Литейное производство 2011 № 1 январь

Подождите немного. Документ загружается.

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО№1/2011

рганизация производства

Основные причины (среднее значение).

• Задержки – 5,32.

• Простои – 1,60.

• Бракованные формы – 3,45.

Основные различия.

• Излишние свободные мощности в РФ нивелируют

эффект простоя за счет имеющихся свободных мощнос-

тей.

• Задержки составляют в среднем 30%, что показы-

вает отсутствие контроля, и в то же время скрывает другие

проблемы.

• Простои и бракованные формы отражают уро-

вень технического обслуживания оборудования.

1. Улучшение КПЭ простой производства (фор-

мовочный участок)

Сводные результаты сравнительного анализа первых

двух пок

азателей КПЭ.

Показатель Европа

Россия

ЛП............................ 1,0

0,39

СП............................ 1,0

1,60

Показатель простой производства (формовочный

участок) отслеживает время, в течение которого формо-

вочный участок не работает из-за неисправностей обору-

дования или по оперативным причинам, и выражается в

% от всего производственного времени (часто называется

чистым операционным временем).

Влияние сокращения простоя производства на эф-

фективность работы формовочного участка выражается

в большем общем количестве произведенных отливок

за один и тот же период времени в результате экономии

трудовых ресурсов и использования производственных

мощностей.

Потери, связанные с временем простоя производс-

тва, различаются в зависимости от технологии формовки,

(табл. 1):

• ручная формовка предполагает небольшое коли-

чество используемого сложного оборудования, а значит,

меньше поломок; неисправность оборудования не обяза-

тельно приводит к простою производства;

• механизированные линии формовки имеют более

высокую вероятность возникновения неисправностей в

связи с большим количеством участвующего в процес-

се оборудования, что приводит к простою производства

практически при любой поломке;

• цехи с автоматическими линиями формовки под-

вергаются риску возникновения поломок, однако часто

имеют систему определения неисправностей и организо-

ванную систему обслуживания линий.

При автоматической и ручной формовке разница в

эффективности зависит от того, какая это формовка:

– горизонтальная опочная под давлением (ПГС);

– вертикальная безопочная формовка (ПГС);

– механизированный поток моделей (смеси с хими-

ческими связующими/ХТС).

Причины чрезмерно больших простоев производс-

тва:

• задержки по механическим и электрическим при-

чинам;

• ожидание материала или песка;

• частая смена моделей;

• плохая операционная/организационная эффек-

тивность;

• слабое планирование.

Как улучшить КПЭ простой производства (фор-

мовочный участок)

Примените системный подход для определения при-

чин простоя произво

дства:

• исследуйте причины временных задержек;

• определите причины больших задержек и ис-

правьте их;

• систематизируйте и классифицируйте причи-

ны:

– поломок оборудования;

– необходимости в дополнительном обслуживании

(ожидание металла, песка, стержней, и т.п.);

– организационных недостатков (график выполнения

работ, смена модели и т.п.);

– недостатка административного управления.

Введите и поддерживайте признанную схему обслу-

живания для снижения времени простоя производства:

• определите стратегию обслуживания:

– определите целевое оборудование;

КПЭ простой производства

(формовочный участок)

Европа Россия

ЛП СП ЛП СП

Автоматическая формовка................... 11,5…13,0% 15,0% 0,6…16,3% 1,1…35,9%

Механизированная формовка.............. 13,0…14,5% 15,0% 4,3…20,7% 11,8…50,4%

Ручная формовка.................................. 2,5% 5,0% 2,6…14,4% 5,0…21,3%

Таблица 1

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО №1/2011

рганизация производства

– организуйте профилактическое обслуживание;

– обеспечьте наблюдение за состоянием оборудова-

ния;

• организуйте склад хранения необходимых запас-

ных частей для поддержания стратегии обслуживания, а

также консигнационные склады;

• проследите, чтобы технический персонал прошел

надлежащее обучение для обслуживания литейного обо-

рудования.

Обеспечьте приемлемую подачу металла, песка и

стержней на формовочную линию:

• организуйте производственный процесс в отделах

материально-технического снабжения;

• устраните проблемные места путем дополнитель-

ного инвестирования в производительность отделов ма-

териально-технического снабжения.

Сократите влияние замен моделей, применяя усовер-

шенствованный график выполнения работ на производстве.

