Tài liệu Thiết kế dây chuyền sản xuất ths. trần quốc việt, 109 trang

ÂAÛI HOÜC ÂAÌ NÀÔNG TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA KHOA CÅ KHÊ TÁÛP BAÌI GIAÍNG MÄN HOÜC THIÃÚT KÃÚ DÁY CHUYÃÖN SAÍN XUÁÚT (Daình cho SV ngaình Cå khê) Giaïo viãn : Th. s., GVC TRÁÖN QUÄÚC VIÃÛT ÂAÖ NÀÔNG 2007 Chương I: CƠ SỞ THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 1. Khái niệm về công tác thiết kế trong sản xuất cơ khí 1.1 Ý nghĩa, vị trí thiết kế nhà máy cơ khí Trong sản xuất cơ khí, để có được một sản phẩm sử dụng(một chi tiết máy, một bộ phận hoặc một máy hoàn chỉnh) ta cần trải qua 5 giai đoạn cơ bản sau: < 1 > Thiết kế sản phẩm: là căn cứ vào yêu cầu sử dụng thực tế, người thiết kế phải hình dung được hình dáng, kích thước và các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, biểu diễn sản phẩm đó lên bản vẽ. < 2 > Thiết kế công nghệ: là dựa vào bản vẽ thiết kế sản phẩm kết hợp với hiểu biết và khả năng thực tế sản xuất ra sản phẩm (khả năng về trang thiết bị, khả năng con người) để định ra đường lối, biện pháp nhằm biến sản phẩm trên bản vẽ thành sản phẩm sử dụng. Giai đoạn này còn gọi là giai đoạn thiết kế qui trình công nghệ. < 3 > Thiết kế trang bị công nghệ: là căn cứ vào qui trình công nghệ đã được xác lập, ta phải thiết kế được một hệ thống trang thiết bị, máy móc phù hợp để sản xuất ra sản phẩm yêu cầu. < 4 > Tổ chức sản xuất: là thiết kế ra một hệ thống sử dụng các trang bị công nghệ nhằm tạo ra sản phẩm một cách hợp lý nhất ( chất lượng tốt, năng suất cao và giá thành hạ). < 5 > THIếT kế nhà máy cơ khí: để tiến hành chế tạo sản phẩm. Năm giai đoạn trên là một quá trình có một mục tiêu thống nhất là tạo ra những sản phẩm cơ khí phù hợp với yêu cầu sử dụng thực tế. Mức độ phù hợp thể hiện ở 3 phương diện: chất lượng, năng suất và kinh tế. Để hoàn thành quá trình thống nhất đó, mỗi giai đoạn có nhiệm vụ hoàn thành một phần của mục tiêu cần đạt, đồng thời tạo tiền đề để hoàn thành giai đoạn tiếp theo. Do đặc điểm đó, nên kết quả của mục tiêu cuối cùng là phản ảnh kết quả của mỗi giai đoạn. Trong 5 giai đoạn thì “ thiết kế nhà máy cơ khí” là giai đoạn cuối cùng. Do vậy tính chính xác đúng đắn của nó không chỉ là yêu cầu của bản thân giai đoạn này, mà nó còn là đòi hỏi của 4 giai đoạn trước đó. Hơn nữa “ thiết kế nhà máy cơ khí “ là giai đoạn gắn chặt giữa nghiên cứu và thực tiễn, giữa kỹ thuật và kinh tế, vì vậy nó mang tính tổng hợp rất cao. 1.2. Phân loại thiết kế nhà máy cơ khí . Trong ngành cơ khí, dựa vào nhiệm vụ sản xuất, dựa vào đầu tư xây dựng và căn cứ vào những điều kiện thực tế khác,”thiết kế nhà máy cơ khí” được phân làm hai loại : 1. Thiết kế nhà máy mới, hoàn chỉnh. 2. Thiết kế mở rộng phát triển nhà máy đã có nhưng chưa phù hợp với nhiệm vụ yêu cầu Theo kinh nghiệm dù là thiết kế mới, hoàn chỉnh, hay thiết kế mở rộng phát triển nhà máy cơ khí (hoặc một bộ phận cấu thành của nhà máy cơ khí) thì về nguyên tắc thiết kế, nội dung thiết kế và trình tự thiết kế nói chung là thống nhất. Sự khác nhau ở đây chẳng qua là mức độ, phương pháp thực hiện cụ thể mà thôi Chính vì lý do đó, tài liệu này chỉ chú trọng nghiên cứu thiết kế một nhà máy (bộ phận nhà máy) mới hoàn chỉnh. Với những hiểu biết đó ta cũng có thể nghiên cứu trong trường hợp thiết kế mở rộng. 1.3 Tổ chức thiết kế nhà máy cơ khí: 3 Một tổ chức thiết kế nhà máy cơ khí phải bảo đảm hoàn thành 3 nhiệm vụ cơ bản sau: < 1 > Qui định được các chỉ tiêu của từng giai đoạn thiết kế ( trong đó đặc biệt chú ý đến các chỉ tiêu chất lượng). < 2 > Tổng hợp được các giai đoạn thiết kế. < 3 > Qui định được kế hoạch, thời hạn thiết kế. Muốn hoàn thành 3 nhiệm vụ phức tạp đó, tổ chức thiết kế phải là một tập thể cán bộ khoa học kỹ thuật hoạt động trên nhiều lĩnh vực khác nhau( như cơ khí, điện, xây dựng, địa chất, kinh tế...). Nhưng rõ ràng do tính chấït chuyên môn của nhà máy thiết kế, nên người chủ trì tổ chức thiết kế phải là một cán bộ hoạt động trên lĩnh vực cơ khí. 1.4 Một số khái niệm, định nghĩa dùng trong thiết kế nhà máy cơ khí Để thống nhất trong suốt quá trình tính toán, thiết kế, người ta đưa ra một số khái niệm, định nghĩa sau: 1/ Công trình: là một đơn vị của nhà máy mang tính độc lập về kỹ thuật và không gian. Ví dụ một toà nhà, một kho, một trạm phát điện.. 2/ Cơ quan đầu tư: là cơ quan chịu trách nhiệm cung cấp vốn đầu tư xây dựng cơ bản, mua sắm thiết bị . . . 3/ Cơ quan thiết kế ( tổ chức thiết kế ) là tổ chức chịu trách nhiệm thiết kế, cung cấp tài liệu, bản vẽ về nhà máy và theo dõi việc thực hiện thiết kế. 4/ Cơ quan xây lắp: là tổ chức thực hiện việc xây lắp nên nhà máy theo thiết kế (thi công). Cơ quan này bắt đầìu nhiệm vụ từ khi nhận tài liệu từ tổ chức thiết kế đến khi toàn bộ công trình được bàn giao xong. 5/ Tài liệu thiết kế: là những văn bản được sử dụng trong quá trình thiết kế, trong đó thường đưa ra giám định trước và sau thiết kế. < 1 > Tài liệu trước thiết kế: dùng làm cơ sở để hoàn thành công tác thiết kế, bao gồm: - Bản nhiệm vụ thiết kế. - Các bản vẽ về sản phẩm ( bản vẽ chế tạo, bản vẽ lắp ráp . .) - Các tài liệu, bản vẽ có liên quan đến địa điểm xây dựng. - Các văn bản ký kết hợp tác với các cơ quan, bộ phận . . < 2 > Tài liệu sau thiết kế: là những tài liệu, số liệu nhận được của các giai đoạn thiết kế, là kết quả của quá trình thiết kế, dùng nó để thi công và đánh giá kết quả thiết kế. Tài liệu sau thiết kế thường gồm có: - Toàn bộ tính toán, thuyết minh trong quá trình thiết kê.ú - Các bản vẽ mặt bằng nhà máy. - Các bản vẽ kiến trúc nhà xưởng. - Các bản vẽ thi công. - Các số liệu về kinh tế- kỹ thuật. 2. Những tài liệu ban đầu và việc phân tích các tài liệu này 2.1 Các loại tài liệu ban đầu Để có cơ sở tiến hành công tác thiết kế, tổ chức thiết kế cần được cung cấp hoặc phải xác định cho được những tài liệu và số liệu có liên quan đếïn nhà máy cần thiết kế. Những tài liệu, số liệu cơ bản làm cơ sở ban đầu đó goûi là tài liệu ban đầu. Thông thường những tài liệu ban đầu cần cho công tác thiết kế bao gồm: 1/ Bản nhiệm vụ thiết kế là văn bản hợp pháp quan trọng nhất do cơ quan cấp trên soạn thảo và cung cấp cho tổ chức thiết kế. 2/ Bản luận chứng kinh tế-kỹ thuật (còn gọi là bản giải trình) về công trình thiết kế. Do tổ chức thiết kế soạn thảo được cấp trên có thẩm quyền thông qua. 3/ Các loại bản vẽ liên quan tới sản phẩm. 4 4/ Các tài liệu, bản vẽ có quan hệ tới địa điểm xây dựng nhà máy như thổ nhưỡng, địa chất công trình, bản đồ địa thế, tài liệu về thiên nhiên, khí hậu độ ẩm, hướng gió . . 