Волчкевич Л.И., Кузнецов К.И - Методические указания к курсовой работе (1031851), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Без новых идей ирешений любая новая техника не может быть эффективнее существующей, влучшем случае – замещать её после списания по физическому износу.Во многих случаях новый проект создается на базе узлов известногоцелевого назначения, однако с новым вариантом компоновки, модернизациейряда узлов, повышением степени автоматизации оборудования, применениемсистем автоматического управления (САУ) взамен кнопочного управления ирелейно - контакторной аппаратуры. Как правило, это вызывает серьезнуюмодернизацию всей технологической установки, применения автоматическиуправляемых устройств, например электромагнитных клапанов.Вданнойкурсовойработедолжнасодержатьсяпроработкапредлагаемого варианта на уровне эскизного проекта, т.е.
со схемой ипроработкой всех основных компонентов машины (привод, механизмырабочих и холостых ходов, базовые узлы). Их параметры должныобосновываться либо расчетом, либо опытом аналогов, но, прежде всего,материалами инженерного практикума. Все это должно быть отражено врасчетно-пояснительной записке. Методы обоснования, расчетный аппарат,исходныеданныедолжныопиратьсяназнания,полученныевпредшествующих общеинженерных и специальных курсах. Пример такихобоснований с обобщениями в виде расчетной циклограммы приведен вПриложении №2. В отличие от базового варианта, в предлагаемых решенияхциклограмма должна быть предметом разработки и расчетов, с численнымизначениями длительности всех элементов рабочего цикла и получением еговеличины, а следовательно и показателей производительности (номинальныхи фактических) как расчетных величин.
Примеры такого обоснованиярассмотрены в Приложениях № 2 и 3. Предлагаемая принципиальная схема ициклограмма должны выноситься на лист № 2, который таким образом8должен давать возможность сравнивать варианты по меньшей мере по двумосновным документам:1) принципиальная схема и циклограмма базового варианта;2) принципиальная схема и циклограмма предлагаемого решения.г). Сравнение технических решений, оценка целесообразности иэффективности предлагаемых решений.При сравнении базового и предлагаемого вариантов начальным этапомдолжно быть приведение обоих вариантов к сопоставимым условиям, в томчисле одинаковым масштабам выпуска продукции, с учетом заданнойпроизводственной программы и её перспективного изменения.
Здесьнеобходимобытьпредельновнимательным.Еслибазовыйвариантобеспечивает требуемые масштабы выпуска продукции, то сколько ни былвелик потенциал предлагаемого варианта по производительности, реальнаябудет такой же, как у базового, а именно – требуемый уровень.Иная ситуация – при росте заданных масштабов выпуска, когдаоборудованиепосоответствующимпредлагаемаябазовомуувеличениемустановкавариантунеобходимокапитальныхобеспечиваетидублироватьтекущихтребования,работаязатрат),в(саодномэкземпляре.Таким образом, одна из важнейших задач ТЭО – это оценканоминальной(потенциальной)производительностиQi альтернативныхвариантов и сопоставление их с требуемым масштабом выпуска Qтр вгодовом масштабе. В некоторых вариантах должно быть задействовано «m»параллельно действующих единиц оборудования.
Все варианты должныудовлетворять требованию Qi ⋅mi ≥ Qтр . В конечном итоге расчеты сводятсяименно к оценке числа параллельно работающих единиц оборудования mI покаждому из вариантов. При mI >1 все экономические показатели(капитальные и текущие затраты) соответственным образом умножаются.9Основные формулы производительности были приведены в курсе«Основы проектирования автоматизированного оборудования»Прикороткихрабочихциклах,порядкаминут,рассчитывается«минутная производительность»:Q = P/T • ηис шт/мин,гдеТ – длительность рабочего цикла, мин.P – число изделий, выдаваемых за циклηис – коэффициент использования оборудования во времени, с учетомтехнических и организационных простоев (рекомендуется принимать ηис=0,80-0,85).При длительных рабочих циклах, сопоставимых с длительностьюрабочей смены (Өсм = 480 мин) и одно- или двухсменной работе, следуетучитывать «некратность циклов», т.е.