Убедитесь в том, что рабочий персонал не влияет на эф-

фективность работы формовочной линии, для чего наймите

хорошо обученный рабочий персонал с требуемым уровнем

квалификации и правильным отношением к работе.

Как влияет улучшенный КПЭ простой произ-

водства (формовочный участок) на финансовый

резу

льтат

Основное влияние сниженного времени простоя произ-

водс

тва, измеренного на формовочной линии, проявляется

в большем общем количестве отливок, которые могут быть

произведены за один и тот же период времени. Это э к о -

номия:

• труда рабочей силы, с учетом того, что

– рабочий персонал в цехе подобран таким образом,

чтобы сохранять работоспособность всего процесса, и этот

персонал находится на своих рабочих местах в готовности

к работе, однако при простое производства останавлива-

ется и работа персонала, что приводит к безрезультатному

ожиданию;

– кроме персонала, непосредственно связанного с

формовочной линией, также затрагивается работа дру-

гих сотрудников, например работников плавильного цеха,

стержневого участка, отдела контроля качества, логисти-

ки, если производство хорошо налажено и не разделено

внутренними складами;

• использования производственных мощностей, с

учетом того, что формовочная линия обычно является оп-

ределяющей производственной мощностью, и ее простой

снижает производительность всего литейного цеха, а это,

в свою очередь, означает, что связанные с оборудованием

затраты уходят впустую.

Литейные предприятия с большим временем простоя

производства, как правило, также имеют большее коли-

чество брака.

2. Улучшение КПЭ производственные

задержки

Сводные результаты сравнительного анализа показа-

теля производственные задержки:

Показатель Европа Россия

ЛП............. 1,0 1,27

СП............. 1,0 5,32

Показатель эффективности производственные за-

держки отслеживает потери производственного времени

при работе формовочного цеха с производительностью

ниже расчетной или расчетного выхода продукции, выра-

женный в % от чистого операционного времени.

Влияние сниженных производственных задержек на

эффективность работы литейного предприятия выражает-

ся в большем общем количестве произведенных отливок

за тот же период времени, что обеспечивается экономией

трудовых ресурсов, и использования производственных

мощностей.

Потери, связанные с производственными задержка-

ми, различаются в зависимости от технологии формовки

(табл. 2):

• скорость ручной формовки зависит от людей, по-

этому скорость производственного процесса может легко

снизиться, по сравнению со стандартной,

• для механизированных и автоматических линий

скорость формовки определяется работой оборудования,

однако может быть остановлена или снижена вмешатель-

ством персонала;

• при автоматической и ручной формовке разница в

эффективности зависит от вида формовки.

• на механизированные и автоматические линии

могут влиять т ребования:

КПЭ производственные задержки

Европа Россия

ЛП СП ЛП СП

Автоматическая формовка.................. 0,0…5,6% 0,0…6,0% 0,0…24,3% 6,5…60,2%

Механизированная формовка............. 4,5…6,4% 5,0…7,0% 0,0…12,7% 11,0…27,3%

Ручная формовка................................. 10,1% 12,5% 0,0…11,4% 8,4…39,8%

Таблица 2

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО№1/2011

рганизация производства

– по установке стержней,

– к охлаждению отливок,

а также остаточные напряжения и скорость заливки

металла.

Причинами чрезмерно высоких производствен-

ных задержек могут быть:

• сложные отливки для формовки при нормальном

времени машинного цикла;

• ряд небольших задержек, которые не фиксирова-

лись как время простоя;

• отдельные операции, не синхронизированные с

операцией формовки;

• долгое время разливки металла для сверхболь-

ших отливок;

• недостаточный контроль.

Как улучшить КПЭ производственные

задержки

Отслеживайте производственные задержки, иссле-

уйте причины и принимайте корректирующие меры.

Среди широкого разнообразия решений выделяют

три их к а т е г ории:

• организационные улучшения, на которые можно

влиять, например:

– несанкционированным снижением скорости процес-

са формовки или задержкой по решению персонала,

– тем, что время простоя, по существу, не фиксиру-

ется.

• производственные ограничения, которые обычно не-

льзя улучшить без капиталовложений, например:

– формовку и установку стержней практически нельзя

произвести в пределах времени машинного цикла,

– длительное время заливки металла для тяжелых

форм;

• недостаток надлежащего контроля можно исклю-

чить, убедившись, что рабочий персонал проводит требу-

емые операции в пределах установленного времени (осо-

бенно, при ручной формовке).

