Экономические проблемы реновационных роцессов

Условием экономичности  ремонта служит прежде всего неравенство

 

R_T < z_T                                                         (2.1)

 

где R_T — стоимость капитального ремонта машины, производимого в Т-м году ее эксплуатации; z_T — цена нового экземпляра такой машины в 7-м году с учетом ее обесценивания под влиянием технического прогресса.

При соблюдении этого условия  неэкономично заменять старую машину новой точно такой же конструкции, а эффективнее отремонтировать ее. Для этого прежде всего необходимо, чтобы стоимость вновь установленных деталей при ремонте не превышала стоимости аналогичных деталей при изготовлении машины. Этого можно достигнуть, если изготовлять сменяемые детали машин теми же методами, какими они изготовляются при производстве машин. Сменяемые детали машин, создаваемых методами массового и крупносерийного производства, должны изготовляться централизованно и теми же методами.

Если обозначить z_i — цену i-й сменяемой детали при выпуске ее заводом-изготовителем данной машины или другим предприятием, занятым централизованным их изготовлением; s_di — стоимость изготовления i-й сменяемой детали на заводе, эксплуатирующим данную машины; β — средний коэффициент превышения стоимости деталей, изготовленных в процессе ремонта, над стоимостью тех же деталей, сделанных на заводе-изготовителе, то имеет место соотношение

S_di =βz_i                                                 (2.2)

 

Опыт показывает, что для  машин, изготовляемых сравнительно крупными сериями, [3 ^ 3. При отсутствии обеспечения ремонтов машин массового и крупносерийного выпуска централизованно изготовленными запасными частями стоимость ремонтов в сравнительно короткие годы эксплуатации может превысить стоимость всей машины

 

                       (2.3)

 

 

Рассмотрим теперь, как  определить, что экономичнее: отремонтировать ли старую машину или заменить ее новейшим оборудованием более совершенной конструкции. Для этого надо сопоставить показатели по прежней и новой моделям этих машин. Если отремонтировать старую машину, то при капиталовложениях в размере R_c руб. себестоимость единицы продукции будет с_с руб/шт. Если заменить старую машину новой, то при капиталовложениях в размере К_н руб. себестоимость единицы продукции будет с_н руб/шт. Пусть годовая производительность новой машины — цн шт/год, при этом q_н > q_c. Тогда удельные капитальные вложения составят:

 

при ремонте старой машины  

 

при замене старой машины новой  

 

Если  > и с_с > с_н, то замена старой машины новой высокоэффективна, так как позволяет получить экономию как на капитальных вложениях, так и на эксплуатационных расходах.

Если  < и с_с > с_н, нужно исчислить в качестве критерия эффективности срок окупаемости дополнительных капитальных вложений экономией на эксплуатационных расходах

   лет.                                               (2.4)

 

В процессе анализа затрат нужно иметь в виду, что и  затраты на предстоящий капитальный  ремонт R_c могут существенно меняться в зависимости от того, предполагают ли эксплуатировать старую машину в течение многих лет, или намечено в ближайшие годы заменить ее новой. В тех случаях, когда предполагается продолжать эксплуатацию старой машины, ремонты будут производиться относительно чаще. При этом в процессе осуществления каждого ремонта в большой мере предусматриваются работы, связанные с предупреждением интенсивных износов. Наоборот, в тех случаях, когда становится актуальным вопрос о замене старой машины новой, ремонты будут производиться относительно реже; это уже будут в основном не профилактические, а только ремонты по потребности.

2.   Проблема установления оптимальной стратегии ремонта машины

 

Еще в процессе разработки новой машины необходимо решить, как  наиболее рационально организовать ее обслуживание и ремонт. Следует предусмотреть наиболее эффективный порядок

Рис. 2.1. Предсказание возможности возникновения отказа машины на основе анализа постепенных изменений ее параметров

проведения осмотров и  замены деталей, который должен быть узаконен в специальных документах, вручаемых потребителю вместе с машиной. При этом в конструкцию машины надо внести все необходимые изменения, позволяющие удешевить ремонт.

