Эффективность автоматизации производственных процессов

На сегодняшний день многие компании автоматизируют производственные процессы. Автоматизация производства позволяет сократить затраты на изготовление продукции, повысить производительность труда, увеличить выручку. Как доказать целесообразность проведения автоматизации производства, поговорим в данной статье. В качестве примера возьмем компанию «Альфа» (название условное), которая решила использовать систему автоматического управления вентиляцией.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Эффективность системы автоматизации есть не что иное, как приспосабливаемость к выполнению задач, заданных алгоритмом функционирования системы. Судить об эффективности системы можно только по определенным количественным критериям — показателям эффективности. В качестве экономических показателей эффективности автоматизации обычно используют:

• срок окупаемости первоначальных капитальных затрат;
• коэффициент относительной рентабельности капитальных вложений в автоматизацию;
• процент снижения себестоимости единицы продукции;
• процент снижения удельных капитальных затрат на единицу продукции.

Эффективность применения системы автоматического управления вентиляцией можно определить путем сравнения двух вариантов системы управления — базового и нового.

По данным компании «Альфа», ориентировочная стоимость системы вентиляции механосборочного цеха составляет 48 050 руб. Основной перечень нового оборудования для реконструкции системы управления вентиляции представлен в табл. 1.

Таблица 1. Перечень оборудования для реконструкции системы управления вентиляцией
Наименование оборудования	Количество	Цена за единицу, руб.	Общая стоимость, руб.
Преобразователь частоты	1	24 000	24 000
Датчик температуры	1	2500	2500
Блок питания датчика температуры	1	1800	1800
Датчик запыленности	1	2600	2600
Термопреобразователь сопротивления	1	700	700
Магнитный пускатель	2	800	1600
Реле	4	500	2000
Выключатель кулачковый	1	400	400
Программируемый контроллер	1	18 700	18 700
Итого			54 300

Согласно данным табл. 1, необходимо закупить оборудования на сумму 54 300 руб.

ВЫБОР ЭКОНОМИЧНОГО ВАРИАНТА

Выбирая экономичный вариант автоматизации системы управления вентиляцией, нужно учитывать размеры необходимых капиталовложений.

Капитальные затраты

Капитальные затраты (К_в) складываются из затрат на приобретение, доставку, монтаж и наладку технологического и электротехнического оборудования:

 

К_в = Ц_опт + М_н + Т_з, (1)

 

где Ц_опт — оптовая цена на технологическое оборудование, руб.;

М_н — затраты на монтаж и наладку, руб.;

Т_з — транспортно-складские затраты, руб.

Затраты на монтаж и наладку (М_н) находим по следующей формуле:

 

М_н = Ц_опт × К_м, (2)

 

где К_м — коэффициент, учитывающий затраты на монтаж и наладку.

Транспортно-складские затраты (Т_з) можно рассчитать следующим образом:

 

Т_з = Ц_опт × К_тс, (3)

 

где К_тс — коэффициент, учитывающий транспортно-складские расходы.

В таблице 2 представлен расчет капитальных затрат на автоматизацию системы управления вентиляцией.

 

Таблица 2. Расчет капитальных затрат на автоматизацию системы управления вентиляцией
№ п/п	Показатель	Первый вариант	Второй вариант
1	Оптовая цена на технологическое оборудование (Цопт), руб.	48 050	102 350
2	Стоимость оборудования для реконструкции системы управления вентиляцией (Соб), руб.		54 300
3	Коэффициент, учитывающий затраты на монтаж и наладку (Км)	0,2	0,2
4	Коэффициент, учитывающий транспортно-складские расходы (Ктс)	0,15	0,15
5	Затраты на монтаж и наладку (Мн), руб. (стр. 1 × стр. 3)	9610	20 470
6	Транспортно-складские затраты (Тз), руб. (стр. 1 × стр. 4)	7207,5	15 352,5
7	Капитальные затраты (Кв), руб. (стр. 1 + стр. 5 + стр. 6)	64 867,5	138 172,5

 

Оптовая цена на технологическое оборудование для второго варианта (см. табл. 2) представляет собой сумму дополнительных затрат и стоимости системы вентиляции мастерской:

48 050 + 54 300 = 102 350 (руб.).

Затраты на монтаж и наладку составили:

• для первого варианта: 48 050 × 0,2 = 9610 (руб.);
• для второго варианта: 102 350 × 0,2 = 20 470 (руб.).

Капитальные затраты:

• для первого варианта: 48 050 + 9610 + 7207,5 = 64 867,5 (руб.);
• для второго варианта: 102 350 + 20 470 + 15 352,5 = 138 172,5 (руб.).

Следует отметить, что при использовании системы управления автоматики во втором варианте потребуются дополнительные капитальные вложения на сумму 73 305 руб. (138 172,5 – 64 867,5).

