ВВЕДЕНИЕ
Проблема обеспечения качества продукции всегда привлекала внимание ученых, производственников и эксплуатационников. Еще более остро она стоит в настоящее время в связи с переходом на рыночные условия хозяйствования, обострением конкуренции отечественных товаропроизводителей, как между собой, так и иностранными фирмами. Особое значение имеет повышение качества продукции в отрасли машиностроения, уровень которой определяет темпы технического прогресса во всех остальных отраслях. При этом повышение качества продукции должно осуществляться с учетом экономической целесообразности, так как границы повышения качества определяются в конечном итоге не техническими возможностями, а экономической эффективностью.
Одним из важнейших разделов сложной и многогранной проблемы повышение качества продукции является его оценка. Объясняется это тем, что нельзя эффективно работать над повышением качества не имея научно-обоснованных методов формирования и расчета его показателей. Актуальность проблемы оценки качества продукции в машиностроении обуславливается тем, что до настоящего времени составляющие надежности - безотказность и долговечность, уровень которых для этих изделий является основным при оценке их качества, не имеют удовлетворительных методов расчета за исключением использования статистики отказов изделий.
В наибольшей степени это относится к долговечности, которая должна оцениваться оптимальными сроками службы машин, которые определяют рациональное использование этой важнейшей части производственного потенциала страны, повышения эффективности производства за счет повьппения производительности труда и снижение затрат на производство продукции.
5
Основой для экономической оценки и установления оптимальных сроков службы машин количественно выражающих их долговечность являются данные об изменении текущих и капитальных затрат при использовании техники из-за физического и морального износа. Экономические последствия этого в общих чертах изучены, однако практически отсутствует теоретическое обоснование зависимостей изменения затрат во времени, конкретный вид этих функций, недостаточная дифференциация этих затрат по статьям калькуляции.
Установление оптимальных сроков машины и оценку их надежности необходимо рассматривать совместно с системой ремонта, так как она определяет скорость физического износа машин, а отсюда безотказность и долговечность. В связи с этим в данной работе уделяется большое внимание методологии построения оптимальной системы ремонта.
Обеспечение надежности машин - проблема комплексная. Она начинается на этапе проектирования машины, закладывается при ее производстве, реализуется на этапе эксплуатации и поддерживается с помощью системы технического обслуживания и ремонта до окончания срока службы машины [75,76,86].
При низкой надежности машин происходит увеличение простоев, брака изготавливаемой продукции, затрат на обслуживание и ремонт, а следовательно, снижение производительности и повышение себестоимости продукции. Кроме того, в ряде отраслей, например, сельском хозяйстве и производстве продуктов питания, это ведет к безвозвратной потере урожая, молока и других продуктов питания.
При отсутствии необходимого уровня надежности техники происходит преждевременное выбывание ее из процесса производства, т. е. преждевременное списание. Для того чтобы обеспечить задачи стоящие перед конкретной отраслью, например, сельским хозяйством, транспортом, строительством, необходимо будет увеличить производство машин, что
6
практически невозможно сделать в современных условиях из-за отсутствия капитальных дополнительных вложений и недостатка оборотных средств у предприятий.
В то же время, если даже на этапах проектирования и производства удалось заложить и обеспечить необходимую надежность машин, то реализация этой потенциально высокой надежности зависит от условий эксплуатации техники и, прежде всего от системы ее обслуживания и ремонта и качества их проведения.
Для полной реализации потенциальной надежности необходимо управлять процессом эксплуатации машин за счет создания и использования оптимальной системы их технического обслуживания и ремонта и научно-обоснованных до ремонтного, межремонтных и полных ресурсов и I сроков их службы изделий. Полная реализация надежности техники, зало- ( женной на этапах проектирования и производства позволит повысить ее / производительность , а следовательно и улучшить все экономические показатели работы без использования капитальных дополнительных вложений и значительного увеличения оборотных средств.