Как влияет улучшенный КПЭ производственные

задержки на финансовый результат

Основной эффект снижения потерь, вызванных про-

изво

дственными задержками на формовочной линии,

в том, что за один и тот же промежуток времени можно

произвести большее количество отливок, что достигается

экономией труда рабочей силы и использования произ-

водственных мощностей.

3. Улучшение КПЭ бракованные формы

Сводные результаты сравнительного анализа показа-

еля бракованные формы:

Показатель Европа Россия

ЛП...................... 1,0 0,63

СП...................... 1,0 3,45

Показатель бракованные формы отслеживает коли-

чество произведенных литейных форм, в которые не за-

ливался металл, выражается в % от общего количества

произведенных форм.

Влияние сниженного количества бракованных форм

на эффективность работы литейного предприятия вы-

ражается в большем общем количестве произведенных

отливок за один и тот же период времени в результате

экономии:

– трудовых ресурсов;

– использования производственных мощностей;

– стержней, помещаемых в бракованные формы (по-

тенциальной).

Потери, связанные с бракованными формами, различа-

ются в зависимости от технологии формовки (табл. 3):

• бракованные формы, полученные вручную, иног-

да требуют ремонта;

• для механизированных и автоматических цехов

формовочную линию обычно не останавливают для ре-

монта литейных форм, и только незначительные дефекты

могут быть устранены,

• при автоматической и ручной формовке разница в

эффективности зависит от того, какая это формовка.

Причины чрезмерно высокого количества бракован-

ных форм кроются, прежде всего:

• в неудовлетворительном качестве песка;

• состоянии моделей и формовочной машины (ее

соосности);

• а также в наличии форм, в которые не заливался

металл.

Как улучшить КПЭ бракованные формы

Обеспечьте надлежащее состояние песка, контролируя

и иссле

дуя необходимые свойства песка, а также корректи-

руя их до требуемого уровня.

Проследите, чтобы оборудование по изготовлению

моделей и оснастка находились в хорошем состоянии для

производства:

• проверьте состояние оборудования для изготовле-

ния моделей:

– размеры моделей и оснастки,

– оборудование для изготовления моделей и оснастку

на предмет наличия повреждений,

– удостоверьтесь, чтобы на изгибах и радиусах не

было подрезов,

– приведите в порядок и почистите оборудование по

изготовлению моделей;

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО №1/2011

рганизация производства

– после каждого производственного цикла все обору-

дование для изготовления моделей, стержневые ящики и

оснастка должны быть очищены, вытерты и проверены,

– размеры следует проверять на оборудовании для

изготовления моделей и на отливках, произведенных

при обычных условиях (с соблюдением требований за-

казчика);

• усовершенствуйте устройство и конструкцию ос-

настки, чтобы обеспечить приемлемые:

– отпечаток стержня, радиусы, углы литейных укло-

нов,

– материал оснастки по отношению к объемам про-

изводства.

Обеспечьте соответствующее выравнивание формо-

вочной машины, измерив положение:

– прижимной балки модельной плиты относительно

прессовой плиты,

– втулки модельной плиты относительно системы за-

крытия опоки (проверьте, чтобы части отливки совпада-

ли),

а также:

– проверьте снятие модели относительно втулки,

– для автоматических линий формовки введите более

частые периоды проверки тестовых образцов,

– откорректируйте и отрегулируйте параллельность,

как это требуется.

Избегайте производства тех литейных форм, в кото-

рые металл не заливается.

Как влияет улучшенный КПЭ бракованные фор-

мы на финансовый результат

Основной эффект снижения потерь, связанных с бра-

ованными формами на формовочной линии, в том, что

за один и тот же промежуток времени можно произвести

большее количество отливок за счет э к ономии:

• труда рабочей силы, учитывая, что рабочий пер-

сонал в цехе подобран таким образом, чтобы сохранять

работоспособность всего процесса при заданном коли-

честве выхода изделий, и этот персонал находится на

своих рабочих местах в готовности к работе; однако, если

на формовочной линии производятся бракованные фор-

мы, то рабочий персонал работает не так продуктивно, как

ожидается;

• использования производственных мощностей,

учитывая, что формовочная линия обычно является оп-

ределяющей производственной мощностью (какие-либо

проблемы должны быть устранены) и произведенные на

формовочной линии бракованные формы снижают про-

изводительность всего литейного цеха, а это, в свою оче-

редь, означает, что связанные с оборудованием затраты

уходят впустую.

