Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технико-экономическое обоснование выбора способа производства заготовок

Методы технико-экономической оценки способов производства заготовок

Если заготовка может быть получена несколькими способами, возникает необходимость в проведении технико-экономического анализа возможных вариантов, чтобы на его основе выбрать оптимальный. Выбор оптимального способа производства заготовок осуществляют путем сопоставления технико-экономических показателей рассматриваемых технологических вариантов. Содержание, вид и количество таких показателей определяются конкретными условиями производства и целью экономических расчетов на данном этапе. Задача состоит в том, чтобы определить, какой из сравниваемых вариантов экономически более целесообразен. Поэтому сопоставление вариантов допустимо вести только по тем показателям, значения которых в данном случае различны. Оценить способы получения заготовки можно по одному (или несколькими одновременно) из следующих показателей: трудоемкость изготовления заготовок; коэффициент использования материала; себестоимость изготовления заготовки; затраты на основное оборудование, технологическую оснастку, сварочные материалы, топливо и др. Три первые (их определения см. в п. 2.5.2) применяются наиболее часто.

Трудоемкость характеризует затраты труда, необходимые для изготовления заготовок. Однако определение трудоемкости на стадии проектирования представляет определенные трудности, поскольку еще не разработана технология изготовления заготовки. Поэтому общая трудоемкость определяется укрупненным расчетом в нормочасах путем суммирования штучного времени, приходящегося на отдельные операции, которые определяют методом прямого расчета или нормативным методом по таблицам [9…12, 31].

Коэффициент использования материала является очень важным Показателем, характеризующим материалоемкость, как заготовки, так и изделия в целом. Он настолько ярко отражает степень совершенства применяемой технологии и эффективность расходования металла, что его часто используют при определении эффективности использования сортового и листового проката, чугунного и стального литья и т.п. Его величина характеризует размеры припусков и потерь у отливок и поковок и пр.

Чаще всего оценку вариантов производят, сравнивая себестоимости различных способов получения заготовки. При этом расчет себестоимости должен учитывать затраты как в заготовительной фазе производства, так и при последующей механической обработке. Только в случаях, когда себестоимость механической обработки не зависит от способа производства заготовки, допускается вести расчет только по затратам заготовительного производства.

Оценка способов производства заготовок по себестоимости

Сравнение по технологической себестоимости заготовки

Технологическая себестоимость заготовки охватывает затраты по основной и дополнительной зарплате производственных рабочих, содержанию и эксплуатации оборудования, эксплуатации приспособлений, штампов, моделей, инструментов и т.п. Кроме того, в технологическую себестоимость входят расходы на зарплату ИТР, служащих, вспомогательных рабочих, эксплуатацию транспорта, охрану труда, технику безопасности и другие подобные расходы, относящиеся ко всей продукции цеха. Технологическая себестоимость заготовки представляет собой сумму себестоимостей по всем операциям процесса.

Технологическая себестоимость оценивает все расходы, связанные с технологическим процессом, осуществляемым при изготовлении заготовки в данном цехе. Поэтому она составляет лишь часть цеховой себестоимости. В связи с этим сравнение вариантов по технологической себестоимости возможно лишь тогда, когда производство заготовок по сравниваемым вариантам осуществляется в цехах одного типа (литейных, кузнечных или сварочных) и когда материал заготовки остается одним и тем же.

Технологическая себестоимость заготовки может быть определена уточненным или приближенным методами.

Уточненный метод базируется на расчете расходов по каждому элементу технологической себестоимости операции, различающемуся по сопоставляемым вариантам. Его применяют в условиях массового или крупносерийного производства, когда требуется точный анализ отдельных составляющих себестоимости.

Уточненная технологическая себестоимость заготовки

С_з.т = С_з.п + С_о + С_с.о + С_к+ С_а, (1)

где С_з.п-основная и дополнительная заработная плата рабочих; С_о - затраты на эксплуатацию, содержание и ремонт оборудования; С_с..о - затраты на содержание и ремонт оснастки; С_к - затраты на эксплуатацию и ремонт производственных зданий; С_а - затраты на амортизацию оборудования и оснастку.

