2015-10-22
3590
Обеспечение технологичности конструкции. Каждый вновь создаваемый вид техники или мероприятие по улучшению техники должны быть лучше ранее освоенных: они должны давать большую экономию живого и овеществленного труда, быть лучше по качеству и в большей мере удовлетворять потребности. С этой целью на этапе подготовки производства отрабатывается технологичность новой конструкции.
Технологичность изделия – это совокупность свойств его конструкции, характеризующих возможность оптимизации затрат труда, средств и времени на всех стадиях «разработка-производство-эксплуатация».
Технологичность характеризуется показателями, определяемыми ГОСТ 14.205-83 «Технологичность конструкции изделий. Термины и определения» (классификация показателей технологичности конструкций изделий представлена на рисунке 2.2).
Показатели технологичности подразделяются на две группы:
- показатели, характеризующие изделие как объект производства;
- показатели, характеризующие изделие как объект эксплуатации.
Показатели, характеризующие изделие как объект производства:
- расходные показатели - материалоемкость, трудоемкость, себестоимость, инвестиции);
-показатели унификации - коэффициенты: унификации, стандартизации, конструктивной преемственности;
-временные, характеризующие сроки подготовки производства и освоения.
Стратегическим направлением при разработке новых изделий является эконо-
Рис. 2.2 Классификация показателей технологичности нового изделия
мия материалов (в первую очередь металлов), так как это позволяет снизить расход невосполнимых природных ресурсов и повысить эксплуатационные качества изделий. При этом задача состоит в уменьшении расхода металла не только на изготовление изделий, являющихся промежуточной продукцией, но и на единицу конечной продукции, производимой с их помощью.
Относительную металлоемкость изделия в расчете на единицу продукции, производимой этим изделием, можно определить по формуле:
Ме= Мм /(ПГ··Ки.м.·Тсл.), (2.1)
где Ме – удельная металлоемкость новой конструкции, кг/ед. прод.; Мм– масса металла в новой конструкции, кг; ПГ· - производительность новой конструкции в год, (натуральные единицы измерения); Ки.м.– коэффициент использования металла при изготовлении новой конструкции; Тсл. – срок службы новой конструкции, лет.
На основании формулы (2.1) можно сделать вывод об основных направлениях снижения удельной металлоемкости новых конструкций:
- уменьшение массы новой конструкции;
- опережающий рост производительности по сравнению с массой;
- удлинение срока службы;
- более эффективное использование материалов (снижение отходов материалов);
- более полное использование изделия в эксплуатации по времени, что приводит к увеличению годовой производительности.
Одним из эффективных направлений развития ресурсосберегающего производства является значительное расширение объема выпуска электронной продукции, прежде всего микроэлектроники, в том числе встроенной в машины и оборудование. Экономия ресурсов за счет встроенной микроэлектроники (микрокомпьютеры, регуляторы, сигнализаторы и т.п.) достигается, прежде всего, за счет того, что обеспечивается работа машин в оптимальном режиме. Это, в свою очередь, дает экономию ресурсов при эксплуатации машин (снижение расхода топлива и энергии, увеличение долговечности деталей и агрегатов, повышение производительности).
Важнейшей задачей в области конструирования является обеспечение максимальной преемственности при разработке проектов новых машин, что достигается с помощью конструктивной стандартизации.
Под конструктивной стандартизацией понимается такое направление в разработке конструкции нового изделия, при котором оно компонуется с максимальным использованием элементов определенного функционального назначения, освоенных ранее в производстве в качестве нормализованных, стандартизированных или унифицированных деталей, узлов и агрегатов.
Осуществление нормализованного направления в конструировании существенно меняет методы проектирования, так как при стандартизации эксплуатационные показатели машины должны быть обеспечены главным образом путем правильного выбора схемы компоновки уже имеющихся узлов. При таком методе конструирования имеется возможность тщательно и квалифицированно изучить закономерности изменения форм, размеров, способов производства отдельных элементов конструкции в зависимости от их функционального назначения, действующих нагрузок, условий эксплуатации, материалов, достижений научно-технического прогресса.
В основе стандартизации конструкций изделий лежит соблюдение государственных, местных и отраслевых стандартов. Задача стандартов – обеспечение изготовления продукции данного назначения и отдельных ее элементов с едиными параметрами и показателями.