Российские литейщики эффективно используют толь-

ко 50% своих производственных мощностей.

II. Коэффициент использования мощностей

Сводные результаты сравнительного показателя общая

эффективная производительность оборудования (ОЭПО):

Показатель Европа Россия

ЛП...................... 1,0 0,68

СП...................... 1,0 0,47

Показатель ОЭПО измеряет эффективность ОЭО по

отношению к календарным часам, то есть 24 ч в день (365

дней в году). Это – полная эффективность производства

за год, выраженная в %% от всей производительности

литейного цеха при работе 24 ч в день (365 дней в году).

Улучшение показателя ОЭПО приводит к большей эф-

фективности:

• накладных расходов,

• капитала.

Показатель ОЭПО различается в зависимости от тех-

нологии формовки – чем больше стоимость оборудования

(величина капиталовложений), тем интенсивнее оно долж-

но использоваться:

• для автоматической и механизированной формов-

ки разница ОЭПО в отношении к показателю ОЭО зависит

от того, какая это формовка;

• в цехах с ручной формовкой время, необходимое

для охлаждения больших отливок, ограничивает показа-

тель ОЭПО (табл. 4).

Причины низкого показателя ОЭПО:

• низкая эффективность производства ОЭО;

• нехватка заказов;

• ограничение электрической мощности;

КПЭ бракованные формы

Европа Россия

ЛП СП ЛП СП

Автоматическая формовка................... 0,5…1,2% 1,0…1,5% 0,0…4,0% 1,3…9,0%

Механизированная формовка............... 0,4…0,9% 0,5…1,0% 0,4…1,4% 1,3…7,1%

Ручная формовка.................................... 0,2% 0,5% 0,0…1,4% 0,1…2,2%

Таблица 3

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО№1/2011

рганизация производства

• жесткий тариф на электричество в «час пик».

Как улучшить КПЭ общая эффек

тивная произ-

водительность оборудования

Так как показатель ОЭПО зависит от загрузки, ум-

но

женной на ОЭО (см. выше), и так как загрузка ( в %

от общего календарного времени, который фактически

выделен на работу) обычно ограничена количеством за-

казов, которые может выполнить литейное предприятие,

имеются три ситуации, заслуживающие внимания.

• Если заказы никак не ограничивают работу литей-

ного предприятия и это предприятие может произвести

такое количество изделий, которое обусловливается воз-

можностями установленных мощностей и операционной

производительностью, тогда:

– устраните все технические узкие места, снижающие

производительность (такие как ограничения в подаче

электричества, работа вспомогательных служб);

– откорректируйте организационную деятельность и

рабочую силу до максимальной производительности (на-

пример, увеличьте рабочий график с 2 смен (16 ч в день)

до 3 смен (24 ч в день) и от 5 дн. в неделю до 365 дн. в

году);

– увеличьте показатель ОЭО.

• Если на настоящий момент заказов не хватает,

примите меры по увеличению их объемов:

– существующим заказчикам предложите новые из-

делия, усовершенствовав знания, применяемые в опера-

циях,

– новым заказчикам производите те же изделия, усо-

вершенствовав знания в области маркетинга и продаж на

местных рынках,

– новым заказчикам за рубежом, усовершенствовав

знания в сфере международного бизнеса).

• Если нет никаких перспектив увеличения объемов

продаж, сокращайте размеры предприятия, учитывая все

финансовые факторы, что, в конечном итоге, приведет к

появлению конкурентоспособной отрасли с высоким уров-

нем использования производственных мощностей за счет:

– сокращения производственных мощностей по всем

уровням предприятия (или группы предприятий), вклю-

чая мощности участка формовки, плавки, а также рабочий

персонал, накладные расходы,

– кластеризации литейной промышленности, как уже

случилось или еще происходит в Европе (выход из соста-

ва интегрированного предприятия, слияния и закрытия

производств).

Для улучшения общей производительности оборудо-

вания определите ключевые ф а к т оры:

• если нет ограничения по объемам заказов, коррек-

тируйте работу оборудования и организационную деятель-

ность;

• если есть нехватка объемов заказов, примите

меры по их увеличению;

• если нет перспектив увеличения объемов заказов,

сокращайте размер предприятия.