5/ Các văn bản ký kết với các cơ quan hữu quan, như hợp đồng cung cấp nguyên vật liệu, hợp đồng hợp tác sản xuất, hợp đồng cung cấp và bổ sung nhân lực, hợp đồng tiêu thụ sản phẩm .. Trong những loại tài liệu ban đầu kể trên, thì tài liệu quan trọng số một là bản nhiệm vụ thiết kế. Bản nhiệm vụ thiết kế cần thể hiện đầy đủ những nội dung sau : < 1 > Nêu rõ tên gọi, nhiệm vụ, mục đích của nhà máy cần thiết kế. < 2 > Nêu rõ loại sản phẩm và các yêu cầu kỹ thuật ở sản phẩm. < 3 > Định rõ sản lượng hàng năm của từng loại sản phẩm. < 4 > Chỉ ra các nhiệm vụ khác (nếu có) của nhà máy. < 5 > Đề ra các yêu cầu mở rộng, phát triển trong tương lai. < 6 > Cho biết rõ vùng và địa điểm xây dựng của nhà máy. < 7 > Nêu được các số liệu, chỉ tiêu làm phương hướng thiết kế như: - Ước lượng tổng số vốn đầu tư xây dựng. - Ước lượng tổng số thiết bị, công nhân, diện tích. - Ước định giá thành sản phẩm. < 8 > Dự kiến chế độ làm việc của nhà máy như số ngày làm việc trong tháng, số ca làm việc trong ngày, số giờ làm việc trong ca . . < 9 > Định ra các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật sơ bộ như: _ Năng suất tính cho một thiết bị. _ Năng suất tính cho một công nhân. _ Năng suất tính trên 1m2 diện tích của nhà máy. < 10 > Dự kiến thời gian đưa nhà máy vào sản xuất. < 11 > Dự kiến thời gian hoàn vốn . . . 2.2 Phân tích các tài liệu ban đầu Trên cơ sở các tài liệu ban đầu, đặc biệt là bản nhiệm vụ thiết kế, tổ chức thiết kế tiến hành nghiên cứu, phân tích các yếu tố cơ bản của tài liệu để bắt tay vào công tác thiết kế. Thường những yếu tố cơ bản đó là: sản phẩm, sản lượng, qui trình công nghệ, các hoạt động phụ và thời gian, thời hạn. 2.2.1 Phân tích sản phẩm : Sản phẩm là đối tượng, là mục tiêu sản xuất của nhà máy. Vì vậy, nhà máy thiết kế trước hết phải phù hợp với đối tượng đã cho. Muốn đạt được sự phù hợp này, người thiết kế phải phân tích một cách tỷ mỉ và toàn diện sản phẩm chế tạo. Trong việc phân tích sản phẩm cần đặc biệt coi trọng phân tích tính công nghệ trong sản phẩm. Cụ thể cần đi sâu phân tích 3 khía cạnh: < 1 > Những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, của các chi tiết, bộ phận cấu thành sản phẩm. Từ đó cho phép ta lựa chọn được phương pháp chế tạo hợp lý. < 2 > Các chuỗi kích thước tạo nên các vị trí tương quan của sản phẩm. Sự hiểu biết này là cơ sở xác định cách thức chế tạo, phương pháp lắp ráp và kiểm tra sản phẩm. < 3 > Kết cấu của sản phẩm được hiểu biết tỷ mỉ sẽ giúp ta lựa chọn hợp lý các trang bị công nghệ trong quá trình thực hiện sản xuất ra sản phẩm. 2.2.2 Phân tích sản lượng : Như ta đã nghiên cứu trong “ công nghệ chế tạo máy “ và “ tổ chức sản xuất công nghiệp “ thì phương pháp tổ chức sản xuất, việc lựa chọn hệ thống công nghệ để tiến hành sản xuất trước hết phụ thuộc vào qui mô sản xuất. Sản lượng càng lớn (tức qui mô sản xuất càng 5 lớn) cho phép ta sản xuất theo phương pháp tổ chức tiên tiến đạt hiệu quả cao, đồng thời cho phép lựa chọn các trang bị công nghệ hiện đại mang lại hiệu quả kinh tế lớn. Thông thường sản lượng sản phẩm chế tạo hàng năm được cho trong các dạng sau: - Trọng lượng sản phẩm cần chế tạo hàng năm (T/năm) - Số lượng sản phẩm cần sản xuất hàng năm (chiếc/năm) - Giá trị tổng sản lượng bình quân hàng năm (đ/năm) trong đó phổ biến hơn cả là số lượng sản phẩm năm (chiếc/năm). Phân tích sản lượng là tính cho được sản lượng hàng năm mà nhà máy phải hoàn thành. Trên cơ sở sản lượng và một vài yếu tố khác xác định được qui mô sản xuất (định dạng sản xuất). Đó là cơ sở hết sức quan trọng mang tính chỉ đạo trong quá trình thiết kế sau này. Sau đây giới thiệu một cách tính số lượng sản phẩm chế tạo từ các tài liệu ban đầu: Ta gọi : Si là số lượng loại chi tiết thứ i có trong các sản phẩm cần gia công. Ni là số lượng của sản phẩm có chi tiết thứ i. mi là số lượng chi tiết thứ i có trong mỗi sản phẩm. ∝i là số % dự trữ để bổ sung cho việc chờ đợi vì vấn đề kho tàng và vận chuyển (tỷ lệ này có qui định). βi là số % dữ trữ để bù vào lượng phế phẩm. Nếu gọi Sik là số lượng loại chi tiết thứ i có trong sản phẩm thứ k, ta sẽ có mối quan hệ sau : α  β   (1.1) S ik = N i × mi 1 + i 1 + i  [chiếc]  100  100  S i = ∑ S ik h Và : (1.2) k =1 Với h là số loại sản phẩm có chi tiết thứ i. Nếu ta gọi n là số loại chi tiết có trong các sản phẩm thì tổng số chi tiết trong tất cả các sản phẩm là : S täøng = ∑ S i n [chiếc] (1.3) i =1 2.2.3 Phân tích qui trình công nghệ: là nghiên cứu tỷ mỉ để nắm vững các biểu hiện cụ thể sau : (1) Toàn bộ quá trình sản xuất diễn ra ở đâu, như thế nào, bằng gì. (2) Trình tự các công đoạn, nguyên công tạo thành sản phẩm. (3) Quá trình thay đổi trạng thái từ phôi liệu đến thành phẩm. (4) Hình thức vận chuyển trong quá trình sản xuất (dòng vật liệu) Qui trình công nghệ là cơ sở để tính toán khối lượng lao động, lựa chọn trang bị công nghệ và bố trí hợp lý mặt bằng nhà máy. 2.2.4 Phân tích các yếu tố thời gian Các yếu tố thời gian trong những tài liệu ban đầu là các mốc thời gian - mang tính thời hạn. Những yếu tố thời gian này bao gồm: thời gian cho phép thiết kế, thời gian bắt đầu thi công, thời gian bắt đầu sản xuất, thời gian bắt đầu sử dụng sản phẩm do nhà máy xuất ra và thời gian thu hồi vốn đầu tư. Những yếu tố thời gian kể trên là một phần cơ sở để chọn phương pháp thiết kế, để định ra kế hoạch, tiến độ thiết kế, thi công một cách phù hợp. 3. Những nội dung chủ yếu của công tác thiết kế: Nhà máy là một bộ phận của nền kinh tế quốc dân trong một chế độ xã hội nhất định. Vì vậy nhiệm vụ, phương thức phát triển sản xuất của nó phải tuân theo qui luật kinh tế của chế độ xã hội đó. Muốn vậy thiết kế nhà máy là phải đồng thời nghiên cứu giải quyết những 6 vấn đề thuộc về kinh tế, thuộc về kỹ thuật và thuộc về tổ chức. Người ta gọi đó là 3 nội dung cơ bản phải giải quyết khi thiết kế nhà máy, phân xưởng hoặc một bộ phận của nhà máy. Sau đây ta nghiên cứu cụ thể hơn từng nội dung. 3.1 Nội dung kinh tế của công tác thiết kế Nội dung kinh tế của thiết kế thể hiện ở các vấn đề sau: 1/ Từ bản nhiệm vụ thiết kế phải xác định được chương trình sản xuất của nhà máy, phân xưởng. 