Эксплуатационные затраты

Произведем расчет эксплуатационных затрат. Эксплуатационные затраты — текущие расходы на эксплуатацию машин и оборудования.

В состав эксплуатационных затрат входят следующие расходы:

• заработная плата обслуживающего персонала (ЗП);
• амортизационные отчисления (А_о);
• затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание (Т_р/о);
• стоимость израсходованной электроэнергии (С_э);
• прочие расходы (Пр).

Эксплуатационные расходы (Э_з) рассчитывают по формуле:

 

Э_з = ЗП + А_о + Т_р/о + С_э + С_т + Пр, (4)

 

где С_т — стоимость теплоносителя, руб.

Заработная плата обслуживающего персонала представляет собой сумму заработной платы по тарифным ставкам (ЗП_т), дополнительной зарплаты (ЗП_д), премиальной оплаты (ЗП_п) и страховых взносов (Н_ЗП):

 

ЗП = ЗП_т + ЗП_д + ЗП_п + Н_ЗП. (5)

 

Заработную плату по тарифным ставкам (ЗП_т) находим по формуле:

 

ЗП_т = ЗТ × Ч_т × L, (6)

 

где ЗТ — трудозатраты, чел.-ч;

Ч_т — часовая тарифная ставка, руб./ч;

L — количество работников, обслуживающих установки, чел.

Дополнительная и премиальная оплата труда определяется в процентах от тарифного фонда. В нашем случае процент дополнительной заработной платы составляет 19 %, процент премиальной оплаты — 15 %.

Начисления на заработную плату производят в соответствии с законодательными нормами и принятыми компанией нормативами. Ставка страховых взносов — 30 %.

Амортизационные отчисления (А_о) рассчитывают по формуле:

 

А_о = К_в × ∝, (7)

 

где ∝ — годовая норма амортизационных отчислений.

Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание (Т_р/о) определяют следующим образом:

 

Т_р/о = К_в × µ, (8)

 

где µ — годовая норма отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание.

Стоимость израсходованной электроэнергии (С_э) и теплоэнергии (С_т) находим по соответствующим формулам:

 

С_э = О_э × Т_э, (9)

 

С_т = О_т × Т_т, (10)

 

где О_э — объем потребляемой электроэнергии, кВт-ч;

Т_э — тариф на электроэнергию, руб./кВт-ч;

О_т — объем потребляемого тепла, Гкал;

Т_т — тариф на теплоноситель, руб./Гкал.

Для расчета прочих затрат оптимально задать определенный процент от суммы затрат, перечисленных в формуле (4), за исключением самих прочих затрат.

Расчет эксплуатационных расходов сведем в табл. 3.

 

Таблица 3. Расчет эксплуатационных расходов
№ п/п	Показатель	Первый вариант	Второй вариант
1	Трудозатраты (ЗТ), чел.-ч	280	280
2	Часовая тарифная ставка (Чт), руб./ч	55	55
3	Число работников, обслуживающих установки (L), чел.	2	1
4	Процент дополнительной заработной платы (Д), %	19	19
5	Процент премиальной оплаты (П), %	15	15
6	Ставка страховых взносов (СВ), %	30	30
7	Годовая норма амортизационных отчислений (∝)	0,135	0,135
8	Годовая норма отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание (μ)	0,153	0,153
9	Объем потребляемой электроэнергии (Оэ), кВт-ч	45 600	40500
10	Тариф на электроэнергию (Тэ), руб./кВт-ч	6	6
11	Объем потребляемого тепла (От), Гкал	109	109
12	Тариф на теплоноситель (Тт), руб./Гкал	1120	1120
13	Заработная плата по тарифным ставкам (ЗПт), руб. (стр. 1 × стр. 2 × стр. 3)	30 800	15 400
14	Дополнительная заработная плата (ЗПд), руб. (стр. 13 × стр. 4 / 100)	5852	2926
15	Премиальная оплата (ЗПп), руб. (стр. 13 × стр. 5 / 100)	4620	2310
16	Страховые взносы (НЗП), руб. ((стр. 13 + стр. 14 + стр. 15) × стр. 6 / 100)	12 382	6191
17	Заработная плата обслуживающего персонала (ЗП), руб. (стр. 13 + стр. 14 + стр. 15 + стр. 16)	53 654	26 827
18	Амортизационные отчисления (Ао), руб. (Кв × стр. 7)	8757	18 653
19	Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание (Тр/о), руб. (Кв × стр. 8)	9925	21 140
20	Стоимость израсходованной электроэнергии (Сэ), руб. (стр. 9 × стр. 10)	273 600	243 000
21	Стоимость теплоэнергии (Ст), руб. (стр. 11 × стр. 12)	122 080	90 100
22	Процент прочих затрат (ПЗ), %	6	6
23	Прочие затраты (Пр), руб. (стр. 22 × (стр. 17 + стр. 18 + стр. 19 + стр. 20 + стр. 21) / 100)	28 081	23 983
24	Годовые эксплуатационные затраты (Эз), руб. (стр. 17 + стр. 18 + стр. 19 + стр. 20 + стр. 21 + стр. 23)	496 096	423 704

 

Исходя из данных табл. 3 годовые эксплуатационные расходы составляют:

• для первого варианта: 53 654 + 8757 + 9925 + 273 600 + 122 080 = 496 096 (руб.);
• для второго варианта: 26 827 + 18 653 + 21 140 + 243 000 + 90 100 = 423 704 (руб.).