Унификация – это приведение различных видов продукции и средств ее производства к наименьшему числу типоразмеров, марок, форм и т.д.
На все стандартизированные и унифицированные детали составляются альбомы чертежей. Конечной целью конструктивной стандартизации на заводе является создание стандартизированного ряда конструкций изделий. Под конструктивным рядом понимается группа конструктивно однородных изделий одинакового или разного назначения, аналогичных по кинематике, рабочему процессу, формам и параметрам основных элементов, способу получения с их помощью продукции или методам обработки, но различных по габаритам, мощности, скорости, грузоподъемности и другим эксплуатационным параметрам. Каждый конструктивный ряд имеет свое основание – так называемую базовую модель – и производные от неё, полученные на основе применения нормализованных и унифицированных узлов.
Для реализации мероприятий по конструктивной стандартизации вся конструкторская документация проходит нормализованный контроль, который осуществляется на стадиях разработки технического проекта и рабочей документации. Объектами нормализованного контроля являются: степень конструктивной преемственности; комплектность и оформление чертежей; правильность оформления основных надписей; правильность изображения и надписей на чертежах; правильность выбора размеров, допусков и посадок; правильность выбора конструктивных элементов деталей. Проверка степени конструктивной преемственности выявляет, насколько конструктор использовал при разработке проекта узла или детали действующие стандарты, отраслевые и заводские нормали, унифицированные детали, а также заимствовал их из конструкции выпускаемых изделий.
Стандартизация конструкции оценивается с помощью коэффициентов конструктивной преемственности, стандартизации, унификации узлов, унификации изделия в целом и др.
Коэффициент конструктивной преемственности характеризует степень применения в новой конструкции изделия ранее освоенных в производстве деталей и определяется по формуле
К пр. = n осв. /n общ. , (2.2)
где К пр – коэффициент конструктивной преемственности; n осв – количество деталей в новой конструкции ранее освоенных, используемых в производстве других изделий, шт.; n общ. – общее количество деталей в новой конструкции, шт.
Коэффициент стандартизации характеризует уровень использования в новой конструкции стандартных и стандартизированных деталей и определяется по формуле:
К ст. = n ст. /n общ. , (2.3)
где К ст. – коэффициент стандартизации; n ст – количество стандартных и стандартизированных деталей в новой конструкции, шт.
Коэффициент применяемости конструктивных элементов характеризует степень повторения одних и тех же конструктивных элементов в различных деталях (резьб, диаметров отверстий, радиусов закругления и т.п.) и определяется следующим соотношением
К прим. = q общ. /q исп. , (2.4)
где К прим – коэффициент применяемости конструктивных элементов; q общ. – общее количество типоразмеров конструктивных элементов в конструкции нового изделия; q исп. – количество использованных (повторяющихся) типоразмеров.
Чем больше коэффициент применяемости, тем менее разнообразны применяемые конструктивные элементы.
Общее состояние работ по стандартизации и унификации при разработке новой конструкции оценивается коэффициентом общей унификации
К общ. у. = (n осв. + n з. + n пок. + n ст)/ n общ. , (2.5)
где К общ. у. – коэффициент общей унификации; n з – количество наименований заимствованных деталей; n пок. – количество покупных деталей.
Чем выше указанные коэффициенты, тем выше уровень стандартизации, ниже затраты на техническую подготовку производства и изготовление изделия.
С производственной точки зрения новая конструкция будет считаться технологичной, а, следовательно, и эффективной в том случае, если дополнительная прибыль (DП), полученная в результате освоения, выпуска и реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже средней сложившейся рентабельности на предприятии-изготовителе. Этому условию должно удовлетворять неравенство
, (2.6)
где DП – дополнительная прибыль, полученная в результате реализации нового изделия, руб.; DК – дополнительные капиталовложения, связанные с освоением новой конструкции изделия, руб.; П– суммарная годовая прибыль предприятия-изготовителя до выпуска новой конструкции изделия, руб.; Оф – стоимость производственных фондов предприятия-изготовителя, руб.
Изделие как объект эксплуатации характеризуется следующими показателями:
- производительность в единицу времени;
- показатели качества изделия;
- расходные показатели (затраты на приобретение изделия, эксплуатацию изделия в единицу времени и т.д.)