В последние годы стали  проявлять большой интерес к  удешевлению текущих ремонтов R_T машины за счет исключения преждевременной замены деталей при плановых (профилактических) ремонтах. Опыт показал, что ежегодные убытки U₃ из-за преждевременной замены деталей в процессе профилактических ремонтов машин во многих случаях весьма велики. Так, при переборках' самолетов с них снимается значительное количество узлов, которые могли бы еще длительное время работать с заданными параметрами. Это вызывает большую потерю средств. Для уменьшения этих потерь стали заменять плановый ремонт автоматическим контролем за изменением параметров оборудования в процессе его работы. Такой метод технического обслуживания получил название: «контролируй и ремонтируй по необходимости».

Автоматический контроль параметров машин и систем позволяет выявлять тенденции в их изменении. Постепенное изменение характерных параметров может выявить потенциальные внезапные отказы. Если скорость изменения параметра во времени слишком велика и знак ее остается постоянным, а значение параметра приближается к предельному, то можно предположить, что вскоре это значение превысит предельное, хотя еще какое-то время будет оставаться в приемлемых пределах. Таким образом, можно предвидеть неисправность или отказ и принять меры по его предотвращению. Тем самым анализ постепенных изменений параметров используется для прогнозирования возможности возникновения как постепенного, так и внезапного отказов. Предельные значения соответствующих параметров оборудования, определяющих работоспособность его отдельных подсистем, закладываются в их схемы еще на самом заводе-изготовителе. Благодаря этому становится возможной замена только тех деталей и узлов, у которых заметно ухудшились характеристики, приблизившись к недопустимым пределам или разрушению (рис. 2.1). Условием эффективности введения этой системы ремонта является

                           (2.5)

где — цена аппаратуры автоматического контроля параметров машины (системы) в руб.;

 — годовая  норма амортизации для аппаратуры  контроля параметров в 1/год;

 — норма  эффективности капитальных вложений  в 1/год;

 — годовой  расход электроэнергии аппаратурой  контроля параметров в руб/год;

 — уменьшение  убытков из-за предотвращения  преждевременной замены еще годных деталей машины в руб/год.

 

Система автоматического  контроля параметров содержит обычно расположенные в различных местах датчики, а также устройства для  хранения информации и анализа данных. Изменение параметров записывается от многих датчиков на магнитную ленту. Эта запись используется для прогнозирования состояния и обнаружения текущих дефектов без разборки оборудования. Посредством счетно-аналитических устройств можно не только определить текущее состояние параметров, но и оценить вероятную продолжительность работы деталей или узлов до достижения установленного предельно допустимого значения характеристик. Такая организация технического обслуживания позволяет своевременно заменить дефектный узел и в то же время использовать весь фактический ресурс его работоспособности. 60

Можно ожидать, что неотъемлемой частью всех средств передвижения в будущем станет автоматический встроенный контроль. Тогда, например, перебои в работе двигательной установки смогут быть устранены путем автоматической регулировки рабочих характеристик топливной системы и аппаратуры зажигания. Система автоматического контроля позволит также выбрать оптимальный режим работы двигателя с ухудшенными характеристиками.

Большое влияние на выбор  современной стратегии ремонта  автомобилей имеют созданные  в последнее время новые методы определения технического состояния  автомобилей и величины износов  их деталей без разборки. Это даст возможность избежать полной разборки поступающих в ремонт автомобилей  и производить лишь частичную их разборку в необходимых пределах. Принятая до сих пор система капитального ремонта грузовых автомобилей с полным обезличиванием деталей предусматривает обязательную полную разборку машины. В результате нарушаются все сопряжения, в том числе и те, которые имеют большой ресурс безотказной работы и раскомплектовка которых снижает надежность и долговечность агрегата.

Применительно к самолетам  в последнее время все чаще стали отказываться от обычной практики, когда двигатели с них снимают и направляют для ремонта и переборки в мастерские. Стремятся производить ремонт двигателя без снятия его с самолета (так называемый «ремонт на крыле»). Новый метод ремонта позволяет удешевить ремонты за счет устранения затрат труда на демонтаж и монтаж двигателя и его транспортировку. Кроме того, этот метод ремонта дает возможность уменьшить количество запасных двигателей, сократить простой в ремонте, уменьшить потери от неполного использования ресурса и затраты на дополнительные работы, обычно производимые при поступлении двигателя в мастерские. В целях расширения объема ремонтов, осуществляемых без снятия двигателя, улучшается его ремонтопригодность. Двигатель создается из съемных блоков; вентилятора, компрессора, камеры сгорания, турбины. Благодаря этому замена узлов, выработавших русурс, может производиться за время стоянки самолета.

