2.3.2. розрахунок економічного ефекту на витратах проектування, виготовлення та експлуатації автоматизованих систем управління технологічними процесами й визначення оптимальних меж їх застосування
У випадку автоматизованих систем управління технологічними процесами мова йде не просто про нову техніку, як у ппідрозділі 2.2, а про нову техніку, об’єднану в систему, тому згадані там чинники економічної ефективності для нової техніки не можуть бути автоматично перенесені на АСУ ТП. Вони повинні бути трансформовані з врахуванням властивостей неадитивності* та емерджентності** системи. Враховуючи зазначене, пропонуємо прийняти як чинники економічної ефективності такі чинники: – критерій економічної ефективності АСУ ТП: економія суспільної праці за рахунок впровадження АСУ ТП; – основний (критеріальний) показник: річна зміна прибутку за рахунок функціонування АСУ ТП (∆ΠΑ); – умова економічної ефективності:
а) ∆ΠΑ > 0 (при визначенні абсолютної ефективності – коли порівнюють АСУ ТП з замінюваним варіантом організації виробництва); б) ∆ΠΑ = max (при визначенні порівняльної економічної ефективності – коли вибирають кращий з декількох варіантів АСУ ТП).
**Емерджентність системи – поява нових властивостей системи, відсутніх у її складових частин. Загальні методичні положення щодо оцінки економічної ефективності АСУ ТП, на аналізі яких ми зупинимося, були розроблені в “Методичних вказівках з визначення економічної ефективності автоматизованих систем управління дискретними технологічними процесами” [115]. Згідно з вказаною методикою оцінка економічної ефективності впровадження АСУ ТП розпочинається з вибору аналога, з яким порівнюється автоматизована система управління технологічними процесами, що розробляється. Як таку базу даних для порівняння при визначенні технічної ефективності приймають: – на етапі науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт з розробки АСУ ТП – показники кращої, спроектованої вітчизняними чи зарубіжними конструкторами АСУ ТП, котра може бути закуплена або виготовлена в Україні на основі придбаної ліцензії і забезпечує найменші приведені витрати на дане виробництво; – на етапі впровадження та експлуатації АСУ ТП на конкретному виробничому об’єкті – показники роботи об’єкта автоматизації, що мали місце до її впровадження. При розрахунках економічної ефективності розмір впливу АСУ ТП на конкретні показники роботи об’єкта визначається відповідно до функцій системи шляхом порівняння використання виробничих ресурсів до і після її впровадження. При цьому повинні бути використані лише ті показники, що безпосередньо належать до роботи об’єкта, котрий автоматизується. Про абсолютну економічну ефективність АСУ ТП судять на основі порівняння розрахункових величин коефіцієнта економічної ефективності – Ер або терміну окупності капітальних вкладень – Тр з їх нормативними величинами (Ен і Тн). При цьому вважають, що створення АСУ ТП є економічно доцільним за умов коли: Ер ≥ Ен або Тр ≤ Тн . Згідно з методикою, котру ми аналізуємо, розрахункові показники
слід визначати за формулами:
∆Π Α
(2.88)
Τ р =
ΚΚ Α
∆Π Α
(2.89)
де, ∆ΠΑ – збільшення річного прибутку за рахунок функціонування
АСУ ТП; ККА – капітальні вкладення на створення АСУ ТП.
Зупинимося на аналізі складових наведених формул.
До одноразових витрат відносять витрати на створення і впровадження автоматизованих систем управління технологічними процесами. Згідно з методикою [115] під капітальними витратами на створення АСУ ТП (ККА) розуміють витрати, пов’язані з придбанням і модернізацією обладнання, будівельно-монтажними роботами, а також залишкову вартість обладнання, що ліквідується і не підлягає подальшій реалізації та обладнання, що вивільнюється і реалізується на сторону (за межі підприємства). У той же час одноразові витрати, пов’язані зі створенням і впровадженням АСУ ТП (КДА), включають витрати на створення автоматизованої системи управління технологічним процесом, передвиробничі витрати (КП ) і зміну величини оборотних засобів (ОС ). Отже, різниця між (КДА) і (ККА) становить витрати, пов’язані з
процесом впровадження АСУ ТП. Таким чином, за методикою до складу витрат на впровадження АСУ ТП повинні включатися витрати (КП ) і (ОС ). На наш погляд, ОС ще можна пов’язати з впровадженням АСУ ТП, але КП, що включають витрати на передпроектні наукові і експериментальні дослідження, розробку технічного і робочого проектів, підготовку технологічного процесу до впровадження автоматизованої системи управління, проектування, виготовлення і відлагодження дослідного обладнання і пристроїв, нестандартного устаткування, не можна назвати витратами на впровадження АСУ ТП, оскільки це витрати на розробку автоматизованої системи управління технологічним процесом. Пропонуємо всі одноразові витрати, пов’язані зі створенням і впровадженням АСУ ТП, визначати за формулою:
КО = КП + КВ + К ВП (2.90)
де, КО – одноразові витрати пов’язані зі створенням і впровадженням АСУ ТП; КП – передвиробничі (проектні) витрати на АСУ ТП; КВ – витрати на виготовлення нестандартного обладнання АСУ ТП; КВП – витрати на впровадження АСУ ТП на підприємстві.
Передвиробничі витрати на АСУ ТП (КП), тобто витрати на розробку автоматизованої системи, включають витрати на: а) передпроектні наукові та експериментальні дослідження (аналіз об’єкта управління, постановку завдань управління, розробку технічного завдання тощо); б) розробку технічного і робочого проектів (вибір стандартних і проектування нестандартних технічних засобів та розробку комплектів робочих креслень на них; розробку алгоритмів і програм, прив’язку типових програмних засобів до конкретного об’єкта управління; складання інструкцій, довідників та інших документів щодо експлуатації АСУ ТП; підготовку та перепідготовку кадрів тощо); в) розробку проектів модернізації діючого обладнання;
г) проектування, виготовлення та відлагодження дослідного обладнання і пристроїв, виготовлення нестандартного обладнання.
Враховуючи, що АСУ ТП часто рзробляються в розрахунку на її впровадження (одночасне чи послідовне) відразу на декількох підприємствах, то (КП ) повинні включати витрати на розробку систем автоматизації (КР ) і витрати на прив’язку проекту до конкретних умов на кожному підприємстві (КПР ). При цьому, передвиробничі витрати по кожному з підприємств, на яких планується впровадити АСУ ТП, розраховуються за формулою:
Π n ΠΡ
(2.91)
де, n – прийнята кількість підприємств, де буде впроваджена дана
АСУ ТП.
Формула (2.91) в поданому вигляді використовується, якщо впровадження АСУ ТП на декількох підприємствах відбувається одночасно. Отже, у випадку оригінальних проектів з врахуванням зазначеного формула (2.90) набуде вигляду:
КО = КР + КВ + КВП . (2.92)
Якщо ж процес впровадження типового проекту АСУ ТП
рознесений в часі, то формула (2.90) набуде вигляду:
Κ Ρ ⋅αt ,
+ Κ ΠΡ n
+ Κ Β
+ Κ ΒΠ
(2.93) де, αt – коефіцієнт приведення різночасових капітальних вкладень,
що розраховується за відомою [115] формулою (2.94).
α t =
(1 + Ε Κ )
(2.94)
де, ЕК – норматив приведення капітальних вкладень (ЕК = 0.1); t – кількість років, що відділяє впровадження АСУ ТП на першому і даному підприємстві.
Як бачимо, величина КР ділиться на кількість впроваджуваних АСУ ТП і коректується на коефіцієнт, що враховує різночасовість витрат, у той час як величина витрат на прив’язку проекту – КПР буде різною в кожному випадку впровадження. Витрати на виготовлення АСУ ТП (КВ ) включають витрати,
пов’язані з виготовленням нестандартного обладнання АСУ ТП.
