Расчет основных технико-экономических показателей внедрения АСР стабилизации тока серии электролизеров на базе микроконтроллера SIMATIK С7-633/Р и серийные

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет основных технико-экономических показателей внедрения АСР стабилизации тока серии электролизеров на базе микроконтроллера SIMATIK С7−633/Р и серийные средства измерения и автоматизации

1. Краткая характеристика объекта автоматизации

2. Технико-экономическое обоснование внедрения АСР

3. РАСЧЕТ КАПИТАЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИЙ И АМОРТИЗАЦИОННЫХ ОТЧИСЛЕНИЙ

4. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА И РАСЧЕТ ЧИСЛЕННОСТИ РАБОТАЮЩИХ

4.1 Организация труда

4.2 Расчет численности работающих

5. Расчет годового фонда заработной платы

6. Расчет себестоимости продукции

7. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Список литературы Введение Объектом исследования является ОАО «ОКСА», который находится в городе Красноярске.

Алюминий является важнейшим металлом, объем его производства намного опережает выпуск всех остальных цветных металлов и уступает только производству стали. Высокие темпы прироста производства алюминия обусловлены его уникальными физико-химическими свойствами, благодаря которым он нашел широкое применение в электротехнике, авиаи автостроении, транспорте, производстве бытовой техники, строительстве, упаковке пищевых продуктов и пр.

Специализируется «ОКСА» на выпуске алюминиевой продукции: слитки, крупногабаритные чушки, шины и др. Крупными потребителями цветных и черных металлов становятся в Красноярске КраМЗ, Крастяжмаш и в Абакане вагоностроительный завод.

В качестве основного сырья в процессе производства алюминия-сырца используется глинозем, фторид алюминия, криолит регенерационный и криолит свежий. Для производства алюминия-сырца так же используется анодная масса и гасильные шесты.

На рисунке 1 представлена технологическая схема производства алюминия-сырца.

Рисунок 1- технологическая схема производства алюминия-сырца

1. Краткая характеристика объекта автоматизации Одним из главных этапов в производстве алюминиевых слитков является литье, которое происходит в литейном отделении, оно является заключительным звеном в технологической цепочке производства алюминиевых слитков

Рисунок 2 -Технологическая схема производства слитков

Жидкий алюминий поступает в литейное отделение из корпусов электролизного цеха в ковшах и распределяется по литейным комплексам. Формирование плавок по литейным комплексам осуществляется в миксерах-копильниках. Подготовленная плавка перекачивается из миксера-копильника в расходный миксер с помощью сифонного устройства. В расходном миксере производится окончательная подготовка плавки, после чего начинается процесс литья слитков, который состоит из следующих этапов:

- подготовка литейной машины к работе;

— литье слитков заданного сечения и длины;

— выемка и транспортировка слитков.

2.Технико-экономическое обоснование внедрения АСУ ТП Предлагается внедрить АСР стабилизации тока серии электролизеров на базе микроконтроллера SIMATIK С7−633/Р и серийные средства измерения и автоматизации. В результате внедрения АСР планируется уменьшить:

ь Расход электроэнергии на 3%;

ь Затраты на текущий ремонт электролизеров на 0,5%;

ь Увеличить выход годного на 1,5%.

Показатели для технико — экономического обоснования представлены в таблицы 2.1

Таблица 2.1 — Исходные данные

Длительность простоя оборудования в планово — предупредительном ремонте 14 дней.

Рассчитывают производственную программу по участку до и после внедрения АСУ ТП. Данные представляют в таблице 2.2.

Таблица 2.2 -Производственная программа литья в литейном отделении

Выход годного после внедрения АСУ ТП увеличился до 0,545. Это говорит о том, что имеющееся технологическое оборудование в цехе будет использоваться более эффективно и его достаточно для обеспечения заданных объемов производства.

Определяют условно-годовую экономию по изменяющимся статьям затрат.

Находят экономию на расходе электроэнергии Ск, руб. по формуле (3.1).

С=(q1-q2)*Вп*Ц, (3.1)

где Сизменение себестоимости по расходу сырья, материалов и топлива, руб.;

q1 и q2 — расход, соответственно, до и после внедрения проекта, т/т;

Впвыпуск по проекту, т;

Ццена на сырье и материалы, руб/т.

Ск= (15 080- 14 627,6)* 520 322,4*0,56= 131 820 558 руб.