2/ Phải dự trù được nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, năng lượng để nhà máy hoạt động lâu dài. 3/ Phối hợp với các cơ quan có thẩm quyền để xác định tốt địa điểm xây dựng nhà máy. 4/ Xác định qui mô, cấu tạo của nhà máy. 5/ Lập dự kiến khả năng mở rộng phát triển nhà máy trong tương lai. 6/ Lập phương án hợp tác sản xuất. 7/ Giải quyết tốt vấn đề đầu tư xây dựng, đầy tư thiết bị. 8/ Nghiên cứu giải quyết những vấn đề về đời sống, phúc lợi, sinh hoạt văn hóa của nhà máy. 3.2 Nội dung kỹ thuật của công tác thiết kế Nội dung kỹ thuật của thiết kế bao hàm những vấn đề cần giải quyết sau: 1/ Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo sản phẩm. Đây là nội dung kỹ thuật quan trọng nhất, đồng thời cũng khó khăn và tốn nhiều công sức nhất. Nó có tính quyết định đối các bước thiết kế tiếp theo. 2/ Xác định khối lượng lao động cần thiết cho việc sản xuất ra sản phẩm. Khối lượng lao động có thể biểu thị bằng quỹ thời gian (như đối với nhà máy, phân xưởng cơ khí, phân xưởng lắp ráp, phân xưởng dụng cụ, phân xưởng sữa chữa...), cũng có thể biểu thị bằng trọng lượng sản phẩm cần sản xuất hàng năm (trong thiết kế phân xưởng đúc và phân xưởng rèn dập). 3/ Xác định chủng loại và số lượng các máy móc, thiết bị. 4/ Xác định loại, số lượng, trình độ công nhân, cán bộ kỹ thuật và nhân viên phục vụ trong nhà máy. 5/ Xác định các nhu cầu về nguyên liệu, năng lượng, vận chuyển. 6/ Nghiên cứu giải quyết vấn đề vận chuyển. 7/ Giải quyết tốt vấn đề vệ sinh công nghiệp. 8/ Tính toán nhu cầu diện tích và bố trí mặt bằng nhà máy, phân xưởng. 9/ Giải quyết vấn đề kiến trúc nhà xưởng. 10/ Nghiên cứu giải quyết vấn đề khoa học lao động, cải tiến điều kiện làm việc cho cán bộ, công nhân trong nhà máy. 3.3 Nội dung tổ chức của công tác thiết kế. Về phương diện tổ chức, khi thiết kế cần nghiên cứu giải quyết tốt vấn đề có liên quan sau : 1/ Xác định hệ thống lãnh đạo, quản lý nhà máy. Qui định quan hệ công tác giữa các cơ cấu tổ chức. 2/ Tổ chức hệ thống quản lý kỹ thuật, quản lý sản xuất. 3/ Nghiên cứu giải quyết vấn đề quản lý lao động, bồi dưỡng trình độ cho công nhân cán bộ. 4/ Tổ chức tốt hệ thống bảo vệ nhà máy. 5/ Giải quyết tốt các vấn đề sinh hoạt văn hoá, chính trị, xã hội. 7 4. Các phương pháp thiết kế: Tuỳ thuộc vào qui mô sản xuất, tính chính xác và đầy đủ của các tài liệu ban đầu, nội dung của luận chứng kinh tế - kỹ thuật và thời gian cho phép thiết kế mà ta lựa chọn, sử dụng phương pháp thiết kế cho phù hợp. Trong thực tế có hai phương pháp thiết kế (còn gọi là 2 phương pháp lập chương trình sản xuất): - Phương pháp thiết kế chính xác. - Phương pháp thiết kế gần đúng (còn gọi là thiết kế ước định) sau đây ta nghiên cứu những đặc trưng có tính bản chất của hai phương pháp thiết kế đó. 4.1 Phương pháp thiết kế chính xác Khi các tài liệu ban đầu đầy đủ, chính xác; thời gian để tiến hành thiết kế đủ, đặc biệt là thiết kế nhà máy có qui mô sản xuất lớn, có tầm quan trọng đặc biệt đối với nền kinh tế quốc dân hoặc quốc phòng thì công việc thiết kế được tiến hành trên phương pháp chính xác. Phương pháp thiết kế chính xác dựa trên phương pháp lập chương trình sản xuất chính xác. Cốt lõi của phương pháp này là tiến hành lập qui trình công nghệ tỷ mỉ cho tất cả các chi tiết của các loại sản phẩm mà nhà máy sản xuất, có kèm theo phiếu công nghệ đầy đủ tỷ mỉ. Từ đó ta xác định được một cách chính xác khối lượng lao động của các phân xưởng, bộ phận và toàn nhà máy. Rõ ràng việc lập qui trình công nghệ tỷ mỉ cho tất cả các chi tiết của các sản phẩm là khối lượng công việc hết sức lớn. Nó chỉ thích ứng với việc thiết kế các nhà máy có qui mô lớn, số loại sản phẩm sản xuất không nhiều, chủng loại chi tiết trong các sản phẩm cũng không nhiều, nhưng số lượng lớn và tất nhiên thời gian thiết kế cho phép rộng. Nói chung phương pháp thiết kế này ít được ứng dụng trong thực tế, nhất là đối với nước ta, đặc biệt là đối với nhà máy cơ khí địa phương. 4.2. Phương pháp thiết kế gần đúng (ước định). 4.2.1 Các cách tiến hành Khi các điều kiện ở trên không thoả mãn thì ta chọn phương pháp thiết kế gần đúng. Phương pháp thiết kế gần đúng có thể được tiến hành theo 2 cách sau : 1/ Dựa vào sản phẩm hoặc chi tiết điển hình. 2/ Dựa vào các thiết kế mẫu hoặc các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật đã được đúc kết theo kinh nghiệm. Trong 2 cách trên, cách thứ nhất được ứng dụng rộng rãi trong mọi bước thiết kế. Do đó ta cũng tập trung nghiên cứu phương pháp này. Riêng ở cách thứ hai, việc thực hiện dơn giản, cho độ chính xác thấp, sẽ giới thiệu thêm ở phần thiết kế cụ thể. 4.2.2 Phương pháp thiết kế gần đúng dựa trên sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình : Phương pháp này được tiến hành theo các bước sau đây : 1/ Dựa vào kết cấu, trọng lượng, công nghệ, vật liệu ta phân loại và ghép nhóm các sản phẩm (hoặc chi tiết). Cụ thể là : a/ Nếu nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm, số lượng mỗi loại không nhiều lắm thì ta tiến hành phân loại và ghép nhóm sản phẩm. b/ Nếu nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm, số lượng mỗi loại không nhiều, nhưng số lượng chi tiết trong mỗi loại lớn, thì ta tiến hành phân loại, ghép nhóm chi tiết không kể ở sản phẩm nào. 2/ Lựa chọn sản phẩm (hoặc các chi tiết) điển hình của các nhóm. Cụ thể là : a/ Nếu phân loại sản phẩm thì chọn mỗi nhóm 1 sản phẩm điển hình. Nếu được thì thì tiếp tục ghép nhóm và chọn điển hình tiếp... 8 b/ Nếu phân loại chi tiết thì chọn trong mỗi nhóm 3 chi tiết điển hình : - Chi tiết điển hình nhỏ. - Chi tiết điển hình vừa. - Chi tiết điển hình lớn. 3/ Qui đổi số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) khác trong mỗi nhóm về số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình. Tính toán số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) của từng nhóm và các nhóm đã qui về điển hình. Công thức qui đổi tổng quát là : Nqđx = Nx.Kx (1.4) Trong đó: Nqđx là số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) X đã được qui đổi về sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình. Nx