Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
книги / Основы автоматики и автоматизации производственных процессов..pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
17.39 Mб
Скачать

Г Л А В А I X

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ

§ 1. и с т о ч н и к и

Возможности современной техники настолько богаты, что позволяют автоматизировать любой производственный процесс. Однако уровень авто­ матизации определяется в первую очередь экономикой и поэтому различ­ ные отрасли промышленности в разной степени автоматизированы.

Прежде всего автоматизируются те производственные процессы, за ходом которых человек не, в состоянии следить, а также там, где пребыва­ ние опасно для жизни и здоровья человека. В остальных случаях внедре­ ние автоматических устройств в производство зависит от степени механи­ зации производства и от того, какую выгоду дает автоматизация, т. е. основным решающим фактором, определяющим уровень автоматизации производства, является экономический эффект.

При автоматизации производства экономический эффект достигается за счет повышения производительности оборудования, сокращения затрат материалов и энергии, сокращения затрат труда и улучшения качества продукции.

В случае если появляется возможность осуществить новый высокопро­ изводительный технологический процесс, который нельзя внедрить без применения автоматики, может быть достигнут наиболее высокий экономи­ ческий эффект.

Об экономической эффективности судят по снижению себестоимости продукции, происшедшей после автоматизации и по срокам окупаемости затрат, произведенных для внедрения автоматизации.

Как было указано, при внедрении автоматических устройств себестои­ мость продукции снижается за счет увеличения производительности, эко­ номии энергии и материалов и повышения качества продукции. Составляю­ щая же заработной платы даже при уменьшении числа рабочих может возрасти, так как при автоматизированном производстве требуется обслу­ живающий персонал более высокой квалификации.

При определении себестоимости продукции нужно возможно полнее учесть всю экономию. При этом учет следует вести не только с точки зре­ ния предприятия, на котором производится автоматизация, но и с обще­ государственной точки зрения.

Повышение качества удлиняет сроки эксплуатации продукции, умень­ шает количество ремонтных работ, а также в некоторых случаях снижает расход данной продукции по сравнению с продукцией старого качества. Все эти преимущества должны быть учтены при определении экономии.

Снижение себестоимости продукции может быть определено как раз­ ность между себестоимостью единицы продукции при производстве ее

с помощью существующей техники и себестоимостью единицы продукции, полученной на автоматизированном предприятии.

Срок окупаемости может быть определен как частное от деления затрат, произведенных для автоматизации производства, на годовую экономию, полученную в результате снижения себестоимости продукции.

Сроки окупаемости, полученные в результате расчета экономической эффективности автоматизации, должны находиться в пределах от 1—1,5 до 6 лет в зависимости от уровня автоматизации. При частичной автоматиза­ ции действующих агрегатов сроки окупаемости не должны превышать 1—1,5 года, а при комплексной автоматизации, влекущей за собой переобо­ рудование и изменение технологии, — 6 лет.

§ 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА*

Процесс автоматизации можно разделить на три этапа: первый этап начинается с момента принятия решения об автоматизации и заканчивается пуском в эксплуатацию автоматизированного производства, т. е. этот этап включает в себя, кроме стоимости и монтажа приборов автоматики, все расходы по обследованию, проектированию, пуску и наладке автомати­

зированного производства. Второй этап длится с мо­ мента начала эксплуатации автоматизированного про­ изводства, т. е. с того мо­ мента, когда начинает по­ ступать экономия от авто­ матизации, и длится до мо­ мента, когда все расходы, затраченные на автоматиза­ цию производства, будут покрыты за счет получен­ ной экономии. Продолжи­ тельность этого этапа равна сроку окупаемости. Третий этап начинается с момента, когда все затраты на авто­

матизацию

производства

полностью окупились и из­

меряются временем, в тече­

ние

которого

автоматизи­

рованное производство

бу­

дет

в

эксплуатации.

 

Эко­

номический

эффект

этого

этапа

представляет

собой

«чистый

доход» от автома­

тизации

производства.

ди­

Для

 

иллюстрации

намики

 

изменения

затрат

и доходов в

течение

всех

трех этапов строится диаграмма экономической

 

эффективности.

На

рис. 9.1 представлена эта диаграмма. По оси абсцисс отложено время, а по оси ординат доходы и расходы. За начало координат принято время /= 0, соответствующее моменту принятия решения об автоматизации и началу исследовательских работ.