то остаточное время в конце рабочейсмены, когда новый рабочий цикл уже не может быть начат, так как не будетзавершен. Формула номинальной (цикловой) производительности в этомслучае:Q = P•Z (шт/см),гдеP – число изделий, выдаваемых за циклΖ - число полных циклов, которые может быть выполнено засмену.Пример приведен в Приложении №3.При очень большой длительности цикла можно воспользоватьсянедельной, месячной или даже годовой оценкой производительности. Приодинаковых масштабах выпуска, сменности работы и.т.п., экономическаявыгодностьальтернативныхвариантовопределяетсяминимальнойвеличиной суммарных капитальных и эксплуатационных затрат в течениеопределенногорегламентированногопериодавремени.Сравниваемыеварианты всегда отличаются по капитальным затратам, новое – почти всегдадороже.
Поэтому капитальные затраты по базовому варианту следуеттрактовать как минимально возможные (технологически необходимые),10которые нельзя не инвестировать, если мы намерены выпускать продукцию.Повышениезатратпредлагаемоговариантанадбазовыместьдополнительные затраты, которые можно инвестировать, а можно без этогообойтись.Поэтомуоценкасравнительнойтехнико-экономическойэффективности предлагаемой новой техники зачастую сводится к срокамокупаемости дополнительных капиталовложений (их возврату за счетэкономии на эксплуатационных затратах во времени).
Эти положениядостаточно подробно рассматривалась в курсах «Экономика» и «Основыпроектирования автоматизированного оборудования».Согласно общим экономическим канонам, суммарные затраты (∑Зi) полюбому варианту, как функция длительности эксплуатации определяются поформуле:∑Зi = Ki + Ci N,гдеKi – капитальные затраты по i –му вариантуCi – годовые эксплуатационные затратыN – длительность эксплуатации в годах, как переменная величина.Формула молчаливо подразумевает, что эксплуатационные затраты Ci погодамнеизменны,чтонереально,поэтомуданныйрасчетдаетсравнительную оценку только в первом приближении.
Однако предвидетьсегодняперспективныйросттакихпоказателей,какстоимостьэлектроэнергии, зарплата обслуживающего персонала, ремонтные затраты идр. достоверно невозможно, тем более в студенческих дипломных проектах.Следует иметь в виду, что в данной ситуации решается задача нескрупулезного подсчета прибылей, доходности и т.д., а лишь техникоэкономического обоснования (ТЭО), т.е. выбора конкретного варианта вкачестве основы дальнейшего проектирования («или» - «или»). И еслибазовыйвариантможетсуществовать11внатуре(какдействующееоборудование) и характеристики его в целом известны, то любыепредлагаемые варианты – в лучшем случае на бумаге, и знать точно ихбудущие характеристики (например, надежность в работе), можно лишьориентировочно, а значит нет смысла гоняться за копеечной точностью.Годовые эксплуатационные затраты Ci включают в себя:1)Производственнуюзарплатутех,ктонепосредственнообслуживает данное оборудование.
Обычно это две категории рабочих:операторы и наладчики. Фонд их зарплаты можно оценить напрямую черезсреднегодовую зарплату и нормы обслуживания оборудования.Годовая производственная зарплата по i-му варианту:Зплi = (Зоп /Ζоп + Знал /Ζнал) • kГдеЗопи Знал- годовая зарплата оператора и наладчикасоответственно Ζоп и Ζнал − нормы обслуживания.k – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату (можнопринимать 27 – 30% от основной) и отчисления единого социального налога,итого укрупнено принимать k = 1,53 – 1,56.2) Расходы на ремонтное обслуживание оборудования. Такие категорииобслуживающего персонала, как электронщики, ремонтники-механики иремонтники-электрики, программисты, контролеры и др.