Витрати на впровадження АСУ ТП (КВП ) – це всі витрати, пов’язані з впровадженням АСУ ТП на підприємстві. Вони включають витрати на будівельно-монтажні роботи, придбання стандартного і модернізацію діючого обладнання у зв’язку з впровадженням у виробництво АСУ ТП; залишкову вартість обладнання, що ліквідується, пристроїв, будівель, споруд, що знімаються з подальшого використання і підлягають реалізації, за мінусом залишкової вартості вивільненого обладнання, пристроїв, будівель, споруд, котрі будуть реалізовані стороннім організаціям; витрати на підготовку та перепідготовку кадрів. Крім зазначеного, до витрат на впровадження АСУ ТП слід віднести збільшення «+» і зменшення «–» величини оборотних засобів в результаті впровадження АСУ ТП. Другою складовою формул (2.88) і (2.89) є ∆ΠΑ – збільшення
річного прибутку за рахунок функціонування АСУ ТП. Річна зміна прибутку залежно від технологічного об’єкта управління визначається за різними формулами. Методика пропонує два підходи до визначення економічної ефективності АСУ ТП, з якими можна погодитися за умов урахування наших зауважень. 1. Якщо об’єктом автоматизації управління є окремі виробництва,
цехи, дільниці, то річну зміну прибутку слід визначати за формулою:
∆ΠΑ = Α2 −Α1 ⋅Π
+ С −С
⋅Α +Π Α +Ε ⋅Κ
⋅ Α −Α +Ε
⋅R ⋅S
1 ( 1 1
2 ) 2
Η Η ПО ( 2
1 ) Η
Ф ВИВ (2.95)
де, А1 , А2 – річний обсяг виробництва товарної (валової) продукції до і після впровадження АСУ ТП відповідно; С1 , С2 – витрати на одну гривню товарної (валової) продукції до і після впровадження АСУ ТП, відповідно; П1 – річний прибуток від реалізації Α
продукції до впровадження АСУ ТП; Π Η
– додатковий прибуток за
рахунок скорочення невиробничих витрат, що не входять у собівартість продукції (штрафи, пені, неустойки), який має місце при впровадженні АСУ ТП; ЕН – нормативний коефіцієнт економічної ефективності капітальних вкладень; КПО – галузеві питомі капітальні вкладення на
одиницю приросту обсягу випуску продукції;
ΕΗ ⋅ RФ ⋅ SВИВ
– економія
від додаткового використання виробничих фондів у результаті вивільнення робітників при впровадженні АСУ ТП; RФ – фондоозброєність одного працівника; SВИВ – кількість вивільнених працюючих.
Здійснимо аналіз всіх складових зміни річного прибутку наведених у формулі (2.95):
1) 1
⋅ Π 1 .
Цей показник визначає величину прибутку, одержаного за рахунок збільшення випуску товарної продукції в результаті впровадження АСУ ТП. У цьому випадку збільшення обсягу виготовленої продукції одержується за рахунок зростання продуктивності обладнання. Впровадження АСУ ТП дає можливість значно скоротити простої обладнання за рахунок чіткого і точного виконання технологічних операцій. В результаті цього має місце економія робочого часу в розрахунку на одиницю виготовленої продукції і як підсумок цього – зростання обсягу виробництва, а отже, і прибутку, що зростає з кожною одиницею додатково випущеної продукції (тобто пропорційно зростанню її обсягу). 2) (С1 − С2 )⋅ Α2 .
Ця складова показує економію на поточних витратах, порядок розрахунку яких буде наведено нижче. Якщо С1 і С2 – це витрати на одну гривню товарної (валової) продукції, то, помноживши їх на обсяг випуску цієї продукції після впровадження АСУ ТП, ми також одержимо приріст прибутку в гривнях, адже при сталій ринковій ціні зниження витрат автоматично означає зростання прибутку на ту ж величину. Скорочення поточних витрат в результаті впровадження АСУ ТП досягається тому, що при автоматизації технологічного процесу, по-перше, зростає продуктивність праці, а отже, знижуються витрати робочого часу на одиницю продукції, що дає змогу одержати зниження собівартості продукції за рахунок зменшення величини основної заробітної плати, по-друге, покращується якість виробів, що дає змогу ліквідувати або значно зменшити витрати на виправлення браку, що також суттєво знижує поточні витрати в цілому.
3) Π Α .
Ця складова є додатковим прибутком від скорочення непродуктивних витрат (що ліквідуються за рахунок підвищення якості продукції в результаті впровадження АСУ ТП), таких, як сплата штрафів, пені, неустойок. Справа в тому, що дохід підприємства розбивається на дві частини: одна з них йде на покриття поточних нематеріальних витрат, які включаються у собівартість продукції (економія на поточних витратах, врахована нами в попередній складовій), а інша – прибуток. Саме з прибутку відшкодовуються всі непродуктивні витрати. Підвищення якості продукції з переходом до автоматизованого виробництва забезпечується за рахунок підвищення точності виконання всіх технологічних операцій і підвищення ритмічності виробництва, що виключає будь-які дефекти в продукції та затримку в доставці її споживачам, а отже, витрати на штрафи, пені, неустойки відсутні.
4) ΕΗ
⋅ ΚΠΟ ⋅ (Α2 − Α1 ).
Цей показник показує віддачу від додаткових капітальних вкладень, що забезпечили приріст випуску продукції А = А2 – А1. При впровадженні АСУ ТП приріст обсягів випуску продукції має місце відразу без додаткових КПО. На наш погляд, цю складову річного прибутку не слід включати у формулу і підсумовувати з іншими, оскільки це не економія, а відвернені збитки.
5) Ε Η
⋅ RФ ⋅ S ВИВ .
Ця складова показує віддачу, котра може бути одержана в результаті вивільнених виробничих фондів. В результаті впровадження АСУ ТП у виробництво вивільнюється
деяка кількість працюючих – SВИВ. Якщо прийняти, що фондоозброєність
працюючого становить RФ, то добуток
RФ ⋅ SВИВ
показує додаткові
капітальні вкладення К, тобто умовне вивільнення основних фондів. У
свою чергу, добуток
ΕΗ ⋅Κ
дає додаткову віддачу (нормативний
прибуток), котра не врахована в інших складових формули (2.95). 2. Якщо технологічний об’єкт управління (технологічний процес, група обладнання, верстат, ) не є суттєвою частиною підприємства і немає значного впливу на результати його роботи, то економічний ефект (зміну прибутку) слід визначати через зміну собівартості продукції по конкретній дільниці, групі обладнання, процес виготовлення продукції на якому автоматизується. При цьому розрахунок зміни величини річного прибутку повинен
здійснюватися за формулою:
∆Π Α
= (С'
− C'
)⋅ Α'
+ Π Α
+ Ε Η
⋅ RФ
⋅ S ВИВ ,
(2.96)
' '
де,
С1 ,C2
– собівартість виготовлення одиниці продукції
натехнологічному обладнанні до і після впровадження АСУ ТП,
' відповідно; 2
– річний обсяг випуску продукції в натуральному виразі,
виготовленої на автоматизованому обладнанні; ( '
' ) '
– умовно
С1 − C2
⋅ Α2
річна економія на поточних витратах виробництва в результаті впровадження АСУ ТП.
Як зазначалося, зниження собівартості продукції на певну величину при незмінній її ціні (залежить від ринку) означає адекватне збільшення величини прибутку (на ту ж величину). Переходимо до розгляду методики визначення складових витрат на проектування та виготовлення автоматизованих систем управління технологічними процесами, поточних витрат на їх експлуатацію, а також розрахунку річного економічного ефекту (зміни суми прибутку) від впровадження АСУ ТП, тобто складових формул (2.90) – (2.96). Перед тим, як безпосередньо викласти теоретичні основи визначення економічного ефекту на стадіях проектування, виготовлення та експлуатації АСУ ТП, слід зазначити, що раціональні способи і засоби виробництва автоматизованих систем управління технологічними процесами повинні вибиратися на основі порівняння і комплексного аналізу їх матеріально-технічної, організаційної, соціальної та економічної доцільності. Аналіз матеріально-технічної доцільності варіантів, створюваних автоматизованих систем полягає у встановленні можливості їх виготовлення згідно з технічними умовами, тобто можливості забезпечення необхідних фізико-механічних та інших властивостей, дотримання точності обробки деталей і чистоти їх поверхні тощо. Для того, щоб забезпечити порівняність техніки, створеної на різних підприємствах, в різних країнах і в різний час, користуються незмінними масштабами виміру величини показників технічного рівня. Враховуючи, що створювані АСУ ТП можуть виготовлятися на підприємствах з різною організаційною структурою виробничих підрозділів, різною технологією виробництва, аналіз організаційної доцільності повинен встановити можливість виготовлення даної АСУ ТП заданої якості в необхідні терміни та в потрібній кількості. При виборі варіантів враховується також можливість прискорення підготовки виробництва, скорочення тривалості виробничого циклу, забезпечення безперервності та ритмічності процесу виробництва. Організаційну доцільність варіантів АСУ ТП визначають на основі розрахунку і зіставлення показників, що характеризують: а) організацію технічної підготовки виробництва (тривалість і складність циклу підготовки виробництва і т.д.); б) виробничу структуру підрозділів (кількість і питома вага основних і допоміжних підрозділів виробництва, ступінь спеціалізації цехів, дільниць, робочих місць і т.д.); в) організацію виробничого процесу в просторі (ступінь прямоточності процесу – довжина транспортного пробігу заготовок, кількість заходів в інші цехи тощо); г) організацію виробничого процесу в часі (розмір і тривалість циклу випуску партії деталей, ритм запуску партії деталей, коефіцієнт ритмічності виробництва, ступінь паралельності процесів і т.д.); д) режим роботи і використання засобів виробництва в часі (фонд часу роботи обладнання, коефіцієнт завантаження обладнання та інші); е) галузеву організацію виробництва (ступінь спеціалізації підприємств, рівень кооперування і т.д.).