Так как по проекту меняется годовой выпуск, то рассчитываем экономию на условно-постоянных расходах (УПР) СУПР, руб по формуле (3.2).

СУПР, (3.2)

где УПРсумма условно-постоянных расходов, руб;

Вавыпуск продукции по аналогу, т;

Впвыпуск продукции по проекту, т.

СУПР Вычисляют затраты на амортизацию и текущий ремонт АСУ ТП За, р, руб. по формуле (3.3).

За, р =КАСУ ТП *(На+Р)/100, (3.3)

где КАСУ ТПкапитальные вложения в АСУ ТП, руб;

Нанорма амортизации АСУ ТП, %;

Р — текущий ремонт и содержание АСУ ТП,%.

За, р =2 500 000*(20+8)/100=700 000 руб.

Определяют изменение затрат на текущий ремонт и обслуживание 170 электролизеров.

Зп=170*521 565(10−9,5)/100= 443 330,25 руб.

Результаты расчетов сводят в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 -Расчет условно-годовой экономии по затратам на электроэнергию

Таким образом, условно-годовая экономия после внедрения АСР стабилизации тока серии электролизеров на базе микроконтроллера SIMATIK С7−633/Р и серийные средства измерения и автоматизации составит: 136 506 951,3

4. Рассчитываем дополнительную прибыль от увеличения выпуска Пв, руб по формуле (3.4) .

Пв=(Ц-Са)*(ВпВа), (3.4)

где Ц — цена получения 1 т алюминия, руб./т;;

Саполная себестоимость получения 1 т алюминия, руб./т;

кокса, руб/т.

Пв=(25 293−24 864)*(520 322,4 -496 454,4)=10 239 372.

5. Рассчитываем чистую дополнительную прибыль от увеличения выпуска Пч, руб Пч=10 239 372*(1−0.24) = 7 781 923 руб.

Дополнительная прибыль от изменения выпуска после внедрения АСР составит 7 781 923, руб.

Определяют статические показатели эффективности: абсолютную экономическую эффективность и годовой экономический эффект по формулам (3.5) и (3.6).

Еа=П/К, (3.5)

Еа =(136 506 951,3)/ 2 500 000= 54

Эгод=ПЕн*(К1 — К2), (3.6)

Эгод= 136 506 951,3−0.32*2 500 000= 135 706 951,3 .

Абсолютная эффективность равна 54что более величины 0,32. Годовой экономический эффект положителен и составит 135 706 951,3.Следовательно, статические показатели подтверждают эффективность проекта.

6 Оценивают динамические показатели эффективности проекта.

Рассчитывают чистый дисконтированный доход. Исходными данными для расчета являются:

дополнительный инвестиционный поток (равен стоимости АСУ ТП, т. е 2 500 000 руб);

дополнительный поток от операционной деятельности (равен сумме условно-годовой экономии, т. е. = 136 506 951,3· 0,76=103 745 283, дополнительной валовой прибыли от увеличения выпуска (7 781 923, руб) и годовой амортизации АСР (500 000 руб.), т. е. всего 112 027 206 руб.;

количество расчетных периодов (равно времени внедрения и эксплуатации АСУ ТП 5 лет, так как начинают получать дополнительную прибыль в первом расчетном периоде).

норма дисконта (0,15).

Для простоты и наглядности расчет ведут по форме таблицы 2.4.

Таблица 2.4 -Расчет ЧДД

В итоге получают, что ЧДД величина положительная и равна 429 925 015 руб.

По формуле (3.7) рассчитывают индекс дисконтированных доходов инвестиций (ИДД):

ИДД= (3.7)

ИДД=429 925 015/2500000=172

В результате расчетов получают, что ЧДД за расчетный период составит 429 925 015руб, а ИДД 172 что больше единицы. Таким образом, статические и динамические методы определения эффективности доказывают целесообразность внедрения АСР стабилизации тока серии электролизеров на базе микроконтроллера SIMATIK С7−633/Р.

3. РАСЧЕТ КАПИТАЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИЙ И АМОРТИЗАЦИОННЫХ ОТЧИСЛЕНИЙ

В данном разделе приведем обоснование стоимости капитальных вложений в основные средства по проекту.

Общие капитальные вложения включают в себя стоимость зданий, сооружений, передаточных устройств, машин и оборудования, транспортных средств и инвентаря.