Степень технической надежности средств системы вентиляции

При выборе экономичного варианта стоит учитывать не только размеры необходимых капитальных вложений, но и степень технической надежности средств системы вентиляции. Для этого нужно определить величину приведенных затрат (З_пр):

 

З_пр = Е_н × К_в + Э_з, (11)

 

где Е_н — нормативный коэффициент капиталовложений (Е_н = 0,2).

 

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ

Если разница величин приведенных затрат не превышает 5 %, то варианты считаются экономически равноценными и предпочтение отдается варианту, который обеспечивает рост производительности труда или повышает качество выпускаемой продукции.

Рассчитаем величину приведенных затрат:

• первый вариант: 0,2 × 64 867,5 + 496 096 = 509 069,9 (руб.);
• второй вариант: 0,2 × 138 172,5 + 423 704 = 451 338,2 (руб.).

Вывод: приведенные затраты второго варианта системы вентиляции меньше затрат первого варианта, так как во втором варианте ниже эксплуатационные затраты.

Разница по приведенным затратам составила 13 % (509 069,9 / 451 338,2 × 100 – 100). Данный процент превышает нормативный (5 %). Значит, принимаем к установке вариант с автоматизацией системы вентиляции с помощью программируемого контроллера, поскольку при этом улучшаются условия труда, растет надежность системы, она становится намного проще в эксплуатации.

Таким образом, при выборе более экономичного варианта учитываем размеры необходимых капитальных вложений, величину эксплуатационных расходов и техническую надежность средств вентиляции.

ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА

На конечном этапе рассчитаем следующие показатели:

• годовой экономический эффект (Г_эф):

 

Г_эф = (ЗП₁ – ЗП₂) + (С_э1 – С_э2) + (С_т1 – С_т2); (12)

 

• срок окупаемости (Т_ок):

 

Т_ок = (К_в2 – К_в1) / Г_эф; (13)

 

• коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (Е_эф):

 

Е_эф = 1 / Т_ок. (14)

 

Используя формулы (12–14), доказываем целесообразность проведения автоматизации производства и сводим все расчеты в табл. 4.

 

Таблица 4. Экономическая оценка целесообразности проведения автоматизации производства
№ п/п	Показатель	Первый вариант	Второй вариант
1	Капитальные затраты (Кв), руб.	64 867,5	138 172,5
2	Годовые эксплуатационные затраты (Ээ), руб.	496 096	423 704
3	Приведенные затраты (Зпр), руб.	509 069,9	451 338,2
4	Заработная плата обслуживающего персонала (ЗП), руб.	53 654	26 827
5	Стоимость израсходованной электроэнергии (Сэ), руб.	273 600	243 000
6	Стоимость теплоэнергии (Ст), руб.	122 080	90 100
7	Прочие затраты (Пр), руб.	28 081	23 983
8	Годовой экономический эффект (Гэф), руб.		89 407
9	Срок окупаемости (Ток), лет		1,2
10	Фактический коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (Еэф) (1 / стр. 9)		0,8

 

Как видно из табл. 4, годовой экономический эффект составил:

(53 654 – 26 827) + (273 600 – 243 000) + (122 080 – 90 100) = 89 407 (руб.).

За счет снижения расходов на теплоноситель и электроэнергию, сокращения рабочего времени на обслуживание системы вентиляции затраченные дополнительные средства для автоматизации системы вентиляции окупятся за 1,2 года ((138 172,5 – 64 867,5) / 89 407).

Фактический коэффициент экономической эффективности капитальных вложений — 0,8 (1 / 1,2), что существенно выше нормативного значения.

Срок окупаемости приемлем, поскольку по паспорту срок эксплуатации контроллеров равен 10 лет, датчиков — 5 лет.

Используя приведенную методику, можно доказать руководству целесообразность проведения автоматизации производства. Главное — не забывать о тонкостях расчета капитальных и эксплуатационных затрат и их составляющих.

 

Выводы

1. Автоматизация производства позволяет сократить затраты на изготовление продукции, повысить производительность труда, увеличить выручку.
2. Для автоматизации технологических процессов требуются дополнительные капитальные затраты на этапах проектирования, монтажа и эксплуатации систем автоматики.