Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО УРОВНЯ ИЗДЕЛИЙ СТАНКОСТРОЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ

Максимов Д.А. 1 Халиков М.А. 1 Цуглевич В.Н. 2
1 ФГБОУ ВПО «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова»
2 ООО «КОМПАНИЯ ИКО»
Для оценки конкурентоспособности сложной машино-технической продукции (группы товаров, максимально точно определяющих научно-технический потенциал отрасли, уровень промышленного развития и производства) предлагается использовать интегральный показатель, учитывающий базовые характеристики исследуемой группы продукции и мультипликаторы, отличающие оцениваемые изделия от базовых. Этот подход продемонстрирован на продукции станкостроения, а именно, на наиболее конкурентной продукции столичного станкостроительного объединения открытое акционерное общество «Красный пролетарий». Полученная оценка технико-экономического уровня токарных станков с вертикальной станиной, как показано в работе, вполне корреспондируется с соответствующими оценками открытого акционерного общества «внешнее объединение «Станкоимпорт» и при этом не сложны в реализации, что подчеркивает преимущество предлагаемого подхода.
продукция станкостроения
оценка конкурентоспособности
интегральная свертка показателей
метод получения весовых коэффициентов в интегральной свертке
1. Бобровников Г.Н., Клебанов А.И. Прогнозирование в управлении техническим уровнем и качеством продукции. – М.: Издательство стандартов, 1984.
2. Максимов Д.А., Халиков М.А. Методы оценки и стратегии обеспечения экономической безопасности предприятия. – М.: ЗАО «Гриф и К». 2012. – 220 c.
3. Халиков М.А. Моделирование производственной и инвестиционной стратегии машиностроительного предприятия. – М.: Благовест – В., 2003. – 304 с.
4. Халиков М.А., Мальгин Е.Е. Расчет критического объема производства и определение инновационного потенциала фирмы // Экономика и технология. Вып. 8. – М.: Издательство Российская экономическая академия, 199. – С. 182–194.
5. Цуглевич В.Н. Проблемы конкурентоспособности объектов отечественного машиностроения и научно-техническая политика правительства // Экономика и технология. Вып. 9. – М.: Издательство Российская экономическая академия, 1999. – С. 54–60.

Станкостроение нацелено на обеспечение других отраслей машиностроительного комплекса средствами производства, различными по технологическому назначению, классу точности, уровню механизации и автоматизации. Для успешной деятельности предприятий станкостроения в условиях рыночной экономики им необходимо собирать, анализировать и строить прогноз потребности предприятий машиностроения в станках различных типоразмеров, пополнять портфель новых конструкций выпускаемого оборудования и разрабатывать ресурсосберегающие технологии их производства. Только в этом случае может быть достигнута цель обеспечение производства конкурентоспособной продукции, обеспечивающей удовлетворение потребности рынка и необходимого уровня рентабельности производства.

Отечественной отрасли в целом и каждому заводу в отдельности в ближайшие годы предстоит работать в условиях рынка, отличающегося от рынка развитых стран многими качественными показателями. Во-первых, это рынок насыщенный. Временно наукоемкую дорогостоящую продукцию это рынок не может широко потреблять. Во-вторых, без создания совместных предприятий с участием капитала развитых капиталистических стран выход продукции станкостроения на внешний рынок будет ограничен. В-третьих, объем заказов на проведение НИОКР и создание образцов НТП будет длительное время весьма ограниченным, значительные бюджетные ассигнования на НИОКР со стороны государства тоже весьма маловероятны.

В этих условиях даже минимальный объем ассигнований, выделяемых в рамках НИОКР для создания новых моделей станков как отдельными предприятиями, так и государством, должен расходоваться целенаправленно и только на основе предварительного изучения и прогнозирования рынка, т.е. маркетинга.

Для планирования НИОКР, проведения НТП и создания на их основе новых моделей станков необходимо осуществить научно-технический долгосрочный (5–15 лет) прогноз. Такой прогноз может базироваться на трех методах технико-экономического анализа:

● традиционном методе изучения и прогнозирования рынка сбыта продукции предприятия;

● методе изучения мирового уровня продукции, аналогичной выпускаемой предприятием;

● комплексном методе, включающем предыдущие два.

