Многовариантный анализ технологических и схемных решений конструкций установок для плазменной обработки обуви Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 685.34.05

С. П. Александров, А. В. Шестов, Т. В. Жуковская

МНОГОВАРИАНТНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ

КОНСТРУКЦИЙ УСТАНОВОК ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ОБУВИ

Ключевые слова: общественный продукт труда, добавочная потребительская стоимость, показатели качества обуви,

плазменные установки.

Многовариантный анализ схемных решений конструкций плазменных установок предлагается проводить по критерию общественного продукта труда. Создаваемый продукт оценивается по добавленной потребительской стоимости, для чего производиться сопоставление цен аналогичных объектов или выпуск пробной партии с дифференцированными ценами и установление приемлемой для рынка и производства. В качестве экспресс метода можно выполнить прямое сопоставление повышения качества обуви за счет применения плазменной обработки с существующим уровнем качества изделия традиционного метода производства и оценить их разницу в ценовых показателях.

Keywords: social product of labour, incremental consumer cost, quality indicators, plasma plant.

Multivariate analysis of the circuit designs plasma systems it is proposed that the criterion of the social product of labour. Create products evaluated by the consumer added value, which carried out a comparison of prices of similar objects or release test batch with differentiated prices and the establishment of acceptable for the market and production. As an express method of direct comparison improve quality shoes can be accomplished by applying plasma treatment to the existing level of quality ofproducts and traditional production method to evaluate their differences in terms of price.

Результативность экономического обоснования конструкций инновационной техники во многом зависит от выбранного метода оценки инженерных решений. Многовариантное проектирование с использованием иерархической декомпозиции на модульные уровни обеспечивает скорейшее достижение оптимальных технико-экономических параметров.

При многовариантном процессе разработки экономический анализ проводится на ранних стадиях, при сравнении схемных решений, что составляет несколько процентов от суммарной трудоемкости процесса проектирования. При выборе варианта проектируемой конструкции тщательные расчеты на этапе схемных решений не представляются целесообразными - излишняя детализация может лишь затруднить и замедлить оценку влияния тех или иных характеристик на эффективность. Второстепенные показатели можно будет подсчитать по известным методикам с любой степенью точности для конечной конструкции.

В статьях [1-3] проведен выбор из ряда плазменных установок различной степени автоматизации оптимального варианта, которым оказалась полуавтоматическая установка с критериальным показателем - общественный продукт труда, существенно большим, чем у остальных. Так у полуавтоматической установки этот показатель в два раза выше чем у установки неавтоматического действия и в четыре раза выше чем у роботизированной.

Дальнейший этап уточняющего расчета -переход к следующему уровню иерархической декомпозиции ряда плазменных установок с различным видом движения обрабатываемого полуфабриката - прямого хода и реверса.

Полуавтоматическая плазменная установка прямого хода рассмотрена в работе [1], рассмотрим

полуавтоматическую плазменную установку реверсного типа.

При реверсном типе движения полуфабриката позиции загрузки и разгрузки совмещены, вследствие этого отпадает необходимость перемещения оператора от позиции загрузки к позиции разгрузки, как это происходит при обслуживании машин проходного типа. В конструкции реверсной плазменной установки не применяется второй поворотный стол, имеющийся в установке прямого хода, а также ликвидируются затраты на его оснащение и обслуживание.

Элементное содержание реверсной плазменной установки, за исключением второго поворотного стола, такое же как и в установке прямого хода. Отличие состоит в порядке движения механизмов и соответственно в построении технолограммы.

В исходном состоянии устройства в рабочей камере 2 (рис. 1) происходит плазменная обработка заготовок 4, подвешенных в контейнере 7, установленным на тележке 6. Рабочая камера 2 находится в состоянии вакуумного разряжения, созданного откачным постом 11, при закрытом шлюзе 3, электроды 10 получают переменное напряжение от высокочастотного генератора 12, подпитка газом рабочей камеры 2 осуществляется системой подачи плазмообразующего газа 13. Общий контроль и управление аппаратурой производится посредством пульта управления 14.

