Стоимость роботизации и сроки окупаемости затрат

Экономический фактор играет основную роль при роботизации (внедрении роботов и манипуляторов) в металлургическое производство. Правда, пока что можно говорить лишь об отдельных операциях сложных металлургических переделов. Пока что это работы в ремонтных цехах или вспомогательных производствах предприятий отрасли.

При определении технико-экономической эффективности механизации (автоматизации) через роботизацию в металлургии, в основу расчетов принимают следующие показатели:

- срок окупаемости ПР или манипулятора и дополнительных капитальных вложений;

- затраты на содержание ПР или манипулятора;

- увеличение производительности технологического оборудования при обслуживании его ПР;

- сравнение ПР с автоматами, если последние используются для выполнения аналогичных операций.

Считается оправданным внедрение ПР для замены рабочих на тех операциях, которые невозможно механизировать другими (более простыми и дешевыми) средствами.

Как свидетельствует опыт иностранных фирм (и разработчиков, и потребителей) имеет место устойчивая тенденция к снижению стоимости промышленных роботов.

Экономическая эффективность внедрения ПР зависит от многих факторов. Наиболее значительным фактором внедрения ПР является их стоимость, которая зависит от следующих характеристик: числа степеней подвижности, объема рабочей зоны, грузоподъёмности и сложности систем управления. Дорогостоящие ПР могут выполнять более широкий круг операций, а система управления более высокого класса гарантирует лучшую адаптацию ПР к новому виду работы. Так, например, стоимость адаптивного робота, оснащенного системой технического зрения, составляет 150 тыс. долл. В ближайшие годы его стоимость, как считают специалисты США, снизится в 1,5 раза. Примерно 60 % и более стоимости ПР составляет система управления. Суммарные затраты на внедрение ПР складываются из затрат на приобретение собственно ПР, на монтаж и пуско-наладочные работы, на вспомогательное оборудование. Эти затраты зависят от вида ПР и роботизируемой технологической операции.

Важным экономическим аспектом внедрения ПР является относительное удешевление ПР при росте их функциональных возможностей.

При этом существуют нормы экономической эффективности эксплуатации ПР и манипуляторов: внедрение одного ПР высвобождает, в среднем 2-3 чел. робот должен использоваться в три смены, срок (быстрота) окупаемости затрат на роботизацию 3-4 года.

Однако, в разных странах срок окупаемости различен. Так в США он составляет 2-2,5 года, в Англии - восемь лет при двухсменной работе. Критерием рентабельности ПР в Японии считается его полная амортизация за три года при высвобождении не менее двух рабочих.

При групповом использовании эффективность ПР возрастает: производительность оборудования повышается в 2-4 раза, снижается относительный показатель капиталовложений и эксплуатационных расходов.

Экономическую эффективность внедрения ПР можно иллюстрировать примером по числу высвобождаемых рабочих и числу смен работы (таблица 1).

Таблица 1.

Оценка экономической эффективности использования ПР показывает, что один робот может заменить 1-3 рабочих в одну смену, при этом производительность оборудования можно повышать на 20 % за счет уменьшения его простоев, стабилизации и повышения ритма работы.

2. Экономические показатели эффективности внедрения
промышленных роботов

Целесообразность внедрения манипуляторов и ПР определяется следующими факторами:

- необходимость замены рабочих на физически тяжелых, вредных и опасных для здоровья человека, монотонных (утомительных) технологических операциях; дефицитом рабочей силы для выполнения определенных операций (работ);

- экономической эффективностью при замене рабочих промышленными роботами;

- необходимостью механизации производственных операций (заменой ручного труда) при создании автоматизированных систем управления производственными "процессами; социальным фактором - ликвидацией различия между умственным и физическим трудом.

Обобщенным показателем экономической эффективности промышленных роботов является срок окупаемости:

где -D - срок окупаемости, год; Е - затраты по роботизации технологических операций (процессов), руб; L - годовая экономия фонда зарплаты, руб; Р - величина годовых эксплуатационных расходов, руб.

Экономия фонда зарплаты L, за счет внедрения ПР определяется количеством высвобожденных рабочих и величиной их зарплаты. С учетом того, быстрее или медленнее работает оборудование, обслуживаемое роботом вместо оператора формула имеет вид

где q - коэффициент, определяющий на сколько ПР работает быстрее (+) или медленнее (-) оператора, %; Z - годовые амортизационные отчисления на оборудование, обслуживаемое роботом, рублей.

Прибыль от эксплуатации вычисляется по формуле

где K - коэффициент прибыли (табл. 2).

Кроме прямой прибыли внедрение ПР позволяет повысить коэффициент сменности с 1,4 до 1,9 при двухсменной работе и до 2,9-при трехсменной работе оборудования.

С целью облегчения расчетов окупаемости ПР разработана таблица коэффициентов определения прибыли в зависимости от срока службы робота и процента его амортизации.

Таблица 2 Коэффициент прибыли

Рассмотрим конкретный пример экономической эффективности использования ПР для выполнения технологической операции в цеха производства товаров народного потребления.

Исходные данные:

Затраты на роботизацию операции штамповки изделия- 800 тыс. руб.

Общая экономия труда (высвобождено двое рабочих с месячной зарплатой 8000 рубл. каждый);

Затраты на эксплуатацию (содержание) ПР составляют:

при односменной работе - -30 тыс.руб.;

при двухсменной работе - 40 тыс.руб.;

при трехсменной работе - 4.6 тыс.руб.;

Согласно формуле (6.1) срок окупаемости роботизации составит: при работе комплекса в одну смену

года.

Годовую экономию фонда зарплаты определили как

руб.

при работе комплекса в две смены:

года.

при работе комплекса в три смены:

года.

Анализ экономических показателей свидетельствует, что основная прибыль получается за счет экономии живого труда, т.е. заработной платы рабочих, высвобожденных в процессе роботизации.

Внедрение ПР в литейном, кузнечно-прессовом, сварочном и металлургическом производствах еще более целесообразно и экономически эффективнее, чем в машиностроительном производстве, так как зарплата рабочих в горячих цехах выше, чем. в механообрабатываюших и механосборочных. Кроме того, будут более весомы социальные и другие факторы, оказывающие влияние на целесообразность внедрения ПР.