Методы диагностики для определения экономической целесообразности использования технологических машин

№51-1,

экономические науки

В настоящее время сложились объективные предпосылки для применения в системе управления производством, инструмента, позволяющего проводить детальное исследование, получать достоверную информацию о состоянии и стоимости технологической системы. Более того, нет единого методического подхода, позволяющего объективно оценивать реальные изменения состояния технологической системы предприятия.

Похожие материалы

Функционирование технологических машин и систем предприятия невозможно без организации процесса диагностики оборудования, входящего в эту систему. Процесс диагностики приведенный в данной статье направлен на определение технологических, функциональных и экономических возможностей оборудования, на основе анализа данных об объекте. Исключая человеческий фактор, влияние качества инструмента, заготовки и ряда других факторов. В современной литературе присутствуют определения, характеристика методов и приемов экономической диагностики. Однако мнения разных авторов расходятся. В большинстве источников, понятия экономическая диагностика и экономический анализ отождествляются. Изучая терминологию, необходимо рассмотреть сущность определений.

Рассмотрим понятие технологической системы.

Под технологической системой будем понимать минимальное количество амортизируемого имущества, находящегося в собственности предприятия, которое позволяет произвести продукцию, имеющую рыночную стоимость. В результате реализации этой продукции предприятие получит доход в виде чистой прибыли и амортизационных отчислений.

Термин "диагностика" в переводе с греческого означает распознавание, определение признаков, знание характеристик, распознавание явлений по их симптомам; термин "анализ" в переводе с греческого означает расчленение, разделение исследуемого объекта на части, отдельные элементы.

"Диагностика" является более широким понятием, чем "анализ" и "оценка", т.е. объединяет и содержит их в себе.

Под экономической диагностикой технологических систем рассмотрим комплекс мероприятий, направленных на оценку состояния технологической системы.

Целью проведения экономической диагностики является количественная характеристика, и качественная идентификация состояния оборудования на конкретный момент времени.

Задача диагностики будет заключается не только в том, чтобы оценить состояние объекта на конкретный момент времени, но и сделать прогноз поведения объекта как в случае внедрения организационно-технических мероприятий после получения результатов диагностики, так и в случае, если не будут предприняты попытки ликвидировать выявленные диспропорции, и использовать резервы повышения эффективности деятельности.

"Экономическая диагностика" как процесс, включает в себя:

  1. проведение экономического анализа;
  2. оценку оборудования на данный момент времени (количественного результата);
  3. установление диагноза (т.е. форма, этап, уровень состояния объекта на дату завершения исследования; сравнение с другими объектами и с нормативными показателями; установление наличия отклонений от нормы; определение степени отклонения и др.);
  4. разработка мероприятий и рекомендаций по устранению симптомов отклонения от нормы и улучшению (стабилизации) состояния технологической системы;
  5. мониторинг за поведением состояния объекта и выработка корректирующих решений.

При установлении диагноза особо важную роль играет выявление причин, по которым и возникли отклонения в работе предприятия. Проводя параллель с медициной, можно заметить, что повышение температуры у пациента может быть вызвано различными причинами (перебойной работой любого из органов всего организма человека). И в зависимости от того, какова причина – будет выписан тот или иной рецепт. Поэтому организационно-технические мероприятия, направленные на улучшение или корректировку выявленного отклонения в работе предприятия, должны быть разработаны с учетом причин, вызвавших эти отклонения.

Необходимость решения этих задач обусловлена тем, что руководство предприятия, получив результаты экономической диагностики, имело представление о том, каким временным интервалом оно располагает до появления первых симптомов дальнейшего ухудшения состояния технологической системы. Это также имеет значение при планировании организационно-технических мероприятий. Поскольку стадия их подготовки может длиться определенное время, то при сложившемся уровне состояния оборудования (по результатам диагностики) это может обернуться непредвиденными финансовыми потерями и даже убытками. Это объясняется тем, что даже если организационно-технические мероприятия запланированы как результат проведения диагностики технологических систем, их реализация может оказаться уже нецелесообразной, т.к. наступит очередной шаг ухудшения состояния объекта и понадобится разработка уже новых мероприятий. Поэтому достаточно актуальной является проблема качественной и количественной оценки именно интенсивности ухудшения состояния оборудования, т.е. оценки скорости изменения состояния объекта исследования в динамике. Что в полной мере позволяет оценить описанная ниже методика.