Все три указанных метода являются дорогостоящими, требуют для реализации квалифицированных, специально подготовленных специалистов. Эти методы описаны в различной научно-технической литературе и не нуждаются в дополнительном изложении.

Ниже нами приводится метод предварительного технико-экономического обоснования освоения нового изделия.

Показатели технического уровня изделий станкостроения

В настоящее время в станкостроении приняты следующие показатели технического уровня (ТУ) изделия:

А. Для металлорежущих станков и станочных модулей.

А. 1. Производительность (потенциальная, цикловая и техническая), в том числе показатели:

– наибольшая частота вращения, об / мин;

– мощность главного привода, кВт;

– скорость быстрых перемещений, м / мин;

– емкость инструментального магазина.

А. 2. Точность, в том числе показатели:

– дискретность, мкм;

– точность позиционирования, мкм;

– точность формы, мкм;

– точность размеров, мкм.

А. 3. Надежность, в том числе показатели:

гарантированная непрерывная работа в сутки, ч;

гарантированное суммарное время безотказной работы в год, ч;

средний срок службы до капитального ремонта, год.

А. 4. Удельная материалоемкость и мощность.

Б. Для промышленных роботов (ПР).

Б. 1. Производительность, в том числе показатели:

– число степеней подвижности;

– максимальные скорости по степеням подвижности м /с, град /с.

Б. 2. Точность, в том числе показатели:

точность позиционирования, мкм.

Б. 3. Надежность.

Б. 4. Удельная материалоемкость и мощность.

Б. 5. Степень автоматизации.

Для унифицированных узлов.

В. 1. Точность, в том числе показатели:

– дискретность, мкм;

– точность позиционирования, мкм.

В. 2. Надежность.

Г. Для автоматических линий и гибких производительных систем (АЛ и ГПС)

Г. 1. Надежность.

Г. 2. Удельная материалоемкость и мощность.

Г. 3. Степень автоматизации.

Показатели производительности и точности АЛ и ГПС не включаются в перечень, так как задаются на стадии проектирования заказчиком.

Для ГПС существенным оказывается показатель гибкости.

Гибкость ГПС количественно может быть оценена как произведение степени автоматизации на универсальность системы, определяемую числом наименований обрабатываемых деталей.

Показатель степени автоматизации может быть применен также для оценки технического уровня универсальных металлорежущих станков и станочных модулей.

В табл. 1 представлены формулы для расчета значений отдельных показателей ТУ изделий станкостроения.

Для каждого i-го показателя ТУ рассчитывается значение относительного показателя Ki:

maks01.wmf, (1)

где Pi – значение i-го показателя оцениваемого изделия; Poi – значение i-го показателя изделия-аналога.

Затем вычисляется комплексный показатель технического уровня оцениваемого изделия:

maks02.wmf, (2)

где I – число относительных показателей, выбранных для оценки ТУ; φi – численное значение взвешивающей функции i-го показателя maks03.wmf

Весовая функция относительных показателей определяется путем экспертных оценок.

Анализ ТУ оцениваемого изделия относительно изделия-аналога производится далее по табл. 2.

Оценку технического уровня изделий необходимо осуществлять при сопоставлении с лучшими зарубежными аналогами.

Причиной того, что перспективными признаются только изделия, значения комплексного показателя технического уровня которых значительно превышают единицу, объясняется тем, что сравнение отечественного образца ведется, как правило, с уже освоенным и эксплуатируемым несколько лет зарубежным аналогом. Данных о зарубежных образцах, находящихся в стадии разработки и освоения, нет. При определении ТУ изделий путем их сравнения с лучшими зарубежными аналогами рекомендуется количество последних выбирать в соответствии с табл. 3.

