Предложения по расчёту производственных мощностей асфальтобетонных заводов с учётом требований их размещения

В современных условиях проблема расчёта производственной мощности приобретает свою актуальность в связи с необходимостью: проведения реструктуризации производства [1], развития инновационной деятельности [2]. Обоснованный расчёт этой мощности позволит существенно сократить фондоёмкость производства и объём капитальных вложений, что особенно важно, когда экономика в стране находится в кризисном состоянии [3]. На объективность расчёта производственных мощностей, влияют многочисленные факторы, которые не всегда учитываются в расчётах.

Понимая важность исследуемой проблемы, была поставлена цель — разработать предложения по улучшению методики расчёта производственной мощности. Для достижения поставленной цели предлагается решить следующие задачи:

1. Рассмотреть теоретические основы расчёта производственной мощности;
2. Уточнить требования к размещению производственных мощностей;
3. Выполнить расчёт производственной мощности на реальном примере производства асфальтобетона.

В зависимости от характера производства расчет годовой производственной мощности предприятия производится в натуральном и в стоимостном выражении в несколько этапов:

• на первом этапе определяют максимально возможный выпуск продукции на базе имеющихся производственных мощностей, исходя из их нормативной производительности;
• на втором этапе определяются мощности, необходимые для производства продукции в зависимости от потребностей рынка в отдельные периоды;
• на третьем этапе определяют производственную мощность, исходя из пиковой суточной потребности в производимой продукции.

Производственная мощность (production capacity) — это наибольший выпуск продукции за год при нормативном использовании ограниченных ресурсов в натуральном или денежном выражении [4].

Расчёт производственной мощности в натуральном выражении

производится для специализированных предприятий. Производственная мощность предприятия в натуральных показателях (production capacity in physical terms) — это способность технологической совокупности машин, оборудования и производственных площадей к максимальному выпуску продукции за год (сутки, смену) в соответствии с установленной специализацией, кооперированием производства и режимом работы при нормативном использовании располагаемых ограниченных ресурсов.

Производственная мощность предприятия в натуральных показателях определяется по мощностям ведущего основного технологического оборудования: установок, агрегатов, различных групп оборудования ведущих производственных единиц: цехов, участков.

1. Производственная мощность (М_r) предприятия, цеха, участка, который оснащен однотипным предметно-специализированным оборудованием (ткацкие станки, прядильные машины и т.д.), определяется по формуле:

M_r = П_ч ⋅ Ф_пл ⋅ Н, (1)

где П_ч — часовая производительность оборудования; Ф_пл — плановый (эффективный) годовой фонд времени работы единицы оборудования, в час; Н — среднегодовой парк единиц, принятого для расчёта определённого вида оборудования, кол-во един.

2. Производственная мощность (М_r) агрегатов периодического действия (химические агрегаты, электролизные ванны для производства алюминия автоклавы, пропарочные и сушильные камеры и др.) определяется по формуле:

M_r = В_м ⋅ (Ф_пл / t_цп) ⋅ КВГ, (2)

где В_м — масса исходного сырья, в натуральных показателях; Ф_пл – плановый годовой эффективный фонд времени работы оборудования, в час; t_цп — продолжительность цикла переработки единицы сырья в готовую продукцию, в час; КВГ — коэффициент выхода готовой продукции из сырых материалов.

3. Для определения производственной мощности (Мr) цехов крупносерийного и массового производства, используют годовой плановый (эффективный) фонд времени и такт работы конвейера:

M_r = Ф_пл ⋅ t_ц, (3)

где Ф_пл - годовой плановый (эффективный) фонд времени работы конвейера, мин; t_ц — такт схода готовых изделий с конвейера, мин.

4. Производственная мощность (Мr) предприятия или цеха при однотипном оборудовании (текстильная фабрика и т.п.) рассчитывается по формуле:

Мr= Ф_пл ⋅ М_п ⋅ Н ⋅ К_э ⋅ К_и, (4)

где Ф_пл — плановый (эффективный) фонд времени работы оборудования за год в час; М_п — паспортная часовая производительность установки, в натуральных показателях; Н — среднегодовое количество используемого однотипного оборудования, шт.

Средневзвешенные коэффициенты экстенсивного (К_э) и интенсивного (К_и) использования мощности оборудования.

5. Мощность по пропускной способности производственных площадей (Р_пл) определяется по формуле:

Р_пл= П_пл⋅ Ф_пл⋅ Н_в, (5)

где П_пл — производственная площадь цеха, м²; Ф_пл — плановый (эффективный) годовой фонд времени работы цеха, участка, дни; Н_в — нормативный выпуск продукции с м² в день, в натуральных показателях.