là số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) X trước qui đổi. Kx là hệ số ước định, độ lớn của nó đặc trưng cho mức độ khác nhau về trọng lượng, về độ phức tạp và về sản lượng giữa sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét (X) so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Như vậy : (1.5) Kx = Kx1.Kx2.Kx3 Kx1 là hệ số ước định kể đến sự sai khác về trọng lượng (hoặc diện tích bề mặt gia công) của sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét (X) so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Giá trị của Kx1 có thể xác định theo công thức sau : K x1 Q =  x  Qâh 3 F  ≈ x Fâh  2 (1.6) Trong đó Qx và Fx là trọng lượng, diện tích bề mặt gia công của sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét. Qđh và Fđh là trọng lượng và diện tích bề mặt gia công của sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Kx2 là hệ số ước định kể đến sự sai khác về độ phức tạp giữa sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Giá trị của Kx2 được cho theo kinh nghiệm của người thiết kế, thường cố gắng phân nhóm sao cho Kx2 ≈ 1. Kx3 là hệ số ước định kể đến sự sai khác về sản lượng giữa sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Giá trị của Kx3 có thể tham khảo chọn ở bảng 1-1. Sau khi qui đổi toàn bộ các sản phẩm (hoặc chi tiết) của các nhóm về sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình, ta tính sản lượng yêu cầu sản xuất theo phương pháp ước định theo công thức : N = ∑∑ N qâx + ∑∑ N âhi a b i =1 x =1 a ′′ b′ i =1 x =1 (1.7) a và a’ là số nhóm (a = a’) sản phẩm (hoặc chi tiết). b và b’ là số sản phẩm (hoặc chi tiết) không điển hình và được chọn làm điển hình trong từng nhóm. 9 Nđh/Nx Kx3 Nđh/Nx Kx3 Bảng 1-1 0,5 0,75 1,0 1,1 0,97 0,99 1,0 1,01 3,5 4,0 4,5 5,0 1,2 1,22 1,23 1,25 Hệ số ước định Kx3 (N là sản lượng) 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 2,0 1,03 1,05 1,06 1,07 1,08 1,1 1,12 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 1,27 1,28 1,3 1,31 1,32 1,33 1,34 2,2 1,13 9,0 1,35 2,5 1,15 9,5 1,36 3,0 1,17 10 1,37 4/ Tiến hành lập qui trình công nghệ đầy đủ, tỷ mỉ đối với các sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình phù hợp với dạng sản xuất theo sản lượng qui đổi - có kèm theo phiếu công nghệ tỷ mỷ. 5/ Xác định khối lượng lao động của phân xưởng, bộ phận hoặc toàn nhà máy. Trên cơ sở qui trình công nghệ đã xác lập và khối lượng lao động đã tính toán, hoàn thành các bước tính toán thiết kế tiếp theo. 5. Các giai đoạn thiết kế 5.1 Khái niệm về quá trình thiết kế nhà máy cơ khí . Thiết kế nhà máy cơ khí là một quá trình thu thập, nghiên cứu phân tích, tổng hợp đề xuất phương án và lựa chọn phương pháp tối ưu. Để hoàn thành từng khối lượng công việc cụ thể và tạo cơ sở cho việc thực hiện các bước tiếp theo, người ta phân quá trình thiết kế ra làm 3 giai đoạn : - Thiết kế sơ bộ. - Thiết kế kỹ thuật. - Thiết kế thi công. 5.2 Giai đoạn thiết kế sơ bộ : Thiết kế sơ bộ là giai đoạn thiết kế đầu tiên, có nhiệm vụ giải quyết các vấn đề sau : 1/ Nêu rõ khả năng kỹ thuật và tính hợp lý kinh tế của địa điểm xây dựng nhà máy. 2/ Định ra qui trình công nghệ sản xuất, vận hành, khai thác sản xuất. 3/ Xác định nguồn cung cấp vật tư, nguyên liệu, năng lượng, lao động, vận chuyển cho nhà máy. 4/ Định rõ kết cấu kiến trúc, hạng mục các công trình. 5/ Tính khối lượng xây lắp, vốn đầu tư chia cho các phần : xây lắp, thiết bị, kiến thiết cơ bản, xây dựng chính, phụ. 6/ Xác định khả năng, điều kiện thời gian thi công và đưa nhà máy vào hoạt động. 7/ Nêu các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Bước thiết kế sơ bộ sau khi đã hoàn thành phải được cấp trên có thẩm quyền thông qua (duyệt y) mới được chuyển sang giai đoạn thiết kế kỹ thuật. 5.3 Giai đoạn thiết kế kỹ thuật. Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật cần đi sâu nghiên cứu qui trình công nghệ ; vấn đề vận chuyển, kho tàng ; vấn đề vệ sinh công nghiệp, an toàn lao động ; vấn đề tổ chức hoạt động kinh tế ... để hoàn thành những tính toán chính xác các nội dung đã nêu ở thiết kế sơ bộ. Cụ thể là : 1/ Thiết kế qui trình công nghệ sản xuất sản phẩm phù hợp với qui mô sản xuất. Từ đó tính toán được khối lượng lao động của phân xưởng, bộ phận và toàn nhà máy. 2/ Tính toán chính xác các nhu cầu về máy móc thiết bị, về nhân lực và diện tích các phân xưởng, bộ phận và toàn nhà máy. 3/ Tính toán nhu cầu về năng lương, vận chuyển. 4/ Tính toán hệ thống kho tàng, các công trình phụ và phục vụ. 10 5/ Xác định các biện pháp an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp. 6/ Xác lập hệ thống tổ chức lãnh đạo, quản lý nhà máy. 7/ Tính toán kinh tế. 8/ Xác định chính xác các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. 5.4 Giai đoạn thiết kế thi công Sau khi giai đoạn thiết kế kỹ thuật đã được cơ quan cấp trên có thẩm quyền duyệt y, cho phép tiếp tục tiến hành thì ta chuyển sang giai đoạn thiết kế thi công. Đây là giai đoạn thiết kế cuối cùng, nhằm cung cấp tài liệu, bản vẽ cho tổ chức xây lắp hoàn thành công việc xây dựng nhà máy. Trong giai đoạn thiết kế thi công chủ yếu là hoàn thành các loại bản vẽ phục vụ cho công việc thi công. Do đó trong một số tài liêu còn gọi là giai đoạn lập các bản vẽ thi công. Các bản vẽ thi công cần hoàn thành trong giai đoạn này là : 1/ Các bản vẽ về mặt bằng nhà máy (có định rõ độ cao, kích thước giới hạn, cọc mốc cho các công trình kiến trúc, mạng lưới đường sá, kênh mương, sân bãi, điện, nước ...) 2/ Bản vẽ mặt cắt ngang, cắt dọc của các hạng mục công trình. Ở mỗi giai đoạn thiết kế ta mới chỉ nêu những nội dung cơ bản cần được chú ý nghiên cứu giải quyết. Vì vậy để giải quyết triệt để và toàn diện, người thiết kế cần nghiên cứu kỹ những nội dung kinh tế, kỹ thuật và tổ chức đẫ nêu ở phần trước để tránh những khiếm khuyết trong bản thiết kế. Trong thực tế ở nước ta cũng như trên phạm vi thế giới, có nhiều nhà máy giống nhau về nhiệm vụ sản xuất, về qui mô và nhiều yếu tố khác. Để giảm bớt sức lao động và thời gian thiết kế, trong quá trình thiết kế, ta có thể sử dụng các tính toán của những bản thiết kế “mẫu” này. Tất nhiên khi sử dụng các số liệu tính toán của những thiết kế mẫu ta cần nhân thêm với hệ số điều chỉnh kể đến sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Trong những trường hợp như vậy, công việc thiết kế của giai đoạn thiết kế sơ bộ và thiết kế kỹ thuật có thể nhập lại làm một. Như vậy công việc thiết kế được tiến hành bằng 2 giai đoạn : - Thiết kế sơ bộ mở rộng. - Thiết kế thi công. 5.5 Mô hình tổng quát về quá trình thiết kế nhà máy cơ khí Để dễ dàng trong việc theo dõi, thực hiện và kiểm tra quá trình thiết kế, ta có thể đưa ra sơ đồ tổng quát về quá trình thiết kế nhà máy cơ khí như hình 1.1. Trong mô hình 1.1 có: 1. Phân tích nhiệm vụ thiết kế 2. Lập chương trình sản xuất . 