Все вышеизложенное позволяет определить надежность техники как важнейшую экономическую категорию и увязать ее с системой обслужи- вания и ремонта , оптимальными сроками службы машин, обеспечить оптимальное управление этой важнейшей составляющей качества в условиях эксплуатации. Установление и соблюдение оптимальных сроков службы машин — одно из главных условий повышения эффективности производства как в отдельно взятом предприятии, так и в отраслях производства в целом.
Из всех свойств надежности наибольшее влияние на конечные экономические результаты работы машин и оборудования оказывает долго- вечность и безотказность, поскольку их уровень определяет величину затрат на капитальные и текущие ремонты, на устранение отказов в процессе
7
эксплуатации техники, а отсюда показатели экономической эффективности ее применения.
Другие свойства, являющиеся составляющими частями надежности: ремонтопригодность и сохраняемость, закладываются, в основном, на этапе проектирования и существенно повлиять на них в процессе эксплуатации машины затруднительно. Поэтому в рамках данной работы они не исследуются.
Обширная литература отечественная и зарубежная главным образом / посвящена вопросам общей экономической оценки влияния физического и морального износа на экономические результаты работы машин [12, 34]. При этом зачастую не учитываются особенности конструкции машин, системы обслуживания, структура ремонтного цикла и оптимальные сроки службы машин. Методически правильное решение задачи возможно только, когда исследование проводится с учетом вышеупомянутых факторов, поскольку для различных типов машин и разных сфер их использования существуют значительные отличия в подходах к обеспечению надежности в процессе их эксплуатации, например, авиация, наземный транспорт, сельское хозяйство и т.п.
Целью исследования является разработка методологических основ оценки экономической эффективности использования мобильной техники и ее надежности в условиях эксплуатации путем оптимизации системы обслуживания и ремонта. В соответствии с этим, в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:
- раскрыть различные подходы и экономическое содержание понятий надежности, долговечности машины;
- провести анализ различных подходов к оценке экономической эффективности и оптимизации надежности техники;
- определить возможные методологические подходы к управлению надежностью машин в условиях эксплуатации на основе оптимизации системы их обслуживания и ремонта;
- исследовать динамику затрат на капитальный и текущий ремонты, устранение случайных отказов и техническое обслуживание.
- обосновать целевую функцию оптимизации и методику управления доремонтным, межремонтным и полным ресурсами тракторов
с учетом интенсивности их использования ;
- определить оптимальные ресурсы и сроки службы основных ма- рок тракторов в условиях рядовой эксплуатации при их различной годовой наработке.
В данной работе в качестве предмета исследования выбрана методология определения экономической эффективности применения машин с учетом оптимальной структуры ремонтно-обслуживающих воздействий и сроков службы применительно к мобильной технике. Объектом исследования являются мобильные машины, используемые в сельском хозяйстве, транспорте и строительстве.
Научная новизна выполняемых автором исследований состоит в разработке теоретической модели управления надежностью машин в услови- ях эксплуатации путем оптимизации системы их обслуживания и ремонта.
Проведенное исследование содержит следующие элементы научной новизны, которые выносятся на защиту:
- уточнено экономическое содержание категорий надежность и долговечность изделий и особенностей их оценки;
- проведен анализ методов оценки экономической эффективности надежности изделий в различных отраслях народного хозяйства;
- обоснованы методологические подходы к построению оптималь- ной системы технического обслуживания и ремонта мобильных машин;
9
- проведен анализ изменения выработки затрат на капитальный и текущий ремонты, устранение отказов от продолжительности межремонтных периодов и срока службы машин;
- обоснована целевая функция и разработана математическая модель оптимизации межремонтных и полного ресурсов и срока службы машин;
- получены оптимальные межремонтные и полный ресурсы и срок службы тракторов с учетом интенсивности их использования.
Практическая ценность работы заключается в получении: научно- обоснованных рекомендаций по построению эффективной системы использования потенциальной надежности машин в условиях эксплуатации. Теоретические выводы и методологические рекомендации по их применению обеспечивают комплексный подход в разработке оптимальной системы использования дифференцированных норм амортизационных отчислений в зависимости от интенсивности использования техники.