Базовий рівень організації виробництва може визначатися по підприємствах, що зайняті виготовленням цієї ж продукції (АСУ ТП), на основі аналізу чи методом експертних оцінок. Якщо використання будь-якого способу та засобу виготовлення АСУ ТП супроводжується покращенням одного або декількох організаційних показників стосовно аналогічних показників за іншими варіантами виготовлення АСУ ТП, але залишаються незмінними соціальні, екологічні, технічні або будь-які інші показники, то власне організаційні показники дають змогу зробити висновок про порівняльну ефективність зіставлюваних варіантів (проектів). Показники, що характеризують зміну професійного і кваліфікаційного складу працюючих, покращення умов праці та інші використовуються для аналізу соціальної доцільності впровадження і використання автоматизованих систем управління технологічними процесами. Ці показники можуть мати вирішальне значення у тих випадках, коли нові АСУ ТП створюються спеціально з метою досягнення певних соціальних результатів. Наприклад, вивільнення робітників з важких і шкідливих робіт, покращення екологічної ситуації. Загалом ці показники мають допоміжне значення і доповнюють економічну характеристику раціональності варіантів. Аналіз технічних, організаційних і соціальних показників кожного з варіантів АСУ ТП дає змогу підійти до вибору найраціональнішого з них, а в окремих випадках зробити висновок про надання переваги тому чи іншому варіанту. Однак оцінка економічної ефективності інноваційних процесів за допомогою зазначених показників має доволі обмежене застосування, оскільки природа цих показників різна і, як правило, покращення одного з них викликає погіршення інших. Усунути цей недолік можна шляхом узагальнення цих різних за своїм змістом показників з допомогою методу бальних оцінок, в основі якого – метод коефіцієнтів відносної ефективності, що характеризують відносну зміну технічних параметрів, як зазначалося в п. 2.2.1, формула (2.25).
Коефіцієнт відносної ефективності – ε Ο
можна використовувати
за наявності двох і більше нових варіантів. При цьому умовою ефективності другого варіанта в порівнянні з першим є перевищення числового значення його коефіцієнта відносної ефективності стосовано базового згідно з формулою (2.26). Якщо ж новий варіант один, то за абсолютним значенням цього коефіцієнта важко зробити висновок про економічну ефективність, але бажано, щоб він був більшим за одиницю. Часто при незначному покращенні технічного параметра ∆Π значно зростають витрати ∆Β, тоді коефіцієнт відносної ефективності менший за одиницю. В окремих випадках, коли це пов’язано з особливими вимогами, наприклад, техніка безпеки, системи життєзабезпечення тощо, варіант може бути ефективним навіть, коли цей коефіцієнт менший за одиницю. Якщо покращується один будь-який технічний параметр, то збільшення витрат визначається як різниця собівартості двох порівнюваних варіантів нової техніки. При покращенні декількох параметрів по кожному з них розраховується коефіціент відносної ефективності. Тоді в кожному конкретному випадку збільшення витрат визначається як процентне співвідношення витрат при досягненні покращення певного експлуатаційного параметра до тих витрат, що мали місце без цього покращення. Загальний коефіцієнт відносної ефективності при цьому визначиться як добуток коєфіцієнтів по кожному з параметрів, тобто за формулою:
εО =εΟ1
⋅εΟ2
⋅εΟ3 ...
(2.97) На наш погляд, об’єктивну узагальнену характеристику переваг і недоліків технічного, організаційного і соціального аспектів може дати лише економічний аналіз. Саме він повинен забезпечувати весь комплекс аналітичної роботи щодо оцінки ефективності варіантів нововведення, зокрема впровадження автоматизованих систем управління технологічними процесами. Зрозуміло, що планування, проектування, виготовлення і експлуатація передової техніки, технології та організації виробництва необхідно будувати на раціональній економічній основі (мається на увазі економічна та соціальна доцільність), хоча нерідко при створенні нової техніки забувають про те, що вдосконалення – не самоціль. На практиці, часом зустрічаються випадки, коли впроваджують надзвичайно складні верстати й обладнання, розробляють дорогі пристрої тощо, не беручи до уваги те, що інколи передова за деякими параметрами техніка не є ефективною. Це має виправдання лише в тих випадках, коли без цієї техніки неможливо виготовити певну продукцію, котра забезпечує престиж держави (космонавтика, обороноздатність країни) або пов’язана зі збереженням здоров’я людей. Економічний аналіз порівнюваних варіантів АСУ ТП полягає у визначенні і порівнянні виробничих ресурсів (матеріальних і трудових), необхідних для кожного варіанта; витрат суспільної праці за окремими елементами і в цілому; економічного ефекту, що одержує підприємство. Визначення порівняльної ефективності варіантів базується на зіставленні якісних і кількісних показників, їх переваг і недоліків. Якісний аналіз виконують спеціалісти-експерти на базі оцінок
«краще», «гірше», «те ж саме». Якісний аналіз може бути здійснений також на основі визначення технічного рівня виробів. Переваги такого аналізу у тому, що тут мають місце мінімальні витрати часу і засобів на обгрунтування вибору варіанта. Але цей аналіз не завжди дає вичерпну характеристику ефективності варіанта. Для цього потрібна кількісна визначеність. Кількісний аналіз ефективності нововведення полягає у зіставленні витрат сукупної суспільної праці по варіантах і визначенні економічної ефективності. З цією метою по кожному з варіантів визначають відповідні часткові й узагальнюючі показники витрат. Такий аналіз дає змогу перейти від характеристики варіантів інновації за допомогою технічних та інших окремих показників до узагальнюючої однозначної їх оцінки. При цьому слід пам’ятати, що технічні та економічні показники взаємопов’язані, оскільки при зміні технічних параметрів АСУ ТП змінюються й економічні показники. Як зазначалося вище (див.п. 2.1), у загальному випадку зміна (зазвичай покращення) одного або декількох технічних параметрів АСУ ТП пов’язана зі зміною витрат на виробництво автоматизованої системи (Ев ) і витрат у процесі її експлуатації (Ее ), тобто зі зміною сумарного економічного ефекту (Ес ), формула (2.16). Для аналізу експлуатаційних витрат при зміні технічних параметрів
АСУ ТП необхідно визначити розумні (допустимі) межі зміни цих параметрів з нерівності:
Ес = Ев + Ее > < 0 . (2.98)
Якщо зі зміною будь-якого технічного параметра АСУ ТП дорожчає, тобто Ев < 0, але одночасно є економія на експлуатаційних витратах, тобто Ее > 0 , то розумною межею зміни технічного параметра є таке його значення, коли має місце нерівність Ес > 0. Зміна Ев залежно від зміни технічних параметрів АСУ ТП
визначається при порівнянні собівартості різних варіантів розроблених автоматизованих систем управління технологічними процесами. Зміна (покращення) технічних параметрів системи позначиться безпосередньо на вартості матеріалів, купованих напівфабрикатів і комплектуючих виробів, оскільки для покращення параметрів потрібні досконаліші, а отже, і дорожчі матеріали та комплектуючі вироби. Зрозумілим є факт, що покращення технічних параметрів системи впливає також і на іншу статтю витрат – заробітну плату, адже підвищення ступеня досконалості технічних параметрів створюваних автоматизованих систем управління технологічними процесами вимагає не лише збільшення часу їх реалізації, а й залучення фахівців вищої кваліфікації (вищі тарифні ставки та оклади). Наведене дає змогу стверджувати, що зміна технічних параметрів АСУ ТП позначиться на собівартості продукції через такі статті витрат, як матеріали, комплектуючі вироби, заробітна плата, непрямі витрати. При цьому джерелами сумарного економічного ефекту є: – економія витрат суспільно-необхідної праці (зниження витрат на проектування і виробництво нової техніки, а також у процесі її експлуатації); – задоволення якісно нових потреб суспільства;
– покращення якості продукції в результаті підвищення точності та надійності техніки, міцності і стійкості матеріалів; – поліпшення умов праці, техніки безпеки, промсанітарії та екологічного становища; – покращення охорони здоров’я (профілактика, лікування,
реабілітація);
– прискорення і підвищення якості підготовки та навчання кадрів;
– вирішення нових наукових проблем (якісно нові наукові результати, дослідження космосу, високі технології, принципово нові конструктивні рішення).