Как влияет улучшенный показатель ОЭПО на

финансовый результат

Основное влияние улучшенного показателя ОЭПО

проявляе

тся в следующем:

• лучшем использовании вложенного капитала:

первоначальные инвестиции на строительство литейного

цеха с проектной мощностью должны быть использованы

как можно эффективнее, иначе затраты капиталовложе-

ния будут напрасными,

• эффективности накладных расходов: обычно

полное использование производственных мощностей не

нуждается в повышении накладных расходов до тех пор,

пока дополнительно производимые объемы изделий на-

ходятся в одной категории продукции.

Полный текст отчета «Ресурсоэффективность литей-

ного производства в России» размещен в Интернете по

адресу: www.ifc.org/rcpp

КПЭ общая эффективная

производительность оборудования

Европа Россия

ЛП СП ЛП СП

Автоматическая формовка.......... 70,7…78,6% 57,5…63,1% 25,3…56,0% 16,3…28,4%

Механизированная формовка..... 51,1…53,2% 46,0…48,0% 21,4…74,4% 17,7…53,7%

Ручная формовка......................... 36,7…37,7% 32,8…33,7% 22,0…52,5% 14,8…49,0%

Таблица 4

• Ежемесячный Международный научно-технический журнал «Литейное производство», ведущий научно-техничес-

кий журнал в области литейного производства, в 2010 г. отметил свое 80-летие. Журнал не имеет аналогов по ком-

петенции информации и популярности среди специалистов и предпринимателей в сфере литейного производства.

• Международный научно-технический журнал «Металлургия машиностроения» издается с 2001 г.

(выходит 1 раз в 2 месяца). Публикуются статьи о новых металлических материалах для машиностроения, методах

их обработки с целью получения высоких служебных свойств, перспективных технологиях заготовительного пере-

дела: литья, ковки, штамповки, сварки, термообработки, порошковой металлургии, нанесения покрытий

• Ежемесячный журнал «Библиотечка литейщика» выпускается с 2001 г. Содержит: справочные материалы, обзоры

патентов и изобретений по тематике: литейные материалы, технологии и оборудование; рефераты журналов (оте-

чественных и зарубежных) по литейной тематике; мемуары; краткие биографии известных литейщиков; правовую

страничку; разделы: «Уроки менеджмента», «Из истории литейного производства», «Художественное литье» и др.

Для оформления электронной подписки,

пришлите заявку и ваши реквизиты

на факс: 303-85-81 или e-mail: lp@niit.ru.

На нашем сайте можете ознакомиться

с рефератами статей и получить полные

электронные копии.

Если вы не успели оформить

подписку на печатные издания, то можете

это сделать через редакцию.

Компания Фолипласт имеет большой опыт работы на рынке высокотех-

нологичных услуг. Сфера деятельности компании включает в себя прото-

типирование, литье пластмасс, инжиниринговые услуги и изготовление

модельной оснастки для металлургии.

Для предприятий металлургической промышленности мы рады пред-

ложить одну из последних инноваций в изготовлении полимерных пресс-

форм для запрессовки восковых композиций и их тиражировании методом

быстрого прототипирования с помощью 3D принтера Eden 350 фирмы Objet

Geometries Ltd. Данная технология является прекрасной альтернативой тра-

диционному методу и позволяет создавать физические модели и оснастку,

используя в качестве исходных данных трехмерную математическую мо-

дель. Традиционный метод изготовления восковых моделей с применением

инструментальной оснастки – трудоемкий и длительный процесс особенно

для геометрически сложных изделий. 3D принтер способен за считанные

часы создавать модели и полимерную оснастку для запрессовки восковых

моделей любой сложности. Использование полимерных форм позволяет

оперативно получать восковые модели без изготовления дорогостоящей

инструментальной оснастки. Получение восковых моделей данным

способом прекрасно подходит при проведении опытных работ, про-

изводстве малых серий продукции, а при объеме в несколько сот

изделий может полностью исключить необходимость изготовления

инструментальной оснастки. Процесс построения моделей полностью

автоматизирован и позволяет получать качественные и относительно не-

дорогие изделия за короткий период времени.

Если вы хотите идти в ногу со временем, а также экономить свои ресурсы,

то технология быстрого прототипирования – именно то, что нужно Вашему

производству. Обратившись в нашу компанию, Вы сможете сократить время

от момента начала проекта до выпуска первой партии отливок.