Таблица 1

Показатели технического уровня металлорежущих станков и станочных модулей, промышленных роботов, автоматических линий и гибких производственных систем

п /п

Изделия станкостроения

Наименование показателя

Определение показателя

Формула для расчета

Условные обозначения

1

2

3

4

5

6

1

Универсальные металлорежущие станки и станочные модули

Производительность потенциальная, цикловая,

шт. /ч, Pп.ц.

maks04.wmf

maks05.wmf

n – частота вращения детали или инструмента, 1/с;

W – мощность привода главного движения, кВт;

D – диметр обрабатываемой поверхности или диаметр обрабатывающего инструмента, м;

L – суммарная длина чистовых проходов, м;

P – сила резания, приходящаяся на единицу площади срезаемой стружки, H/м;

V – объем срезаемой стружки;

Тп.з. – подготовительно-заключительное время, с;

m-число деталей в обрабатываемой партии, шт;

Т1, Т2 – время выполнения черновых и чистовых операций соответственно, с;

maks07.wmf maks08.wmf

Производительность техническая, шт /ч, maks09.wmf

maks10.wmf

maks11.wmf – среднее штучно-калькуляционное время обработки (такт выпуска) i-й детали представителя, мин;

Kшт.к – коэффициент использования по штучно-калькуляционному времени

Удельная материалоемкость, кг/ч/шт., mp

maks12.wmf

M – масса станка, кг;

Удельная мощность, кВт×ч /шт., Wp

Отношение мощности привода главного движения к производительности

maks13.wmf

W – мощность привода главного движения станка, кВт.

Окончание табл. 1

1

2

3

4

5

6

2

Промышленные работы (для обслуживания универсальных металлорежущих станков и станочных модулей)

Удельная материалоемкость, кг /кг, mg

Отношение массы ПР к произведению грузоподъемности на степень автоматизации

maks14.wmf

Мпр – масса ПР (с учетом массы опорных частей, относящихся к одному станку), кг;

G – грузоподъемность, кг;

А – степень автоматизации;

Удельная мощность,

кВт / кг, Wg

Отношение суммарной мощности установленных электродвигателей к произведению грузоподъемности на степень автоматизации

maks15.wmf

Wпр – суммарная мощность, установленная на ПР электродвигателей, кВт.

3

Автоматические линии и гибкие производственные системы

Удельная материалоемкость, кг×ч/шт.mpc

Отношение массы к производительности

maks16.wmf

Mc – масса системы,кг;

PT – техническая производительность, шт./ч

Удельная мощность, кВт×ч/шт., Wpc

Отношение суммарной мощности установленных электродвигателей к производительности

maks17.wmf

Wc – мощность установленных электродвигателей, кВт;

Степень автоматизации A

Отношение времени работы оборудования в автоматическом режиме к общему времени переналадки на деталь-представитель

maks18.wmf

Tав – время работы ГПС в автоматическом режиме в течение смены, ч;

Tр – общее время активной работы ГПС, ч;

Tn – время переналадки на деталь-представитель, ч

Таблица 2

Оценка технического уровня изделия

Значение комплексного показателя ТУ

Технический уровень изделия

1,6 – выше

1,59 – 1,40

1,39 – 1,20

1,19 – 1,00

Высокий (изделие, не уступающее лучшим аналогам)

Весьма высокий (перспективное изделие)

Средний (малоперспективное изделие)

Низкий (неперспективное изделие)

Таблица 3

Количество изделий-аналогов при определении технического уровня изделий

Количество стран

Количество фирм

Количество аналогов

Оценка уровня сравнения

1

2–3

4–5

1–2

2–4

5 и более

2–3

3–4

5 и более

Удовлетворительная

Хорошая

Отличная

Интегральный показатель технико-экономического уровня изделий

Для изделия А, технический уровень которого оценен как весьма высокий, производится определение интегрального показателя E технико-экономического уровня. В качестве такого показателя принимается относительная эффективность изделия, определяющаяся как частное от деления абсолютного эффекта CA от эксплуатации нового изделия у заказчика на среднюю величину затрат ЗA на его проектирование и производство:

maks19.wmf. (3)

Для расчета абсолютного эффекта от эксплуатации нового изделия у заказчика используем методику факторно-стоимостного анализа, учитывающую комплексный показатель ТУ оцениваемого изделия:

maks20.wmf, (4)

где CБ – эффект от эксплуатации изделия-аналога, освоенного в производстве и принятого за базу при расчетах;

РtA, РtБ – комплексные показатели технического уровня изделий;

Kn – коэффициент взаимного перерасчета технического уровня и эффекта.