Беручи за основу загальнометодичний підхід до визначення економічної ефективності інновацій формулу (2.16) для розрахунку сумарного економічного ефекту від виробництва, впровадження і використання АСУ ТП, можна подати у вигляді: Ε Σ =
Ε од
+ Ε по ,
(2.99)
де,
ΕΣ – сумарний економічний ефект від виробництва,
впровадження і використання АСУ ТП;
Εод
– економічний ефект на
одноразових витратах (пов’язаних із розробкою, виготовленням і
установкою АСУ ТП);
Εпо
– економічний ефект на поточних витратах
за термін служби АСУ ТП (відповідає ефекту на витратах експлуатації
системи і тому надалі позначатимемо символом
Ε е ).
У величині ефекту на одноразових витратах слід окремо виділяти економічний ефект на стадії проектування АСУ ТП і на стадії виробництва. Отже, формула (2.99) набуде вигляду:
Ε Σ = Ε п
+ Ε в
+ Ε е ,
(2.100)
де, Еп – економічний ефект, одержаний на стадії проектування АСУ ТП; Ев – економічний ефект, одержаний на стадії виготовлення (виробництва) АСУ ТП; Ее – економічний ефект, одержаний на стадії експлуатації АСУ ТП.
На наш погляд, виділення Еп як окремої складової можна виправдати тим, що витрати на проектування і впровадження у виробництво (тобто технічну підготовку виробництва) АСУ ТП значні, іноді сягають мільйонів гривень, а якщо при цьому врахувати, що випускають їх одиниці, відповідно на них і переносяться всі витрати на проектування. Наближено величину економічного ефекту на стадії проектування
АСУ ТП можна визначити за формулою: К р .а
К р .н ,
Ε п = − а н
(2.101)
де, Кр.а , Кр.н – витрати на розробку і впровадження аналога та нової АСУ ТП відповідно; Na , Nн – кількість виготовлених аналогічних і нових (проектованих) систем відповідно. Як зазначалося, для того, щоб визначити техніко-економічну ефективність інновації, необхідно мати базу для порівняння – аналог. Підходи до вибору аналогів 1, 2 і 3 детально описані в підрозділі 2.1. Крім зазначених аналогів, при проектуванні і виготовленні автоматизованих систем управління технологічними процесами слід виділяти ще аналог 4, необхідний для визначення структури витрат на проектування АСУ ТП. Як такий аналог може бути раніше спроектована АСУ ТП того ж рівня (наприклад, автоматизована система управління окремим технологічним процесом, дільницею, цехом і т.д.). Після вибору аналогів слід перейти до безпосередніх розрахунків економічної ефективності АСУ ТП і в першу чергу до визначення витрат на розробку і впровадження нової систему управління. Як зазначалося, всі одноразові витрати поділяють на витрати, пов’язані з проектуванням, виготовленням і установкою на місці експлуатації АСУ ТП. Спочатку зупинимося на методах визначення витрат на проектування автоматизованих систем управління технологічними процесами. На початкових стадіях проектування АСУ ТП (технічне завдання, технічна пропозиція, ескізний проект) немає достатньої кількості даних для визначення передвиробничих витрат (витрат на проектування). Як відомо, витрати на проектування АСУ ТП доволі значні, тому, чим раніше будуть виявлені неефективні системи, тим менше коштів буде втрачено на розробку неефективної техніки. Ось чому розрахунок ефективності АСУ ТП необхідно починати з найранніших стадій проектування. Процес проектування (розробки) автоматозованих систем управління технологічними процесами включає наступні етапи: а) розробка технічного завдання (завдання на проектування);
б) розробка проекту;
в) розробка робочої документації.
Оскільки АСУ ТП включає цілий ряд технічних засобів, що серійно випускаються промисловістю і збираються в систему, необхідність у виконанні дослідно-конструкторських розробок (ДКР) при створенні АСУ ТП виникає лише тоді, коли відсутні будь-які стандартні технічні засоби, необхідні для її створення. Часто проектним організаціям доводиться самостійно розробляти і виготовляти такі технічні засоби, як пристрої спряження, виконавчі робочі механізми тощо. Крім того, необхідність здійснення ДКР виникає тоді, коли серійні технічні засоби не відповідають вимогам, що ставляться до об’єкта автоматизації. Послідовність виконання дослідно-конструкторських розробок
подано на рис. 2.8.
Рис. 2.8. Послідовність виконання дослідно-конструкторських розробок. У проектуванні АСУ ТП важливе місце займає розробка технічного завдання, де обґрунтовують необхідність і можливість створення АСУ ТП, а також готують інші матеріали, необхідні для початку проектування системи. Технічне завдання складає замовник разом з проектною організацією. Вони вивчають особливості технологічного процесу, визначають критерії управління об’єктом, розробляють і перевіряють принципи функціонування системи, розробляють технічні умови на складові частини системи та АСУ ТП в цілому. Робота розбивається на чотири етапи. На першому етапі виконують попереднє обстеження технологічного процесу, що автоматизується, на другому етапі виконують передпроектні науково-дослідні розробки, на третьому етапі розробляють ескізну розробку АСУ ТП, а на четвертому етапі закінчують технічне завдання на створення АСУ ТП (завдання на проектування). На стадії розробки проекту АСУ ТП проектною організацією представляються технічна пропозиція, ескізний і технічний пректи. Як стверджує Г.Л. Смілянський, власне на стадії технічного проекту необхідно здійснювати розрахунок: витрат, економічної ефективності, виробничих площ, штатів обслуговуючого персоналу, необхідного для забезпечення функціонування АСУ ТП [164]. На наш погляд, вже на стадії технічної пропозиції необхідно мати дані для наближеного розрахунку ефективності системи, котра розробляється, щоб запобігти витратам коштів на подальшу розробку неефективної системи. Крім того, на цій стадії необхідно визначити величину витрат на розробку АСУ ТП. Отже, технічна пропозиція повинна відображати (хоча б наближено) витрати на проектування, виробництво та експлуатацію автоматизованої системи. Згідно з [164] кошторис витрат на проектування складається за фактичними витратами часу (людино-дні). По кожному з етапів підготовки і виконання робіт розраховують потреби витрат часу спеціалістами за категоріями. Далі на основі вартості людино-дня визначають кошторисну вартість етапу. Перед закінченням етапу рекомендовано здійснити контрольну звірку фактичних витрат і уточнити кошторис. Недоліком такого підходу є те, що він не враховує матеріальних витрат на виготовлення макетів, дослідних зразків і першої (встановної) партії. Вартість проектування засобів автоматизації визначається за довідниками і нормативами вартості проектних і пошукових робіт у відсотках від загальної вартості будівельно-монтажних робіт по об’єкту. До наближених методів оцінки вартості проектування АСУ ТП ставляться такі вимоги: простота оцінки, наочність, допустима точність (тобто відповідність оцінки до фактичних витрат проектної організації), порівнюваність (тобто можливість зіставлення результатів оцінки вартості проектування декількох АСУ ТП), стабільність або незмінність методичного підходу до визначення витрат на проектування АСУ ТП протягом певного часу, можливість контролю. З одного боку, на ранніх стадіях проектування задовольнити всі вимоги неможливо, а з іншого – нас цікавить ефективність коштів ще до їх вкладення в розробку автоматизованої системи управління технологічними процесами. Методом, котрий дасть змогу максимально узгодити ці вимоги, є наближений розрахунок вартості проектування шляхом порівняння нововведення з базовим варіантом. За базу не обов’язково брати АСУ ТП того ж призначення, головне, щоб рівень автоматизації аналога (окремий технологічний процес, дільниця, цех тощо) відповідав рівню автоматизації проектованого об’єкта. Належність АСУ ТП до того чи іншого рівня автоматизації встановлюється залежно від кількості автоматизованих агрегатів і складності системи управління. Якщо базова АСУ ТП відсутня, то за базу для порівняння можна взяти діючу технологію. Природно, що нова техніка значно складніша і прогресивніша, ніж базова тому в розрахунок доцільно ввести коефіцієнт, котрий враховує зростання кількості виконуваних функцій у порівнянні з базовим варіантом або з АСУ ТП нижчого рівня (ступеню новизни і т.п.). Так, промислові роботи, верстати з ЧПУ та гнучкі виробничі модулі використовуються лише в масштабі робочого місця і мають мінімальну інформаційну потужність (кількість контрольованих технологічних параметрів), а гнучкі автоматизовані лінії і дільниці (ГАЛ та ГАД) – середню інформаційну потужність. Отже, технічні засоби АСУ ТП, що застосовуються на робочих місцях поступаються своєю складністю ГАЛ та ГАД . Припустимо, що трудомісткість розробки промислового робота становила 2 тис. нормо-годин, а вартість однієї нормо-години 4 тис. грн., тоді вартість проектування всього базового варіанта (без матеріальних витрат на виготовлення макетів і дослідних зразків) дорівнює:
2000
⋅ 4000
= 8000000
грн.