Рис. 1. Характер нарастания затрат при изготовлении литых и штампованных заготовок:

1 - литье в песчаные формы, 2 - литье по выплавляемым моделям; 3 - литье в оболочковые формы; 4 - литье под давлением; 5 - штамповка на молотах; 6 - штамповка на ГКМ; 7 - штамповка на КГШП

Интересно проанализировать формирование технологической себестоимости заготовок при различных способах их изготовления в зависимости от этапа технологического процесса. На рис. 9.1 представлен характер нарастания затрат при изготовлении литых и штампованных заготовок на различных стадиях процесса, выраженный в процентах к полному времени изготовления Т. Из рисунка следует, что все способы литья (кривые 1…4) характеризуются замедленным нарастанием затрат на начальных стадиях процесса, резким возрастанием в средней части и относительно пологим и коротким его завершением. Резкое возрастание себестоимости связано с вводом в производство трудоемких и дорогостоящих процессов сборки и заливки форм.

Для штамповки (кривые 5…7) характерны большие начальные затраты, связанные со значительными капитальными вложениями (стоимость оборудования, штампов, оснастки), Нарастание затрат до ходу технологического процесса происходит затем постепенно, что свидетельствует о малом вложении ручного труда при штамповке.

Переход кривых, отражающих процессы литья, от 1 к 4 свидетельствует о сокращении времени начальных операций по мере совершенствования технологии изготовления отливок. Переход кривых от 5 до 7 также характеризует совершенствование технологических процессов штамповки.

Уточненный метод расчета трудоемок; на первых стадиях проектирования технологического процесса изготовления заготовок для него не хватает исходных данных. Поэтому на практике чаще используют приближенный метод, расчета технологической себестоимости. Он базируется на учете укрупненных затрат, приходящихся на час работы оборудования и рабочих мест (нормативной себестоимости 1 машино-часа работы оборудования или рабочего места). При этом технологическая себестоимость определяется по формуле

, (2)

где С_Чi - норматив производственных затрат, приходящихся на 1 час работы оборудования, занятого на i-й операции; t_ШТi - норма времени на i-ю операцию изготовления заготовки.

Нормативы затрат по этим элементам технологической себестоимости составлены для всех основных типоразмеров оборудования на основе статистических данных по выполнению наиболее характерных для данного оборудования технологических операций [3.28].

Приближенный метод значительно сокращает трудоемкость расчетов, т.к. исходные данные выбираются из таблиц. По сравнению с уточненным методом, он может дать погрешность до 20%. Тем не менее, для большинства случаев предварительного сопоставления экономичности технологических вариантов такая точность является вполне достаточной.

Сравнение по цеховой себестоимости заготовки

Технологическая себестоимость далеко не всегда является до-статочной и надежной базой для сравнения технологических процессов. Иногда необходимо сравнить технологические процессы производства заготовок, требующие больших капитальных вложений (внедрение специальных методов литья, штамповки) или отличающиеся по способу изготовления заготовки (литье и ковка, литье и сварка и т.п.). В таких случаях производят сопоставление вариантов по цеховой себестоимости заготовки учитывающей также затраты на материалы и первоначальных капитальных затрат. При бухгалтерском методе расчета цеховая себестоимость равна

С_з.ц = С_м + С_з.п + С_н, (3)

где С_м - затраты на материалы; С_з.л - заработная плата основных и вспомогательных рабочих; С_н - сумма всех остальных (накладных) расходов по цеху.

Величину накладных расходов С_н определяют в процентах z от величины заработной платы С_з.п:

С_з.ц = С_м + С_з.п(1 + z/100). (4)

Величина z зависит от условий производства и колеблется в пределах 150…800%. Из-зa значительной неопределенности накладных расходов и отсутствия возможности на этапе проектирования их проанализировать этот метод может применяться только в отдельных случаях при приближенном определении себестоимости сравнительно однородной продукции.