3. Phân loại- ghép nhóm- chọn điển hình. 4. Thiết kế qui trình công nghệ - Tính khối lượng lao động 5. Xây dựng các chỉ tiêu sử dụng vật liệu 6. Tính toán nhu cầu vật liệu - so sánh với chỉ tiêu 7. Tính toán nhu cầu thiết bị - so sánh với chỉ tiêu 8. Tính toán nhu cầu nhân lực 9. Xác định hệ thống cung cấp năng lượng 10. Xác định lượng dự trữ nguyên liệu, vật tư kỹ thuật 11. Lập sơ đồ công nghệ 12. Xác định nhu cầu vật liệu phụ 13. Xác định cơ cấu các bộ phận phụ 14. Xác định bậc thợ - chi phí tiền lương 15. Tính diện tích các phân xưởng bộ phận 11 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. Tính tổng diện tích mặt bằng - chọn kết cấu nhà xưởng Xác định lần cuối địa điểm xây dựng Thiết kế hệ thống đường vận chuyển Xác định hệ thống cấp thoát nước Xây dựng qui hoạch tổng mặt bằng Tính nhu cầu thiết bị vận chuyển Tổng hợp các chi phí đầu tư vốn, chi phí sản xuất, chu kỳ vòng quay vốn. Chọn phương án tối ưu. Bảo vệ phương án và lập hồ sơ kỹ thuật. 1 2 3 4 9 5 7 11 6 8 12 10 14 13 15 18 16 17 20 19 Hình 1.1 21 22 23 Mô hình quá trình thiết kế nhà máy cơ khí. 12 Chương II PHÂN TÍCH KINH TẾ TRONG THIẾT KẾ NHÀ MÁY CƠ KHÍ 1. Khái niệm về phân tích kinh tế Qui luật phát triển của mọi hình thái xã hội là tìm mọi biện pháp nâng cao hiệu quả kinh tế của nền sản xuất. Qui luật kinh tế đó hoạt động trong chế độ xã hội chủ nghĩa nhằm mục đích không ngừng thoả mãn nhu cầu ngày càng cao của mọi thành viên trong xã hội. Các công trình công nghiệp là những bộ phận cấu thành của nền sản xuất xã hội, là một phần cơ sở vật chất - kỹ thuật của chủ nghĩa xã hội. Do đó hiệu quả kinh tế của chúng vừa là mục tiêu đầu tiên, lại vừa là chỉ tiêu cuối cùng xác minh cho lý do ra đời và sự tồn tại của chúng trong nền kinh tế quốc dân Thiết kế một nhà máy, một phân xưởng là dựa vào yêu cầu sử dụng (yêu cầu kỹ thuật) của sản phẩm để tính toán đề xuất ra nhiều phương pháp có thể sản xuất ra sản phẩm đó, tiếp theo là căn cứ vào kết quả phân tích kinh tế để chọn ra phương án tối ưu trong những phương án có thể đó. Như vậy từ quan điểm kinh tế, công tác thiết kế phải lần lượt giải quyết hai bước công việc: <1> Đưa ra những phương án có thể sản xuất ra sản phẩm <2> Lựa chọn một phương án tối ưu từ những phương án có thể. Để hoàn thành được 2 bước trên, khi thiết kế bất kỳ một công trình công nghiệp nào, người thiết kế phải lưu ý: 1/ Không được phép dừng lại ở một hoặc một vài phương án đưa ra để vội vàng kết luận. Có như vậy mới tránh được sự đánh giá cục bộ, phiến diện. 2/ Phân tích kinh tế không được tách rời với phân tích kỹ thuật. Có như vậy bản thiết kế mới mang tính hoàn chỉnh được. Từ những phân tích trên, rõ ràng phân tích kinh tế trong thiết kế dây chuyền sản xuất nói chung và nhà máy cơ khí nói riêng, có 2 nhiệm vụ cơ bản: (1) Khẳng định phương án thiết kế có được chấp nhận hay không. (2) Khẳng định được phương án thiết kế nào là tối ưu trong những phương án thiết kế có thể chấp nhận. 2. Cơ sở phân tích kinh tế Phân tích kinh tế là đi sâu phân tích xem xét hiệu quả kinh tế của các phương án để kết luận những phương án có thể chấp nhận và trên cơ sở so sánh hiệu quả kinh tế để rút ra được những phương án tối ưu. Đây là công việc phức tạp đòi hỏi người thiết kế phải có cách nhìn toàn diện theo quan điểm, nguyên tắc chung của Đảng và nhà nước ta trong công tác quản lý kinh tế nói chung và quản lý công nghiệp nói riêng. Khi xem xét hiệu quả kinh tế trong công nghiệp, ít nhất cần đề cập đến các mặt chủ yếu sau: 1/ Hệ thống các chỉ tiêu giá trị- hiện vật. 2/ Xem xét mối quan hệ với các ngành liên quan. 3/ Nghiên cứu kỹ yếu tố thời gian. 4/ Đánh giá đầy đủ hiệu quả kinh tế - xã hội. Tiếp theo ta lần lượt tham khảo những vấn đề cụ thể. 2.1 Các chỉ tiêu giá trị và hiện vật chủ yếu để xét hiệu quả kinh tế 13 Tiêu chuẩn tổng quát để xét hiệu quả kinh tế là mức tăng năng suất lao động xã hội. Để quán triệt điều đó, ta cần căn cứ vào hệ thống các chỉ tiêu giá trị - hiện vật sau: 1/ Chỉ tiêu năng suất lao động Năng suất lao động trong sản xuất cơ khí là lượng sản phẩm được sản xuất ra trong một đơn vị thời gian. Rõ ràng đây là một chỉ tiêu thuần túy chỉ đề cập tới lao động sống mà nó không phản ảnh lao động tiêu hao trực tiếp, cũng như lao động tiêu hao cho việc chuẩn bị sản xuất (năng suất lao động như vậy bao gồm cả lao động tiêu hao trực tiếp và lao động tiêu hao cho việc chuẩn bị sản xuất). Do vậy tiêu chuẩn năng suất lao động còn mang tích chất phiến diện khi xét tới vấn đề hiệu quả kinh tế. 2/ Chỉ tiêu giá thành sản phẩm Khi xét hiệu quả kinh tế cần sử dụng chỉ tiêu giá thành hoàn toàn (tức bao gồm cả chi phí vận chuyển sản phẩm cho đến tay người tiêu dùng). Chỉ tiêu giá thành mang tích chất hoàn thiện hơn so với chỉ tiêu năng suất lao động. Song để đảm bảo tính so sánh của chỉ tiêu này ta cần giải quyết tốt các vấn đề có liên quan sau: (1) Phải đảm bảo tính thống nhất của hệ thống giá cả. (2) Phải đảm bảo tính thống nhất về chế độ tiền lương. (3) Phải đảm bảo các phương án được tính toán theo khối lượng sản phẩm giống nhau. Ở nước ta hiện nay, do công tác hạch toán và thống kê chưa được làm tốt, do đó những vấn đề trên nói chung là chưa được đảm bảo tốt. Vì vậy, độ chính xác của chỉ tiêu giá thành còn thấp. 3/ Chỉ tiêu tỷ suất vốn đầu tư cơ bản Tỷ suất vốn đầu tư cơ bản là số vốn đầu tư cơ bản tính cho một đơn vị công suất được huy động, hay tính cho một đơn vị thành phẩm được tăng thêm (so với thiết kế mẫu). Chỉ tiêu này được biểu thị bằng giá trị hoặc bằng hiện vật. Vốn đầu tư cơ bản được cấu thành bởi những chi phí về chi phí mua sắm máy móc thiết bị (kể cả chi phí vận