Якщо тепер нам необхідно визначити вартість проектування гнучкої автоматизованої лінії, то спочатку необхідно визначити середній коефіцієнт зростання складності, котрий враховує зростання інформаційної потужності цієї системи у порівнянні з базовим варіантом, її новизну і розширення функціональних можливостей. Середній коефіцієнт зростання складності системи – Кзс можна
знайти із залежності:
Κ зс
= Κі .п ⋅ Κн ⋅ Κф.м ,
(2.102)
де Кі.п – коефіцієнт зростання інформаційної потужності АСУ ТП; Кн – коефіцієнт новизни АСУ ТП; Кф.м – коефіцієнт зростання функціональних можливостей АСУ ТП.
Коефіцієнт зростання інформаційної потужності АСУ ТП визначають таким чином: інформаційну потужність аналога приймають за одиницю, а тоді знаходять співвідношення кількості контрольованих параметрів нової системи до кількості параметрів контрольованих аналогом. Коефіцієнт новизни АСУ ТП залежить від кількості технологічних операцій, які виконує АСУ ТП, і від кількості оригінальних деталей, вузлів, блоків у виконавчих механізмах і розраховується за формулою:
Ν д .о ,
н д .з
(2.103) де, Nд.о – кількість, оригінальних деталей, вузлів, блоків у проектованій АСУ ТП; Nд.з – загальна кількість деталей, вузлів, блоків у проектованій АСУ ТП. Як випливає з формули коефіцієнт новизни АСУ ТП може набувати значення від 1 (відсутні оригінальні деталі) до 2 (всі деталі оригінальні). Коефіцієнт зростання функціональних можливостей АСУ ТП визначається як співвідношення кількості функцій виконуваних новою АСУ ТП до кількості функцій, котрі виконує аналог. На основі середнього коефіцієнта зростання складності можна визначити зміну трудомісткості проектування АСУ ТП. Так, добуток вартості проектування промислового робота і середнього коефіцієнта зростання складності системи дасть вартість проектування гнучкої автоматизованої лінії. Допустимо, що Кзс = 2,35, тоді витрати на розробку ГАЛ становитимуть 18,8 млн. грн. З часом, коли в проектній організації нагромадиться банк даних, тоді залежність трудомісткості від технічних параметрів можна зобразити графічно і на основі експлуатаційних параметрів АСУ ТП з достатньою точністю визначати тудомісткість процесу проектування, а отже, і вартість розробки АСУ ТП. При цьому слід пам’ятати, що тарифні ставки проектувальників АСУ є змінними величинами. Оскільки на ранніх стадіях проектування (стадія технічної пропозиції) немає достатньої кількості даних для визначення двох інших складових формули (2.90) – витрат на виготовлення обладнання і витрат на впровадження АСУ ТП на підприємстві, то їх розрахунок також слід проводити аналогічними наближеними методами. Коротко зупинимося на методах визначення витрат на виготовлення і впровадження (установку і монтаж) системи. Усі витрати пов’язані з виготовленням і придбанням технічних засобів автоматизованої системи управління технологічними процесами можна визначити за формулою:
Βвиг = Βд.с + Βд.о ,
(2.104) де, Ввиг – витрати на придбання і виготовлення технічних засобів АСУ ТП; Вд.с – витрати на придбання комплекту стандартних технічних засобів АСУ ТП (обладнання, прилади, блоки, вузли та деталі); Вд.о – витрати на виготовлення оригінальних (нестандартних) технічних засобів АСУ ТП (пристрої спряження, виконавчі робочі механізми тощо). Починаючи зі стадії ескізного проекту, коли відомий набір технічних засобів АСУ ТП, розрахунок вартості комплекту стандартних засобів проводять шляхом складання кошторису витрат на виробництво, а витрати на виготовлення оригінальних технічних засобів визначають одним з наближених методів розрахунку (питомих ваг, графоаналітичний, кореляційний, планової калькуляції), які описано в підрозділі 2.2.2 та [131].
Для визначення загальних витрат, пов’язаних з впровадженням АСУ ТП, необхідно розробити кошториси витрат на виконання кожного з етапів робіт. Послідовність виконання робіт з впровадження автоматизованих систем управління технологічними процесами на підприємстві подана в табл. 2.10. Підсумувавши витрати на проектування системи, придбання та виготовлення технічних засобів, а також на її впровадження на підприємстві, одержимо загальну суму одноразових витрат на впровадження АСУ ТП, після чого можна приступати до розрахунку економічного ефекту на одноразових витратах за формулою:
Εод = Κо.а
− Κо.н
(2.105)
де, Ко.а – сума одноразових витрат, пов’язаних зі створенням і впровадженням автоматизованої системи управління технологічними процесами, вибраної в якості аналога; Ко.н – сума одноразових витрат, пов’язаних зі створенням і впровадженням нової автоматизованої системи управління технологічними процесами. Таблиця 2.10
Послідовність виконання робіт по впровадженню АСУ ТП
В результаті зіставлення одноразових витрат (на проектування, виготовлення і впровадження системи) по аналогічному і новому варіанту АСУ ТП частіше виявляється, що Ко.н > Ко.а , тоді ефект буде зі знаком “мінус”, тобто впровадження АСУ ТП вимагає додаткових витрат. Тепер перейдемо до розрахунку поточних витрат (виникають на стадії експлуатації системи). У загальному випадку економія на експлуатаційних (поточних) витратах визначається як різниця цих витрат до і після впровадження АСУ ТП. Оскільки на величину річної економії на поточних витратах впливають не всі складові, що формують собівартість продукції, то вважаєм за доцільне проводити розрахунок не на основі сумарних експлуатаційних витрат, а зупинитися на розрахунку економії лише на тих складових, котрі змінюються з переходом до автоматизованого управління технологічними процесами. При цьому слід враховувати [115], що величина поточних витрат,
пов’язаних з експлуатацією автоматизованої системи, може бути визначена за формулою:
Α екс
Α Α Α
а у ен
Α + Β А ,
(2.106)
де,
Α Α
екс – поточні витрати, пов’язані з експлуатацією системи; а –
амортизаційні відрахування на повне відновлення нововведеного Β Α
обладнання АСУ ТП;
обладнання АСУ ТП;
у – витрати на утримання і експлуатацію
Α ен – витрати на спожиту встановленим Β Α
обладнанням АСУ ТП електроенергію;
зп – заробітна плата (з
відрахуваннями на соціальні заходи) персоналу, що обслуговує АСУ ТП;
Α ін – інші витрати, пов’язані з експлуатацією системи.
На наш погляд, витрати на утримання і експлуатацію обладнання АСУ ТП, включені у формулу необгрунтовано, адже вони включають витрати, котрі вже знайшли своє відображення в інших складових формули. Тому в розрахунок економії на поточних витратах включати їх не доцільно. Натомість формула (2.106) не враховує цілого ряду чинників, що мають важливе значення (витрати на матеріали, втрати від браку, запчастини для ремонту обладнання тощо). Отже, доцільнішим слід вважати такий набір чинників, що враховуються при розрахунку економії на поточних витратах: а) витрати на основні і допоміжні матеріали;
б) витрати на заробітну плату обслуговуючого персоналу з нарахуваннями; в) амортизаційні відрахування на повне відновлення; г) витрати на ремонт обладнання;
д) витрати на електроенергію;
е) умовно-постійні (накладні) витрати;
є) втрати від браку;
ж) інші витрати.
Враховуючи зазначене, складову формули (2.95) (С1 −С2 )⋅Α2 , яка згідно з методикою [115] відображає економію за рахунок зниження
собівартості продукції у зв’язку з впровадженням автоматизованої системи управління технологічним процесом, представимо як річний економічний ефект на поточних витратах, котрий може бути визначений за формулою:
Εпот..р =Εм.р +Εзп.р +Εр.р +Εен.р +Εб.р +Εа.р +Εуп.р +Εін.р ,
(2.107)
де, Епот.р – річний економічний ефект на поточних витратах; Ем.р – річний економічний ефект за рахунок зменшення матеріальних витрат; Езп.р – річний економічний ефект за рахунок зменшення витрат на заробітну плату персоналу, що обслуговує АСУ ТП, з нарахуваннями на соціальні заходи; Ер.р – річний економічний ефект за рахунок зменшення витрат на всі види ремонтів обладнання; Еен.р – річний економічний ефект за рахунок зменшення витрат на електроенергію (силову та на технологічні цілі); Еб.р – річний економічний ефект за рахунок зменшення втрат від браку продукції; Еа.р – річний економічний ефект за рахунок амортизаційних відрахувань на повне відновлення АСУ ТП; Еуп.р – річний економічний ефект від зміни умовно-постійних витрат на одиницю продукції; Еін.р – річний економічний ефект за рахунок інших витрат, які не враховані в попередніх складових і виникають при використанні АСУ ТП в конкретних умовах виробництва. Як зазначалося у підрозділі 2.3.1 ефекти 1-го і 2-го порядків виникають у виробника продукції, який використовує АСУ ТП, за рахунок зміни експлуатаційних (поточних) витрат у технологічному процесі. Ефекти 3-го, 4-го і вищих порядків виникають у зв’язку з використанням виробів, що випускаються за допомогою автоматизованих систем управління технологічними процесами. На наш погляд, доцільно обмежитися розглядом ефекту 3-го порядку, який матиме місце при зниженні витрат експлуатації у споживача продукції АСУ ТП. На рис. 2.9 подано класифікацію складових сумарного економічного ефекту.
