение экономичности машины с учетом экологических аспектов ее создания осуществляется за счет снижения потребления материалов и топлив, расширения функциональности, обеспечения наилучших характеристик, выбора экологически приемлемых материалов, минимизации затрат энергии на перемещение за счет снижения веса, проектирования технологических процессов, способствующих меньшей энергоемкости и меньшим выбросам вредных веществ и отходов, повышения надежности и долговечности.
Не менее важным аспектом повышения экономической эффективности машин является расширение функциональности машины.
Функциональная целесообразность – принцип, означающий соответствие выбранного решения поставленной задаче, которая должна быть выполнена без превышения необходимых затрат.
Функциональная целесообразность предусматривает обеспечение минимально допустимых показателей прочности и жесткости без увеличения массы и удорожания изготовления и эксплуатации устройства.
Важно обеспечить технологичность конструкции за счет применения прогрессивных методов обработки при одновременном повышении качества, точности и взаимозаменяемости частей, т. е. за счет технологичности сборки и ремонта.
Задача конструктора состоит в создании машин, отвечающих потребностям экономики, дающих наибольший экономический эффект и обладающих наиболее высокими технико-экономическими и эксплуатационными показателями.
При конструировании машин следует предусматривать резервы их развития, что позволяет систематически совершенствовать машины и поддерживать их показатели на уровне возрастающих требований техники, избавляет от необходимости периодической замены устаревающих моделей, обеспечивает на долгие годы стабильный выпуск одной конструкции, дает большой экономический эффект и является одним из главных способов снижения стоимости машиностроительной продукции.