С эксплуатационной точки зрения новая конструкция должна обладать:
- большей надежностью (долговечностью, безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью) в эксплуатации;
- удобством в обслуживании и ремонте;
- эстетичностью и безопасностью в эксплуатации;
- эргономичностью;
- большей производительностью в единицу времени;
- большей экономичностью в потреблении;
Кроме того, новая конструкция должна удовлетворять экологическим требованиям.
Если эксплуатационные свойства новой техники повышаются по сравнению с ранее освоенной, то экономическая эффективность ее определяется путем соизмерения капитальных вложений потребителя со снижением себестоимости работы, выполняемой новой техникой. Уровень эксплуатационной технологичности нового изделия может быть определен как отношение показателей технологичности проектируемого и базового изделия.
Анализ эффективности внедрения новой техники. Расчеты, связанные с обоснованием новой конструкции, имеют характер сравнительного анализа. Базой для сравнения должны служить лучшие отечественные и зарубежные аналоги.
Если при одном из вариантов обеспечивается снижение текущих издержек производства (себестоимости), то при равенстве капитальных вложений он будет наиболее выгодным.
При равной себестоимости эффективным признается вариант, при котором осуществляются меньшие капитальные вложения.
Если варианты отличаются не только капитальными вложениями, но и себестоимостью продукции, то их эффективность определяется с помощью показателей годового экономического эффекта, приведенных затрат, срока окупаемости или коэффициента эффективности.
Годовой экономический эффект рассчитывается как разность приведенных затрат по базовому и новому варианту.
Эг = R 1 -R 2, (2.7)
где Э г – годовой экономический эффект, руб.; R 1 ,R 2 – приведенные затраты соответственно по базовому и новому варианту конструкции, руб.
Вариант считается эффективным, если годовой экономический эффект имеет положительную величину.
При сравнении более чем двух вариантов целесообразность внедрения новой техники оценивают по приведенным затратам. Приведенные затраты рассчитываются по формуле
Ri=(Si +E н K уд i )×N 2, (2.8)
где Si – себестоимость единицы продукции по i- му варианту, руб.; E н – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (ставка дисконта); K уд i – удельные капитальные вложения по i -му варианту, руб.; N 2– годовой объем выпуска новых (проектируемых) изделий, шт.
Эффективным считается тот вариант новой техники, который имеет наименьшие приведенные затраты.
Срок окупаемости – это период, в течение которого дополнительные капитальные вложения более капиталоемкого варианта окупаются в результате экономии от снижения себестоимости:
Т ок.р. = (К 2 – К 1 )/(S 1 – S 2 )N 2, (2.9)
Вариант считается эффективным, если расчетный срок окупаемости меньше нормативного (Т ок.р.< Т ок.н..). Нормативный срок окупаемости является показателем обратным нормативному коэффициенту эффективности Т ок.н. = 1 /Е н.
Коэффициент эффективности – показатель, характеризующий экономию, приходящуюся на один рубль дополнительных капитальных вложений, определяется следующим образом:
Е р= (S 1 – S 2 )N 2 /(К 2 – К 1 ), (2.10)
Новый вариант техники считается более выгодным при условии, если расчетный коэффициент эффективности больше нормативного (Е р> Е н).
Учет фактора времени в расчетах эффективности капитальных вложений. Отсутствие сопоставимости неравноценных денежных средств, авансированных в разные временные периоды, - серьезный недостаток при использовании простейших методов расчета эффективности капитальных вложений. Фактор времени необходимо учитывать, поскольку единовременные затраты осуществляются по годам, в течение ряда лет, а текущие затраты и конечные результаты хозяйственной деятельности промышленного предприятия существенно изменяются по годам эксплуатации предприятия в результате капитальных вложений.
Текущие издержки в отличие от капитальных вложений постоянно находятся в движении и зависят от времени оборота. При равноценности продолжительности осуществления капитальных вложений и текущих затрат сопоставлять их необязательно, т.к. в этом случае предпочтение отдается тому варианту, при котором затраты будут наименьшими. Фактически единовременные затраты различаются не только величиной, но и структурой распределения их по годам авансирования. Текущие затраты осуществляются постоянно в процессе производства. Поэтому для более объективной оценки эффективности капитальных вложений все основные показатели, связанные с осуществлением долгосрочного финансирования, должны быть пересчитаны с учетом снижения ценности денежных ресурсов.