chuyển, lắp ráp các thiết bị đó); chi phí về đầu tư xây dựng nhà xưởng, chi phí về đầu tư cải tiến phương pháp công nghệ, phương pháp thiết kế ... Nhà nước có qui định giá trị tỷ suất vốn đầu tư cơ bản. Phương án thiết kế được chấp nhận nếu có tỷ suất vốn đầu tư xây dựng cơ bản của phương án không vượt quá tỷ suất qui định. 4/ Chỉ tiêu thời hạn thu hồi vốn đầu tư cơ bản bỏ thêm Thời hạn thu hồi vốn đầu tư cơ bản bỏ thêm (T) là tỷ số vốn đầu tư cơ bản (V) và số lãi thu về hàng năm (L), tức là V T= (2.1) L Nhà nước qui định giá trị định mức chỉ tiêu thời hạn thu hồi vốn đầu tư cơ bản bỏ thêm. ( ký hiệu là [ T ]). Như vậy điều kiện để phương án thiết kế được chấp nhận là : T ≤ [T] (2.2) 5/ Chỉ tiêu hệ số hiệu quả kinh tế Hệ số hiệu quả kinh tế (H) là tỷ số giữa số lãi thu về (L) và vốn đầu tư cơ bản (V), tức là : L H= (2.3) V Nhà nước có qui định mức giá trị hệ số hiệu quả kinh tế [H], như vậy phương án thiết kế được chấp nhận nếu hệ số hiệu quả kinh tế không nhỏ hơn giá trị định mức.Tức là : H ≥ [H] (2.4) 14 2.2 Xét hiệu quả kinh tế của các ngành liên quan Nhà máy cơ khí là một thành phần trong nền kinh tế quốc dân. Do đó hiệu quả kinh tế của nhà máy có liên quan hữu cơ tới các ngành liên quan khác. Từ quan điểm toàn diện, tiết kiệm và cân đối; khi xét hiệu quả kinh tế ta cần tính đến một cách toàn diện số lao động xã hội tiết kiệm được không chỉ của bản thân ngành có phương án thiết kế, mà phải tính đến các ngành, các bộ phận khác có liên quan. Vấn đề đặt ra khi xét hiệu quả các ngành có liên quan là : nếu bỏ một đồng vốn đầu tư cơ bản vào ngành A nào đó thì cần phải bỏ thêm bao nhiêu đồng vào các ngành có liên quan trực tiếp đến ngành A để ngành A đạt hiệu quả kinh tế theo yêu cầu. Để giải quyết vấn đề trên, người ta đưa ra khái niệm hệ số liên quan (Klq) như sau : Hệ số liên quan (Klq) là tỷ số giữa tổng chi phí bỏ vào các ngành liên quan (Vlq) và tổng chi phí bỏ vào ngành sản xuất chính (VA), tức là : Vlq (2.5) K lq = VA Giá trị của hệ số liên quan, phụ thuộc vào loại ngành đầu tư. Theo tài liệu của Liên xô ta có thể tham khảo các giá trị sau : - Đối với ngành điện Klq = 1,7 - Đối với ngành luyện kim Klq = 2,5 - Đối với ngành sản xuất nhôm Klq = 3,7 - Đối với ngành cơ khí chế tạo ôtô Klq = 4,0 2.3 Xét hiệu quả kinh tế về mặt thời gian Khi xác định hiệu quả kinh tế để so sánh các phương án, không thể chỉ dựa vào sự có lợi về số tiền tiết kiệm được lớn nhất, mà còn phải xét đến sự có lợi nhất về mặt thực hiện phương án đó trong khoảng thời gian ngắn nhất. 2.4 Xét hiệu quả kinh tế về mặt chất lượng Chất lượng của phương án thiết kế theo quan điểm hiệu quả kinh tế, biểu hiệu trên 2 mặt. 1/ Phương án thiết kế có thể hiện đúng đường lối, phương châm của Đảng về phương hướng xây dựng phát triển kinh tế hay không . 2/ Phương án thiết kế có thể hiện được các quan điểm, nguyên tắc quản lý, kinh doanh xã hội chủ nghĩa hay không. Ví dụ: có cải thiện điều kiện làm việc, có biện pháp đảm bảo an toàn lao động không . . Ở đây rõ ràng quan niệm về chất lượng có nghĩa là chất lượng về kinh tế - xã hội (không phải chất lượng kỹ thuật) của phương án thiết kế. Cần nhấn mạnh lại rằng: khi xét hiệu quả kinh tế để đánh giá một phương án thiết kế, trên quan điểm toàn diện, không được tách rời giữa mặt số lượng và mặt chất lượng - Bởi vì xét cho cùng 2 mặt này có liên quan mật thiết nhau và nằm trong một thể thống nhất. 3. Ứng dụng phân tích kinh tế trong thiết kế nhà máy cơ khí Phân tích kinh tế trong thiết kế nhà máy cơ khí nhằm hai mục đích: 1/ Để lựa chọn phương án tối ưu trong các phương án thiết kế đưa ra. 2/ Xây dựng hồ sơ kinh tế - kỹ thuật cho nhà máy, phân xưởng thiết kế. Để phục vụ cho 2 mục đích đó, trong quá trình thiết kế ta phải giải quyết các nội dung chủ yếu sau đây: <1> Xác định vốn đầu tư cơ bản để xây dựng hoặc cải tạo mở rộng 15 <2> Xác định chi phí sản xuất trong quá trình sản xuất ra sản phẩm <3> Tính giá thành sản phẩm. <4> Xác định thời gian hoàn vốn đầu tư cơ bản. <5> Tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. <6> Đánh giá hiệu quả kinh tế của bản thiết kế trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tính được từ bản thiết kế với các chỉ tiêu qui định (hoặc thiết kế mẫu). Tiếp theo ta lần lượt tìm hiểu từng nội dung cụ thể. 3.1 Xác định vốn đầu tư cơ bản Theo qui định hiện hành của nhà nước, vốn đầu tư cơ bản (V) cho một công trình công nghiệp là tổng chi phí nhằm tái sản xuất ra tài sản cố định cho nền kinh tế quốc dân. Vốn đầu tư cơ bản bao gồm: 1/ Chi phí xây lắp nhà xưởng (VXL). 2/ Chi phí về thiết bị, dụng cụ sản xuất và phục vụ sản xuất (Vtb). 3/ Các chi phí khác về xây dựng cơ bản (VXd). Như vậy vốn đầu tư cơ bản sẽ là: V = VXL + Vtb + VXd (2-6) 3.1.1 Chi phí xây lắp nhà xưởng Chi phí xây lắp nhà xưởng gồm hai thành phần: - Chi phí xây dựng, mở rộng hoặc cải tạo các công trình kiến trúc, chi phí chuẩn bị mặt bằng sản xuất. - Chi phí lắp đặt thiết bị sản xuất và thiết bị phục vụ sản xuất. 3.1.1.1 Chi phí xây dựng, mở rộng, cải tạo và chi phí chuẩn bị mặt bằng sản xuất : Thành phần chi phí xây lắp này được xác định trên cơ sở dự toán theo giá qui định của nhà nước cho một đơn vị công trình xây dựng ứng với từng thời gian cụ thể. Đơn vị tính là đ/m2,, đ/m, đ/m3. Ví dụ : - Giá thành xây lắp nhà xưởng sản xuất chính, sản xuất phụ, bộ phận phụ với kết cấu nhà nhiều tầng sử dụng vĩnh cữu là 1200000 đ/m2 (tuỳ từng thời kỳ). - Giá thành xây lắp đường tải điện thắp sáng là (???) đ/m (tuỳ từng thời kỳ). - Giá thành xây lắp đường ống dẫn nước : Φ30 là (???) đ/m ; Φ70 : (???) đ/m (tuỳ từng thời kỳ). - Giá thành xây lắp đường ống dẫn khí nén : (???) đ/m (tuỳ từng thời kỳ). - Giá thành xây lắp đường ống dẫn hơi nóng : (???) đ/m (tuỳ từng thời kỳ). 