3D модель

Полимерная форма

Восковая модель

ООО « ПКФ ФОЛИПЛАСТ», www.foliplast.ru

Тел.: (831) 272-72-17, Факс: (831) 220-56-17

E-mail: tanonov@foliplast.ru

Получение восковых моделей за один день

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО №1/2011

СAD/CAM

литейных процессов

Аннотация

The Summary

В последние годы большое внимание уделяется раз-

витию и применению САПР в литейном производстве.

Это, несомненно, важно, так как благодаря компьютерно-

му моделированию резко повышается эффективность на

этапе подготовки производства. Вместе с тем, не меньшее

значение имеет эксплуатационный этап и эффективность

УДК 621.74: 658.2

А.М. Кац (МГИУ)

A.M. Kats

О выборе оптимальной целевой

функции АСУ техпроцессом

в литейном производстве

управления техпроцессом на этом этапе. Поэтому одно

их важнейших направлений модернизации литейного

производства – создание и освоение АСУ, в том числе

автоматизированных систем управления

техпроцессом (АСУ ТП). Представляется весьма

важной формулировка научно обоснованной ц елевой

Проанализированы ранее предложенные целевые функции АСУ ТП в литейном

производстве (ЛП) и показаны их недостатки. Предложена в качестве оптималь-

ной целевая функция АСУ ТП ЛП, основанная на критерии конкурентоспособности

отливок. Показана важность установления зависимости показателя полезного эф-

фекта от использования литого изделия у потребителя (срока службы изделия либо

косвенного выходного параметра, заменяющего указанный прямой параметр) от

комплекса частных показателей качества отливки. Дано обоснование преимуществ

предложенной целевой функции, открывающей возможность автоматизированного

управления конкурентоспособностью отливок.

Ключевые слова

Автоматизированная система управления техпроцессом (АСУ ТП), целевая функция

АСУ ТП, Приведенный доход, удельные затраты, качество отливки, срок службы,

валовая цена, цена потребления, полезный эффект, конкурентоспособность, кос-

венный выходной параметр, критерий управления, технические параметры, эконо-

мические параметры.

On the Choice of an Optimum Tar-

get Function of an Automatic Con-

trol System for a Casting Process

The earlier proposed target functions of an automatic control system for a casting

process have been analyzed and their drawbacks have been shown. A target

function of an automatic control system for a casting process based on the casting

competitiveness criterion has been proposed as an optimal one. Importance of

establishing the dependence of the index of beneficial effect from the use of a cast

product by the consumer (product’s service life or an indirect output parameter

replacing said direct parameter) on a complex of particular casting quality indices has

been shown. Advantages of the proposed target function of an automatic control

system for a casting process has been substantiated, opening a possibility of an

automated control of casting competitiveness.

Key words

Automatic control system for a casting process, target function of automatic control

system for a casting process, discounted income, specific cost, casting quality, service

life, gross consumption price, beneficial effect, competitiveness, indirect output

parameter, control criterion, technical parameters, economic parameters.

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО№1/2011

СAD/CAM

литейных процессов

функции (ЦФ) АСУ ТП, так как от правильного выбо-

ра цели в значительной мере зависит эффективность

этой системы. Анализ ранее предложенных ЦФ АСУ ТП

показывает их неоднозначность и несоответствие совре-

менным критериям эффективности производства. Поэто-

му выполнен анализ ранее предложенных ЦФ АСУ ТП и

предложен новый подход к выбору оптимальной ЦФ АСУ

ТП в литейном производстве (ЛП).

Принято считать, что в общем виде АСУ ТП любого

производства создают с ц е лью:

• обеспечения надежной и безаварийной работы про-

изводства;

• стабилизации эксплуатационных показателей техно-

логического оборудования и режимных параметров тех-

процесса;

• увеличения выхода товарной продукции;

• уменьшения материальных и энергетических за-

трат;

• снижения непроизводительных потерь человечес-

ких, материально-технических и топливно-энергетических

ресурсов, сокращение эксплуатационных расходов;

• выбора рациональных режимов техпроцессов, с

учетом показаний промышленных анализаторов, установ-

ленных на потоках, и оперативной корректировки страте-

гии управления по данным лабораторных анализов;

• улучшения качественных показателей конечной

продукции;

• предотвращения аварийных ситуаций;

• автоматической и автоматизированной диагностики

оборудования АСУ ТП.

