Коэффициент использования машины – отношение времени фактической работы машины за определенный период к длительности этого периода.

Пусть Н – период эксплуатации машины, h– фактическое время работы машины за этот период. Тогда средний за период эксплуатации коэффициент использования:

(1.1)

Если машина работает до полного исчерпания своего технического ресурса, то h– будет представлять собой долговечность машины.

Долговечность обозначим буквой D, тогда:

(1.2)

Величина η_исп для машин, которые работают по календарному режиму, зависит в первую очередь от:

- числа рабочих смен;

- непроизводительного (холостого) времени (простои из-за поломок машины, недогрузка из-за нарушения производственного режима).

При работе в одну смену среднее значение η_исп = 0,2; в две смены - η_исп = 0,4; в три - η_исп = 0,6. При круглосуточной непрерывной работе η_исп = 0,95-1. У машин периодического действия η_исп = 0,05-0,10.

Рентабельность машины q выражается отношением полезной отдачи машины О_Т за определенный период, к сумме эксплуатационных расходов Р за тот же период.

(1.3)

Сумма эксплуатационных расходов в общем случае складывается из стоимости: Э_Н– расходуемой электроэнергии, М_Т – материалов и заготовок, И_Н – инструмента,Т_Р– оплаты труда операторов, О_Б – технического обслуживания, Р_М– ремонта, Н_К – накладных цеховых и заводских расходов, А_М – амортизационных расходов:

Р = Э_Н + М_Т + И_Н + Т_Р + О_Б + Р_М + Н_К + А_М (1.4)

Величина q должна быть больше единицы, иначе машины будет работать убыточно и смысл ее существования утрачивается.

Экономический эффект. Годовой экономический эффект от работы машины (годовой доход):

(1.5)

где О_Т– годовая отдача, руб/год; Р – сумма эксплуатационных расходов, руб/год.

Суммарный экономический эффект ∑Qза весь период работы машины (общий доход) равен разности суммарной отдачи ∑О_Т и суммы расходов ∑Р за период службы (в рублях):

∑Q = ∑О_Т - ∑Р

или согласно формуле (2.4):

∑Q = ∑О_Т – (∑Э_Н + ∑М_Т + ∑И_Н + ∑Т_Р + ∑О_Б +

+ ∑Р_М + ∑Н_К + ∑А_М) (1.6)

Отдача машины и эксплуатационные расходы за исключением ∑А_М и ∑Р_М, пропорциональны продолжительности фактической работы h за период эксплуатации. Амортизационные расходы за период эксплуатации равны стоимости машины С. Ремонтные расходы не находятся в прямой зависимости от h; их размер и периодичность определяются условиями эксплуатации и надежностью машины. Выделяя факторы

∑А_М и ∑Р_М = С, получаем:

∑Q = h[О_Т – (Э_Н + М_Т + И_Н + Т_Р + О_Б + Р_М + Н_К)]- - ∑Р_М – C (1.7)

Если машина работает до исчерпания механического ресурса (h = D), то:

∑Q = D[О_Т – (Э_Н + М_Т + И_Н + Т_Р + О_Б + Р_М +

+ Н_К)] - ∑Р_М - C (1.8)

Повышение отдачи может выражаться или в увеличении числа единиц продукции, или в увеличении стоимости каждой единицы (повышение качества продукции, увеличение объема операций, выполняемых над заготовкой). В первом случае расход материалов и инструмента пропорционален отдаче: М_Т + И_Н = aО_Т, где а – доля стоимости материала и инструмента в стоимости продукции, колеблющаяся в зависимости от профиля продукции в пределах 0,1 – 0,5.

В таком случае уравнение (1.8) приобретает вид:

∑Q = D[О_Т (1 – а) – (Э_Н + Т_Р + О_Б + Н_К)] - ∑Р_М - C (1.9)

Накладные расходы принято выражать в долях трудовых затрат: Н_К =bT_P, где b - коэффициент пропорциональности, колеблющийся в зависимости от типа и организационной структуры производства в пределах 0,5 – 3,0.

