Анализ и обоснование выбора ресурсосберегающего технологического процесса
Рассмотрев варианты технологических процессов, обеспечивающих примерно одинаковое качество изделий, соответствующее требованиям технического задания, технолог обязан выбрать наиболее экономичный из вариантов и детально его разработать.
Технологический процесс изготовления изделия (детали, узла) представляет собой строго определенную совокупность выполняемых в заданной последовательности технологических операций. Эти операции меняют форму, размер и другие свойства детали (изделия, узла), а так же ее состояние или взаимное расположение отдельных элементов. Однако, одна и та же операция может производиться многими способами, на различном оборудовании. Поэтому выбор ресурсосберегающего технологического процесса заключается в оптимизации каждой операции по минимуму потребления материальных, трудовых, энергетических ресурсов.
Важным показателем экономичности названных ресурсов является снижение себестоимости (экономия ресурсов), связанное с применением лучшего технологического процесса.
Для определения снижения себестоимости (экономии) требуется производить расчет себестоимости для каждого из сравниваемых вариантов технологического процесса. Расчет полной себестоимости продукции при применении каждого из вариантов сложен, требует большого количества исходных данных и времени. Для упрощения расчетов экономии предоставляется возможность, без ущерба для точности, определять и сопоставлять не полную, а так называемую технологическую себестоимость, которая включает только те элементы затрат на изготовление изделия, величина которых различна для сравниваемых вариантов. Элементы себестоимости, которые для этих процессов одинаковы или изменяются незначительно, в расчет не включаются. Таким образом, технологическая себестоимость –это условная себестоимость, состав ее статей непостоянен и устанавливается в каждом отдельном случае. Сопоставление вариантов технологической себестоимости дает представление об экономичности каждого из них.
Следует отметить, что величина технологической себестоимости изготовления отдельных изделий (деталей узлов) в значительной мере зависит от объема производства. Следовательно, все затраты на изготовление изделий по степени их зависимости от объема производства целесообразно подразделять на переменные (Рр), годовой размер которых изменяется прямо пропорционально годовому объему выпуска продукции (N), и условно-постоянные (Рv), годовой размер которых не зависит от изменения величины объема производства.
К переменным затратам относятся: затраты на основные материалы за вычетом реализуемых отходов (Рм), руб.; затраты на топливо, предназначенные для технологических целей (Ртт), руб.; затраты на различные виды энергии, предназначенные для технологических целей (Ртэ), руб.; затраты на основную и дополнительную заработную плату основных производственных рабочих с отчислениями в фонд социальной защиты населения (Рз), руб.; затраты, связанные с эксплуатацией универсального технологического оборудования (Роб), руб.; затраты, связанные с эксплуатацией инструмента и универсальной оснастки (Ри), руб.
К условно-постоянным затратам относятся: затраты, связанные с эксплуатацией оборудования, оснастки и инструмента, специально сконструированных для осуществления технологического процесса по данному варианту (Рс.об). руб.; затраты на оплату подготовительно-заключительного времени (Рп.з.), руб.
Общая формула технологической себестоимости (i-j) операции имеет вид:
Ст.=Рр*N+Рv (4)
Подставив соответствующие значения переменных и условно-постоянных расходов в формулу (4), получим:
Ст=(Рм+Ртт+Ртэ+Рз+Роб.+Ри)*N+(Рс.об+Рп.з.) (5)
После определения технологической себестоимости по вариантам (если не более двух вариантов) для каждого варианта определяется при каком годовом объеме производства (N) сравниваемые варианты будут экономически равноценны.
Для этого решается система уравнений относительно объема производства N:
(6)
При Ст.1 = Ст.2 получим:
(7)
Эту величину годового объема производства продукции принято называть критической. Если это сопоставление вариантов технологического процесса осуществить графически, то будет очевидно, что критический объем производства продукции является абсциссой точки пересечения двух прямых с начальными ординатами PV.1 и Рv..2 выраженных для каждого варианта уравнением его технологической себестоимости.