* Здесь излагается материал доклада, сделанного академиком В. А. Трапезниковым на пленарном заседании III Всесоюзного совещания по автоматическому управлению, состоявшемуся в Одессе в сентябре 1965 г. Материалы опубликованы в журнале «На­ ука и жизнь», 1965. г., № 11 и 12 и «Автоматика и телемеханика», 1966 г., N° 1.

Стоимость системы (затраты на исследования, сооружение и пуск) Су изображена отрезком 1—2. Срок создания системы, автоматизирующей про­ изводство ty (до момента пуска) изображен отрезком 0—2. Кривая А показывает рост расходов за время создания системы автоматизации.

После пуска автоматизированного производства начинает появляться доход, рост которого изображен линией Д, а также расходы на эксплуата­ цию системы автоматики (обслуживание, ремонт, амортизация). Рост этих расходов показан линией Я. Исключив из доходов расходы на содержание системы автоматики, получим экономию, характер роста которой показан линией И.

Для того чтобы исключить капитальные расходы из доходов, переносим линию И из точки 2 в точку 1 (линия Эпр). Линия Эпр характеризует окон­ чательный экономический эффект, получаемый предприятием.

Точка пересечения линии Эпр с линией времени (точка 3) характеризует срок окупаемости автоматизации производства Топр

гр _ с у

ОПР- Иг 9

где — ежегодная экономия эксплуатационных издержек.

Так выглядит диаграмма экономической эффективности с точки зрения предприятия, осуществляющего автоматизацию.

Картина доходов с позиции народного хозяйства будет выглядеть иначе. Применение системы автоматического управления позволяет увеличить выпуск продукции. Если не автоматизировать производство, то для полу­ чения этого прироста продукции нужно построить новые производственные мощности стоимостью Спм рублей. Таким образом, переход на автомати­ зированное производство эквивалентен строительству производственных мощностей стоимостью Спм. К моменту пуска автоматизированного про­ изводства начнет поступать прирост продукции, а сумма Спм не будет израсходована. Следовательно, к моменту пуска автоматизированного производства появляется доход Спм. При экономии энергии и материалов в параметр Спм нужно включать стоимость эквивалентных мощностей по производству последних.

На диаграмме экономической эффективности Спм целесообразно отло­ жить в виде отрезка с «основанием» в точке 1. Перенеся линию Эпр из точки 1 в точку 4, получим линию Эих, которая характеризует общий экономи­ ческий эффект, полученный народным хозяйством в результате автомати­ зации. Чистый доход, полученный народным хозяйством от автоматиза­ ции, характеризуется отрезком 24 и равен Спм—Су.

Если же полученный при автоматизации эквивалентный эффект С*пм будет меньше затрат на устройство автоматизации Су, что при обычных условиях .и правильном подходе не должно быть, то в момент пуска рас­ ходы не будут покрыты. Дефицит равен Су—С*пм и пропорционален отрез­ ку 52. В этом случае линия, характеризующая общий экономический эффект, должна начинаться не в точке 4> а в точке 5 (линия Э*||Х). Пересе­ чение линии Э*пх с линией времени (точка 6) характеризует срок окупае­ мости автоматизации с позиций народного хозяйства

гр

с —с*

_ и

иПМ

' о н х —

H i

Определение экономической эффективности автоматизации, сделанное на диаграмме рис. 9.1, не учитывает фактора времени.

Если средства, затраченные на автоматизацию, вложить в какое-либо предприятие, то они при успешном ведении хозяйства будут ежегодно да­ вать некоторый прирост. Если в момент времени величина средств равна Я о» то через t лет она возрастет и может быть определена по формуле слож­ ных процентов, а именно

Р< = Ро( 1 +«)'.

Если же нужно определить величину Р 0, т. е. оценить Рt с позиций на­ чального момента времени, то

Р = Р( 1 +

Величина (1+а)=0 называется функцией выгод. При помощи функции

выгод можно

вести пересчет затрат с «масштаба» одного момента времени

на «масштаб»

другого момента времени. Величину а — процент прироста

методика АН СССР рекомендует брать равным 0,1.