На поворотном столе 1 на секции, обращенной к рабочей камере 2, отсутствует тележка с контейнером, а на секции, оппозитной оператору, находится тележка с контейнером, заполненным необработанными плазмой заготовками. По завершению плазменного воздействия на заготовки в рабочей камере 2 открывается шлюз и тележка 6 с контейнером 7, заполненным уже обработанными плазмой заготовками под действием собственного

привода перемещается по направляющим 5 линии пути на свободную секцию поворотного стола 1.

Стоимостные показатели элементов

полуавтоматической установки реверсного типа:

- плазменная рабочая камера Тпк=10 млн. руб.;

- тележка с контейнером Т|П=50 тыс. руб.;

- поворотный стол Тпс=60 тыс. руб.

Рис. 1 - Схема полуавтоматической установки обратного хода для плазменной обработки обувных заготовок

Затем поворотный стол 1 совершает вращательные движения на 180° и секция поворотного стола с обработанными заготовками становится на позицию разгрузки-загрузки у оператора; одновременно находящаяся напротив оператора тележка с необработанными плазмой заготовками,

поворачивается на 180° вместе с секцией поворотного стола и встает напротив рабочей камеры 2. Шаговый двигатель, смонтированный на оси тележки, приводит последнюю в движение вместе с контейнером, наполненным необработанными заготовками, перемещая их в рабочую камеру 2. Опускается затвор шлюза 3, происходит герметизация рабочей камеры. Включается откачной пост 14 и создается воздушное разряжение в рабочей камере 2. При достижение заданного пониженного давления в рабочей камере 2 высокочастотный генератор 12 подает напряжение на электроды 10 и система подачи плазмообразующего газа 13 заполняет аргоном рабочую камеру 2. Образуется плазма, воздействующая на заготовки обуви, находящиеся в рабочей камере 2. Одновременно контейнер с ранее обработанными плазмой заготовками, находящийся на тележке, перемещается при вращении на 180о поворотного стола, напротив оператора и загружается последним - заготовки снимаются со стержней контейнера и складывается в пачки для последующей передачи в сборочный цех обуви. Затем от пачек необработанных плазмой заготовок, поступившие из пошивочного цеха, оператором отделяются полупары, последовательно переносятся к контейнеру, подвешиваются на его стержнях. Цикл работы установки отражен на технолограмме (рис. 2).

Проведем расчет эффективности обработки заготовок обуви на полуавтоматической плазменной установке реверсного типа. Исходные данные такие же как при обработке на полуавтоматической плазменной установке прямого хода [1]: Qг =80 тыс. пар заготовок в год, Qсм= 366 пар заготовок в смену; стоимость расхода плазмообразующего газа -14руб./ч. Добавочная потребительская стоимость на одну пару обуви составляет 200; 150 и 100 руб.

Рис. 2 - Технолограмма обработки заготовок на полуавтоматической плазменной установке реверсного типа

Установленная мощность электрических приемников N=30 кВт. Согласно технолограмме (рисунок 2) рабочий цикл составляет Тц =14 мин. Количество партий заготовок, обрабатываемых в одну смену 2= Тсм / Тц = 480 / 14 = 34,3 округляем до ближайшего большого целого числа 2=35 партий в смену. Для выполнения сменной программы (366 пар/см) число пар заготовок в одной партии р = Qсм / 2 =366/35 = 10,5 округляем до ближайшего большого числа р= 11 пар заготовок в одной партии.

Рассчитаем затраты на функционирование полуавтоматической плазменной установки реверсного типа. Затраты прошлого труда: АТп = Т + Т + 2Т =

А пк А пс ^А пт

10 000 000+60 000+2*50 000=10 160 000 руб.