Для практики оценки машин и оборудования не являются единичными случаи оценки имущества, действительный возраст которого в несколько раз превышает отведенные ему сроки службы. При этом эти машины и оборудование продолжают работать и приносить доход, то есть имеют определенную рыночную стоимость. В качестве примеров можно привести отдельные образцы выпуска 30-х 40-х годов прошлого века, вывезенные из Германии после 1945 года и работающие до сих пор (возраст более 70 лет!). Из советских машин и оборудования в легкой промышленности (в ткацком производстве) продолжают работать станки, выпущенные в 1960-х - 70-х годах прошлого века. Эти примеры не единичны, они имеют до настоящего времени массовый характер во многих отраслях, и это обусловлено отсутствием материальных средств на замену устаревшего оборудования новым, более совершенным как по производительности, надежности, экологичности и другим показателям, так и более экономичным по затратам на обслуживание и энергопотребление. В подтверждение долговечности машин и оборудования подчеркивается (2), что при оценке износа станков, как металлообрабатывающих, так и деревообрабатывающих, необходимо иметь в виду, что при нормальном уходе и эксплуатации, по истечении нормативного срока эксплуатации станки сохраняют 15-20% своего ресурса, а значит и стоимости. Как определить и оценить этот оставшийся ресурс после двух и более нормативных сроков службы? Очевидно, что при оценке старых, а также эксплуатировавшихся в щадящем режиме или в благоприятных условиях машин и оборудования, оценщики, пользуясь нормативными и другими документами, опытом экспертов, при расчете износа сталкиваются с трудностью его начисления, и с вопросами о правильном выборе продукции для таких станков. Чтобы правильно определить ресурс станка и подобрать номенклатуру изделий для него, нами предлагается метод определения функционального технологического и экономического износа и метод подбора продукции исходя из получившихся расчетных величин износа. Далее раскроем понятия износов.

Функциональный износ отражает обесценивание амортизируемого актива, если он оказался конструктивно или функционально недоработанным по сравнению с аналогичными активами, позднее появившимися на рынке. Подобная недоработка скажется на надежности и ремонтопригодности оборудования, потерю стоимости машин и оборудования, вызванную появлением новых технологий, появлением объектов- конкурентов. Функциональный износ машин данной модели обнаруживается тогда, когда на рынке появляется не просто аналог, а аналог нового семейства или нового поколения с лучшим соотношением «цена — качество».

Технологический износ - это потеря способности технологических систем, стабильно производить продукцию с заданными потребительскими свойствами. Так же это означает обесценивание технологического оборудования, научно-технических нематериальных активов типа ноу-хау, патентов вследствие того, что на рынке появились аналоги рассматриваемых активов, которые имеют лучшее соотношение качественных характеристик. При этом характеристика может измеряться по ведущему параметру, который наиболее значим для потребителей, или по некоторому комплексному показателю, объединяющему в себе различные параметры оборудования, такие как: производительность, заданная точность обработки изделий, эргономичность, экологичность и т. п. с взвешиванием их на значимость тех или иных параметров.

Экономический износ - потеря возможности технологической системы производить продукцию, востребованную на рынке в данный момент времени. Определяется из рассмотренных выше видов износа. Сопоставив функциональные и технологические возможности станка сделаем определённые выводы, по экономическому износу оборудования, и стоимости подобранного диапазона продукции. Диапазон продукции напрямую зависит от показателей точности (технологического износа), поскольку основным показателем стабильности производства продукции является точность изделия, отвечающая заданным потребительским свойствам. Соответственно от соблюдения потребительских свойств и зависит конкурентоспособность продукции, а исходя из этого и доход предприятия в целом.