Однако этими формулами можно пользоваться только в том случае, если доходы (расходы) произведены единовременно. В случае если дохо­ ды сами меняются во времени, зависимость оказывается более сложной.

При пропорциональном времени возрастание сум­ мы, как это имеет место с экономией эксплуатаци­ онных издержек, харак­ теризуемых на рис. 9.1 ли­

нией

И, приведение

к

сэко­

номленных средств

мо­

менту

пуска

в эксплуата­

цию

автоматизированного

производства

может

быть

определено по формуле

Я ' = f Я (1 + а ) - 'Л =

=

Т

 

 

 

 

Ят(1

 

 

 

 

где Т — момент

времени,

 

когда заканчива­

 

ется

использова­

 

ние

автоматизи­

 

рованного

произ­

 

водства,

а

 

 

 

In ( 1

1

 

 

 

 

+ а )

 

 

 

Если затраты изменя­ ются во времени по кри­ волинейному закону, как,

например, расходы на устройство автоматизации производства Су, то ввиду сложности расчеты упрощают. В этом случае можно считать, что расходы произведены единовременно в момент времени, соответствующий «центру тяжести» расходов. Вид кривой А, характеризующей на рис. 9.1 измене­ ние расходов, позволяет перенести суммарную стоимость в точку tf'y= =0,5 /у, тогда расходы на осуществление автоматизации, приведенные к моменту пуска,

С'у = Су(1 + а)°'5'у.

Диаграмма экономической эффективности с учетом фактора времени приведена на рис. 9.2. На этой диаграмме тонкими линиями перенесены зависимости с рис. 9.1. Те же зависимости, но с учетом фактора времени, т. е. приведенные к моменту введения в эксплуатацию автоматизирован­ ного производства, показаны жирными линиями и имеют те же буквенные обозначения, что и на рисунке, но со штрихом.

Как было указано выше, в момент ввода в эксплуатацию автоматизи­ рованного производства появляется доход Спм, равный стоимости произ­ водственных мощностей, способных выработать продукцию, равную при­ росту продукции, полученному в результате автоматизации.

Если бы производственные мощности стоимостью Спм были бы действи­ тельно построены, то на их строительство ушло бы больше времени, чем на автоматизацию производства. С этой точки зрения величина Спм представ­ ляет собой эффект, полученный досрочно. Для учета этого явления пред­ полагаем, что затраты на создание производственных мощностей стоимостью Спм распределяются во времени так же, как и затраты на устройство авто­ матизации, т. е. можно принять, что момент «центра тяжести» затрат рас­ положен в середине времени /пм, необходимого для создания мощностей стоимостью Спм, так что ^цтм= 0»5 /пм. Так как доход в сумме Спм появился в момент ввода автоматизации в эксплуатацию, т. е. в момент времени /у, то учет фактора времени можно определить по формуле

СПм = Спм(1 + а) / ,

где Д*=/цТМ—/цт-

Время Дt заключено между точкой «центра тяжести» расходов на созда­ ние производственных мощностей стоимостью Спм и точкой «центра тяжести» расходов, идущих на создание автоматизации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л И Т Е Р А Т У Р А

 

 

 

 

1.

А г е й к и н Д. И.,

К о с т и н а Е. Н.,

К У з н е ц о в а Н. Н. Д|тчики конт­

роля

и

регулирования.

«Машиностроение»,

1965.

 

автоматический контроль

2.

Б е р л и н е р

М. А.

Электрические

 

измерения,

и регулирование

влажности.

«Энергия»,

1965.

 

 

 

 

 

3.

 

Б о н д а р е в Г. С. Датчики

и приборы автоматического контроля для тран­

спортных

устройств.

И.

Госэнергоиздат, 1961.

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

Б у т у с о в

 

В.

 

Автоматические контрольно-измерительные и регулирую­

щие приборы.

Гостоптехиздат,

1961.

 

 

 

Л., Я к о в л е в

В. М. Автомати­

5.

 

В е р ш и н и н Н .

И.,

В е р ц а й з е р А .

ческое

 

регулирование.

 

«Энергия»,

1965.

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

 

В о р о н о в

А.

 

А.

 

Основы

теории автоматического управления. «Энергия»,

1965.

 

В а й н ш т о к

И. С.

Радиэлектроника

в производстве

сборного

железобето­

7.

 

на. Госстройиздат, 1961.