Затраты на приобретение и монтаж оборудования и сумму амортизационных отчислений рассчитываем по каждому виду в соответствии с таблицей 5.

Затраты на транспортировку и монтаж оборудования составляют 10%: от стоимости.

Таблица 5 — Капитальные вложения и амортизационные отчисления по технологическому оборудованию

Составим сводную ведомость капитальных затрат и амортизационных отчислений (таблица 6).

Структура основных средств: здания — 25%, сооружения — 5%, передаточные устройства — 4%, силовые машины и оборудование- 6%, рабочие машины и подъемно — транспортное оборудование — 53%, информационное — 5%, инструмент — 1%, инвентарь — 1%.

Таблица 6 — Сводная ведомость капитальных вложений и амортизационных отчислений

В результате расчетов получили:

· общие капитальные вложения составят 185 595 890 руб., из них активная часть — 65% (120 637 330 руб.), пассивная часть — 35% (64 958 560 руб.); общая сумма амортизационных отчислений составит 13 231 770 руб., из них активная часть — 11 839 800 руб., пассивная часть — 1 391 970 руб.;

· дополнительные капитальные вложения: по информационному оборудованию требуется 2 500 000 руб., что составляет 0,09% от общей суммы.

4. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА И РАСЧЕТ ЧИСЛЕННОСТИ РАБОТАЮЩИХ

В данном разделе определяем потребности производства в промышленно-производственном персонале.

4.1 Организация труда

Режим работы персонала предприятия определяется особенностями организации производственного процесса и ограничениями по использованию труда в соответствии с трудовым законодательством: отработанное время работника не должно превышать 40 ч в нормальных и вредных условиях труда и 36 ч при особо вредных условиях труда. На данном предприятии условия труда характеризуются как нормальные, поэтому продолжительность рабочей недели установлена в размере 40 часов. Режим работы непрерывный.

Таблица 7 — Четырех бригадный график сменности при длительности смены 8 часов

Рассчитываем соответствие графика сменности трудовому законодательству по схеме:

1 Определяем отработанное за неделю время Чнедфакт, ч по формуле (4.1)

Чнедфакт=365· tсм·Kднраб/ц/(Ц·Кнед), (4.1)

где tсмдлительность смены, ч;

Кднраб/цколичество рабочих дней за цикл, дн.;

Ццикл сменооборота, дн.;

Кнедколичество недель в году.

Чнедфакт=365· 8·12/(16·52)=42 ч.

Цикл сменооборота — это количество дней, в течение которых одна бригада отработает все смены.

2. Рассчитываем недоработку или переработку Н/П, дн, сравнивая нормативное время с фактическим, по формуле (4.2).

Н/П=(Чнеднорм — Чнедфакт)/(Кнед· tсм), (4.2)

где Чнеднормнормативное время работы в неделю, ч.

Н/П=(40−42)· 52/8= -14 дн.

Переработка получилась 9 дней. Её добавляем к отпуску

3. На основании графика сменности определяем количество выходных дней Квых, дн., по формуле (4.3).

Квых= (365/Ц)· Кднвых/ц, (4.3)

где Кднвых/цколичество выходных за цикл.

Для четырехбригадного графика Квых= (365/16)· 4=92 дня.

На основании выше приведенных расчетов определяем плановый баланс рабочего времени (таблица 8) и коэффициент перехода от штатной численности к списочной.

Продолжительность отпуска -30дней, гос. обязанности -1дней.

Таблица 8 — Плановый баланс рабочего времени

4.2 Расчет численности работающих

Явочное количество рабочих Чяв, чел, определяем по нормам численности на обслуживание с помощью формулы (4.4):

Чяв=А· Ноб·с, (4.4)

где Ачисло единиц оборудования, ед.,

Нобнорма численности на обслуживание единицы оборудования, чел.,

счисло смен в сутки, ед.

2. При непрерывном режиме работы рассчитываем штатную численность Чшт, чел., учитывающую подменных рабочих, число которых равно количеству рабочих одной смены:

Чшт=А*Ноб*(с+1). (4.5)

3. Списочная численность Чсп, чел., учитывает тех рабочих, кто отсутствует на производстве по разным уважительным причинам (отпуск, командировки, болезни, учеба).

Чсп=Чшт· Кс, (4.6)

где Кскоэффициент перехода от явочной (штатной) численности к списочной, который определяют по данным баланса рабочего времени одного рабочего, таблица 8.