Перечисленные задачи достаточно полно отражают

омплекс ЦФ АСУ ТП, но не конкретизируют приоритетный

количественный критерий, который можно эффективно

использовать при автоматизированном управлении.

Применительно к литейному производству, согласно

рабо

те [1], ЦФ АСУ ТП – изготовление качественной про-

дукции при заданном (оптимальном) расходе материалов

и заданных условиях эксплуатации оборудования. В дру-

гой работе [2], в качестве критериев управления литей-

ным производством приводят себестоимость выходного

продукта, производительность технологического объекта

управления и пр. В качестве ЦФ АСУ ТП ЛП в работе [3]

рассматривают приведенный доход и удельные затраты.

Приведенный доход Д

пр

определяется выражением:

пр

= Ц

– З

– Е

→ max, (1)

где Ц

– отпускная цена отливок, руб.; П

– выпуск отли-

вок за время t, шт.; З

– эксплуатационные затраты, руб.;

– нормативный коэффициент; К

– капзатраты за тот же

период времени, руб.

Приведенный доход широко использовали для харак-

теристики экономической эффективности производства в

условиях плановой экономики, но применительно к ры-

ночной экономике он устарел, поскольку в новых условиях

действуют иные экономические критерии эффективности

производства, наиболее полно учитывающиеся в совре-

менном бизнес-планировании (чистый дисконтирован-

ный доход, внутренняя норма доходности и др.). Отме-

чалось [3], что росту Д

пр

в выражении (1) способствуют

повышение качества отливок и снижение затрат на их

производство.

Заметим, что напрямую качество отливок не влияет на

этот показатель. Вместе с тем, улучшение качества отли-

вок может увеличивать этот показатель через рост цены

продукции, учитывающей надбавку за повышенное ка-

чество. Такой подход к учету качества продукции в ее цене

применяли в рамках прежней, плановой экономики, но

объективность подобной методики сомнительна.

Удельные затраты определяются выражением:

S = S

→ min, (2)

где S

– затраты на потребляемое сырье и энергию; S

– мера выпуска продукции за время t.

Этот критерий носит частный характер, так как не учи-

тывает отдельные компоненты затрат, например оплату

персонала. Кроме того, предполагали учитывать качество

отливок в рамках этой методики с помощью эмпирических

коэффициентов, что весьма субъективно.

Видим, что до сих пор отсутствует единое мнение в

отношении подходящей количественной ЦФ АСУ ТП ЛП, а

приведенные выше критерии нельзя признать достаточно

эффективными.

В этой работе в качестве оптимальной ЦФ АСУ ТП

предлагается показатель конкурентоспособности продук-

ции, выпускаемой с использованием АСУ ТП. Переход к

использованию такого критерия означал бы автоматизи-

рованное управление конкурентоспособностью (продук-

ции, организации), что является относительно новой раз-

вивающейся областью экономической науки. Автоматизи-

рованное же управление конкурентоспособностью может

стать шагом в развитии этого важнейшего направления.

Конечная цель модернизации, объявленной основной

задачей российской экономики, – радикальное повыше-

ние ее конкурентоспособности, в том числе машиностро-

ения и литейного производства, которое занимает важное

место в производственной цепочке.

Рассмотрим несколько вариантов использования кон-

курентоспособности в качестве ЦФ АСУ ТП ЛП. Для ли-

тейного предприятия, выпускающего отливки для сторон-

них заказчиков, таким критерием, в первом приближении,

может быть отношение показателя качества отливок КО к

их валовой цене ЦВ [4]:

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО №1/2011

СAD/CAM

литейных процессов

= КО/ЦВ → max, (3)

где ЦВ = ЦО + ТР, ЦО – отпускная цена отливок, ТР

– транспортные расходы на доставку продукции потреби-

телю.

Приведенное выражение может быть использовано

только при наличии объективного критерия качества отлив-

ки. В принципе, существуют методы эконометрики, позво-

ляющие оценить интегральный критерий качества продук-

ции, однако они имеют серьезные недостатки:

• применяются субъективные способы экспертной

оценки относительной роли различных частных парамет-

ров качества, что не позволяет гарантировать объектив-

ность интегрального показателя качества;

• интегральный показатель качества непосредственно

не увязывается с его полезным эффектом у потребителя.