Рассмотрим предлагаемую нами методику определения износов и подбора номенклатуры продукции для технологической системы.

Определим величину функционального износа методом сравнения функций (технических характеристик) технологических систем. Данный метод даёт возможность выяснить, на сколько увеличилась функциональность аналогичных станков, позволяет вычислить временной интервал полезного использования станка, до появления новых технологий и функциональных возможностей станков аналогов. Сущность метода заключается в сравнении станка с его современными аналогами и выявление недостатка некоторых функций необходимых для производства более широкого спектра продукции. И сравнить характеристики обоих станков их функциональные возможности, геометрические параметры и точностные параметры. Выбор технических параметров проводим по номенклатурным каталогам оборудования. Далее заносим собранный материал в таблицу 1 и определяем количество несовпадений функций исследуемого станка, в сравнении со станком аналогом.

Рассмотрим пример вычисления функционального износа станка 16Б16КП лаборатории кафедры ЭиТПП.

В приложении 1 приведены технически е характеристики токарно-винторезных станков одного класса точности, стоимостью до 300 т.р. выбираем из них исследуемый станок и станок аналог.

Сравним:

Токарно-винторезный станок нормальной точности 16Б16КП производства 1978г., и токарно-винторезный станок GHB-1330 2007г. производства.

Таблица 1. Сравнительные характеристики для определения функционального износа оборудования

Модели

16Б16КП

GHB-1330

16Б16КП

Технические характеристики

1. Наибольший диметр заготовки:

над станиной, мм

360

330

+

320над суппортом, мм

180

197

-

2. Длина обрабатываемой заготовки, мм

750

760

-

3. Шаг нарезаемой резьбы:

метрической, мм

0,2-28

0,45-10

+

дюймовой, 1”

96-5

3,5-80

+

питчевой, питч

-

-

+

модульной, мм

0,1-14

-

+

3. Диаметр отверстия шпинделя, мм

45

38

5. Частота вращения шпинделя, об.мин

20-2000

70-2000

+

16. Конус шпинделя

К5

К5

7. Число скоростей шпинделя

б/с

8. Расстояние между центрами, мм

750

760

-

9. Наибольшее перемещение суппорта:

продольное, мм

540

760

-

поперечное, мм

160

160

+

10. Подача суппорта:

продольная, мм/об

0,01-0,175

0,045-0,0826

+

поперечная, мм/об

0,005-0,09

+

11. Число ступеней подач

-

-

12. Быстрое перемещение суппорта:

продольное

+

+

+

поперечное

+

+

+

13. Мощность двигателя, кВт

7,5

1,5

-

14. Габаритные размеры

длина, мм

2270

1650

-

высота, мм

1100

1200

-

ширина, мм

1500

762

-

15. Масса, кг

2150

600

-

Проведём расчет износа сравниваем функции нового станка и функции диагностируемого по 20 характеристикам, получаем из 20 характеристик сравнения не совпадают 9 (в данном случае диагностируемый станок уступает новому оборудованию по 9 параметрам (характеристикам, функциям)) примем функции нового станка за 100% рассчитаем значение одного параметра J=100% / n Где n-количество сравниваемых характеристик (функций). Далее рассчитаем процент износа r %= J %* I Где i – количество несовпадения характеристик (функций). Получаем: 100 % / 20=5 %? 5% * 9 = 45 %

Износ станка по сравнению современным аналогом 45% учитывая то что станок 16Б16КП произведён в 1978 году а станок GHB-1330 модель 2014 года разница в возрасте 36 лет соответственно за 36 лет станок функционально изнашивается на 45% из этого следует вывод о том что станок 16Б16КП ещё не исчерпал срок полезного использования.