При выборе стратегии ремонта  машины большое внимание должно уделяться  обеспечению его высокого качества. Низкое качество ремонта увеличивает  интенсивность отказов. Там, где  требуется особенно высокая надежность машины, должны применяться специальные методы ремонта, а для замены должны использоваться только такие детали, которые прошли предварительную проверку и тренировку.

Все виды ремонта и обслуживания автомобилей нацеливаются сейчас на предотвращение поломок в пути и  повышение безопасности движения. В последние годы выдвигается также идея обеспечения безотказной работы легковых автомобилей индивидуальных владельцев в течение всего срока службы   Т_с = 8÷10 лет до их морального износа. Эти автомобили, совершающие сравнительно небольшой пробег (80—100 тыс. км за весь срок службы), не должны требовать капитального ремонта. Текущий ремонт их не должен выходить за пределы замены таких деталей, как поршни, кольца и вкладыши на детали того же номинального размера. В ходовой части допустима замена тормозных накладок и рулевой трапеции не больше одного раза за весь указанный срок.

 

Рис. 2.2. Изменение вероятности  безотказной работы Р космической лаборатории в зависимости от длительности полета.

 

Последние достижения радиоэлектроники положили начало поискам создания аппаратуры сверхвысокой надежности, почти не нуждающейся в ремонте. Параллельно с этим начались поиски путей ремонта выходящего из строя космического оборудования на орбите. Полеты современных космических кораблей с экипажем длятся относительно недолго, так что нет необходимости обслуживать их электронное оборудование во время полета. Однако длительные полеты космических лабораторий вряд ли смогут протекать успешно, если их экипаж не будет в состоянии ремонтировать отказавшие системы в условиях полета. На рис. 2.2 показано, как изменяется вероятность безотказной работы космической лаборатории в зависимости от длительности полета без обслуживания в полете (У) и с обслуживанием в полете (2), если на борту корабля имеется только один запасной комплект сменных модульных узлов. Если ремонт будет признан целесообразным, то это изменит весь подход к разработке значительной части радиоэлектронного оборудования для космических объектов. До недавнего времени к этой аппаратуре не предъявлялось требования ремонтопригодности в полете: Обсуждаются также планы вывода на орбиту космической ремонтной станции с экипажем на борту.

Можно ожидать, что в будущем  осуществится автоматический ремонт. На первых порах он будет ограничен  операциями замены отказавших блоков (элементов) и регулировки параметров. Большие интегральные схемы указывают путь к созданию электронных вычислительных машин, которые сами будут отыскивать свои повреждения, сами будут располагать запасными блоками и не будут требовать специальных инструментов для обслуживания. Ожидается, что в распоряжении разработчиков ЭВМ в ближайшие годы появятся арифметические устройства, выполненные в виде большой интегральной схемы на одном кристалле кремния,

Если средние интегральные схемы содержат до 20 триггеров в  одном кристалле, то большие интегральные схемы будут содержать до 200 логических элементов в одном кристалле. Создание больших интегральных схем требует коллективной работы разработчиков интегральных схем и разработчиков ЭВМ и других систем, которым приходится решать многие общие проблемы.

 

3.   Методы расчета экономической эффективности модернизации устаревшего оборудования

 

В ряде случаев бывает выгодно  модернизировать устаревшие машины, находящиеся в эксплуатации. При  модернизации нужно стремиться доводить находящуюся в эксплуатации устаревшую машину до современного высшего уровня. В то же время необходимо принимать простые конструктивные решения, реализация которых не вызывает излишнего удорожания работ. Вследствие того, что в хозяйственной практике еще не всегда производят расчеты экономической эффективности модернизации, имеют место случаи, когда на нее затрачивают средства, которые не окупаются, или не производят модернизацию там, где она экономически эффективна. Экономический анализ помогает более правильному решению основных технических вопросов модернизации оборудования.