Более точно цеховая себестоимость производства заготовок С_з.ц может быть определена как сумма технологической себестоимости С_з.т, затрат на материалы С_м и общецеховых расходов С_оц.з:

С_з.ц = С_з.т + С_м + С_оц.з. (5)

Затраты на материалы определяют как

С_м = C₁M - Ц_отхМ_отх, (6)

где C₁ - стоимость 1 кг материала; М - общая масса материала, расходуемого на одну заготовку; Ц_отх - цена 1 кг реализуемых отходов; М_отх - масса реализуемых отходов. С₁ определяют по прейскурантам [15-20, 22-24], а Ц_отх - по прейскурантам [14,21]. Величину общецеховых расходов С_оц.з находят по стоимости работы оборудования (рабочего места) за 1 час в справочниках [28].

Сравнение по себестоимости детали

Себестоимость детали дает более полную картину взаимосвязанных затрат на производство заготовки и ее последующей механической обработки.

Технологическая себестоимость механической обработки заготовки определяется по нормативам производственных затрат, приходящихся на 1 час работы металлорежущего оборудования аналогично соответствующей методике определения технологической себестоимости заготовки (см. формулу 9.2). Как и для заготовок, нормы затрат при обработке на тех или иных металлорежущих станках берут из справочников [3,28].

Второй, укрупненный метод определения себестоимости механической обработки сводится к определению затрат на превращение в стружку припуска на механическую обработку данной заготовки:

С_м.т = С_стр(М_з - М_д), (7)

где С_стр - затраты на механическую обработку, отнесенные к 1 кг стружки; М_з - масса заготовки; М_д - масса готовой детали. Затраты на механическую обработку при снятии 1 т стружки приведены в табл. 9.1. Одновременно затраты на механическую обработку позволяют оценить возможности интенсификации механической обработки или снижения ее объема. Анализ данных, приведенных в табл. 9. 1, показывает, что в отраслях промышленности с высоким удельным весом автоматизированных и специальных станков издержки на 1 т превращаемого в стружку металла в 3,5 раза меньше, чем в среднем по машиностроению. Применение прогрессивных методов малоотходной технологии в заготовительном производстве и высокопроизводительных способов механической обработки (станки с ЧПУ, РТК, автоматические линии и т.п.) позволяет снизить себестоимость детали в целом.

Исходя из изложенного выше, в общем виде технологическая себестоимость детали определяется как сумма технологических себестоимостей заготовки и механической обработки

С_д.т = С_з.т + С_м.т. (8)

В тех случаях, когда вид механической обработки, тип и количество оборудования, оснастки практически не зависят от способа производства заготовок, то есть когда при любом варианте производства заготовок их последующая механическая обработка отличается только объемом срезаемого металла, технологическая себестоимость детали может быть определена по приближенной зависимости

С_д.т = М_д(Ц_з - С_стр(1 - К_и.м))/К_и.м, (9)

Затраты на механическую обработку, отнесенные к 1 т стружки

По машиностроению в целом 495 1085

Тяжёлое, энергетическое и транспортное 468 1039

Станкостроение и инструментальная промышленность 356 1035

Автомобильное и сельскохозяйственное машиностроение 188 566

Машиностроение для легкой и пищевой промышленности 563 1000

По прочим отраслям машиностроения 1060 2213

где Ц₃ - оптовая цена единицы массы заготовки; К_и.м - коэффициент использования материала для данной заготовки.

Цеховая себестоимость детали может быть определена по такой формуле:

себестоимость заготовка производство

Ц_д.ц = С_м + С_з.т + С_м.т + С_оц.з + С_оц.м, (10)

где С_оц.м - общецеховые расходы в механических цехах.