Введем эту зависимость в уравнение (1.9) и получим:

∑Q = D[О_Т (1 – а) + Э_Н + (1 + b)Т_Р + О_Б] - ∑Р_М - C (1.10)

Срок окупаемости Н_ОК – это период службы, при которомсуммарный экономический эффект равен стоимости машины, то есть:

С = Н_ОК∙η_исп∙(О_Т – Р’) – А_М, (1.11)

где Р’ – часть годовых эксплуатационных расходов:

Р’ = Э_Н + М_Т + И_Н + Т_Р + О_Б + Н_К

Затраты на ремонт, как правило, весьма малые в первые годы эксплуатации и им пренебрегают. Расходы на амортизацию за срок окупаемости:

(1.12)

где Н – период службы изделия, см. (1.2).

После подстановки значения А_М в уравнение (2.11), получаем:

(1.13)

Коэффициент эксплутационных расходов (k) – отношение стоимости расходов за весь период работы машины к ее стоимости:

(1.14)

Тогда уравнение (1.8) можно представить в виде:

∑Q = DO_T – kC (1.15)

Коэффициент стоимости изделия (с) – процентное отношение стоимости изделия к сумме расходов:

(1.16)

Как видно из формулы (6.14) коэффициент эксплуатационных расходов возрастает с увеличением долговечности и при больших значениях D может достигать 50 – 100. Соответственно снижается доля стоимости машины в общей сумме расходов.

Структурный анализ

Пользуясь вышеприведенными соотношениями, можно определить зависимость экономического эффекта от долговечности, отдачи и величины эксплуатационных расходов. Такая процедура называется структурным анализом. Конкретный числовой пример структурного анализа мы проведем на практических занятиях, а пока запишем наиболее общие соображения, которые следуют из этого анализа без вычислений.

Структурный анализ позволяет определить составляющие эксплуатационных расходов, их относительный вес в общем экономическом эффекте и, как следствие, установить основы рационального, с экономической точки зрения, проектирования машины.

Как правило, экономический эффект в наибольшей степени зависит от полезной отдачи и долговечности машины. Эти факторы должны стоять в центре внимания при конструировании машин.

Большое значение имеет надежность машин. Она определяет объем и стоимость ремонтов, производимых за время эксплуатации машины. На практике расходы на ремонт могут превышать стоимость машины в несколько раз. Иногда расходы на ремонт поглощают большую часть доходов, что делает эксплуатацию машины нерентабельной.

В связи с этим переходят на безремонтную эксплуатацию; под этим понимают:

- отказ от капитальных ремонтов;

- устранение восстановительного ремонта и замена его комплектационным ремонтом, который осуществляется сменой износившихся узлов и агрегатов;

- устранение вынужденных ремонтов, вызванных поломкой и износом деталей, систематическим проведением планово-предупредительных ремонтов.

Перевод на безремонтную эксплуатацию является комплексной задачей. Предпосылками решения этой задачи являются:

- увеличение срока службы износившихся деталей;

- построение машины по агрегатному принципу, допускающему независимую смену износившихся деталей и узлов, блоков;

- создание неизнашивающихся фиксирующих поверхностей, служащих при установке сменных деталей.

Конструктивным мероприятиям должны соответствовать организационно-технические. Главным из них является централизованное изготовление запасных деталей и узлов.

Из сказанного выше отнюдь не следует, что конструктор может ослабить внимание задаче уменьшения стоимости машины. Роль фактора стоимости зависит от категории изделия и может быть значительным у машин с малым энергопотреблением и расходами на труд, а также у машин с относительно небольшим сроком службы. Необходимо правильно оценивать значение этого фактора среди других факторов повышения экономичности и уметь поступиться или в случае, когда уменьшение стоимости вступает в противоречие с требованиями увеличения полезной отдачи, долговечности и надежности.