Потеря отдачи может быть представлена как убыток. Убыток увеличивается по мере того, как возрастает период замораживания, а в структуре авансируемого капитала повышается доля единовременных затрат, приходящихся на первый год. Следовательно, капитальные вложения должны рассчитываться не по фактической стоимости материализованных единовременных затрат, а с учетом потерь или убытия. Тогда приведенные капитальные вложения, материализованные в первый год, можно записать как
К пр1 = Кa 1 ( 1 +Е н ), (2.12)
где ×a 1 – доля авансированного капитала, приходящаяся на первый год.
На второй год потери от капитальных вложений, осуществленных в первом году, увеличатся на Кa 1 Е н и составят
К пр1 = Кa 1(1 +Е н)2. (2.13)
Дополнительно возникнут потери от капитальных вложений, осуществленных во второй год авансирования
К пр2 = Кa 2(1 +Е н)3 (2.14)
Тогда за весь период замораживания приведенные капитальные затраты будут равны
К пр = Кa 1 ( 1 +Е н )Т- 1 + Кa 2 ( 1 +Е н )Т- 2 +…+Кai ( 1 +Е н )Т-I= åКaI( 1 +Е н )Т-i , (2.15)
где Е н– норматив эффективности (процентная ставка на капитал, норма чистой прибыли, коэффициент дисконтирования); i – текущий период авансирования капитала (i= 0 …t); Т – год начала эксплуатации производственных мощностей Т=t+ 1.
При сравнении вариантов наиболее выгодным признается тот вариант, при котором обеспечиваются минимальные приведенные капитальные затраты.
При данном методе учитываются потери, которые рассчитываются на конец авансирования единовременных затрат.
Приведение капитальных вложений к началу авансирования обусловливает обесценивание денежных средств и может быть рассчитано по формуле
, (2.16)
где т – количество мероприятий по авансированию капитальных вложений.
Определение себестоимости на этапах НИОКР представляет определенную сложность, так как отсутствует необходимая информация для проведения расчетов.
На себестоимость изделия влияют следующие факторы:
- технологичность конструкции;
- технические и эксплуатационные параметры;
- производственные параметры (объем производства, время освоения, уровень организации производства).
Определить себестоимость изделия на стадии разработки можно приблизительно. Одним из методов определения себестоимости на этапе подготовки производства является метод удельных показателей.
Метод удельных показателей основан на статистических показателях удельной себестоимости единицы массы или какого-либо другого определяющего эксплуатационного параметра (себестоимость единицы производительности, мощности, быстродействия в системе интегральных схем). При таких расчетах полагают, что затраты меняются пропорционально изменению определяющего параметра. На базе статистических данных о ранее выпускающихся изделиях аналогичного назначения определяется удельная себестоимость выбранного определяющего параметра
S уд. б. = S б /Р б, (2.17)
где S. у.б. - удельная себестоимость, определяющего параметра, руб.; S б- себестоимость базового изделия, руб.; Р б – величина определяющего параметра базового изделия.
S пр = S у.б. Р пр, (2.18)
где - S пр- себестоимость проектируемого изделия, руб.; Р пр- величина определяющего параметра проектируемого изделия.
Этот метод обеспечивает точность лишь в условиях почти полной аналогичности конструкций.
Для получения более точного результаты проектной себестоимости используется следующая формула
S пр = (S м.уд. Р пр + t уд Р пр С т(1 + 0,01 Н нак)) (1 + К в.н./100), (2.19)
где S м.уд. - затраты на материалы, приходящиеся на единицу определяющего параметра, руб. t уд– трудоемкость, приходящаяся на единицу определяющего параметра, ч; С т - часовая тарифная ставка, руб. Н нак. – норматив накладных расходов (общепроизводственных и общехозяйственных затрат), процент; К в.н. – норма выработки, процент.
Функционально-стоимостный анализ создаваемых конструкций. Функционально-стоимостный анализ (ФСА) – это метод системного исследования функций объекта, направленный на минимизацию затратв сферах проектирования, производства и эксплуатации объекта при сохранении (повышении) его качества и полезности.
Целью ФСА является развитие полезных функций объекта при оптимальном соотношении между их значимостью для потребителя и затратами на их осуществление. Функции, выполняемые объектом, могут быть подразделены на основные, вспомогательные и ненужные (бесполезные). Основные функции определяют назначение изделия. Вспомогательными являются функции, способствующие выполнению основных функций и дополняющие их. Ненужные функции не содействуют выполнению основных функций объекта, а, напротив, ухудшают технические параметры или экономические показатели объекта.