Текущие затраты добавленного прошлого труда при количестве 219 рабочих смен в 2016г:

- затраты на электроэнергию за год при тарифе 6 руб. за 1 кВт*ч. ЛТу1= 30 кВт * 8ч * 219 см *6 руб. =315 360 руб.;

- затраты на расходуемый плазмообразующий газ (аргон) в год ДТу2 = 14 руб./ч. *8ч * 219 см = 24 528 руб.;

- затраты на аренду помещения площадью 40м2 при стоимости аренды 6 500 руб./м2 в год. ДТу3 =40м2*6 500руб/м2=260 000руб.;

- амортизационные отчисления в год (10% от стоимости установки) ДТу4 = 10 160 000руб.*0,1=1 016 000руб.

Суммарные дополнительные текущие затраты прошлого труда АТУ = ХДТУ1 =315 360+24 528+260 000+1 016 000=1 615 888руб.

Дополнительные текущие затраты живого труда на обслуживание полуавтоматической плазменной установки реверсного типа:

- зарплата (20 000руб. в месяц) и начисления (коэффициент 0,8) для одного оператора АТж1 =20 000*1,8*12=432 000руб.

Дополнительные затраты на ремонт и межремонтное обслуживание (один процент от стоимости оборудования) ДТж2 =10 160 000руб. * 0,01=101 600руб./год.

Суммарные дополнительные текущие затраты живого труда в год АТж = ХЛТж1 = 533 600руб.

Используем формулу дополнительного общественного продукта труда [4, 5]

ААт = ■

АПС • N

(1)

АТП + (АТУ + АТЖ где ЛПС - добавочная прибавочная стоимость изделия повышенного качества; Qг - годовая фактическая производительность; N - количество лет выпуска изделия повышенного качества;

АТП - дополнительные единовременные затраты прошлого труда (проектирование, изготовление средств производства);

АТУ - дополнительные текущие затраты прошлого

труда (электроэнергия, запчасти, инструмент);

АТж - дополнительные затраты живого труда

(зарплата, налоговые отчисления).

В формулу подставляются полученные

численные значения:

200*80000^ N

АА =-=-

10160000 + (1615888 + 533600) N 0,64 + 0,^

График зависимости дополнительного

общественного продукта труда от изменения

добавочной потребительской стоимости одной пары

обуви (100; 150; 200руб.), в течение от одного до

четырех лет, при плазменной обработки на

реверсной полуавтоматической установке

представлен на рисунке 3.

Рис. 3 - График зависимости дополнительного общественного продукта труда, создаваемого плазменной установкой реверсного типа (ААт ), от дополнительной прибавочной стоимости (№г) в период 1 - 4 года

Конкурентное сравнение полуавтоматических плазменных установок прямого и реверсного типа путем сопоставления создаваемого дополнительного общественного продукта труда. Расчеты показывают, что обработка обувных заготовок на плазменной установке реверсного типа создает дополнительный общественный продукт труда на 24% больше, чем получаемый на установке прямого хода.

Проведя последовательно анализ плазменных установок с различным уровнем автоматизации по критерию дополнительного общественного продукта труда. Выявлено, что в настоящее время наилучший результат достигается

полуавтоматическими установками [1], затем, рассмотрев группу полуавтоматических установок

прямого и реверсного движения полуфабриката, было показано преимущество реверсного типа, который и подлежит дальнейшей конструкторско-технологической проработке.

Проведем расчет дополнительного

общественного продукта труда в условиях привлечения заемных средств финансирования. В современных экономических условиях

хозяйственная деятельность предприятий базируется на кредитных отношениях с банком, что вызывает необходимость рассмотреть создание общественного продукта труда при этих обстоятельствах.

Исходными данными для составления методики расчета являются:

- определение затрат, необходимых для обеспечения функционирования технологического комплекта (ТК);

- рассматриваемый период производства инновационного изделия технологическим комплексом;

- допустимый уровень превышения заемных средств над затратами на функционирование ТК.