3.1.1.2 Chi phí lắp đặt thiết bị Thành phần chi phí này bao gồm : - Chi phí lắp đặt thiết bị sản xuất và phục vụ sản xuất có tính lâu dài hoặc tạm thời . - Chi phí sơn mạ bảo vệ các thiết bị đã lắp đặt - Chi phí thử máy và điều chỉnh máy sau khi lắp đặt Thường chi phí lắp đặt thiết bị được lấy theo giá trị % kinh nghiệm so với giá trị bản thân thiết bị (chi phí thiết kế và chế tạo thiết bị) Ví dụ thường lấy 2 ~ 3 % lắp đặt. 3.1.2 Chi phí thiết bị dụng cụ Thiết bị sản xuất và phục vụ sản xuất gồm có 2 loại : loại cần lắp đặt và loại không cần Chi phí thiết bị được xác định dựa vào giá trị từng loại, theo kiểu, cỡ, đặc tính kỹ thuật- thường gồm có thành phần sau : <1> Giá trị bản thân thiết bị đó (chi phí thiết kế, chế tạo) : Vct < 2 > Chi phí vận chuyển và bảo quản chúng : Vvc 16 < 3 > Chi phí tháo gỡ, lau chùi sửa chữa trước khi lắp đặt : Vs Các thành phần chi phí < 2 > và < 3 > được lấy theo tỷ lệ % của giá trị bản thân thiết bị, dụng cụ đó. Ví dụ : - Thiết bị cơ khí lấy 3-5% cho chi phí vận chuyển, lấy 5 % cho chi phí sửa chữa. - Thiết bị vận chuyển lấy 7-10 % cho chi phí sửa chữa. Như vậy chi phí thiết bị sẽ là : Vtb = Vct + Vvc + Vs (2.7) Khi thiết kế gần đúng, tổng chi phí về dụng cụ, trang bị công nghệ được xác định theo tỷ lệ % của giá trị bản thân thiết bị sản xuất (Vct). Ví dụ lấy 2 %, có khi 8-15 %. Vốn tài sản nghiệp vụ ( chi phí về thiết bị phục vụ quản lý kinh doanh ví dụ như máy tính, máy photocopie, ...) cũng được xác định gần đúng theo tỷ lệ % của giá trị bản thân thiết bị sản xuất, ví dụ lấy 1-1,5 %. 3.1.3 Các chi phí khác về xây dựng cơ bản Những chi phí khác về xây dựng cơ bản, thường bao gồm : <1> Chi phí về đào tạo bồi dưỡng cần thiết cho quá trình sản xuất sau này (không tính chi phí để nâng cao tay nghề ở các xí nghiệp đang hoạt động và có yêu cầu mở rộng, chi phí đào tạo trong các trường chính qui). <2> Chi phí mua đất xây dựng, đền bù tài sản do mua đất, di chuyển các công trình kiến trúc cũ (không tính chi phí cho khâu phá và xây dựng lại công trình kiến trúc cũ) <3> Chi phí về thiết kế (kể cả khâu thăm dò khảo sát lẫn thiết kế từng phần). Thường chi phí này lấy theo tỷ lệ % của tổng chi phí xây dựng nhà xưởng. Ví dụ lấy 8 %. <4> Chi phí quản lý ban kiến thiết (ban quản trị) <5> Chi phí hợp tác kỹ thuật trong quá trình xây dựng. <6> Các chi phí khác do qui định trong quá trình thiết kế, thi công như : chi phí di chuyển đơn vị thi công, chi phí khánh thành và nghiệm thu công trình, chi phí xây dựng nhà ở cho đơn vị thi công ... ♦Việc xác định vốn đầu tư cơ bản của phương án thiết kế có các mục đích sau đây : 1/ Vốn đầu tư cơ bản giúp ta nhận biết qui mô của công trình thiết kế. 2/ Biết vốn đầu tư cơ bản để có kế hoạch chuẩn bị và chi phí. 3/ Biết vốn đầu tư để xếp công trình theo hạng ngạch. Từ đó mà định cơ quan chủ quản và xét duyệt công trình. Các mức giới hạn để tính hạng ngạch tuỳ thuộc vào từng thời kỳ - Các công trình trên hạng ngạch do hội đồng chính phủ xét duyệt khi được các bộ quản lý đệ trình lên. - Những công trình dưới hạng ngạch do cấp bộ chủ quản hoặc Uỷ ban nhân dân tỉnh xét duyệt. Xác định chi phí cho sản xuất hàng năm Chi phí sản xuất hàng năm bao gồm tất cả các phí tổn về vật tư kỹ thuật và lao dộng nhằm sản xuất ra sản phẩm với chất lượng và số lượng đã qui định trong nhiệm vụ thiết kế. Chi phí sản xuất trong nhà máy thường gồm các thành phần sau : 1) Chi phí về vật tư các loại (kể cả vật tư chính và vật tư phụ) 2) Chi phí (khấu hao) về trang thiết bị, dụng cụ (kể cả chính lẫn phụ) 3) Chi phí về năng lượng các loại 4) Chi phí về lương ( công nhân chính, phụ, phục vụ trực tiếp sản xuất) 5) Chi phí về nhà xưởng và các công trình kiến trúc khác. 3.2 17 6) Chi phí về quản lý xí nghiệp (phí tổn về thiết bị và chi phí lương cho cán bộ nhân viên phục vụ quản lý, điều hành sản xuất) Nhìn chung các thành phần chi phí cho quá trình sản xuất rất khó xác định được toàn diện và chính xác. Vì vậy trong thực tế tính toán, thường chủ yếu xác định các thành phần trực tiếp tạo thành chi phí sản xuất (như chi phí vật liệu chính, chi phí lương công nhân sản xuất, khấu hao trang thiết bị, dụng cụ sản xuất, chi phí năng lượng), còn những thành khác của chi phí sản xuất được lấy gần đúng kinh nghiệm theo tỷ lệ % của thành phần chính. Ví dụ : - Chi phí quản lý xí nghiệp lấy 150-300 % chi phí lương công nhân chính - Chi phí vật liệu phụ lấy khoảng 3 % chi phí vật liệu chính ... Tuỳ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng giai đoạn thiết kế mà sử dụng các phương pháp thích hợp để xác dịnh chi phí sản xuất. Sau đây ta nghiên cứu các phương pháp đó. 3.2.1 Xác định sơ bộ chi phí sản xuất (Ksx) Phương pháp xác định sơ bộ thường dùng trong bước thiết kế sơ bộ. Xác định sơ bộ chi phí sản xuất được dựa vào các thành phần cơ bản sau : - Chi phí về các loại vật liệu chính (đã trừ đi phế liệu có thể dùng lại) Kvl. - Chi phí lương chính cho công nhân sản xuất : KL - Chi phí quản lý xí nghiệp : KQ. Thường KQ được lấy theo tỷ lệ % của KL- tức là : KQ = kq . KL. Thường kq = 1,5- 0,8 tuỳ thuộc vào mức độ cơ giới hoá, tự động hoá của quá trình sản xuất. Như vậy chi phí sản xuất sơ bộ sẽ là : Ksx = Kvl + KL(1 + kq) (2.8) Sau đây ta đi vào xác định từng thành phần chi phí cụ thể. 3.2.1.1 Xác định chi phí vật liệu chính KVL Nếu nhà máy cần chế tạo ra j = 1,2,3..., m loại đối tượng sản phẩm, thì ta cầìn phải sử dụng i= 1,2,3..., n loại vật liệu chính. Như vậy chi phí cho một loại vật liệu bất kỳ i nào đó để sản xuất ra 1 loại đối tượng sản phẩm j nào đó sẽ được tính như sau : KVLij = [mf.gf - (mf - mct). go] Kvc.N (2.9) Trong đó : mf là khối lượng của phôi (kg/ chiếc) mct là khối lượng cuả chi tiết (kg/ chiếc) gf là giá thành phôi liệu (đ/ kg) go là giá thành phế liệu (đ/kg) KVC hệ số vận chuyển vật liệu (thường KVC = 1,1) N sản lượng hàng năm (chiếc/ năm) Từ công thức (2.9) ta có tổng chi phí cho các loại vật liệu ứng với tất cả các đối tượng sản phẩm là : [ ] K VL = ∑∑ m f .g f − (m f − mct ) g 0 K vc .N n m i =1 j =1 (2.10) 3.2.1.2 Xác định chi phí về lương chính của công nhân sản xuất . Nếu ta gọi m là số loại đối tượng sản phẩm r là số loại thợ cần thiết để gia công các đối tượng sản phẩm li là lương chính của loại thợ thứ i được tính bình quân hàng giờ (đ/h) 18 Tij là thời gian người thợ thứ i hoàn thành sản xuất đối tượng sản phẩm j được tính bình quân trong năm (h/năm) thì chi phí lương chính của công nhân sản xuất tính cho tất cả các loại đối tượng sản phẩm và các loại thợ là : K L = ∑∑ li Tij , m r [đ/năm] (2.11) j =1 i =1 3.2.2 Tính chính xác chi phí sản xuất Chi phí sản xuất được tính toán chính xác trên cơ sở các phí tổn cơ bản của quá trình sản xuất ra sản phẩm. Những phí tổn cơ bản của quá trình sản