Методика расчета технико-экономических показателей производственного участка для курсового проектирования

Экономическая эффективность любого производственного проекта напрямую зависит от точности исходных расчетов. Ошибки на этапе планирования мощностей могут привести либо к неспособности выполнить производственную программу, либо к избыточным капитальным затратам и низкой рентабельности. В данном разделе курсовой работы рассматриваются методики расчета потребности в оборудовании и его загрузки. Ключевыми показателями, которые предстоит определить, являются потребность в основном технологическом оборудовании и степень его фактической загрузки. Эти метрики тесно взаимосвязаны и позволяют сформировать оптимальный парк станков. Главная цель данного этапа проектирования — определить оптимальное количество технологического оборудования, необходимое и достаточное для выполнения заданной годовой производственной программы.

Для того чтобы приступить к основному расчету, необходимо определить два базовых параметра: стоимость эксплуатации оборудования и доступный фонд его рабочего времени. Начнем с первого.

1. Фундаментальный показатель эффективности, или что такое станко-час

В экономике производственного предприятия одним из ключевых понятий является станко-час. Это комплексный показатель, отражающий все расходы, связанные с использованием единицы оборудования (станка) в конкретных производственных условиях, пересчитанные на один час его работы. Понимание его структуры — первый шаг к управлению издержками.

Стоимость станко-часа складывается из нескольких групп затрат, которые можно логически сгруппировать:

• Затраты, связанные с владением оборудованием: Сюда входят амортизационные отчисления, платежи по кредитам или лизингу, если станок был приобретен в долг, а также часть арендной платы за производственную площадь, которую он занимает.
• Затраты, связанные с эксплуатацией: Эта группа включает расходы на электроэнергию, техническое обслуживание, планово-предупредительные ремонты, стоимость смазочных и обтирочных материалов.

Точный расчет этого показателя помогает не только корректно сформировать себестоимость продукции, но и определить текущие издержки для их последующего анализа и целенаправленного снижения. Важно отметить, что сама методика расчета стоимости станко-часа была изначально разработана в советское время в Экспериментальном научно-исследовательском институте металлорежущих станков (ЭНИМС), что говорит о ее фундаментальной значимости для машиностроения.

Теперь, когда теоретическая база ясна, перейдем к практическому алгоритму вычисления этого комплексного показателя.

2. Практический алгоритм расчета стоимости станко-часа

На практике для калькуляции себестоимости продукции все затраты принято делить на прямые и накладные. Эта же логика применяется и при расчете станко-часа. Прямые издержки — это те, что можно напрямую отнести на конкретную деталь или операцию. Накладные расходы связаны с обеспечением общего функционирования производства и распределяются косвенно.

Существует и другая, не менее важная классификация затрат, особенно актуальная для современного оборудования:

1. Затраты, не зависящие от режимов обработки. К ним относятся стоимость материала заготовки, а также непроизводственные затраты времени, такие как наладка оборудования, установка и снятие детали.
2. Затраты, зависящие от режимов обработки. Сюда входят расходы, непосредственно связанные с процессом резания: износ инструмента и затраты на его смену, а также электроэнергия, потребляемая на саму обработку.

Интересный факт: при обработке на высокопроизводительных станках с ЧПУ первая группа затрат, не связанная напрямую с удалением материала (наладка, смена паллет), может преобладать в общей структуре стоимости.

Обобщенная формула расчета стоимости станко-часа агрегирует все вышеперечисленные компоненты. В ее состав включают годовые расходы на амортизацию, все виды ремонтов и обслуживания, электроэнергию, сжатый воздух, смазочные материалы и заработную плату вспомогательных рабочих, обслуживающих станок. Затем эта общая сумма делится на годовой эффективный фонд времени работы данного станка. Такой подход позволяет получить максимально точное значение, учитывающее все аспекты эксплуатации оборудования.

Мы определили стоимость эксплуатации оборудования в час. Теперь нужно понять, сколько таких часов доступно в течение года.

3. Как устроен годовой фонд времени работы оборудования

Для корректного планирования производственной мощности необходимо точно знать, сколько времени оборудование может реально работать в течение года. Для этого используется система фондов времени.

• Календарный фонд — это теоретический максимум, равный 365 дням, умноженным на 24 часа. Он служит отправной точкой для всех расчетов.
• Номинальный (режимный) фонд — получается из календарного путем вычета нерабочего времени: выходных и праздничных дней. Этот фонд определяется режимом работы предприятия (количеством смен в сутках и продолжительностью смены).
• Эффективный (действительный) фонд — это реальное время, доступное для производственной деятельности. Он рассчитывается путем вычета из номинального фонда времени плановых простоев, в первую очередь — времени на планово-предупредительный ремонт оборудования.

Именно эффективный фонд времени является ключевым показателем для дальнейших расчетов, так как он отражает фактические производственные возможности. Для его определения важно также понимать разницу между терминами трудоемкость (измеряется в человеко-часах) и станкоемкость (измеряется в станко-часах), которая представляет собой время непосредственной работы оборудования для изготовления изделия.

Разобравшись с компонентами, мы готовы рассчитать итоговый эффективный фонд времени по конкретной формуле.