Для соответствия пропускной способности ведущих цехов, участков и остальных звеньев предприятия пользуются коэффициентом сопряженности (К_с), который определяется по формуле:

К_с = М₁ / (М₂ ⋅ Р_уд), (6)

где М₁, М₂ — мощность агрегатов, участков для которых определяется коэффициент сопряженности, в принятых единицах измерения; Р_уд — удельный расход продукции первого цеха для производства продукции второго цеха.

6. Производственная мощность для ведущего цеха (М_ц) рассчитывается по формуле:

М_ц = M₁a₁ + M₂a₂ + … + M_na_n, (7)

где М₁, М₂,…М_n — производственная годовая мощность данного вида однотипного оборудования; а₁, а₂,…, а_n — количество единиц данного вида оборудования.

Для полного расчета производственной мощности предприятия необходимо учесть предварительное выравнивание загрузки по ведущим участкам и цехам, то есть добиться согласованного использования оборудования по его группам и стадиям обработки.

При анализе производственной мощности учитывается степень использования мощности предприятия, он характеризуется коэффициентом использования мощности (К_ИМ), который определяется по формуле:

К_им = О_ф / М_срг, (8)

где О_ф — фактический объем выпуска продукции, в натуральных показателях; М _срг — расчётная среднегодовая производственная мощность, в натуральных показателях.

Расчет производственной мощности в стоимостных показателях

Планирование развития производственной мощности предприятия должно координироваться с планируемым приростом объемов выпуска товаров и услуг в следующей последовательности:

1. Разрабатывается плановый баланс:

М_п = М_фкс + М_н + М_м ± М_т + М_р, (9)

где М_п — плановая среднегодовая мощность предприятия, руб; М_фкс — среднегодовая фактическая мощность предприятия на конец отчетного года в планируемой структуре реализуемых товаров с учетом рыночного спроса, руб; М_н — увеличение производственной мощности за счет интенсивных факторов, руб; ±М_м — изменение производственной мощности за счет изменения механовооруженности труда на предприятии, руб; ±М_т — изменение производственной мощности за счет изменения численности рабочих основного производства, руб; ±М_р — резервная производственная мощность, принимаемая на уровне не менее 5%., руб.

2. Рассчитывается среднегодовая производственная мощность предприятия (М_ф):

М_ф = Q_ф [m/К_м + (1-m)/К_т], (10)

где Q_ф — фактически выполненный объем товаров и услуг, руб; m — удельный вес механизированных работ, в долях единицы; К_м, К_т — коэффициенты использования соответственно машинных и трудовых ресурсов, в долях единицы.

К_м = ∑К_мi ⋅ α_i, (11)

где

К_мi = (1-К_цi) ⋅ (1-К_вi), (12)

где α_i — удельный вес маш.-час; i-группы машин в общей сумме отработанных машино-часов, в долях ед; К_цi, К_вi — коэффициенты целосменных и внутрисменных простоев машин, в дол.ед.

Кт = (1- К_цт) ⋅ (1- К_вт), (13)

где К_цт, К_вт — коэффициенты целосменных и внутрисменных простоев рабочих, в долях ед.

3. Определяется коэффициент использования производственной мощности за отчетный период (Ки):

К_и = Q_ф / М_ф, (14)

Рассчитывается фактическая мощность на конец года (М_фк)

М_фк = Q_ф [m ⋅ Т_мк + (1-m) ⋅ Т_тк]:100, (15)

где Т_мк - темп роста механовооружённости труда на конец отчётного периода к её среднегодовому уровню, в %-х; Т_тк - темп роста численности рабочих на конец отчётного периода к среднесписочной численности, в %-х.

4. Рассчитывается фактическая мощность предприятия на конец отчетного года в планируемой структуре спроса товаров и услуг. М_фкс рассчитывается по формуле:

М_фкс = М_фк ⋅ К_с, (16)

где М_ф — фактическая производственная мощность предприятия на конец отчетного года, руб; Кс — коэффициент изменения рыночной структуры спроса на продукцию в планируемом году, рассчитываемый по данным условного примера таблицы 1.

Откуда коэффициент спроса (Кс) составит:

К_с = (∑ Q_фi I_фi a_i / ∑ Q_фi I_фi) / (∑ Q_фi a_i / ∑ Q_фi) = (13718 / 11620) / (512 / 440) =1.181 /1.164 = 1.015, (17)

Различают входную, выходную, проектную и среднегодовую производственные мощности.

Под входной мощностью понимают производственную мощность предприятия (цеха, участка) на 1 января текущего года или на конкретную дату.