Методы расчета себестоимости заготовок

Себестоимость литых заготовок

При сопоставительном расчете пользуются технологической себестоимостью, т.к. в этом случае учитываются лишь те приведенные затраты, которыми отличаются сравниваемые варианты заготовок. Себестоимость литой заготовки можно определить как сумму расходов на материал, эксплуатацию литейного оборудования, заработную плату основных рабочих и амортизационные отчисления на эксплуатацию оснастки

С_з.л = (С₁М + t_шт(З_ч;р + С_ч)/60) П_г + КС_осн, (11)

где t_шт. - норма штучно-калькуляционного времени, мин; З_ч._р - часовая зарплата рабочего, р./ч; С_ч - себестоимость машино-часа работы литейного оборудования, р./ч; П_г - годовая программа, шт./год; К - коэффициент амортизации и эксплуатации оснастки (обычно К = 0,58…1,2); С_осн - первоначальная стоимость оснастки, р.

Наиболее сложным в данном случае является определение себестоимости машино-часа работы литейного оборудования. В заводских условиях она определяется (раз в 2…3 года), основываясь на собственных заводских данных. При отсутствии таких данных можно воспользоваться среднестатистическими нормативами, приводимыми в справочной литературе [3, 28].

Если заготовки получены литьем в песчаные формы, то расходы на формовочные и стержневые материалы для разных вариантов технологических процессов отличаются между собой очень мало. Ими можно пренебречь, как и небольшими расходами на оснастку (опоки, формовочный инструмент). Тогда в расчеты будет входить только стоимость материала и зарплата производственных рабочих.

Если производство заготовок связано с работой сложного оборудования (формовочные машины, машины для литья под давлением и т.п.), затраты на работу оборудования и оснастку становятся определяющими при формировании себестоимости литой заготовки. Опыт показывает, что себестоимость заготовки, полученной специальными методами литья, всегда заметно выше, чем при литье в песчаные формы. Поэтому перед окончательным выбором оптимального варианта технологического процесса необходимо определить себестоимость последующей механической обработки (см. п. 9.2 3) и произвести выбор по себестоимости детали в целом.

Себестоимость кованых и штампованных заготовок

Расчетная формула себестоимости кованой (штампованной) заготовки имеет вид

С_з.к = (C_lM + Р_т.эС_т.э + t_шт(З_чр + С_ч)/60) П_г + КС_осн, (12)

где Р_т.э - норма расхода технологического топлива или энергии на одну заготовку; С_т.э - стоимость 1 кг технологического топлива или 1 кВт-ч электроэнергии.

Структура себестоимости и содержание компонентов аналогичны соответствующим компонентам себестоимости литой заготовки и определяются таким же образом (см. п. 93.1).

Отличия в определении себестоимости кованой и штампованной заготовок состоят в следующем. При штамповке расход металла и технологического топлива значительно меньше, чем при ковке. Расходы на зарплату производственных рабочих (из-за меньшей трудоемкости), а также расходы, связанные с работой оборудования (даже при работе на идентичном оборудовании), при штамповке тоже ниже, чем при ковке. Однако расходы на технологическую оснастку яри штамповке колеблются в широких пределах и оказывают существенное влияние на себестоимость заготовки, особенно при небольшом объеме производственной партии.

Затраты на технологическое топливо (энергию) определяют лишь тогда, когда сравнивают варианты получения заготовок, для которых применяются разные способы нагрева, резко отличающиеся друг от друга по издержкам производства. В остальных случаях включать их в расчет себестоимости сравниваемых вариантов заготовок нет необходимости.

Себестоимость сварных заготовок

Себестоимость сварных заготовок складывается из себестоимости исходных заготовок, подготовленных к сварке, себестоимости процесса сварки и последующей механической и термической обработки.

Расчетная формула себестоимости процесса сварки

С_св = ((Э_т + Э_э + Ф) + t_шт (3_ч.р+ С_ч) /60) П_г + З_п.з +КС_осн, (13)

где Э_т - затраты на технологическую энергию при сварке; Э_э-затраты на электроды или электродную проволоку; Ф-затраты на флюс или защитный газ; З_п.з - годовые расходы по оплате подготовительно-заключительного времени.