Сумарний економічний ефект
у виробника продукції у споживача продукції
Ефект 1-го прядку На витратах експлуатації АСУ ТП
Ефект 2-го порядку
На виробничих витратах
Ефект 3-го порядку На витратах експлуатації продукції АСУ ТП
Розрахунок кожного з видів ефектів, зазначених у формулі (2.107) в загальному виді може бути здійснений за формулою (2.23). При цьому, обов’язковим є дотримання правила тотожності ефектів. Суть цього правила у приведенні до тотожного виду одноразових і поточних витрат, пов’язаних з використанням двох порівнювальних видів техніки [98], у нашому випадку витрат до і після впровадження автоматизованих систем управління технологічними процесами. Зупинимося на визначенні кожної складової загального річного економічного ефекту на поточних витратах. Річний економічний ефект за рахунок зменшення матеріальних витрат буде визначатися як різниця між сумами матеріальних витрат при базовій технології та при застосуванні системи автоматизованого управління технологічним процесом і може бути розрахована за формулою:
Ε м . р
= Β м .а
− Β м .н
(2.108)
де, Вм.а – річна сума матеріальних витрат для аналога (до впровадження АСУ ТП); Вм.н – річна сума матеріальних витрат після впровадження АСУ ТП.
При цьому сума витрат на матеріали включатиме, як витрати на основні матеріали (на виготовлення продукції), так і витрати на допоміжні матеріали, пов’язані з виготовленням продукції і з роботою технічних засобів АСУ ТП (експлуатація системи). Включення витрат на основні матеріали викликане тим, що в умовах автоматизованого виробництва можливе зниження норм витрат матеріальних ресурсів (на одиницю продукції), оскільки базова технологія могла вимагати більших припусків на заготовки внаслідок нижчої точності обробки, менш точного дозування певних речовин, компонентів тощо. Річні витрати на основні матеріали (як для аналога, так і для АСУ
ТП) можна визначити за формулою:
Μосн = Ηв ⋅Ν ,
(2.109) де, Мосн - річна сума витрат на основні матеріали; Нв - норма витрат усіх видів основних матеріалів на одиницю продукції; N - річний обсяг випуску продукції.
Сума витрат на допоміжні матеріали визначається на основі норм їх витрат на потреби, що виникають при виготовленні продукції і в процесі експлуатації автоматизованої системи управління технологічним процесом (припої, флюси, спирт, мастило, емульсії тощо) укрупнено, відразу в розрахунку на рік. Якщо говорити про порядок економічного ефекту на матеріальних витратах, то він може бути 1-го і 2-го порядку. Коли мова йде про економію основних і допоміжних матеріалів, що виникає у самому технологічному процесі виготовлення продукції, то тут має місце економічний ефект 2-го порядку. Якщо ж виникає економія на витратах допоміжних матеріалів у процесі експлуатації самої АСУ ТП, то це є ефектом 1-го порядку. Річний економічний ефект за рахунок зменшення витрат на заробітну плату персоналу, що обслуговує АСУ ТП, з відрахуваннями на соціальні заходи буде визначатися як різниця між річною сумою цих витрат при базовій технології і при застосуванні АСУ ТП, тобто за формулою:
Εзп.р
= Βзп.а − Βзп.н ,
(2.110)
де, Взп.а – річні витрати на заробітну плату з відрахуваннями для аналога (до впровадження АСУ ТП); Взп.н – річні витрати на заробітну плату з відрахуваннями для АСУ ТП.
Витрати на заробітну плату включають основну заробітну плату (тарифну, доплати і надбавки в межах чинного законодавства) та відрахування на соціальні заходи (державне соціальне страхування, до Пенсійного фонду, до Державного фонду сприяння зайнятості населення І фінансування заходів щодо реалізації Закону України “Про статус і соціальний захист громадян, які потерпіли внаслідок Чорнобильської катастрофи”) основних робітників-операторів і наладчиків обладнання. Ці витрати можуть бути розраховані за формулою:
Β зп
= Зо−о
+ Зн ,
(2.111)
де, Зо-о – річні витрати на основну заробітну плату основних робітників та робітників-операторів з відрахуваннями на соціальні заходи; Зн – річні витрати на основну заробітну плату робітників-наладчиків з відрахуваннями на соціальні заходи.
Заробітну плату основних робітників до впровадження АСУ ТП і основних робітників-операторів при її використанні можна обчислити за формулою:
⎛ Π ⎞
З = Ч
⋅ З ⋅ 12 ⋅ ⎜1 + с.з ⎟,
о−о
о−о
с.м
⎝ 100 ⎠
(2.112)
де, Чо-о – явочна чисельність основних робітників-операторів, що обслуговують технологічне обладнання чи АСУ ТП; Зс.м – середньомісячна заробітна плата одного робітника; Пс.з – процент відрахувань на соціальні заходи.
Річні витрати на основну заробітну плату робітників-наладчиків з відрахуваннями на соціальні заходи можуть бути розраховані за формулою:
Ν ⋅ ⎛ Π ⎞
З = обл S ⋅ З
⋅12⋅⎜1+ с.з ⎟,
н обсл
с.м
⎝ 100 ⎠
(2.113)
де, Nобл – кількість одиниць обладнання (технічних засобів АСУ ТП); S – режим роботи (зміни за день); Нобсл – норма обслуговування для наладчиків. Річний економічний ефект за рахунок зменшення витрат на всі
види ремонтів обладнання буде визначатися за формулою:
Ε р. р
= Β р.а
− Β р.н ,
(2.114)
де, Вр.а – річна сума витрат на ремонт обладнання для аналога (до впровадження АСУ ТП); Вр.н – річна сума витрат на ремонт АСУ ТП.
Витрати на ремонт обладнання включають витрати на замінені в час ремонту деталі і вузли технологічного обладнання чи АСУ ТП та витрати на заробітну плату ремонтників (тарифну з доплатами і надбавками та відрахуваннями на соціальні заходи) і можуть бути визначені за формулою:
Β р = Βз.е
+ Зрем ,
(2.115)
де, Вз.е – вартість замінюваних в час ремонту деталей і вузлів (протягом року); Зрем – річні витрати на заробітну плату ремонтників (тарифну з доплатами і надбавками та відрахуваннями на соціальні заходи).
Річні витрати на замінювані в час ремонту елементи можна обчислити за формулою:
Βз.е = Цсер ⋅ n ⋅ N ,
(2.116)
де, Цсер – середня вартість замінюваного елементу; n – середня кількість замінюваних одночасно елементів (за один ремонт); N – кількість ремонтів, що проводяться протягом року.
Середня вартість одного замінюваного за час ремонту елементу може бути розрахована за формулою:
Ц сер
m
∑ Ц і ⋅ ni і=1 m ∑ ni i=1
(2.117)
де, Ці – вартість і-того замінюваного елемента; пі – кількість замінюваних елементів і-того виду; m – кількість різних видів елементів. Середня кількість замінюваних за один ремонт елементів може бути
визначена за формулою:
N ∑ n j
N
(2.118)
де, nj – кількість елементів, що замінюються за час j-того ремонту.
Розрахунок кількості ремонтів, котрі необхідно здійснити протягом року, може проводитись за формулою:
tн.в
(2.119)
де, Фд – дійсний річний фонд робочого часу АСУ ТП; tн.в – час напрацювання АСУ ТП на відмову.
Дійсний фонд часу роботи АСУ ТП протягом року можна розрахувати за формулою:
Φд =[Φк −(Β +С)]⋅tзм ⋅S,
(2.120)
де, Фк – календарний річний фонд робочого часу; В – кількість вихідних днів у році; С – кількість святкових днів у році; tзм – тривалість зміни; S – режим роботи АСУ ТП (зміни за день). Витрати на заробітну плату ремонтників з відрахуваннями на
соціальні заходи можуть бути визначені за формулою:
⎛ Π ⎞
З = С ⋅ t
⋅ Ν ⋅ ⎜1 + с.з ⎟,
(2.121)
рем
год
рем
⎝ 100 ⎠
де, Сгод – середня годинна тарифна ставка ремонтних робіт; tрем –
середня тривалість одного ремонту.