не «привязаны»напрямую к конкретным видам оборудования. Их зарплата, а такжестоимость запасных частей, комплектующих и т.д. оценивается, каккосвенные расходы, приходящиеся на каждую единицу оборудования.Принимаются обычно в размере 10-12% в год от стоимости оборудования.3) Амортизация оборудования в год – принимается из расчета 20%стоимости оборудования.4) Затраты на электроэнергию определяются установленной мощностью,использованием оборудования во времени и тарифными ставками:12Э = Nуст • Фгод • ηис • ЦэлГдеNуст – установленная мощность объектов электропотребления(электродвигатели, нагревательные устройства и др.)Фгод – годовой номинальный фонд времени работы установки с учетомсменностиработы(приодносменнойработеможноприниматьФг = 2016 час.).ηис – коэффициент использования электрооборудования во времени(принимают обычно 0,8 – 0,85).Цэл – цена одного кВт-час электроэнергии, в настоящий периодвремени можно принимать Ц = 4,0 руб/кВт.ч5)Затратынадополнительныематериалы,используемыеприэксплуатации оборудования – это сжатый воздух, жидкий азот, масло длянасосов, вода и т.д.
Ввиду сложности расчетов на этапе ТЭО расходы этиможно не просчитывать, так как по сравниваемым вариантам они какправило сопоставимы, а следовательно на выбор варианта не влияют ( какодинаковые гирьки на чашах двухплечных весов).Итак, с допустимыми упрощениями и учитывая, что ряд текущих затратпрямо пропорционален стоимости оборудования, суммарные затраты можнораскрыть в следующем виде:∑З = K + N (0.20K + 0.12K + Зпл + Э) = К + N(0.32K + Зпл + Э)Подробный пример расчета приведен в «Приложении №3».
Результатсопоставления∑Зполюбомунаборувариантоввесьманагляднопредставлять графически, что рассматривалось в курсах «Экономика» и«Основы проектирования автоматизированного оборудования. Наилучшимсчитается вариант, для которого к некоторому фиксированному периодувремени (обычно N = 3 – 5 лет) эти суммарные затраты наименьшие. Во всехстуденческих проектах неизменными «победителем» оказывается13«свой»предлагаемый вариант – иначе, зачем далее заниматься дипломнымпроектированием?ИнымисловамирезультатТЭО,какправило,предопределен заранее. Тем не менее, решаются важнейшие задачи, весьманужные для молодого специалиста:− Знать «предысторию» своей тематики, альтернативные разработки и иххарактеристики, критерии сравнительного анализа;− Уметь генерировать новые решения с четкой проработкой конкретныхтехнико – экономических показателей;− Уметь сравнивать предлагаемые решения с ранее известными, сравнивать ихконкретно по технико-экономическим параметрам;− Владеть общей методикой ТЭО, уметь выполнять необходимые расчеты иобоснования;− Уметь отстаивать свои положения, обосновывать и доказывать правоту.II ТЭО поисковых конструкторских работ (Вариант П.К.)Как правило, тематика такой работы формируется под влияниемпоисковых разработок и исследований, проводимых научным руководителемдипломного проектирования в рамках НИР, кандидатских и докторскихдиссертаций.
За редким исключением, такая тематика определяетсяруководителем еще на 4-ом курсе в рамках инженерного практикума. С техпорстудентстановитсяпомощникомруководителя,участвуявизготовленииэкспериментальныхиединомышленникомконструкторскихстендов,поисках,ихсвоегоразработкеналадке,ипроведенииэкспериментов и обработке их результатов. Все эти разнородные материалы,частично уже использованные в курсовых работах на 4-6 курсах, истановятсяосновойсодержания,предметомновизныдипломногопроектирования.Какправило,поисковыеконструкторскиеразработкиимеютсодержанием улучшение характеристик конкретных видов механизмов иустройств путем совершенствования в конструкции и компоновке, степениавтоматизации и т.д. Отличие от «внедренческого» конструирования14заключаетсявтом,чтосцельюпрорабатываются,новыепредлагаемыевыясненияирешенияуточненияпреждетольковсеговозможностей работоспособности, что удается далеко не всегда, и лишьпотом – возможной коммерческой конкурентности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