Таким образом, определение абсциссы этой "критической точки" служит завершающим этапом технико-экономических расчетов, устанавливающих области наиболее целесообразного применения каждого из сопоставляемых вариантов, ограничиваемые определенными размерами программ (N).
В качестве примера сделаем выбор ресурсосберегающего технологического процесса, состоящего из пяти операций (табл. 1) каждую из которых можно выполнить двумя вариантами. Для этого рассчитаем объем производства Nкр по каждой операции, при котором сравниваемые варианты будут экономически равноценными, построим графики изменения технологической себестоимости, определим зоны с наименьшими затратами, а далее исходя из заданного объема производства (производственной программы N=800шт.) определим размер технологической себестоимости с минимальными затратами используемых ресурсов.
Таблица 1
Технологический процесс изготовления пассивной части
тонкопленочных структур
| Варианты технологии | Рр руб/шт. | Рv руб/год |
| 1. Изготовление паст | ||
| Вариант А | 120.000 | |
| Вариант Б | 150.000 | |
| 2. Трафаретная печать | ||
| Бесконтактный метод | 170.000 | |
| Контактный метод | 200.000 | |
| 3. Термообработка паст | ||
| В печах под инфрокрасными лучами | 250.000 | |
| В муфельных печах непрерывного действия | 300.000 | |
| 4. Подгонка толстопленочных элементов | ||
| Лазерный метод | 310.000 | |
| Подгонка анодированием | 350.000 | |
| 5. Защита толстопленочных элементов | 120.000 | |
| Заданная программа N=800 шт. |
Критический объем выпуска продукции на первой операции "Изготовление паст" составляет
шт.
Технологическая себестоимость продукции на данной операции при объеме Nкр =1000 шт. составит
Ст.1=150*1000+120000=270000 руб.; Ст.2=120*1000+150000=270000 руб.
Аналогично определяется Nкр. и Ст по вариантам и по всем остальным операциям.
Построение графика изменения технологической себестоимости продукции и определение зон с наименьшими затратами. График (рис. 3) строится на основе полученных расчетных данных. Задаваясь значением N<Nкр. и N>Nкр. график строится в осях координат, одной из которых является (ордината) значение технологической себестоимости (Ст), а другой (абсцисса) значение годового объема производства (N).
Аналогично графики строятся по всем остальным операциям.
Рис. 3. График изменения технологической себестоимости
1 – I вариант; 2 - II вариант
Далее исходя из заданной программы N=800 шт. выбираем на первой операции 1-й вариант, так как, N=800 шт. меньше Nкр.=1000 шт., что обеспечивает более низкую себестоимость продукции. Аналогично выбираем варианты на второй, третьей и четвертой операциях технологического процесса. Пятая операция имеет один вариант.
Тогда технологическая себестоимость продукции заданной программы составляет:
Ст=(150+150+120+250+190)*800+(120000+200000+250000+350000+120000)=1728000 руб.
Себестоимость единицы продукции: Ст.ед. =1728000/800=2160 руб.
Если предстоит необходимость сделать выбор технологического процесса не из двух вариантов, а из трех, четырех и т.д., тогда строится ориентированный граф, дуги которого представляют технологические операции. Для оценки использования ресурсов при возможных вариантах изготовления детали (изделия) вводится целевая функция Ст , т.е. сумма технологических себестоимостей по каждой из запроектированных операций, с тем чтобы их сумма была минимальной.
(8)
Таким образом, выбор оптимального варианта технологического процесса можно свести к выбору маршрута в заданном ориентированном графе, имеющем минимальную суммарную технологическую себестоимость [31].
Контрольные вопросы (тесты) по теме 2.4
1. Основные задачи и содержание технологической подготовки производства.
2. Поясните сущность автоматизированной системы технологической подготовки производства.
3. Пути ускорения технологической подготовки производства.
4. Выбор и обоснование ресурсосберегающего технологического процесса.