На конец планового периода определяют производственную мощность предприятия (участка, цеха), которая называется выходной мощностью (М_к), рассчитывается по формуле:

М_к = М_н + М_с + М_р + М_п + М_из + М_в (18)

где М_н — производственная мощность на начало периода; М_с — ввод мощности в результате строительства; М_р — прирост мощности вследствие реконструкции предприятия; М_п — увеличение мощности в результате технического перевооружения и других мероприятий; М_из — увеличение или уменьшение мощности вследствие изменения номенклатуры и трудоемкости продукции; М_в – уменьшение мощности из-за выбытия оборудования.

На предприятиях (цехах, участках), мощности которых введены в действие, но не освоены, за производственную мощность принимается введенная в действие проектная мощность.

Среднегодовая мощность (the average annual capacity of the plant) — это мощность, которой будет располагать предприятие (цех, участок) в среднем за расчетный период или за год; она определяется балансовым методом:

М_год = М_н + ∑(Мвв ⋅ Чвв) / 12 — ∑ (Мв ⋅ Чв) / 12, (19)

где М_н — производственная мощность на начало периода; М_вв — мощности, введенные в действие в течение года; Ч_вв — число месяцев эксплуатации введенной в действие мощности; М_в — выбывшие в течение года мощности; Ч_в — число месяцев с момента выбытия мощности до конца года [4].

Требования к размещению производственных мощностей

Хозяйствующий субъект — это производственная единица, которая организует свою предпринимательскую деятельность от выпускаемой продукции. Основы размещения хозяйствующих субъектов зависят от многих факторов: наличия реальной потребности в новой продукции, состояния экологической обстановки, наличия необходимых площадок для размещения новых мощностей, вида производства, социальных проблем размещения, наличия трудовых ресурсов, уровня развития региональной инфраструктуры, уровня качества жизни в субъектах РФ. Для наилучшего размещения предприятий промышленности руководствуются следующими принципами [4]:

• с учетом близости источников сырья, энергии и потребителей конечной продукции;
• тесной увязки отраслей для комплексного рационального использования природных ресурсов, более полного учёта задач по охране и наиболее эффективного освоения ресурсов;
• обеспечения рациональной пространственной концентрации производств в виде: территориально-производственных и территориально-отраслевых комплексов или промышленных районов, зон и узлов;
• кооперирования производства между различными предприятиями, сокращающего нерациональные перевозки, обеспечивающего максимально возможное комплексное развитие и размещения местных производств;
• стоимость проекта создания.

После суммирования затрат по каждому из этих факторов и корректировки полученной суммы на величину агломерационной экономии производится сравнение различных вариантов размещения и осуществляется выбор лучшего из них по критерию наименьших издержек.

Расчет годовой производственной мощности асфальтобетонного завода

На основе исходных данных, приведенных в примере 1.

Пример 1. Для расчёта годовой производственной мощности асфальтобетонного завода (АБЗ) предприятия ООО фирма «Магистраль»..

Исходные данные:

1. Для расчета мощности технологическая схема АБЗ представлена на рисунке 1.