10
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ОЦЕНКИ И ОПТИМИЗАЦИИ НАДЕЖНОСТИ МАШИН
1.1. Надежность машин как экономическая категория
При формировании понятия надежности машин исходим из определений и положений, используемых для характеристики качества предмета вообще.
Сущность первого философского положения о качестве состоит в том, что качество предмета представляет собой определенное множество свойств (в которое входит и надежность), органически связанных между собой общим законом взаимодействия.
Суть второго положения заключается в том, что всякое материальное тело, в том числе и машина, имеет определенную совокупность свойств, поэтому качеством обладают все предметы.
Понятию качества, как экономической категории, уделяется достаточно внимания в работах [5, 11, 15, 18, 27], в частности отмечается, что "как потребительные стоимости товары различаются, прежде всего, качественно". Это различие определяется степенью социальной полезности товара, в данном случае, - машины, в результате чего она имеет спрос и удовлетворяет определенную потребность.
На современном этапе развития экономики сложился подход к определению надежности машин, в основном, с технической стороны. Технический подход основывается на том, что исследование качества машин -это сфера инженерных дисциплин. Отсюда делается вывод, что надежность машин создается конструкторами и технологами производства. Поскольку машины производятся для конкретной физической работы, то оценка их надежности производится по техническим признакам и свойст- вам, путем соответствия машины, предъявленным техническим требованиям. Однако, изучение надежности с технической точки зрения является не-
11
достаточным, поскольку при этом выпускается из виду существенный аспект проблемы - связь надежности с потребительной стоимостью и стоимостью. Задачей инженеров является придание какой-то машине определенного комплекса свойств в соответствии с назначением, поэтому для них оценка надежности обычно связывается с определением технического уровня надежности машины.
Инженеров в большей степени интересует процесс производства, а не его результат. Они не учитывают, какой ценой достигается получение той или иной продукции. Подход к проблеме надежности только с техни- ческой стороны нередко приводит к высоким затратам труда и средств, что снижает эффективность производства.
Требование обеспечения повышения эффективности производства делают надежность объектом более широких исследований, чем чисто технических. Возникает необходимость в подходе к проблеме надежности с экономических позиций. Однако, до настоящего времени нет единого мнения в определении надежности машин, с экономических позиций.
Некоторые авторы считают, что надежность - это составляющая часть качества обеспечивающая способность изделия выполнять свои функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных преде- лах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Другие авторы считают, что машины характеризуются не только и не столько ее способностью выполнять заданные функции, но, главным образом, свойством машины длительно сохранять и, если необходимо, восстанавливать свою работоспособность при минимальных затратах времени, труда и материальных средств. Таким образом, свойства надежности - безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность стали в настоящее время основными технико-экономическими характеристиками качества технических устройств.
Изучение большого количества публикаций показывает, что сущест-
12
вующее множество определений качества машин может быть дифференцировано на четыре группы. К первой группе относятся формулировки, характеризующие качество продукции (машин) как степень (меру) удовлетворения конкретной машины в фиксированных условиях ее потребления [35, 38].
В определениях второй группы к качеству машин рекомендуется подходить как к синтезирующей способности удовлетворять определенную потребность в машине с учетом издержек общественного труда [33, 36].
В третьей группе формулировок качество продукции понимается как совокупность ее полезных свойств [37, 49].
Определения четвертой группы являются близкими по смыслу с определениями третьей группы. Однако, здесь качество продукции трактуется как совокупность всех имманентных ей свойств. Сторонники такого подхода считают, что для полной объективной характеристики качества продукции нужно учитывать именно всю совокупность, а не только полезные свойства [47].