Для расчета дополнительного общественного продукта труда при внедрении инновационной технологии используем формулу (1). Принимаем: ЛПС - добавочная прибавочная стоимость изделия равной единице; Qг - годовая производительность ТК равной единице; общие затраты на производство инновационной продукции при установленном периоде N работы ТК по данной технологии составят ЛЗ=ЛТП +(ЛТу+ЛТж) xN = ЛТП + ЛТ^, где Т = ЛТ +ЛТ

Установленный период N работы ТК и срок погашения кредита т принимаются равными. Процентная годовая ставка по кредиту П зависит от ряда факторов (уровня инфляции, установленная Центральным банком РФ ставка рефинансирования, ситуация на рынке аналогичных товаров). Величина кредита К определяется общими затратами за период производства инновационных изделий, равного сроку погашения кредита К = Тп+ЛТуж х т. Примем периодичность оплаты кредита ежегодной. Вид платежа по кредиту - дифференциальный [6], как наиболее приемлемый при кредите на большую сумму и длительном сроке погашения. Долг считается погашенным, когда задолженность по кредиту становится нулевой и оплачены проценты по кредиту.

Ежегодный возврат части кредита без оплаты процентов:

К Т„+ АТУЖ х т (2)

^ т

т

Величина ежегодного процентного платежа определяется по остаточной задолженности по кредиту и процентной ставки П:

N — 1\ (3)

I = (Т + АТ

1 К1 п ' V:

( N — \\

хЛ1——)П

Общая сумма ежегодного возврата кредита с уплатой процентов будут складываться из постоянных очередных платежей по кредиту без процентов и снижающихся процентных платежей:

с (Т ±КТ V ){1 + (т-М-1)х П (4) 5 = (Тп + АТУЖ X т) ^---J,

Годовые затраты на погашение кредита и процентов будут уменьшаться с увеличением N (лет работы ТК). Для проведения сравнительного анализа кредитного и собственного финансирования необходимо рассчитывать кумулятивные затраты в течение срока выпуска инновационного изделия. Приведем пример расчета.

Плазменная установка для обработки заготовок обуви:

- Единовременные затраты прошлого труда ЛТП -10 млн.руб.

- Ежегодные текущие затраты прошлого труда ЛТУ -1 млн.руб.

- Ежегодные затраты живого труда ЛТж - 1 млн. руб.

- Период выпуска инновационного изделия - 4г.

Необходимо определить объем кредита и график

его погашения. Величина кредита определяется затратами за период выпуска инновационного изделия, принимаемого 4г: т=№4г. Тогда при постановке численных значений величина кредита будет К=10+(1+1)4=18 млн.руб.

Ежегодный возврат кредита составит (колонка IV таблицы 1) 4,5млн.руб. Ежегодный процентный платеж рассчитывается на каждый год N работы ТК, числовые значения приведены в колонке III при N=1 1=3 600 000, при N = 2 I = 13 500 000.... Общий годовой платеж приведен в колонке V, кумулятивный (нарастающий) в колонке VI табл. 1.

Таблица 1 - Порядок оплаты кредита и процентов

При дифференцированном методе погашения кредита суммы общих платежей каждый период уменьшается за счет снижения процентных платежей. При этом реальная процентная ставка общего платежа по процентам (9 млн.руб.) к первоначальной сумме кредита (18 млн. руб.) составляет 50%.

Представляет интерес сравнить затраты при кредитном способе и использовании собственных средств на инновационной продукции.

При использовании собственных средств кумулятивных затрат будут за первый год (10+2)=12 млн. руб., за первый и второй годы - 14 млн.руб., за 1-3г -16 млн. руб., за 1-4 г -18 млн. руб. Потребные затраты на погашение кредита со второго года будут больше расходов на работу ТК,

взятых из собственных средств. График зависимости дополнительного общественного продукта труда при использовании заемных и собственных средств на приобретение и функционирование ТК при принятых значениях Q=1 и ЛПС=1 приведен на рисунке 4.

од

0.05.

О -

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Мг

—Ф - заемные —■— собственные

Рис. 4 - График зависимости условного общественного продукта труда, создаваемого технологическим комплексом (ЛАт), от дополнительной прибавочной стоимости (N^1 в период 1 - 4 года при затрате собственных и заемных средств

Прирост дополнительного общественного продукта труда, при вкладывании собственных средств, будет опережать соответствующий показатель при использовании заемных средств, начиная с координаты точки пересечения представленных кривых. В последующий период разница между кривыми графика прогрессивно увеличивается, отражая выгоду вложения собственных средств.