4. Методика расчета эффективного годового фонда времени

Расчет эффективного годового фонда времени (Фэф) для одной единицы оборудования производится по формуле, учитывающей все плановые потери рабочего времени. В общем виде она выглядит так:

Ф_эф = (Д_к — Д_в — Д_п — Д_рем) * t_см * N_см * К_и

Давайте подробно разберем каждый компонент этой формулы:

• Д_к — количество календарных дней в году (обычно 365).
• Д_в — количество выходных дней в году согласно производственному календарю.
• Д_п — количество праздничных дней в году.
• Д_рем — общее количество дней, отводимых на плановый ремонт оборудования в течение года.
• t_см — продолжительность одной рабочей смены в часах (например, 8 часов).
• N_см — количество рабочих смен в сутках (1, 2 или 3).
• К_и — коэффициент, учитывающий неучтенные простои оборудования (например, по организационным причинам). Этот коэффициент также называют коэффициентом использования оборудования. Его значение всегда меньше единицы; в студенческих проектах его часто принимают равным 0,9-0,95.

Итоговое значение, полученное по этой формуле, и будет тем количеством часов, которое один станок может отработать в течение года для выполнения производственной программы. В расчеты трудоемкости также закладываются такие понятия, как общая норма времени (Тш), включающая технологическое и вспомогательное время, и подготовительно-заключительное время (Тп.з.) на наладку.

Теперь у нас есть все необходимые данные для решения ключевой задачи этого раздела: расчета потребного количества станков.

5. Расчет потребного количества оборудования как главная цель

Итоговая цель данного этапа — согласовать производственную программу с производственными мощностями. Иными словами, нужно определить, сколько станков потребуется для изготовления заданного количества изделий в год. Основой для этого расчета служат два ключевых понятия: станкоемкость годового выпуска продукции и эффективный фонд времени работы единицы оборудования.

Станкоемкость годового выпуска — это общее количество станко-часов, необходимое для производства всех деталей по годовой программе. Она рассчитывается путем суммирования произведений нормы времени на изготовление одной детали на годовую программу выпуска по каждой детали, обрабатываемой на данной группе оборудования. В методических материалах этот расчет часто описывается формулами, агрегирующими общую трудоемкость (например, формулы 2.1, 2.2, 2.3).

Логика основного расчета предельно проста: общая потребность в машинном времени делится на время, которое может предоставить одна машина:

C_р = Т_общ / Ф_эф

где:

• C_р — расчетное количество станков.
• Т_общ — общая годовая станкоемкость производственной программы в станко-часах.
• Ф_эф — эффективный годовой фонд времени работы одного станка в часах.

Этот подход применяется при проектировании цехов для серийного производства, где расчет ведется по каждой группе (типоразмеру) станков. Таким образом, мы получаем точное, расчетное значение необходимого парка оборудования.

Все теоретические и подготовительные шаги пройдены. Переходим к финальному вычислению и анализу результата.

6. Финальное вычисление и проверка загрузки оборудования

После того как по формуле C_р = Т_общ / Ф_эф получено расчетное количество оборудования (например, 5,4 станка), необходимо принять окончательное решение о его количестве. Здесь действует строгое правило: расчетное количество оборудования всегда округляется в большую сторону до ближайшего целого числа. В нашем примере пришлось бы принять 6 станков. Экономический смысл этого правила в том, чтобы гарантированно обеспечить выполнение производственной программы. Недостаток мощностей (принятие 5 станков) сделал бы это невозможным.

После определения принятого количества станков (С_пр) ключевой задачей становится анализ эффективности их будущего использования. Для этого вводится коэффициент загрузки оборудования (Кз). Он показывает, какую долю от своего эффективного фонда времени оборудование будет реально работать. Рассчитывается он по формуле:

Кз = C_р / С_пр

В нашем примере Кз = 5,4 / 6 = 0,9. Это означает, что принятый парк станков будет загружен на 90% своего потенциала. В серийном производстве рекомендуется поддерживать этот коэффициент в диапазоне 0,7–0,9. Слишком низкий коэффициент (например, 0,6) говорит о неэффективном использовании инвестиций и избыточных мощностях, а слишком высокий (близкий к 1.0) — об отсутствии резерва и риске срыва программы при малейших сбоях.

Расчеты завершены. Осталось подвести итоги и сформулировать выводы по проделанной работе.

На основе проведенных расчетов были определены ключевые технико-экономические показатели для проектируемого участка. Во-первых, была рассчитана стоимость станко-часа для основных групп оборудования, что является базисом для калькуляции себестоимости. Во-вторых, определен эффективный годовой фонд времени работы, учитывающий режим сменности и плановые простои. На основе этих данных было вычислено расчетное и принятое количество станков по каждой технологической группе, а также определен коэффициент их загрузки. Сделан вывод о достаточности спроектированных мощностей для выполнения годовой производственной программы. Полученные данные (количество оборудования, его стоимость, показатели загрузки) служат неотъемлемой основой для последующих экономических расчетов в рамках курсовой работы, включая определение объема капитальных вложений, расчет себестоимости продукции и итоговых технико-экономических показателей проекта.

Список использованной литературы

1. Шабалина В.А. Планирование не предприятии: методические указа-ния / В.А. Шабалина. Екатеринбург: Изд-во УМЦ УПИ, 2005 г., 39 с.
2. Прилуцкая М.А. Планирование на предприятии: учебное пособие / М.А. Прилуцкая, И.В. Ершова. Екатеринбург: УГТУ УПИ, 2008 г., 127 с.