Затраты на проектирование и производство нового изделия ориентировочно можно определить, сохранив соотношение между ценой и затратами по базовому изделию. В этом случае, однако, может быть искусственно занижен относительный эффект от создания и освоения нового изделия.

Затраты на проектирование нового изделия определяются на предпроекторной стадии и уточняются по завершению проектирования.

Для определения необходимых затрат на изготовление нового изделия нами и предлагается метод, основанный на укрупненном нормировании технологического процесса изготовления деталей и узлов изделия. Затраты на производство нового изделия определяется по формуле:

maks21.wmf (5)

где Зпрб – полные затраты на производство базового изделия;

∆Cмат – изменение стоимости основных материалов, сырья, полуфабрикатов и комплектующих в новом изделии по сравнению с базовым;

∆Cтр – изменение производственных затрат в связи с изменением трудоемкости изготовления нового изделия.

Показатель Е носит комплексный технико-экономический характер. Изделие, имеющее более высокий интегральный показатель технико-экономического уровня, перспективно не только с технической, но и с экономической точки зрения.

Приведем пример расчета интегрального показателя технико-экономического уровня для сверильно-фрезерно-расчетного станка с числовым программным управлением (ЧПУ) модели ГФ3171.

Для сравнения показателей ТУ станка ГФ3171 с аналогичными показателями лучших зарубежных станков-аналогов нами выбраны две модели станков INCENSHU (Япония) и INTERACT-4-BRIDGEPORT(Великобритания). В этом случае в соответствии с табл. 3 (две модели двух высокоразвитых стран) оценку для сравнения можно отнести к удовлетворительной или даже хорошей, учитывая, что информация о станках-аналогах относится к началу 2000-х годов.

Определяем перечень показателей ТУ, подлежащих сравнению, и для каждого показателя рассчитываем значение относительного показателя. Техническая характеристика сравниваемых станков приведена в табл. 4, показатели технического уровня – в табл. 5.

По формуле (2) с учетом значений весовой функции для каждого относительного показателя вычисляем комплексный показатель ТУ станка ГФ3171:

РtA = 1,6×0,6 + 1,0×0,2 + 0,7×0,1 + + 1,608×0,02 + 0,69×0,08 = 1,605,

где 1,6; 1,0; 0,7; 1,608; 0,69 – соответственно показатели производительности (Kпр), точности (KТ), надежности (Kн), материалоемкости (Kм) и энергоемкости (Kэ) (табл. 5); 0,6; 0,2; 0,1; 0,02; 0,08 – значения взвешивающей функции соответствующего показателя, определяемые экспертным путем (0,6 + 0,2 + 0,1 + 0,02 + 0,08 = 1).

На основании приведенных расчетов в соответствии с табл. 2 можно сделать вывод, что технический уровень станка модели ГФ3171 является высоким.

Для определения интегрального показателя технико-экономического уровня станка ГФ3171 в качестве изделия-аналога, освоенного в производстве, принимаем станок ГФ213705. Для этого станка аналогичным образом определяем относительные показатели технического уровня и затем вычисляем комплексный показатель ТУ:

РtБ = 1,0×0,6 + 0,8×0,2 + 0,7×0,1 + 0,6× × 0,02 + 0,5×0,08 = 0,882.

Станок ГФ171С5 согласно табл. 2 неперспективный, поэтому намерения завода-изготовителя заменить его на новую модель вполне оправданно.

По формуле (4) определяем абсолютный эффект нового станка:

maks22.wmf тыс. руб.

где 745 тыс. руб. – годовой эффект от эксплуатации станка модели ГФ171С5 по данным Нижегородского завода фрезерных станков; 0,86 – коэффициент пересчета для универсальных станков.