Технологический износ оборудования можно оценить путём замеров его геометрических характеристик, которые в полной мере могут отразить пригодность оборудования для производства той или иной продукции в зависимости от требований точности предъявляемых к изделию. Вследствие этого, можем обосновать технологический износ посредством пригодности станка к выполнению той или иной технологии и соответствию её требованиям. Если станок не отвечает требованиям точности, прописанным в его технической документации, это обозначает то, что по результатам проверки можно будет сделать выводы о его технологических возможностях или о проведении ремонта станка (доведению его показателей до нормы), что приведет к восстановлению технологического износа станка. Для того чтобы выполнять ту или иную задачу станок должен отвечать требованиям точности, прописанным в его паспорте или ГОСТу на проверку геометрической точности оборудования.

Рассмотрим пример вычисления технологического износа станка 16Б16КП.

В таблице 2 приведены этапы проверки геометрической точности токарно-винторезных станков нормальной точности.

Таблица 2. Проверка геометрической точности станка

№ проверки

Что проверяется

Метод проверки

Допуск по ГОСТ и отклонение по результатам измерения

1

Прямолинейность продольного перемещения суппорта в вертикальной плоскости.

На суппорт параллельно проверяемой направляющей устанавливают уровень. Суппорт с уровнем перемещают вдоль направляющих.

Допуск

0,02 – 0,04 на длине 750 мм.

Фактическое отклонение:

0,03

2

Перекос суппорта при его продольном перемещении.

Уровень устанавливают перпендикулярно направляющим станине. Суппорт с уровнем перемещают вдоль направляющих.

Допуск 0,02;

750мм.

Фактическое отклонение

0,03

3

Параллельность направляющих задней бабки направлению продольного перемещения суппорта.

Стойку с индикатором устанавливают на суппорт. Суппорт перемещают в продольном направлении.

Допуск

0,02 – 0,04

Фактическое отклонение:

0,03

4

Радиальное биение центрирующей шейки шпинделя передней бабки.

Индикатор устанавливают так, чтобы его мерительный штифт касался поверхности шейки шпинделя. Шпиндель приводится во вращение.

Допуск

0,01

Фактическое отклонение:

0,02

5

Торцевое биение опорного буртика шпинделя передней бабки

Индикатор устанавливают так, чтобы его мерительный штифт касался опорного буртика. Шпинделю сообщают медленное вращение.

Допуск

0,02

Фактическое отклонение:

0,02

6

Параллельность перемещения пиноли направлению продольного перемещения суппорта.

Измерение отклонений проводится в двух плоскостях, как указано на эскизе.

Допуск

а) 0,03

б) 0,01

Фактическое отклонение:

а) 0,02

б) 0,02

7

Проверяется точность шага ходового винта и передаточной цепи от шпинделя к ходовому винту.

Медленное вращение шпинделя и ходового винта с передачей, равной отношению шагов эталонного винта к ходовому винту. Алгебраическая разность показаний индикатора в любых точках по длине эталонного винта определяет суммарную погрешность ходового винта и передаточной цепи на этой длине

Допуск

0,04

Фактическое отклонение:

0,03

8

Правильность геометрической формы наружной цилиндрической поверхности образца после его чистовой обработки на станке.

Измерение микрометром или индикатором овальности и конусности образца.

Допуск

а) 0,01

б) 0,01

Фактическое отклонение:

а) 0,03

б) 0,01

Далее после проверки проводим расчет технологического износа путём сравнения допусков ГОСТ с фактическими замерами на станке, полученными в ходе проверки, находим отклонения в параметрах станка и выделяем их из общего количества параметров.

Диагностируемых параметров 8, по фактическим замерам из 8 параметров сравнения не совпадают 4 ( в данном случае диагностируемый станок не отвечает ГОСТ по 4м параметрам) примем все параметры замеров за 100% рассчитаем значение одного параметра J=100% / n/.Где n-количество сравниваемых параметров. алее рассчитаем процент износа r %= J %* i. де i – количество несовпадений. олучаем:100 % / 8=12,5%, 2,5% * 4 = 50 %

Технологический износ станка составляет 50 % учитывая то что станок 16Б16КП произведён в 1978 году то 38 лет станок технологически изношен на 50% из этого следует вывод о том что станок 16Б16КП исчерпал срок полезного использования на 50%.