ФСА изделия состоит в определении затрат на выполнение функций по каждому варианту в расчете на единицу полезных свойств изделия в целом или по элементу и выборе варианта с наименьшими затратами.
Стоимость выполнения функции по каждому варианту складывается из затрат на выполнение отдельных подфункций (затрат на изготовление деталей и узлов) и определяется по формуле
, (2.20)
где PFi - стоимость выполнения i -й основной функции, руб.; kд – количество подфункций (деталей, узлов), необходимых для выполнения основной функции по данному варианту; SFij – затраты на выполнение j -й подфункции (стоимость детали, узла) для выполнения i -й основной функции.
Оптимальный вариант конструктивного исполнения структурного элемента изделия выбирается по критерию минимальных затрат на его изготовление и эксплуатацию по формуле
, (2.21)
где Кi – коэффициент затрат на выполнение i -й функции; P эк. i – затраты на осуществление i -й функции в эксплуатации; Qi – показатель абсолютной или относительной полезности рассматриваемого элемента, выполненного по данному варианту.
ФСА проводится в несколько этапов. На первом этапе уточняется объект анализа – носитель затрат. На втором этапе осуществляется сбор информации об исследуемом объекте (назначение, технико-экономические характеристики) и составляющих его компонентах (функции, материалы, себестоимость). На третьем этапе подробно изучаются функции изделия (их состав, степень полезности), его стоимость и возможности ее уменьшения путем отсечения второстепенных и бесполезных функций. Это могут быть не только технические, но и органолептические, эстетические и другие функции изделия и его узлов и деталей. Для этого может быть использован принцип Эйзенхауэра (АВС-анализ), в соответствии с которым функции подразделяются на три группы:
- группа А – главные, основные и полезные;
- группа В – второстепенные, вспомогательные, полезные;
- группа С – второстепенные, вспомогательные и бесполезные.
Пример. Функционально-стоимостный анализ изделия «Р», состоящего из четырех функциональных компонентов. Классификация функций в соответствии с принципом Эйзенхауэра представлена в таблице 2.2.
Таблица 2.2. Классификация функций изделия
| Составляющие компоненты | Функции | Итого второстепенных, вспомогательных и бесполезных функций по компонентам | Предварительное решение | |||
| А | В | В | С | 1С | - | |
| В | С | А | С | 2С | Усовершенствовать | |
| А | В | В | С | 1С | - | |
| С | А | В | А | 1С | - | |
| Итого второстепенных, вспомогательных и бесполезных функций | 1С | 1С | - | 3С | - | - |
| Предварительное решение | - | - | - | Исключить | - | - |
С целью выявления возможных направлений снижения издержек далее необходимо оценить стоимость составляющих изделие компонентов по смете или наиболее важным статьям затрат и весомость функций каждого компонента во взаимосвязи с затратами на их обеспечение. Группировка затрат на функции по факторам производства позволит выявить первоочередность направлений снижения стоимости изделия. Сопоставление значимости функций и их стоимости представлено в таблице 2.3.
Таблица 2.3. Сопоставление значимости функций и их стоимости
| Рейтинг функции | Значимость функции для потребителя, % | Удельный вес затрат на функцию в общих затратах, % | Коэффициент затрат на функцию | Примечание |
| 1,0 | Оптимальное | |||
| 1,67 | Не желательное | |||
| 0,35 | Приемлемое | |||
| 0,30 | Приемлемое | |||
| Итого | - | - |
Функция, стоящая на втором месте по значимости для потребителя, должна стать объектом поиска направлений удешевления.
На четвертом этапе оцениваются предлагаемые варианты изменения разработанного изделия путем: внесения изменений в конструкцию изделия, технологию производства, замены собственного производства покупными комплектующими, замены материала и (или) поставщика материала; оптимизации объемов закупок и т.д.
На пятом этапе отбираются наиболее приемлемые для данного объекта варианты разработки и усовершенствования изделия.
Выработанные по результатам проведенного функционально-стоимостного анализа рекомендации позволят повысить качество выпускаемой продукции и снизить расходы на их производство в расчете на единицу продукции.