С точки зрения первой группы определений получается, что качеством обладают не все предметы и не всякая продукция, а лишь та, которая удовлетворяет определенным потребностям. При таком подходе само существование качества ставится в зависимость от наличия потребности общества в данной продукции, а уровень качества - от степени удовлетворения потребности общества в данной продукции. Получается, что с изменением потребности в продукции меняется качество этой продукции. При отсутствии потребности и неудовлетворении потребности согласно определениям первой группы продукция не обладает качеством. Это не соответствует принятым положениям.
Вторая группа определений также не в полной мере соответствует ранее приведенным положениям в области терминологии качества, так как
13
содержание этой группы базируется на потенциальной полезности. Поэтому замечания, сделанные по первой группе определений, в значительной степени относятся и к этой группе формулировок. Дополнительное включение в понятие качества издержек производства не уточняет, а затрудняет его понимание. Определения второй группы выражают не качество продукции, а представляют его интегральную экономическую оценку, которую следует учитывать при изменении эффективности продукции и нахождения экономически оптимального уровня качества.
Особенность формулировок третьей группы заключается в ограни- чении понятия качества только полезными свойствами. В соответствии с положениями материалистической диалектики качество любого материального тела - это взаимосвязанное множество разнообразных свойств, поэтому при определении качества продукции следует принимать во внимание не какую-то часть свойств, а всю их совокупность: полезных, бесполезных и даже вредных. Это дает возможность правильно судить о продукции в целом.
Естественно, что при формировании качества машин, необходимо стремиться к тому, чтобы в этой совокупности преобладали полезные свойства, обеспечивающие высокую пригодность использования машин в соответствии с ее назначением.
Анализ формулировок понятия качества машин показывает, что в наибольшей мере исходным философским положениям соответствуют определения четвертой группы, характеризующие качество продукции как совокупность объективных свойств, выражающую ее основные отличия от других продуктов и предметов материального мира. Однако применительно к решению наших задач, а именно оптимизации надежности машин и оценки их экономической эффективности в эксплуатации необходимо оце- нивать те свойства машин, которые значимы с точки зрения вышеупомянутых задач, а этому наиболее соответствуют определения третьей группы.
14
Согласно стандарта [23], надежность трактуется как комплексный показатель качества продукции, отражающий соотношение суммарного полезного эффекта от эксплуатации или потребления и суммарных затрат на ее создание и эксплуатацию. Количественная мера потребительной стоимости машины есть стоимость единицы работы машины или не что иное, как интегральный показатель качества, обеспечивающий способность машины выполнять заданные функции, сохраняя свои показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Эти свойства продукции выражаются системой показате- лей, которые представляют собой количественную характеристику одного или нескольких ее свойств.
Чем выше надежность машин, тем выше ее полезность, ее способность удовлетворять потребности производства. Таким образом, различная мера удовлетворения потребности выражает уровень надежности машины. Следовательно, главное в определении надежности машин с экономической точки зрения - это всё-таки степень удовлетворения потребности в конкретных видах потребительных стоимостей.
Так как повышение надежности прежде всего повышает реальную производительность машины, следовательно, ее потребительная стоимость характеризует полезность этой машины через ее производительную работу, а надежность, как одно из свойств качества, есть степень социальной, технической и экономической результативности создания, производства и использования машины. Исходя из единства потребительной стоимости и стоимости, можно утверждать, что надежность машины как результат конкретного труда и мера потребительной стоимости, является также результатом абстрактного труда и, в определенной степени, мерой стоимости, то есть она выступает как социальная и экономическая результативность соз- дания и производства. Таким образом, проблема повышения надежности машин приобретает первостепенное значение и превращается в одно из
15
главных средств осуществления экономической политики в производстве, создании и использовании машин.
Постоянное и планомерное снижение издержек производства продукции, под которой в данном случае, понимается машина, служит источником роста фонда накопления, дальнейшего расширения производства и национального дохода, который из-за низкой надежности выпускаемых машин несет неоправданно большие издержки и потери общественного труда [7, 8, 9,13, 14, 26, 28, 30, 31, 33, 34, 35, 36, 37, 38].