 

 

Л е х т м а н И .

Я.,

М а л о в В . С . Основы автоматики

8.

 

Г и н з б у р г

С. А.,

 

и телемеханики.

«Энергия»,

1965.

 

 

Л е в и н М. В.

Основы автоматики и

9.

 

Г о р ф м а н А. И.,

 

Д е м б о А. Р.,

автоматизированного

электропривода

в строительстве. Стройиздат,

1964.

10.

З е л и ч е н о к

Г

 

Г.

 

Средства

и

схемы автоматизации транспортно-тех­

нологических процессов на бетонных заводах. Машгиз, 1962.

 

 

 

11.

З е л и ч е н о к

Г. Г.

Автоматизация предприятий строительной индустрии.

«Высшая

школа», 1965.

 

 

 

Н а г о р с к и й В. Д .,

В о с к р е с е н с к и й Ю. Е.

12.

К У л е б а к и н

В. С .,

Полупроводники в автоматике. Изд-во АН СССР, 1963.

 

 

производственных

13.

М а й з е л ь М. М.

Основы автоматики и автоматизации

процессов.

«Высшая школа», 1964.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

М я с к о в с к и й

И. Г. Автоматизация производственных процессов и кон­

трольно-измерительные приборы. «Высшая школа», 1963.

 

системы

автоматичес­

15.

П р у с е

и к о

В. С.

Одноконтурные

пневматические

кого

регулирования

тепловых

процессов.

Госэнергоиздат, 1963.

системы автомати­

16.

П р у с е

н к о

 

В.

 

С.

 

Многоконтурные

пневматические

ческого регулирования тепловых процессов. Госэнергоиздат, 1963.

 

17.

С и л е н о к С. Г.,

 

Ф о л о м е е в А. А.,

Л а п и р

Ф. А. Автоматизация

производства строительных изделий. Госстройиздат, 1962.

 

 

 

 

18.

Ц и к е р м а н Л .

Я.,

 

Е ф р е м о в

Е. А. Измерение уровней жидкостей и

сыпучих материалов в коммунальном хозяйстве.

Госстройиздат,

1964.

 

19.

Э й г е н б р о т

В.

 

М.

Многоканальные

регуляторы

технологических про­

цессов.

«Энергия»,

1966.

 

Электрические

двигатели

автоматических

устройств.

20.

Ю ф е р о в

Ф. М.

 

Госэнергоиздат,

1959.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Crnp.

Г л а в а

I. Объекты автоматизации

 

 

 

8

Г л а в а

II. Датчики

.

 

 

схемы

13

Г л а в а

III.

Некоторые

измерительные

24

Г л а в а

IV.

Управляющие приборы

и усилители

30

Г л а в а V.

Исполнительные

устройства . . .

 

59

Г л а в а

VI.

Контроль

технологических параметров

72

Г л а в а

УIJL Дистанционное

управление и

автома­

 

 

 

тическое

регулирование

технологиче­

102

Г л а в а

 

ских процессов

 

 

производства

VIII. Примеры

автоматизации

139

Г л а в а

 

на железобетонных

заводах .

.

IX. Экономическая эффективность автомати­

171

 

 

зации

 

 

 

 

 

Канд. техн. наук, доц. Горинштейн Лазарь Львович

ОСНОВЫ АВТОМ АТИКИ И АВТО М АТИ ЗАЦ И И

ПРОИЗВОДСТВЕННЫ Х ПРОЦЕССОВ

Научный редактор докт. техн. наук, проф. Ц и к е р м а н Л. Я.

Редактор О л е й н и к Л. К.

Техн. редактор Н е с т е р о в а А. К. Корректор Х р о м ц е в а Т. Д.

Т-00469. Сдано в набор 28/IX-67 г. Подп. к печати 14/11-68 г. Формат 70xl081/i0. Объем 11 печ. л. 15,4 уел. п. л. Уч.-изд. л. 13,54. Изд. № Стр/ 44. Тираж 10000экз. Цена 57 к. Тематический план издательства «Высшая школа» (вузы и тех­ никумы) на 1968 г. Позиция №111

Москва, К-51, Неглинная.ул., 29/14. Издательство «Высшая школа»

Ярославский полиграфкомбинат Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР.

Ярославль, у'л. Свободы, 97. Зак. 541