Структура расходов при различных способах сварки отличается большим разнообразием, поэтому, как правило, расчет ведется лишь по отдельным статьям, занимающим большой удельный вес в общей сумме расходов и значительно меняющихся при переходе от одного варианта к другому. Удельный вес затрат на сварочные и вспомогательные материалы очень высок при ручной, автоматической (особенно аргонно-дуговой) и электрошлаковой сварках, а при точечной и шовной сварке ничтожен. Доля зарплаты производственных рабочих в большинстве случаев колеблется в пределах 20…30% от общей себестоимости сварки и снижается при автоматизированных способах дугой сварки и при контактной сварке.

Расходы на электроэнергию обычно невелики, но при контактных способах сварки (особенно при стыковой) достигают 41…44%. Доля расходов на амортизацию и ремонт также велика при контактной сварке; при других способах она редко поднимается до 9…12%.

Трудоемкость сварки потолочных швов примерно в 1,5 раза больше, чем нижних. При этом больше расходы на электроды, амортизацию и ремонт оборудования, электроэнергию. Поэтому всегда нужно стремиться перевести сварку в нижнее положение. Если для этого требуется внедрение манипуляторов (кантователей), то заметно увеличиваются расходы на работу сварочного оборудования С_ч. Поэтому нужно тщательно сопоставить их с уменьшением других компонентов себестоимости (Э_т, Э_э, Ф, t_шт).

Расходы по оплате подготовительно-заключительного времени З_п.з учитываются только при электродуговой однопроходной сварке (ручной, полуавтоматической, автоматический) в условиях единичного и мелкосерийного производства и при электрошлаковой сварке

З_п.з = пН_п.-з3_ч.р, (14)

тде п - число партий свариваемых заготовок в год; Н_п.-з - норма подготовительно-заключительного времени на одну партию.

При расчете годовых расходов на технологическую оснастку коэффициент амортизации К принимается равным 0,4. Остальные данные, необходимые для расчета себестоимости сварки даны в справочниках [3, 28, 34] и в специальной литературе по сварке.

Упрощенный расчет себестоимости заготовок и готовых деталей

Упрощенный расчет себестоимости заготовки (детали) применяют, когда необходимо приближенно и достаточно быстро оценить различные варианты технологии изготовления заготовки без анализа элементов себестоимости. Сравнение в этом случае следует производить с учетом себестоимости приведенных затрат как заготовки, так и последующей механической обработки.

Вначале устанавливают материал заготовки, ее тип (отливка, поковка, фасонный прокат, труба и т.п.), разрабатывают чертеж заготовки и определяют ее массу М_з. Если заготовкой является проволока, прокат, труба и т.п., то в зависимости от материала, формы поперечного сечения, его размеров и точности определяют оптовую цену единицы массы заготовки Ц_з по прейскурантам [15-19, 22-24]. Себестоимость заготовки в этом случае определяется как

С_з = Ц_зМ_з. (15)

Если заготовкой является отливка или поковка, то в зависимости от материала, массы и группы сложности по прейскуранту №25-01 [26] определяют базовую оптовую цену данного типа заготовок, отнесенную к единице Массы. Затем в зависимости от типа производства и группы серийности определяют доплату к базовой цене (в процентах) и фактическую оптовую цену заготовки Ц_з, с помощью которой вычисляют себестоимость спроектированной заготовки С_з по формуле (9.15).

Аналогично вычисляют себестоимость заготовки, если в сравниваемые варианты входят заготовки из пластических масс (прейскурант №05-03 [25]) или из металлических порошков (прейскурант №25-02 [27]).

Для расчета себестоимости механической обработки С_м.т по чертежу готовой детали определяют ее массу М_д. Расчет себестоимости ведут по формуле. При этом затраты на механическую обработку С_стр берут из табл. 1 в соответствии с отраслью машиностроения, для которой проектируется технологический процесс. Окончательное сравнение вариантов технологических процессов производят по себестоимости деталей.

Размещено на Allbest.ru