Экономический износ

Исходя из рассмотренных выше видов износа и определив функциональные и технологические возможности станка можно сделать определённые выводы, по экономическому износу оборудования, исходя из стоимости подобранного диапазона продукции. Диапазон продукции напрямую зависит от точности станка поскольку основным показателем стабильности производства продукции является точность изделия отвечающая заданным потребительским свойствам. Вся продукция имеет, какой либо квалитет точности (таблица 3) соответственно и оборудование для такой продукции выбирается в зависимости от точности станков. Исходя из максимальных величин точности станка, можно выделить группы точности деталей, исходя из допусков квалитетов.

Таблица 3. Таблица квалитетов

Таблица 3. Таблица квалитетов

  • Желтый цвет максимальный диаметр обработки над суппортом
  • Зелёный цвет максимальный диаметр обработки над станиной
  • Красным цветом обозначены возможности нового оборудования по ГОСТ

Делаем выборку из таблицы квалитетов по максимально возможной точности станка, и в зависимости и максимального диаметра обработки над станиной и над суппортом.

Отклонения в точности размеров составляют 0,03 мм. соответственно 30 мкм.

Выбираем из таблицы допусков значение 30мкм и получаем диапазон диаметров и допусков продукции для производства на станке. Сравниваем с параметрами ГОСТ для данного станка и получаем значение экономического износа.

Диапазон допусков составляет 75 значений, по фактическим замерам станок не может поддерживать 15 ( в данном случае диагностируемый станок не отвечает нормам ГОСТ по 15 допускам) примем все параметры замеров за 100% рассчитаем значение одного параметра J=100% / n. Где n-количество сравниваемых параметров. Далее рассчитаем процент износа r %= J %* i. Где i – количество несовпадений. Получаем:100 % / 75=1.3%, 1,3 % * 15 = 20 %

Экономический износ станка составляет 20 % учитывая то что станок 16Б16КП произведён в 1978 году то 29 лет станок экономически изношен на 20 % из этого следует вывод о том что станок 16Б16КП не исчерпал срок полезного использования.

Исходя из проведенных выше расчетов, можно сделать вывод о том, что на диагностируемом станке 16Б16КП можно производить продукцию от 6ого квалитета до12 квалитета и ниже, но исходя из функциональных возможностей станка, полный диапазон диаметров можно изготавливать, начиная с 10 квалитета точности. Продукция, для данного оборудования исходя из допусков точности для диагностируемого станка:

  • по 6 квалитету: детали двигателей внутреннего сгорания, редукторов коробок передач диаметром от 250 мм до 360 мм.
  • от 7 до 8 квалитета точности: оправки, корпуса подшипников, заготовки зубчатых колёс и валов, диаметром от 18 мм до 360 мм.
  • от 9 до 10 квалитета точности: звёздочки не ответственные валы и т.д. диаметром от 3 мм до 360 мм.
  • от 11 до 12 квалитета точности: сгоны водопроводную арматуру метизы и т.д. диаметром от 3 мм до 360 мм.

Исходя из приведенного диапазона изделий, руководитель предприятия может принять решение о дальнейшем использовании оборудования

Список литературы

  1. Саприцкий Э.Б. Методология оценки стоимости промышленного оборудования. - М.: Институт промышленного развития (Информэлектро). 1996.
  2. Старинский В.Н. Основы оценки машин и оборудования. Учеб-ное пособие. – СПб.: СПбГИЭУ, 2005 – 137с.
  3. Шичков. А.Н. Оценка внутренней стоимости основных фондов предприятия / Н.А., Шичков. - Вологда: ВоГТУ. 2003.- 280с