Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

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:

, (1)

где P_i – значение i-го показателя оцениваемого изделия; P_oi – значение i-го показателя изделия-аналога.

Затем вычисляется комплексный показатель технического уровня оцениваемого изделия:

, (2)

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

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

Таблица 2

Оценка технического уровня изделия

Таблица 3

Количество изделий-аналогов при определении технического уровня изделий

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:

. (3)

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

, (4)

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

Рt_A, Рt_Б – комплексные показатели технического уровня изделий;

K_n – 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:

(5)

где З_прб – полные затраты на производство базового изделия;

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

∆C_тр – 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:

Рt_A = 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 (K_пр), точности (KТ), надежности (K_н), материалоемкости (K_м) и энергоемкости (K_э) (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:

Рt_Б = 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:

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

Таблица 5

Показатели технического уровня

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: Зп_рб = 586 тыс. руб.; ∆C_мат = 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:

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

Интегральный показатель технико-экономического уровня станка модели ГФ3171 равен:

Для сравнения показатель Е2 станка ГФ2171С5 равен:

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.