Таблица 4

Техническая характеристика станков

Наименование показателя

Ед. измерения

Базовая модель ГФ2171С5

Новая модель ГФ3171

Зарубежные модели

TNC ENUS

(Япония)

INTERACT-4

(Великобритания)

Год получения информации

 

2008

2010

2009

2009

Предельные размеры обрабатываемой детали:

Высота

Длина

Ширина

мм

400

950

360

400

950

360

400

800

460

420

710

360

Пределы рабочих подач по осям X,Y,Z

мм/мин

1…6000

1…7000

1…2000

1…5000

Ускоренный ход по осям X,Y,Z

мм/мин

7000

10000

6000

5000

Пределы частот вращения шпинделя

об/мин

50…2500

20…4000

40…2000

40…4000

Мощность привода главного движения

кВт

7,5

11,0

3,7

6,0

Наличие механизма автоматической смены инструмента

 

Да

Да

Нет

Нет

Класс точности

 

Н

П

П

П

Масса станка

кг

6500

5600

3600 (без магазина)

3000 (без магазина)

Приведенная сопоставимая масса станка

кг

6500

5600

5000

5000

Таблица 5

Показатели технического уровня

Перечень

показателей

Значения показателей

Примечание

ГФ3171

TNC UNSHU

(Япония)

INTERACT-4

(Великобритания)

Принятый для сравнения

(средний)

1

2

3

4

5

6

Показатель производительности,

Рпр

1,744

1,0

1,18

1,09

Повышение производительности определено на основании сравнения времени обработки комплексной детали

Относительный показатель производительности,

Kпр

1,6

       

Показатель точности,

РТ

1,0

1,0

1,0

 

Станки относятся к одному классу точности П

Относительный показатель точности,

KТ

1,0

       

Показатели надежности

1,0

       

Установленная безотказная наработка в час,

Рн

1000

2000

2000

2000

Показатель определен с учетом усложнения отечественного образца (наличие магазина, автоматизированной смены инструмента и др.)

Окончание табл. 5

1

2

3

4

5

6

Относительный показатель надежности,

Кн

0,7

       

Показатель удельной материалоемкости,

Рм

2396

3472

4237

3854

Определен с учетом производительности и изменения максимальных размеров обрабатываемых деталей

Относительный показатель материалоемкости,

Км

1,608

       

Показатель удельной энергоемкости,

Рэ

6,3

3,7

5,08

4,39

Определен с учетом производительности

Относительный показатель энергоемкости,

Кэ

0,69

 

 

Базовая модель ГФ171С5 в сравнении с моделью ГФ3171 имеет большую массу, меньшую стоимость комплектующих, одинаковое количество деталей и более низкую точность.

По данным завода-изготовителя: Зпрб = 586 тыс. руб.; ∆Cмат = 115 тыс. руб.; ∆Cтр = 55 тыс. руб. Затраты на проектирование станка составили 8 тыс. руб. (в расчете на одно изделие).

По формуле (5) определяем полные затраты на проектирование и производство модели ГФ3171:

Зпр = 58,6+11,5+5,5+0,8 = 764 тыс. руб.

Интегральный показатель технико-экономического уровня станка модели ГФ3171 равен:

maks23.wmf

Для сравнения показатель Е2 станка ГФ2171С5 равен:

maks24.wmf

Таким образом, можно сделать вывод, что мероприятие по замене выпуска станка модели ГФ2171С5 с показателем технологического уровня 0,882 на выпуск станка модели ГФ3171 с показателем технического уровня 1,605 эффективно.

Однако данный вывод является сугубо предварительным. Наш метод не дает ответа на вопросы: сколько изделий данного типа требуется рынку (как внутреннему, так и внешнему) и сколько изделий может выпускать предприятие исход из своих мощностей? На первый вопрос могут ответить маркетинговые исследования, методика проведения которых изложена в специальной литературе, ответ на второй вопрос изложен в другой работе.


Библиографическая ссылка

Максимов Д.А., Халиков М.А., Цуглевич В.Н. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО УРОВНЯ ИЗДЕЛИЙ СТАНКОСТРОЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 8-3. – С. 566-572;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=7153 (дата обращения: 19.05.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252