Более точный критерий конкурентоспособности про-

дукции – показатель К

[4]:

= ПЭ/ЦП → max, (4)

где ПЭ – полезный эффект продукции, учитывающий

эффективность ее использования потребителем, ЦП –

цена потребления, причем ЦП = ЦВ + ЭЗ, где ЭЗ – эксплу-

атационные затраты потребителя (за период эксплуатации

им продукции поставщика).

Критерий К

интереснее К

, так как он потенциально

отражает рыночную (для потребителя) полезность продук-

ции. Однако для его реализации необходимо количествен-

но оценить факторы ПЭ и ЭЗ. Полезный эффект в каждом

конкретном случае зависит от назначения и условий экс-

плуатации литого изделия в машине. Поэтому к выбору

наиболее адекватного показателя полезного эффекта сле-

дует подходить дифференцированно, во взаимодействии

поставщика отливок и их потребителя, выпускающего ма-

шинотехническую продукцию. Применительно к отливке,

как одному из ко н с т р уктивных элементов (КЭ)

машины, в качестве ПЭ можно принять срок службы Т

соответствующего КЭ у потребителя, то есть ПЭ = Т. Заме-

тим, что это только один из возможных вариантов выбора

показателя полезного эффекта, и в каждом конкретном

случае на основе соответствующего анализа может быть

выбран и альтернативный показатель ПЭ.

Представим, что на основе накопленного опыта экс-

плуатации КЭ в реальной машине известна оценка Т

для

базового образца и установлены зависимости Т от некото-

рой совокупности показателей качества отливки. Тогда, на

основе новой совокупности показателей качества отливки,

полученной в результате использования более совершен-

ной технологии и с применением АСУ ТП, можно прибли-

женно спрогнозировать новый, более высокий показатель

и ввести его в решение для К

ЭЗ потребителя могут им определяться применитель-

но к машине в целом. Вычленить долю КЭ, относящуюся

к КЭ этой машины, можно весьма приближенно: напри-

мер, эту долю можно принять в виде отношения цены КЭ

к цене всей машины. Если в качестве машины рассматри-

вается сложное машинотехнические изделие, например

автомобиль, то, очевидно, что цена КЭ, то есть отдельно

взятого литого изделия, составит очень малую долю цены

всей машины. По этой причине при использовании лито-

го изделия в качестве конструктивного элемента сложной

и дорогой машинотехнической продукции величина ЭЗ,

приходящаяся на литое изделие, будет относительно не-

велика, по сравнению с ЦВ. Пренебрегая ЭЗ, получим ЦП

= ЦВ и К

= ПЭ/ЦВ, а целевая функция, с учетом ПЭ = Т,

будет:

= Т/ЦВ, → max, (5)

С учетом относительного характера критерия К, при

переходе к относительному показателю К

отн

, получим:

отн

= (Т/Т

) / [ЦВ/(ЦВ)

], (6)

где индекс «б» относит соответствующий показатель к

базовому образцу, принятому за сравнительный эталон.

Видим, что конкурентоспособность литейной продукции

(отливки) тем больше, чем выше срок службы литого изде-

лия и меньше его валовая цена, то есть, чем ниже отпуск-

ная цена и стоимость доставки продукции потребителю.

Очевидно, что срок службы литого изделия опреде-

ляется условиями эксплуатации и совокупностью частных

показателей качества отливки (химсостава, структуры, ме-

ханических свойств и пр.). Поставщик литейной продук-

ции, как правило, самостоятельно не может определять

прямой выходной параметр Т, поэтому необходимо пе-

рейти к приемлемому косвенному выходному параметру

(по используемому в автоматизации принципу замены

прямого выходного параметра подходящим косвенным

выходным параметром) [1]. Искомая зависимость Т от

комплекса частных показателей качества отливки может

быть установлена только в тесном взаимодействии с пот-

ребителем в рамках специальных стендовых либо натур-

ных испытаний литого изделия. На основании подобных

испытаний может быть определен адекватный косвен-

ный выходной параметр (КВП), определяемый

в виде функции от свойств, структуры, состава отливки.

По определенному таким образом КВП можно было бы

судить о показателе Т. Увеличение КВП (Т) одновремен-

но означает повышение конкурентоспособности отливки,

поставляемой изготовителем, и машины, выпускаемой

потребителем отливки (растет надежность и долговеч-

ность машины). Поэтому отмеченное взаимодействие со-

ответствует интересам и поставщиков, и потребителей от-

ливок, так как результатом такого взаимодействия должно