Расчет численности основных и вспомогательных рабочих приведен в таблице 9. Количество и должностной состав руководителей, специалистов и служащих принимаем в соответствии со штатным расписанием действующего предприятия.

Таблица 9 — Расчет численности рабочих

Расчет численности персонала показал, что для выполнения принятой цехом производственной программы численность основных рабочих должна составлять 276 человек; вспомогательных — 166 человек включая уборщицу производственных площадей. Общая численность основных и вспомогательных рабочих составляет 442 человека.

5. Расчет годового фонда заработной платы

В данном разделе рассчитываем годовой фонд заработной платы и среднюю заработную плату для отдельных категорий работников.

Исходными данными для расчетов являются: численность работающих по профессиям и специальностям, тарифные разряды и ставки рабочих, эффективный фонд рабочего времени на одного рабочего, должностные оклады руководителей, специалистов.

Различают основную и дополнительную заработную плату.

Основная зарплата представляет собой оплату за фактически отработанное время и включает в себя тарифный фонд, премиальные, доплаты за работу в ночное и вечернее время, в праздничные дни и за бригадирство. Тарифный фонд Фт, ч. определяют по формуле (5.1):

Фт =Чсп· Сч·Тэф, (5.1)

где Чспсписочная численность рабочих, чел.;

Сччасовая тарифная ставка соответствующего разряда, руб.;

Тэфэффективный фонд рабочего времени, ч.

При непрерывном режиме работы коэффициент доплаты за вечернее время рассчитываем как 4/24· 0,2=0,033, а за ночное время — 8/24· 0,4=0,133. Суммарный коэффициент доплаты составляет:

Кд=0,033+0,133=0,166.

Оплата работы в праздничные дни установлена в размере двойной тарифной ставки, поэтому коэффициент доплаты за эти дни, при непрерывном режиме работы, составит 11/365= 0,03.

Доплату за бригадирство принимаем в размере 15% от оплаты по тарифу бригадиров, количество которых равно числу бригад в цехе. Доплата за бригадирство равна (140 160/12)· 4·(15/100) = 7 008 руб.

Дополнительную заработную плату планируем с помощью коэффициентов, которые рассчитываем как отношение фактически неотработанного рабочим времени по причине оплачиваемого отпуска или выполнения гос. обязанностей к эффективному фонду рабочего времени.

Коэффициент оплаты отпусков равен:

Котп= 38/244=0,15

Коэффициент оплаты гос. обязанностей равен:

Кгос= 1/244=0,004.

автоматизация издержка себестоимость продукция Результаты расчетов представлены в таблице 10.

Таблица 10 — Продолжение

Численность и должностные оклады руководителей, специалистов и принимаем на основе схемы управления и штатного расписания в цехе-аналоге. Заработную плату руководителей и специалистов представлена в таблице 11.

Таблица 11 — Фонд заработной платы руководителей и специалистов

Таблица 12 — Сводная ведомость по труду и заработной плате

В результате расчетов получили среднемесячную заработную плату:

· основных рабочих — 12 883,7 руб.

· вспомогательных — 11 023,46 руб.

· руководителей — 11 337,84 руб.

· специалистов — 8785,17 руб.

· служащих — 8082 руб.

Общая по цеху среднемесячная заработная плата составляет 11 833,83 рубля.

6. Расчет себестоимости продукции

Целью данного раздела является планирование издержек производства при внедрении новых технологий.

Перед составлением калькуляции производим расчет расходов на содержание и эксплуатацию оборудование (РСЭО) и цеховых расходов (таблицы 13 и 14).

Расчет расходов на содержание и эксплуатацию оборудования приведен в таблице 13.

Таблица 13 — Смета РСЭО

Расчет цеховых расходов приведен в таблице 14.

Таблица 14 — Смета цеховых расходов

Калькулирование затрат на продукцию приведем в таблице 15

Таблица 15 — Калькуляция себестоимости продукции

Из расчетов видно, что полная себестоимость продукции составляет 12 800 976 473,2 руб., а затраты на единицу продукции — 24 602,01 руб.

7. расчет основных технико-экономических показателей

В данном раздел рассчитываем основные технико-экономические показатели работы цеха-аналога и проекта и делаем вывод о целесообразности внедрения проекта.