xuất gồm có : <1> Chi phí vật liệu chính các loại có trừ đi phế liệu có thể dùng lại được KVL (đ/năm) <2> Chi phí tiền lương cho công nhân sản xuất các loại : KLC (đ/năm) <3> Chi phí tiền lương công nhân điều chỉnh máy các loại : KLĐ (đ/năm) <4> Chi phí sửa chữa máy các loại : KS (đ/năm) <5> Chi phí về năng lượng các loại : Kn (đ/năm) <6> Chi phí về dung dịch trơn nguội : Ktn (đ/năm) <7> Chi phí về khấu hao máy : Kkm (đ/năm) <8> Chi phí về khấu hao dụng cụ các loại : Kkd (đ/năm) <9> Chi phí về trang bị công nghệ (chủ yếu là đồ gá) : Kg (đ/năm) <10> Chi phí về quản lý và điều hành sản xuất : KQ (đ/năm) <11> Chi phí về vật liệu phụ các loại : KVP (đ/năm) Như vậy chi phí sản xuất là tổng các chi phí đã kể trên tức là : K SX = ∑ K i , c [đ/năm] (2.12) i =1 Trong đó Ki là chi phí loại i (đ/năm) c là số loại chi phí (i =1,2,3...,c) 3.3. Tính giá thành sản phẩm Giá thành sản phẩm (G) được xác định trên cơ sở chi phí sản xuất. Tuỳ theo từng giai đoạn thiết kế mà sử dụng phương pháp tính toán cho phù hợp. 3.3.1. Cấu trúc của giá thành sản phẩm Giá thành sản phẩm gồm có hai thành phần chính : - Giá thành công xưởng (Gcx) - Chi phí ngoài sản xuất. Chi phí này thường được tính theo tỷ lệ % của giá thành công xưởng ( thường lấy 3 %). Do đó vấn đề ở đây là xác định giá thành công xưởng. 1/ Xác định sơ bộ giá thành công xưởng Phương pháp này được ứng dụng khi thiết kế sơ bộ. Nó được tiến hành xác định trên cơ sở các chi phí cơ bản như : chi phí vật liệu chính (KVL), chi phí về lương chính của công nhân sản xuất (KL) và chi phí về quản lý xí nghiệp (KQ). Giá thành công xưởng được tính sơ bộ theo công thức : K VL + K L (1 + k q ) GCX = , [đ/chiếc] (2.13) N 19 Trong đó N là sản lượng hàng năm (chiếc/năm) kq là hệ số tỷ lệ, thường kq= 1,5 - 0,8 2/ Xác định chính xác giá thành công xưởng Giá thành công xưởng được tính chính xác theo toàn bộ chi phí của quá trình sản xuất sản phẩm đã nêu ở mục.3.2.2. Công thức tổng quát để tính chính xác giá thành công xưởng : 1 c (2.14) ∑ K i , [đ/chiếc] N i =1 Trong thực tế, có một số thành phần chi phí rất khó xác định chính xác, do vậy người ta thường chỉ tính giá thành công xưởng theo một số chi phí chủ yếu bằng công thức sau : GCX = [ ] 1 K VL + K L (k L + k q ) + K km + K kd + K g , [đ/chiếc] (2.15) N Trong đó kL là hệ số kể đến tiền thưởng, phụ cấp khu vực, bảo hiểm xã hội. Thường lấy kL =1,14-1,23. Các ký hiệu khác đã có ở mục 3.2.2. GCX = 3.3.2. Tính toán giá thành sản phẩm Giá thành sản phẩm được xác định sơ bộ hoặc chính xác theo giá thành công xưởng và chi phí ngoài sản xuất. Công thức tính như sau : G = (1 +kn) GCX, [đ/chiếc] (2.16) Trong đó kn là hệ số tỷ lệ giữa chi phí ngoài sản xuất so với giá thành công xưởng. Thường kn = 0,03-0,05 (hiện nay, nếu kể thêm chi phí quảng cáo thì kn có thể đến 0,1 - 0,2 hoặc hơn). 3.4. Xác định thời gian hoàn vốn đầu tư cơ bản Thời gian hoàn vốn đầu tư cơ bản được xác định trên cơ sở mức chênh lệch về vốn đầu tư cơ bản và mức chênh lệch về giá thành sản phẩm giữa phương án thiết kế so với phương án mẫu, theo công thức : V − V0 T= , [năm] (2.17) (G 0 − G ) N Trong đó Vo, Go là vốn đầu tư cơ bản và giá thành sản phẩm của phương án mẫu. N là sản lượng hàng năm V và G là vốn đầu tư cơ bản và giá thành sản phẩm phương án thiết kế 3.5 Phương pháp phân tích kinh tế để lựa chọn phương án tối ưu Để lựa chọn phương án thiết kế tối ưu ta cần phân tích, so sánh một cách toàn diện cả về mặt số lượng lẫn về mặt chất lượng Kinh nghiệm cho thấy : khi xét về hiệu quả kinh tế để đánh giá so sánh lựa chọn phương án thiết kế thì đặc trưng quan trọng nhất đối với việc sản xuất ra sản phẩm cơ khí là hệ số hiệu quả kinh tế (H). Hệ số hiệu quả kinh tế (H) phụ thuộc chủ yếu vào 3 yếu tố : <1> Giá trị tổng sản lượng hàng năm S (đ/năm) <2> Giá thành sản phẩm tính trung bình hàng năm G (đ/năm) <3> Vốn đầu tư cơ bản V(đ) Trong đó lãi suất hàng năm (L) được tính : 20 L=S-G (2.18) Kết hợp công thức (2.3) và (2.18) ta có : S −G (2.19) V Như vậy, phương án thiết kế chỉ được chấp nhận khi mà hệ số hệ quả kinh tế của phương án không nhỏ hơn hệ số hiệu quả kinh tế qui định (hoặc thiết kế mẫu) [H]. Tức là : H= H ≥ [H] Theo tài liệu, ta có [H] =0,2 - 0,3. Từ những công thức trên, ta có nhận xét : phương án thiết kế tốt hơn là những phương án thể hiện ở các điểm sau : 1> Phương án đó có giá trị tổng sản lượng hàng năm cao hơn. 2> Phương án đó phải cho giá thành sản phẩm thấp hơn. 3> Phương án đó có vốn đầu tư cơ bản nhỏ hơn. Để đơn giản cho việc xem xét so sánh, thường khi phân tích hiệu quả kinh tế, người ta tiến hành so sánh từng cặp phương án và loại phương án xấu hơn. Cứ tiếp tục như thế ta nhận được những phương án hợp lý hơn và cuối cùng nhận được phương án tối ưu. Ví dụ : Để thiết kế một nhà máy cơ khí, người thiết kế đã xây dựng được N phương án. Qua các việc phân tích so sánh ta thấy có n trong N phương án đó có thể được chấp nhận. Nhiệm vụ tiếp theo là từ n phương án phải chọn được phương án tối ưu. Muốn hoàn thành công việc này, ta lần lượt so sánh từng cặp phương án và loại dần các phương án xấu hơn. Sau đây ta tìm hiểu phương pháp so sánh loại phương án xấu hơn. Giả thử ta lấy bất kỳ hai phương án A và B trong n phương án có thể chấp nhận. Số liệu tính toán của 2 phương án như sau : - Giá trị tổng sản lượng năm :SA, SB. - Giá thành sản phẩm năm : GA, GB. - Vốn đầu tư cơ bản : VA, VB. Vận dụng công thức (2.19), nếu phương án B tốt hơn phương án A thi: (S − G B ) − (S A − G A ) H= B > [H ] (2.20) VB − VA Trong khảo sát thực tế, khi thiết kế, các phương án đưa ra đều trên cơ sở cố định giá trị tổng sản lượng. Tức là SA = SB =...Sn. Vì vậy công thức (2.20) có dạng: G A − GB > [H ] (2.21) VB − V A Công thức (2.21) có nghĩa là : phương án B tốt hơn phương án A thể hiện ở chỗ : với 1 đồng vốn đầu tư bỏ thêm thì hàng năm đã thu lại được bao nhiêu đồng nhờ hạ giá thành của phương án có đầu tư lớn hơn. Ví dụ : Phương án B được trang bị bằng các dây chuyền tự động với vốn đầu tư là 6000 triệu đồng; phương án A chỉ được trang bị các máy móc vạn năng nên vốn đầu tư cơ bản là 5000 triệu đồng. Với trình độ kỹ thuật như vậy thì giá thành sản phẩm năm của phương án A là 7000 triệu đồng, còn phương án B chỉ 6600 triệu đồng. H= 21