Часто у потребителя в хозяйствах может наблюдаться следующая картина. Машины, заключая в себе стоимость общественного труда, если они не выполняют свои функции, потребительной стоимости не имеют. Так как только при наличии полезности машину можно отнести к группе потребительных стоимостей. Полезность в значительной степени зависит от совокупности объективных свойств, внутренне присущих самой технике, то есть от ее качества, в том числе надежности, учет которых позволит обществу избежать больших потерь. Поэтому при прочих равных условиях, чем выше надежность машины, тем больше величина ее полезности потому, что большинство показателей надежности машин так или иначе сказываются на их фактической производительности за час эксплуатаци- онного времени, а тем самым на всех показателях эффективности. Повышение надежности обусловливает, прежде всего, повышение реальной производительности машины, соответственно труда обслуживающего персонала, снижает трудоемкость выполняемой работы и себестоимость продукции.
Важную роль в повышении надежности машин играет система их обслуживания и ремонта. Ее совершенство позволяет наилучшим образом использовать потенциальную надежность машин, заложенную на стадии конструирования и производства и обеспечить высокую экономическую эффективность их использования.
16
# Важнейшими свойствами надежности реализуемыми в сфере экс-
плуатации являются долговечность и безотказность. Согласно ГОСТ 27.002-83 термин долговечность трактуется как свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта [23].
Для ремонтируемых объектов, к которым относятся практически все сложные машины — предельное состояние определяется отраслевой нормативно-технической литературой, например [4, 5, 13, 20, 21, 22, 24, 25 ]. В различных отраслях по разному трактуют этот термин и его ** техническое и экономическое содержание, что затрудняет проведение экономического анализа работ по повышению надежности изделий.
Под предельным состоянием изделия понимается такое, при котором его эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности или неустранимого ухода заданных параметров за установленные пределы или неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой или необходимости проведения капитального или среднего ремонта. Анализируя эти понятия предельного состояния можно заметить, что они находятся в противоречии между собой. С одной стороны долговечность машин должна определиться средним ресурсом, а сдругои невозможностью или нецелесообразностью дальнейшей эксплуатации.
Какой же срок службы следует считать основным показателем долговечности: срок службы до списания, до среднего или капитального ремонта? Таким образом, представленная ГОСТ возможность различной трактовки термина "долговечность" и "предельное состояние" требует их уточнения.
Если исходить только из технических возможностей, то для машины
Г: в условиях нормальной эксплуатации предельное состояние
! обуславливаемое невозможностью дальнейшего их использования по
17
^j назначению вообще не наступает, т. е. в данном случае срок службы машины будет величиной неопределенной.
Срок службы машин будет величиной неопределенной, которая практически не может иметь количественной характеристики.
Действительно, длительность эксплуатации машин может быть практически величиной неограниченной, если не считаться с экономическими соображениями, так как периодическое восстановление путем ремонта или замены новыми отдельных деталей, составляющих машину, создают возможность практически неограниченно продлевать срок ее службы. Извест-
Ф, ны примеры весьма длительной эксплуатации некоторых машин, что объ-
ясняется не высокой их долговечностью как таковой, а невозможностью по каким-то причинам заменить их новыми. В этом случае проведение неэффективных ремонтов позволяет практически неограниченно увеличивать срок эксплуатации машины.
Следует также иметь в виду, что восстановление машины до состояния, удовлетворяющего первоначальным требованиям безопасности, закладываемым при ее создании, технически всегда возможно, опять-таки, если отвлечься от экономической целесообразности.затраты средств на эти цели. Таким образом, есть все основания считать, что предельное состоя-
^ ние, определяющее долговечность машин, обусловливается практически
только снижением эффективности работы машины. Последнее является прямым доказательством того, что долговечность машины необходимо рассматривать как экономическую категорию.
Согласно рекомендациям того же стандарта количественными количественными показателями долговечности могут служить ресурс или срок службы. Но каждый из этих показателей, взятый отдельно, ещё не может достаточно характеризовать долговечность. Практически обяза-
_ тельным является их совместное применение. |