1. Определим цену на продукцию для цеха-аналога:

ЦР = САН + ЕН. Ф, руб./т, (8.1)

где САН — себестоимость продукции цеха-аналога, руб.;

ЕН — нормативный коэффициент эффективности, ЕН = 0,15;

Ф — фондоемкость единицы продукции:

Ф = (КА+ НОСА) / ВА, руб/т (8.2)

где КА — капитальные вложения в основные средства по цеху-аналогу, руб.;

НОСА — нормируемые оборотные средства берем 10% от полной себестоимости по аналогу, руб.;

ВА — выпуск по аналогу годовой, т.

САН = СПР + УГЭ / ВПР, руб., (8.3)

где УГЭ — условно-годовая экономия, руб./год.

СПР — себестоимость единицы продукции по проекту, руб/т;

ВПР — выпуск продукции по проекту, т

Согласно формулам (8.1), (8.2) и (8.3) находим ЦР:

САН =24 602+136 506 951,3/520 322,4=24 864 руб./т

Ф = руб./т.

ЦР = 24 864+0,15*2862 = 25 293 руб/т.

Прибыль валовую рассчитаем по формуле (7.4):

П = (ЦР — С). В, руб., (7.4)

ПАН = (25 293 — 24 864). 496 454,4 = 212 978 937,6 руб.

ППР = (25 293 — 24 602). 520 322,4 = 359 542 778,4 руб

Прибыль чистую рассчитаем следующим образом:

= 212 978 937,6 — 0,24*212 978 937,6 = 161 863 993 руб.

= 359 542 778,4 — 0,24*359 542 778,4 = 273 252 512 руб.

Рентабельность общую рассчитываем по формуле:

Р = П/(К + НОС). 100%. (7.5)

РАН =. 100% = 15%.

Р ПР =. 100% = 18,4%.

Производительность труда:

ПТ = ВГОД / ЧППП, (7.6)

где ЧППП — численность промышленного производственного персонала, чел:

ПТАН == 973 т/чел.

ПТПР == 1020 т/чел.

Фондоотдача:

ФО = ВГ ЦР / К, руб./руб. (7.7)

где ФО — коэффициент фондоотдачи, ФО (АН) = 496 454,4. = 68,58 руб./руб.

ФО (ПР) = 520 322,4. = 70,9 руб./руб.

Затраты на рубль товарной продукции оставят:

ЗТП = СГОД / (В. ЦР), руб./руб. (7.8)

ЗТП (АН) = = 1,04 руб./руб.

ЗТП (ПР) = = 0,98 руб./руб.

Для сравнения показателей проекта и цеха-аналога сведем основные показатели в таблицу 15.

Таблица 15 — Технико-экономические показатели

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

· Анализ таблицы 15 и проведенных расчетов показывает, что в результате внедрения АСР стабилизации тока серии электролизеров на базе микроконтроллера SIMATIK С7−633/Р и серийные средства измерения и автоматизации произошли следующие изменения:

· Требуемые проектом дополнительные капитальные вложения в размере 2 500 000 рублей приведут к увеличению фондоотдачи с 69,26 руб./руб. до 71,61 руб./руб.

· Расчет численности персонала показал, что для нормальной работы цеха численность работающих должна составлять 502 человек; из них 276 — основных рабочих, 166 — вспомогательных, руководителей — 38, специалисты — 14 и 8 — служащих. Средняя заработная плата работающего — 12 786,32 рублей в месяц.

· Годовая себестоимость уменьшится на 128 032 980,3 руб. (с 13 066 890 101 руб. до 12 938 857 121 руб.). Затраты на один рубль товарной продукции снизятся с 0,98 руб./руб., до 0,97 руб./руб.

· Путем внедрения АСР годовой выпуск увеличился с 496 454,4 до 520 322,4т/год

· После внедрения АСР появится дополнительная прибыль — 128 032 980,3 руб. (за счет условно-годовой экономии. Также возрастет рентабельность производства на 8,76%, а экономическая эффективность составит 51 руб./руб. Срок окупаемости инвестиций, вложенных в АСР, будет равен 0,02 годам, что меньше нормативного (3 года). Таким образом, статические и динамические методы определения эффективности доказывают целесообразность внедрения АСР стабилизации тока серии электролизеров на базе микроконтроллера SIMATIK С7−633/Р и серийные средства измерения и автоматизации.

1. Организация и планирование производства. Методические указания к дипломному и курсовому проектированию для студентов специальности «автоматизация производственных процессов».