Ці середні величини визначаються як середньозважені, де в якості ваги прийнято: для Сгод – кількість ремонтних робітників, а для tрем – кількість одночасно замінюваних елементів. Економічний ефект від зміни витрат на ремонт АСУ ТП є ефектом
1-го порядку, оскільки ці витрати пов’язані з експлуатацією самої автоматизованої системи. Річний економічний ефект за рахунок зменшення витрат на силову електроенергію та електроенергію на технологічні цілі може бути визначений за формулою:
Εен. р = Βен.а − Βен.н ,
(2.122)
де, Вен.а – річні витрати на електроенергію для аналога (до впровадження АСУТП); Вен.н – річні витрати на електроенергію, пов’язані з роботою АСУТП.
Величина річних витрат на електроенергію може бути визначена за формулою:
Βен = Μ
⋅Φд ⋅ Κ в ⋅ а ,
(2.123)
де, М – сумарна потужність усіх встановлених струмоприймачів; Кв – коефіцієнт використання встановлених струмоприймачів у часі; а – тариф за користування електроенергією (вартість 1 кВт-год). При цьому слід зауважити, що економія на витратах силової електроенергії – це ефект 1-го порядку, а економічний ефект на витратах електроенергії на технологічні цілі – ефект 2-го порядку. Річний економічний ефект за рахунок зменшення втрат від браку
може бути розрахований за формулою:
Εб.р =Βб.а −Βб.н ,
(2.124)
де, Вб.а – річні втрати від браку для аналога (до впровадження АСУ ТП); Вб.н – річні втрати від браку в умовах функціонування АСУ ТП.
Цей ефект є ефектом 2-го порядку, оскільки брак виникає в самому технологічному процесі виготовлення продукції, а АСУ ТП впливає лише на окремі його параметри, від яких і залежить зменшення кількості бракованої продукції. Величину втрат від браку в загальному вигляді можна визначити за
формулою [70]:
Βб = Βо + Βв + Βд − Β у − Βл − Βп ,
(2.125)
де, Во – річна вартість остаточно бракованої продукції, виявленої у виробника і споживача, включаючи витрати споживача на транспортування; Вв – річні витрати виробника на виправлення браку, включаючи витрати на гарантійний ремонт продукції; Вд – додаткові річні витрати з метою подальшого використання бракованої продукції за іншим призначенням; Ву – річні суми, отримані з винних за випуск бракованої продукції; Вл – ліквідаційна річна вартість остаточно забракованої продукції, що використовується у виробництві або реалізується; Вп – річні суми відшкодування збитків, отримані від постачальників за поставку неякісної сировини, матеріалів і напівфабрикатів. Річний економічний ефект за рахунок амортизаційних
відрахувань на повне відновлення може визначатися за формулою:
Ε а . р
= Β а .а
− Β а .н ,
(2.126)
де, Ва.а – річна сума амортизаційних відрахувань на повне відновлення технологічного обладнання при існуючій технології; Ва.н – річна сума амортизаційних відрахувань на повне відновлення АСУ ТП.
Оскільки методика розрахунку річної суми амортизаційних відрахувань загальновідома, зазначимо лише, що економічний ефект, який виникає в результаті її зміни, є ефектом 1-го порядку. Якщо при переході до АСУ ТП забезпечується значне підвищення продуктивності процесу, то виникає економічний ефект на умовно- постійних витратах, котрі припадають на одиницю продукції.
Річний економічний ефект від зміни умовно-постійних витрат на одиницю продукції можна обчислити за формулою:
Ε уп . р
= У п
⋅ ⎛ Π 2 −
⎞ 1 ⎟ ,
(2.127)
⎝ Π 1 ⎠
де, Уп – річна сума умовно-постійних витрат при виготовленні продукції; П1 і П2 – річна продуктивність обладнання при діючій технології і після впровадження АСУ ТП відповідно.
Економічний ефект на умовно-постійних витратах є ефектом 2-го порядку. Економічний ефект на інших витратах може включати, наприклад, ефект за рахунок витрат на догляд і повірку вимірювальних засобів АСУ ТП (ефект 1-го порядку), ефект від зміни витрат на сертифікацію продукції, якість якої підвищується при впровадженні АСУ ТП (ефект 2-го порядку), ефект за рахунок покращення показників екологічності та безпеки продукції, показників надійності, естетичних та ергономічних показників продукції, показників якості продукції. У кожному конкретному випадку підхід до обчислення цих витрат і відповідно економії на них є індивідуальним. Соціальний ефект визначається техніко-технологічними,
економічними, організаційними, соціально-економічними аспектами.
Соціальні та екологічні наслідки реалізації АСУ ТП доцільно визначати за ступенем покращення соціальних та екологічних показників у порівнянні з цільовими нормативами, котрі повинні бути встановлені для країни в цілому і по галузях. Вартісна оцінка соціальних та екологічних результатів впровадження АСУ ТП [118] здійснюється за формулою:
M
t = ∑ Rtj
⋅ atj ,
(2.128)
j =1
де,
с
t – сукупні річні доходи при функціонуванні АСУ ТП; Rtj –
кількість соціальних чи екологічних j-тих результатів, одержаних протягом року; atj – вартісна оцінка одиниці j-того результату в t-тому році, що встановлюється вищим органом і виплачується підприємству чи вилучається у нього (– atj); M – кількість результатів, що враховуються при визначенні впливу АСУ ТП на оточуюче середовище та соціальну сферу.
Соціально-екологічний ефект від впровадження АСУ ТП є ефектом
3-го порядку. У даний час соціальні результати впровадження АСУ ТП розглядаються окремо і не включаються в єдину оцінку техніко- економічної ефективності автоматизованих систем управління технологічними процесами.
ТП.
Далі зупинимося на визначенні оптимальних меж застосування АСУ
Автоматизовані системи управління технологічними процесами
впроваджуються у тих випадках, коли маємо справу з масовим продуктом, тобто таким, потреба суспільства в якому значно перевищує можливості підприємства з випуску цього продукту. Отже, крім нашого підприємства, існує ряд підприємств, що випускають дану продукцію. А це значить, що підприємство працює в умовах досконалої конкуренції. Досконалою вважається конкуренція, коли на ринку існує значна кількість виробників певного продукту і потреба в ньому практично не обмежена. Прикладом може бути виробництво продуктів харчування і цілого ряду споживчих товарів. Зрозуміло, що в умовах досконалої конкуренції жоден з окремо взятих продавців чи покупців товару не може суттєво вплинути на його ціну. Такими масовими продуктами в приладобудуванні є компоненти радіоелектронної апаратури, такі, як резистори, транзистори, мікросхеми, конденсатори тощо. Визначення оптимальних меж застосування АСУ ТП пов’язане з оптимізацією показників виробничо-господарської діяльності підприємства. Серед головних показників, що обумовлюють оптимальні межі використання АСУ ТП, є випуск продукції, який оптимізується за різними критеріями (досягнення максимального прибутку або мінімальних витрат). Аналіз виробничих та інвестиційних процесів, що відбуваються на підприємстві, може охоплювати моментальний, короткий чи тривалий період. Моментальним називають період, для якого всі чинники виробництва (капітал і праця) є величинами постійними. Короткотерміновий (короткий) – це період, коли капітал (капітальні вкладення) є величиною постійною, а праця (поточні витрати) – змінною. Довготерміновий (тривалий) – це період, коли всі чинники виробництва є величинами змінними. У довготерміновому періоді підприємство може змінювати всі чинники виробництва, впливаючи навіть на розмір підприємства. Так, із введенням АСУ ТП змінюється технологічний процес виробництва продукції, залучаються у виробництво нові виробничі фонди, ліквідовуються старі, має місце рух робочої сили, змінюється величина запасів матеріальних ресурсів тощо. Тому з метою оптимізації обсягу випуску продукції в умовах функціонування АСУ ТП використаємо методику оптимізації обсягу випуску продукції підприємства в довготерміновому періоді. При цьому вважаємо, що підприємство приймає рішення про обсяг виробництва на основі максимізації прибутку, що за умови, коли ціна встановлюється ринком, є рівнозначним мінімізації витрат на виробництво (при незмінній структурі випуску). Оптимальний обсяг виробництва продукції підприємства в довготерміновому періоді знаходиться в точці перетину середніх і граничних валових витрат. У цьому випадку потрібно чітко визначити, які витрати є постійними, незалежними від зміни обсягу виробництва, а які – змінними, тобто такими, що змінюються зі зміною обсягу випуску продукції. При незначних обсягах випуску продукції автоматизація може бути недоцільною, а в умовах масового виробництва впровадження АСУ ТП, як правило, високоефективне. Отже, існує певний обсяг випуску продукції, при якому є рівнозначним автоматизувати чи не автоматизувати технологічний процес. Це і є мінімально допустимий обсяг (Qmin), при якому (рівнозначно, яку технологію використовувати) вже доцільно впроваджувати АСУ ТП. За цієї умови теперішні приведені витрати при неавтоматизованому виробництві дорівнюють приведеним витратам при використанні АСУ ТП. Отже, можна записати рівняння:
С1 ⋅ Qmin + Ηпр ⋅ Κ1
= С2 ⋅ Qmin + Ηпр ⋅ Κ2 .