2. Спецификация систем и механизмов АБЗ

• Система дозирования инертных материалов (агрегат питания). Система дозирования инертных материалов предназначена для выдачи исходных материалов (щебня, песка) в соответствии с заданной рецептурой и подачи их на ленточный наклонный конвейер. Система состоит из блоков (бункеров) с ленточными конвейерами. Инертные материалы (щебень и песок) подаются в бункера через решетку для того, чтобы проконтролировать размер фракций. Объемы бункеров и их количество зависит от модификации завода. Управление системой дозирования производиться автоматически при смене вида асфальта или вручную оператором;
• Наклонный ленточный конвейер (питатель). Наклонный ленточный конвейер (питатель) предназначен для подачи (перемещения) отобранных инертных материалов от агрегата питания к сушильному барабану;
• Сушильный барабан со встроенной горелкой. Сушильный барабан выполняет функцию нагрева и сушки, поступаемых с ленточного конвейера инертных материалов (щебень и песок). Изготавливается из специальной листовой стали, которая гарантируется долговечностью и износостойкостью. Кольца выполнены из высокопрочной стали, крепятся к корпусу при помощи держателей с термокомпенсацией, с последующей обточкой. Полностью автоматические герметизированные горелки АБЗ гарантируют высокую теплоотдачу, благодаря их универсальности могут использоваться с жидким, газообразным и смешанными видами топлива;
• Газоочистное оборудование (система пылеулавливание) — рукавной фильтр. Предназначен для защиты окружающей среды от загрязнений в процессе работы асфальтобетонного завода. Фильтрация осуществляется сухим способом, с применением рукавных фильтров с высокой степенью пылеулавливания, обеспечивающее соблюдение наиболее строгих стандартов;
• Система хранения и подачи минерального порошка. Данная установка состоит из склада хранения (силос) и винтовых конвейеров (шнека). Силос — предназначен для приема и временного хранения и подачи минерального порошка в дозатор или приемное устройство элеватора. Объем зависит от модификации завода. В силосах устанавливаются системы фильтрации, аэрации и сигнализирования уровней. Шнек — оборудование, которое предназначено для подачи порошка в дозаторы;
• Смесительный блок (агрегат). Агрегат представляет собой башню, состоящую из блоков, расположенных в соответствии с технологическим процессом, включающий: элеватор, грохот, бункер горячих инертных материалов, весовой дозатор инертных материалов и битума, смеситель (миксер), бункер излишков и негабарита, приёмный лоток. Смесительный блок предназначен для сортировки и дозирования нагретых материалов, а также для смешивания и выгрузки готовой смеси;
• Склад готовой продукции (смеси). Склад готовой смеси предназначен для приема, временного хранения и выгрузки в автотранспорт готовой асфальтобетонной смеси. Длительное время сохранять нужную температуру асфальта позволяет хорошая теплоизоляция. Бункера оснащены системой оповещения уровней наполнения и датчиками температуры. Стенки и затворы обогреваются при помощи электронагревателей. Склад состоит из: накопительного бункера, промежуточного бункера для некондиционных материалов, скип, лебедка;
• Битумное хозяйство. Битумное хозяйство — это место для приема, хранения и нагрева битума до рабочей температуры и подачи его на систему дозирования для приготовления асфальтной смеси. Нагрев осуществляется при помощи горелки и жаровой трубы. Нагреватель работает автоматически, поддерживая заданную температуру битума. Нагрев может осуществляться сразу в нескольких битумных цистернах за счет тепла масла. При помощи битумного нагревателя обеспечивается мягкий щадящий нагрев битума, который предотвращает преждевременное старение. В битумное хозяйство включается: нагреватель жидкого теплоносителя (НЖТ), битумные цистерны, масловод, битумовод и запорная арматура, система контроля температуры;
• Кабина оператора и система управления АБЗ. Кабина оператора является рабочим местом специалиста (оператора АБЗ). С помощью пульта управления, силовых шкафов, приборов, мониторов видеонаблюдения, пусковой и защитной аппаратуры оператор осуществляет управление асфальтобетонным заводом. Для обеспечения комфорта оператора устанавливается сплит-система (тип кондиционера полупромышленного назначения). На АБЗ установлена микропроцессорная система управления, которая полностью автоматизирует процесс приготовления асфальта.

3. Асфальтобетонный завод оснащен асфальтосмесительной установкой контейнерного типа СSD 1500/4 производства Германии (смотри рисунок 2), с паспортной производительностью (*Мп=160 т/час) производства асфальта.

4. Коэффициент экстенсивного использования мощности установки по времени, исходя из времени регламентированных перерывов Кэ=0,85;

5. Коэффициент интенсивного использования мощности установки Ки=0,95;

6. Для расчёта годовой производственной мощности асфальтового завода (Мr), исходя из годового планового (эффективного) фонда рабочего времени (Ф_пл) и часовой производительности установки СSD 1500/4 используем зависимость:

Мr= Ф_пл ⋅ Мп ⋅ К_в ⋅ К_м, (20)

В свою очередь Фпл — календарный фонд рабочего времени рассчитывается по зависимости:

Ф_пл =(365 — K_вых — K_сез – K_дожд) ⋅ N_вр ⋅ N_см, (21)

где K_вых — праздничные выходные= 20дн; K_сез — время нерабочего сезона. Так как Нижегородская область входит в IV климатическую зону, то зимнее время с 15 октября-15 апреля, Kсез=184 дн; K_дожд — сезонное время дождей=14 дн; N_вр — продолжительность рабочего времени в смену, в часах =7,8 час; N_см — количество смен в сутки прерывное производство=3.

Откуда Ф_пл =(365 — 20 — 184 — 14) ⋅ 7,8 ⋅ 3=3439,8 часов в год.

Подставляя в формулу (20) соответствующие данные, получаем производственную мощность АБЗ в размере 444422тн. асфальтобетона в год.

М_r =3439,8 ⋅ 160 ⋅ 0,95 ⋅ 0,85 = 444422 тн.

Заключение

На основе проведённых исследований можно сделать следующие выводы:

• Исследована теоретическая основа размещения производственных мощностей;
• Рассмотрены теоретические основы расчета производственной мощности для специализированных предприятий (в натуральных показателях) и с использованием стоимостных показателей для неспециализированных предприятий;
• Выполнен расчёт годовой мощности асфальтового завода на примере ООО фирма «Магистраль».