Выводы

1. Многовариантный подход к разработке конструкций плазменных установок позволяет при иерархической декомпозиции определить на базе схемных решений оптимальный вариант.

2. В качестве критерия оценки предлагается показатель общественного продукта труда, включающий параметр добавочной прибавочной стоимости, связанный с улучшением показателей качества обрабатываемого на установке изделия.

3. Рассмотрены установки различного уровня автоматизации и вида движения обрабатываемого полуфабриката. Выявлено, что в современных условиях наилучший результат достигается на полуавтоматических плазменных установках реверсного типа.

4. Установлены зависимости добавленного общественного продукта труда от параметров -добавочной прибавочной стоимости обрабатываемого изделия - периода работы; степени автоматизации плазменной установки; вида движения полуфабриката в установке.

5. Показано, что при использовании заемных средств общий платеж к первоначальной сумме кредита увеличивается на 50% при ставке кредита 20%.

Период платежа, г Задолженность по кредиту, ру6. Платеж по процентам, руб. Платеж по кредиту, руб. Общий платеж, руб. Кумулятивный платеж, руб.

I II III IV V VI

1 18000 х103 3 600 х103 4 500 х103 8 100 х103 8 100 х103

2 13 500 х103 2 700 х103 4 500 х103 7 200 х103 15 300 х103

3 9 000 х103 1 800 х103 4 500 х103 6 300 х103 21 600 х103

4 4 500 х103 900 х103 4 500 х103 5 400 х103 27 000 х103

Итого 9 000 х103 18 000 х103 27 000 х103

Литература

1. Александров, С.П. Метод прогнозирования эффективности плазменных установок для обработки верха обуви (сообщение 1) /Александров С.П., Шестов А.В., Жуковская Т.В.// Вестник технологического университета. - 2016. - Т19. - №23. -С. 79-82.

2. ¿Александров, С.П. Метод прогнозирования эффективности плазменных установок для обработки верха обуви (сообщение 2) /Александров С.П., Шестов А.В., Жуковская Т.В.// Вестник технологического университета. - 2017. - Т20. - №1. -С. 97-100.

3. Александров, С.П. Метод прогнозирования эффективности плазменных установок для обработки

верха обуви (сообщение 3) /Александров С.П., Шестов А.В., Жуковская Т.В.// Вестник технологического университета. - 2017. - Т20. - №11. -С. 67-69.

4. Александров С.П. Метода расчета потребительской стоимости изделия по показателям качества и оценка экономической эффективности. /Александров С.П., Донцова Л.В., Шестов А.В., // Менеджмент в России и за рубежом .М.,№1, 2016, 99-109с.

5. Волчкевич Л.И. Автоматизация производственных процессов, Издательство: Машиностроение. 2007, 380с.

6. Синявская, Е.Р. Основы бухгалтерского учета и анализа: Е.Р. Синявская, О.В. Баженов; Минобрнауки Р Ф - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014.- 267с.

© С. П. Александров - д.т.н., профессор кафедры КИЛП, ФГБОУ ВО МГУТУ им. К.Г. Разумовского, mor-galina@yandex.ru; А. В. Шестов - докторант кафедры ПНТВМ, к.э.н., доцент кафедры МП, ФГБОУ ВО МГУТУ им. К.Г. Разумовского, av2018@mail.ru; Т. В. Жуковская - к.т.н., доцент кафедры КОиО, ФГБОУ ВО КНИТУ, sapr415@mail.ru.

© S. P. Alexandrov - Ph.D., professor of the department DLIP MSUTM, mor-galina@yandex.ru; A. V. Shestov - doctoral student, Department of PCMNM, KNRTU; Ph.D., Associate Professor, Department of ME, MSUTM, av2018@mail.ru; T. V. Zhukovskaya -Ph.D., associate professor, CCF, KNRTU, sapr415@mail.ru.