(2.129) Звідси можна записати: С1 ⋅Qmin −C2 ⋅Qmin = Ηпр ⋅ Κ2 −Ηпр ⋅ Κ1.
(2.130)
Звідси:
(С1 −С2 )⋅Qmin = (Κ2 −Κ1 )⋅ Ηпр.
(2.131)
Якщо врахувати, що (К2 – К1) – додаткові витрати на впровадження автоматизованого технологічного процесу К, то можна записати:
Qmin
= Η пр ⋅ Κ ,
(2.132)
де, Нпр – середня норма прибутку (відносні одиниці) в галузі де впроваджується АСУ ТП; С1 і С2 – собівартість одиниці продукції до і після автоматизації технологічних процесів відповідно.
Знаючи Qmin, завжди можна прийняти правильне рішення про доцільність впровадження АСУ ТП. При обсязі виробництва Q = 0 постійні витрати дорівнюють валовим. Щоб отримати валові витрати, слід змінні витрати додати до постійних. Середні витрати на одиницю продукції визначаються діленням валових витрат на кількість одиниць продукції:
Βсер =
Βвал ,
(2.133)
де Всер – середні витрати на одиницю продукції в довготерміновому періоді; Ввал – валові витрати на річний обсяг випуску продукції; Q – річний обсяг випуску продукції у натуральних одиницях. Для визначення оптимального обсягу випуску продукції, що забезпечує максимальний прибуток, необхідно прирівняти середні і граничні витрати. Під граничними витратами розуміють приріст валових витрат,
пов’язаний з одиничним (безмежно малим) приростом випуску продукції.
Β = ∆Β
вал
Β = ∂Β вал ,
або
гр ∂Q
(2.134)
де, Вгр - граничні витрати в довготерміновому періоді; ∆Ввал і
∂Ввал – приріст валових витрат на одиничний і безмежно малий приріст випуску продукції відповідно; ∆Q і ∂Q – одиничний і безмежно малий приріст випуску продукції відповідно.
Постійні витрати – це витрати на будівництво приміщень, придбання обладнання тощо, що не залежать від обсягу виробництва продукції. Змінні витрати – це витрати, що збільшуються з кожною додатково випущеною одиницею продукції (матеріальні і трудові витрати в розрахунку на одиницю продукції). Коли продукція не випускається, змінні витрати дорівнюють нулю. Зі збільшенням випуску продукції вони спочатку зростають дуже швидко, але потім, внаслідок дії чинника економії на масовому виробництві їх зростання уповільнюється в порівнянні зі зростанням (розширенням) виробництва. Однак при дальшому зростанні виробництва, коли починає діяти закон спадаючої дохідності при інших незмінних чинниках, змінні (поточні) витрати починають зростати швидше, ніж зростає виробництво. Середні валові витрати спочатку високі внаслідок того, що доволі значні постійні витрати розподіляються на незначний випуск продукції. При випуску одиниці продукції середні витрати дорівнюють постійним, тобто надзвичайно великі, але вони швидко знижуються зі зростанням більшого значення набувають змінні витрати. Отже, можна зазначити, що крива середніх витрат спочатку спадає, оскільки постійні витрати діляться на щораз більшу кількість продукції та в результаті економії на масовому виробництві, а пізніше починає зростати через дію закону спадаючої дохідності (див. рис.2.10). Оскільки підприємця цікавить, при якому обсязі виробництва він отримає максимальний прибуток, нас цікавить точка на кривій середніх витрат, де вони мінімальні (в ній найнижча собівартість одиниці продукції, а отже, найвищий прибуток при сталій ціні). Як зазначалося, для виявлення цієї точки достатньо прирівняти середні та граничні витрати, оскільки крива граничних витрат завжди перетинає криву середніх витрат у її мінімумі (див. рис.2.10)
40
20
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Обсяг випуску, Q
Рис. 2.10. Розрахунок оптимального обсягу випуску продукції. Розрахуємо оптимальний обсяг виробництва продукції при впровадженні АСУ ТП. Як приклад візьмемо умовні числа про виробництво мікросхем на заводі електронної промисловості “Полярон” (м. Львів). Вихідні дані подано у вигляді таблиці 2.11.
Таблиця 2.11
Вихідні дані для розрахунку оптимального обсягу виробництва мікросхем
Валові витрати є сумою постійних і змінних витрат. Середні витрати – це валові витрати в розрахунку на одиницю продукції. Граничні витрати знаходимо як співвідношення приросту валових витрат до приросту обсягу виробництва. У даному випадку під постійними витратами розуміємо витрати на впровадження АСУ ТП. Отже, вони стосовно базового варіанта також змінилися. Значить твердження, що в довготерміновому періоді всі витрати змінні правильне. Визначимо мінімальний обсяг виробництва мікросхем, при якому доцільне впровадження АСУ ТП за формулою (2.132), прийнявши попередньо, що норма прибутку в електронній промисловості Нпр = 0,15 (рентабельність виробу – 15\%), а собівартість одиниці продукції знизилася з 33,0 до 31,5 грн./шт.
Qmin =
0,15⋅50 = 5
млн. шт.
Отже, можна зробити висновок, що мінімально допустимим обсягом виробництва мікросхем, при якому вже доцільно впроваджувати АСУ ТП є обсяг – 3,5 млн.шт. На основі даних табл.2.11 знайдемо оптимальний обсяг річного випуску продукції прирівнявши граничні і середні валові витрати. Побудову графіків і знаходження аналітичної залежності їх тренду здійснимо на персональному комп’ютері з допомогою програми Microsoft Excel.
120
100
80
60
40
20
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
MC = 2,722Q2 - 27,036xQ+ 77,903
ATC= 1,742Q2 - 24,947Q + 117,55
ATCmax= 35
прирівнявши ці функції. Звідси й одержимо квадратне рівняння:
0 ,98 Q 2
− 2 ,089 Q
− 39 ,647
= 0.
Розв’язавши рівняння, знайдемо, що оптимальним (тим, що забезпечує найнижчу собівартість, а отже, і максимальний прибуток) буде обсяг виробництва Qopt = 7, 5 млн. шт./рік. Як раніше зазначалося, Qmin = 5 млн. шт./рік. Підтвердити дане
положення можна дослідивши на екстремум (продиференціювавши) функцію граничних витрат, при цьому одержимо Qmin = 4,966 млн. шт./рік. Підставивши це значення у рівняння середніх валових витрат, одержимо максимальне значення середніх валових витрат (собівартості), при яких можна впроваджувати АСУ ТП. Вони складають ATCmax = 35 грн./шт. Максимальний річний обсяг випуску продукції, при якому середні валові витрати ще залишаються в межах 35 грн./шт., на графіку знаходиться шляхом проведення горизонталі на рівні ATCmax = 35 грн./шт. Він становитиме 9,5 млн. шт./рік. Аналогічний результат можна отримати аналітичним шляхом, підставивши значення ATCmax = 35
грн./шт. у рівняння ATC.
Підсумовуючи, можемо зауважити, що АСУ ТП доцільно впроваджувати за умов, коли на виробництві буде запланований обсяг випуску продукції в межах від 5 до 9,5 млн. шт./рік. Підставивши в рівняння середніх валових витрат оптимальний обсяг виробництва мікросхем Qopt = 7,5 млн. шт./рік, можемо зробити висновок, що при ньому буде досягнуто найнижчих середніх витрат ATCopt = 28,24 грн./шт., а отже буде забезпечено максимальний прибуток підприємства.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
*Неадитивність
системи – властивість системи не є сумою властивостей її складових частин.
Е р = ΚΚ Α
;
,
Κ
= ΚΡ +
K ,
ΚΟ =
А2 − А1
Κ
= 1 +
Рис. 2.9. Класифікація складових
сумарного економічного ефекту від впровадження АСУ ТП.
n
=
j =1 ,
Ν = Φд
,
С1
− С2
Q
Вони можуть
визначатися за формулами:
гр
∆ Q
120
100
80
60
ATC MC
33,0
−31,5
Як
зазначалося, оптимальне значення обсягу виробництва буде в
точці
перетину
кривих,
а
це
зачить,
що
розв’язок можна знайти
Читать: 1.1.суть та основні тенденції розвитку інноваційної діяльності і її
значення для забезпечення економічного зростання національної економіки |
